Ақпарат қасиеттері. Ақпарат болу керек:

Нақты – мәселелердің нақты қалпын сипаттайтын ақпарат;

Түсінікті – қабылдауға түсінікті түрде сипатталған ақпарат;

Маңызды – қазіргі мезетте маңызды ақпарат;

Толық – қойылған мақсатқа жету үшін көлемі жеткілікті ақпарат;

Пайдалы – қойылған есепті шешуге көмектесетін ақпарат;

Ақпарат түрлері. Бізді қоршаған түрлі ақпаратты топтауға болады:

пайда болу саласы бойынша:

• өлі табиғат процесстерін, құбылыстарын сипаттайтын ақпарат элементар немесе механикалық деп аталады,

• жануар және өсімдік әлемнің процесстері — биологиялық;

• адамзат қоғамы — әлеуметтік;

тасымалдау және қабылдау тәсілдері бойынша:

• көрінетін символдар мен обаздар арқылы тасымалданаты ақпарат визуалды деп аталады;

• дыбыспен — аудиалды;

• сезіммен – тактильді;

• иіс пен дәммен — органолептикалық;

• есептегіш техника құралдарымен берілетін және қаьылданатын ақпарат машиналық деп аталады.

қоғамдық маңыздылығы бойынша ақпаратты үш түрге бөлуге болады:

• жеке;

• көпшілік;

• арнайы.

АҚПАРАТТЫҚ ПРОЦЕСТЕР. БАСҚАРУ ПРОЦЕСТЕРІНІҢ АҚПАРАТТЫҚ НЕГІЗДЕРІ.

Ақпаратты қабылдаумен, тасымалдаумен, сақтаумен және өңдеумен байланысты барлыө әрекеттер ақпараттық процестер деп аталады.

Бір адамнан екінші адамға ақпаратты тасымалдау процесі екі жақты: ақпараттың қайнары бар және қабылдаушысы бар. Қазіргі кезде ақпарат телефон, радио, теледидар, интернет сияқты техниклық байланыс құралдары арқылы тасымалдана алады. Бұл техникалық құралдар ақпаратты тасымалдау арналары деп аталады. Ақпараттық арна арқылы уақыт бірлігінде тасымалданатын ақпарат көлемі ақпаратты тасымалдау жылдамдығы немесе ақпараттық ағым жылдамдығы деп аталады.

Ақпаратты сақтау процесі деп адамның ақпаратты есте сақтауын немесе оны сыртқы ақпарат тасымалдағышқа сақтайтынын айтады.

Ақпаратты өңдеу процесі деп қандай да бір ережелер немесе заңдар бойынша оның түрленуін айтады.

Адамның немесе жануардың миының және жүйке жүйесінің негізгі әрі тұрақты функциясы қоршаған ортаның қалпы туралы ақпаратты түрлендіріп, ең жөнді әрекетті таңдау болып табылады. Бастапқы ақпаратты қандай да бір есептің шешімін көрсететін ақпаратқа түрлендіру процесі — кез келген қызметпен айналысатын адамның алдына қойылған есепті шешу деген осы.

АҚПАРАТТЫ КОДТАУ.

Бұл ақпаратты нақты көрінісін қалыптастыру процесі.

«Кодтау» терминін көбінесе ақпаратты бір формадан сақтауға, тасымалдауға немесе өңдеуге ыңғайлы екінші формаға өту деп түсінеді.

Компьютер сандық формада келтірілген ақпаратты ғана өңдей алады. Компьютерде өңделетін барлық басқа ақпарат (мысалы, дыбыстар, суреттер, приборлардың көрсеткіштері және т.б.) сандық түрге түрлендірілуі керек.

Әріптер мен сандар жиынтығы арасындағы сәйкестік символдар кодировкасы деп аталады.

ЭЕМ-де ақпаратты көрсету тәсілдері, кодтау және кодтарды түрлендіру көп жағдайда осы ақпарат қалыптасатын, жинақталатын, өңделетін және көрсетілетін құрылғылардың әрекет принциптеріне тәуелді.

Символдық және мәтіндік ақпаратты кодтау үшін түрлі жүйелер қолданылады: пернетақтадан ақпаратты енгізген кезде кодтау қажетті символ салынған пернені басқанда жүзеге асырылады, осы кезде пернетақтада перненің реттік нөміріне тең екілік сан болып табылатын scan-код орындалады.

Басылған перненің нөмірі пернеде салынған символдың формасына ешқандай қатысы жоқ. Символды тану және оған ЭЕМ ішкі кодын теңестіру арнайы бағдарламалармен жүргізіледі, олар арнайы кестелерге сүйенеді: ДКОИ, КОИ-7, ASCII (ақпаратты тасымалдаудың американдық стандартты коды).

ASCII (кесте) кодтау кестесінің көмегімен барлығы 256 түрлі символды кодтауға болады. Бұл кесте екіге бөлінген: негізгі (Ooh-ден 7Fh-ге дейінгі кодтары бар) және қосымша (80h-ден FFh-ге дейін, мұнда h әрпә кодтың оналтылық есептеу жүйесіне қатысын білдіреді).

Мәтіндік ақпаратты ASCII кодтау кестесі

Кестенің бірінші бөлігі стандартталған. Онда басқарушы кодтар орналасқан (00h-тен 20h және 77h-ке дейін). Бұл кодтар кестеден алынып тасталған, себебі олар мәтіндік элементтерге жатпайды. Осында тыныс белгілері және математикалық белгілер орналасқан: 2 lh - !, 26h - &, 28h - (, 2Bh -+,..., үлкен және кіші латын әріптері: 41h - A, 61h - а,...

Кестенің екінші бөлігінде ұлттық шрифтілер, псевдографика символдары орналасқан, олардан кестелер, арнайы математикалық белгілер құрастыруға болады. Кодировкалар кестесінің төменгі бөлігін сәйкес драйверлерді (басқарушы көмекші бағдарламалар) қолданып ауыстыруға болады. Бұл тәсіл бірнеше шрифтілер мен гарнитуралар қолдануға мүмкіндік береді.

Дисплей символдың әрбір коды бойынша экранға символдың көрінісін – жай сандық кодын емес, оған сәйкес келетін суретті шығарады, себебі әрбір символдың өз формасы бар.

Әрбір символдың формасының сипаты дисплейдің арнайы жадысында (знакогенератор) сақталады. IBМ PC дисплейінің экранында символдың жарқырауы символдық матрицаны құрайтын нүктелердің көмегімен жүзеге асырылады. Осындай матрицадағы әрбір пиксель сурет элементі болады және жарық не қараңғы бола алады. Қараңғы нүкте 0 санымен, ал жарық нүкте 1 санымен кодталады. Егер белгінің матрицалық өрісінде қараңғы пикселдерді нүктемен, ал жарық пикселдерді жұлдызшамен белгілесе, онда символдың форасын графикалық түрде суреттеуге болады.

Видеоақпарат әрбір нүктенің (пикселдің) мәнінің сипаты түрінде көрсетіледі. Бір уақытта дисплей экранында жарқырайтын пикселдер саны оның рұқсаттық қабілетімен анықталады. Графикалық ақпараттың сипаты ретінде алынады: экрандағы нүкте координаттары, пиксел түсі, фон түсі. Барлық ақпарат дисплейдің видеожадысында сақталады. Графикалық ақпаратты басып шығарғанда сурет осылайша нүктелер арқылы шығарылады.

Сурет векторлық формада бола алады. Онда ол кесінділерден құрастырылады, олардың бастапқы координаттары, бұрылу бұрышы, кесінді ұзындығы беріледі.

Аудиоақпаратты кодтау – күрделі процесс. Аудиоақпарат аналогты болып табылады. Оны сандық түрге айналдыру үшін аппаратуралық құралдар қолданылады: аналогты-сандық түрлендіргіштер (АСТ), олар аналогты сигналды сандық түре айналдырады, яғни сандық тізбек түрінде болады. Сандық дыбысты аудиоқұрылғыға шығару үшін кері т.рлендіру өткіщіледі, ол сандық –аналогты түрлендіргіш көмегімен жүзеге асады (САТ).

АҚПАРАТ КӨЛЕМІН АНЫҚТАУ

Хартли және Шеннон формулалары.

Клод Шеннон, американ ғалымы, ақпаратты біздің біліміміздің бірдеңе туралы білместігіміздің түсуі ретінде қаратырады.

Американ инженері Р. Хартли 1928 жылы ақпаратты алу процесін N тең ықтималды хабарламалардан тұратын алдын ала берілген шекті көпшеден бір хабарламаны таңдау деп қарастырды, ал таңдалған хабарламадағы ақпарат I көлемін N екілік логарифмі ретінде анықтаған.

Хартли формуласы:

I = log₂N

Мысалы, бірден жүзге дейінгі сандар жиынтығынан бір санды табу керек. Хартли формуласы бойынша осы үшін ақпараттың қандай көлемі қажет екенін анықтауға болады: I=log₂100>6,644. Яғни, дұрыс табылған сан туралы ақпаратта шамамен 6,644 ақпарат бірлігі бар.

Енді «ғимарат есігінен бірінші болып әйел шығады» және «ғимарат есігінен бірінші болып ер адам шығады» деген хабарламалардың тең ықтималды болуын не болмауын анықтайық. Бірден бұл сұраққа жауап беруге болмайды. Әңгіме қандай ғимарат екендігіне байланысты. Егер бұл метро станциясы болса, онда есіктен не әйел, не ер адам шығуы тең ықтималды, ал егер әскери казарма туралы әңгіме болса, онда ер адамның шығу ықтималдығы жоғары.

Осындай есептерді шығару үшін американ ғалымы Клод Шеннон 1948жылы ақпарат көлемін анықтайтын басқа формула ұсынды.

Шеннон формуласы:

I=-(p₁log₂p₁ + p₂log₂p₂ + ... + p_Nlog₂p_N),
мұндағы p_i – i-ші хабарлама N хабарламалар жиынтығынан белгіленгендігі ықтималдығын білдіреді.

Егер p₁, ..., p_N ықтималдықтары тең болса, онда олардың әрқайсысы 1/N тең, және Шеннон формуласы Хартли формуласына ауысады.

АҚПАРАТТЫ ӨЛШЕУ БІРЛІКТЕРІ.

Ақпарат бірлігі ретінде Клод Шеннон бір бит алуды ұсынды (ағыл. bit – binary digit – екілік сан).

Ақпарт теориясында бит — екі тең ықтималды хабарламаларды айыру үшін қажетті ақпарат көлемі.

Есептегіш техникада бит деп мәліметтер мен командаларды машинаішілік сипаттауға қолданылатын «0» мен «1» белгілерінің біреуін сақтауға қажетті компьютер жадысының ең кіші порциясын айтады.

Компьютер жеке биттермен жұмыс істемейді, ол сегіз бит жиынтығын алады. Сегіз ретті биттер байтты құрайды. Бір байтта (256 = 2⁸) 256 мүмкін символдың ішінен бір символдың мәнін кодтауға болады. Байт машина жадысында сақталып, бүтін сан түрінде оқылып, өңделеді. Бит пен байтпен қатар ақпарат көлемін өлшеу үшін келесі бірліктер қолданылады:

1 Килобайт (Кбайт, Кб) = 1024 немесе 2¹⁰ байт;

1 Мегабайт (Мбайт, Мб) = 2²⁰ байт, немесе 1024 Кбайт;

1 Гигабайт (Гбайт, Гб) = немесе 2³⁰ байт, немесе 1024 Мбайт;

1 Терабайт (Тбайт, Тб) = 2⁴⁰байт немесе 1024 Гбайт.

1 Петабайт (Пбайт, Пб) = 2⁵⁰ байт немесе 1024 Тбайт.

САНАУ ЖҮЙЕЛЕРІ; САНДАРДЫ БІР САНАУ ЖҮЙЕСІНЕН ЕКІНШІГЕ АУДАРУ.

Санау жүйесі деп символдар (сандар) жиынтығын және олардың сандарды көрсету үшін қолдану ережелерін айтады.

Санау жүйелерінің екі түрі бар:

Позициондық емес санау жүйелері. Бұл санау жүйесінің мысалы ретінде Рим жүйесін алуға болады, онда сандар ретінде кейбір әріптер алынған: I(1), V(5), Х(10), L(50), С(100), D(500), М(1000). Санның мәні оның санда орналасуына тәуелді емес. Мысалы XXX санында X саны үш рет кездеседі, әр жағдайда ол мәнін өзгертпейді 10, ал бәрі бірге XXX — 30.

Позициондық санау жүйелері. Позициондық санау жүйесінде санның мәні оның орналасуна байланысты. Санның орналасу реті разряд деп аталады. Сан разряды оңнан солға қарай өседі.

Позициондық санау жүйесінде жүйенің негізі оның қолданатын сандарының көлеміне (санына) байланысты.

Позициондық санау жүйесінде кезк келген негізде жазылған санды полином (көпмүше) түрінде жазуға болады:

A_(s)=a_nSⁿ+a_n-1S^n-1+...+a₁S¹+a₀S⁰+a_-1S^-1+...+a_-mS^m

Мұндағы S — санау жүйесінің негізі, ал дәрежесі A_(S) санындағы а цифрының разрядына сәйкес келеді.

Санның ондық санау жүйесіндегі жазылуын мысалңа келтірейік:

345₁₀ = 3*10²+4*10¹+5*10°

459₁₀ = 400 + 50 + 9 = 4*10²+5*10¹+9*10°

Кез келген негізі бар санау жүйесінен ондық санау жүйесіне аудару.

Санды ондық санау жүйесіне аудару үшін оны бізге белгілі полином түрінде жазайық:

A_(s)=a_nSⁿ+a_n-1S^n-1+...+a₁S¹+a₀S⁰+a_-1S^-1+...+a_-mS^m

және оның мәнін есептейік.

Мысалы: 111101₂ екілік санын ондық санау жүйесіне аударайық:

111101₂ = 1*2⁵ + 1*2⁴ + 1*2³ + 1*2² + 0*2¹ +1*2° = = 32+ 16 + 8 + 4+1=61₁₀

Осылайша 221₃ үштік санын ондық санау жүйесіне аударайық :

221₃= 2*3²+ 2*3¹ + 1*3° =18+6+1=25₁₀

Ондық санау жүйесінен негізі кез келген санау жүйесіне аудару.

Ондық санау жүйесінен негізі кез келген санау жүйесіне аударудың бірнеше тәсілі бар.

Келесі тәсілді қолдануға болады. 13 санын біртіндеп 2 санына қалдықсыз бөлеміз, қалдықтарын жазып отырамыз:

13 : 2 = 6 қалдық 1

6:2 = 3 0

3:2 = 1 1

Соңғы шешім 2 санына бөлінбейді, бұл сан біздің санымыздың ең жоғарғы цифры болады.

Соңғысынан бастап барлық қалдықтарды жазып алып санның екілік түрін аламыз:

13₁₀=1101₂

Әдетте бұл тәсілді үлкен сандарды көрсету үшін қолданады. Мысалы, 234₁₀ санын екілік жүйеге ауыстыру керек.

234:2 = 117 қалдық 0

117:2 = 58 1

58:2 = 29 0

29:2 = 14 1

14:2 = 7 0

7:2 = 3 1

3:2 = 1 1

Соңғы бөдгеннен қалдған қалдықтан бастап барлығын жазып аламыз:

234₁₀= 11101010₂

Осылайша кез келген ондық санды негізі кез келген жүйеге ауыстыруға болады.

Мысалы, 25 ондық санын негізі 3 санау жүйесіне ацыстырайық:

25 : 3 = 8 қалдық 1

8:3 = 2 қалдық 2

Сегіздік және оналтылық санау жүйелері.

Екілік жүйенің негізгі кемшілігі сан кішкентай болғанның өзінде көп белгі қолданылады, себебі санау жүйесінің негізі аз. Сондықтан қазіргі компьютерлерде екілік санау жүйесімен қатар сегіздік және оналтылық санау жүйелері қолданылады.

Сегіздік санау жүйесінде 8 сан: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, сегіз саны 10 (бір және ноль) болып белгіленеді, 64₁₀ — бұл 100₈.

Сегіздік санау жүйесінен ондыққа және керісінше ауыстыруды өзіміз білетін әдістермен жүзеге асыруға болады.

Мысалы:

611₈ санын ондық жүйеге аударайық:

611₈ = 6*8² + 1*8¹ + 1*8° = 6*64₁₀ + 1*8₁₀ +1 = 393₁₀

Енді 611₈ санын екілік жүйеге аударайық. Ол үшін сегіздік санның әрбір цифрын екілік цифрдың үш санынан тұратын тобымен ауыстыру керек.

611₈ санында 6 санын 110 тобына ауыстырамыз, 1-001 сонда аламыз: 611₈= 110 001 001₂

Көпмәнді екілік санды сегіздік жүйеге ауыстыру үшін оны оңнан солға қарай үш саннан топтарға бөлу керек, егер сандағы цифрлар саны үшке бөлінбесе, алдынан нольдер жазу керек. Әрбір топты сәйкес сегіздік санға ауыстырамыз.

Мысалы:

1 111 101 001₂ = 011 111 101 001₂ = 3751₈.

Санның жазылуы оналтылық жүйеде одан да қысқа. Бізде тоғыз сан ғана болғандықтан оналтылық санды жазу үшін олармен қатар латын алфавитінің бірінші үлкен алты әріптерін қолданады. Оналтылық жүйеден екілікке және кері аудару сегіздікке және кері аударумен дәл келеді. Айырмашылығы тек қана оналтылық сандар екілік төрт саннан тұратын топтарға бөлінеді. Мысалы :

AOF₁₆= 1010 0000 1111₂

11 1110 1001₂ = 0011 11101001₂ = ЗЕ9₁₆.

ЭЕМ ДАМУ ТАРИХЫ. ЕСЕПТЕУ МАШИНАЛАРЫНЫҢ ДАМУ БАҒЫТТАРЫ

Аналогтық есептеу машиналары

АЕМ-да барлық математикалық шамалар қандай да бір физикалық шамалардың үздіксіз мәндері ретінде көрініс табады. Машиналық айнымалы ретінде электр тізбегінің кернеуі алынады. Олардың өзгерісі берілген функция өзгеріс заңдарымен өтеді. Бұл машиналарда математикалық модельдеу әдісі қолданылады (зерттелетін нысанның моделі құрастырылады). Есептеу нәтижелері уақыт функциясындағы электр кернеулерінің тәуелділігі түрінде осциллограф экранына шығарылады немесе өлшеу аспаптарымен жазылып алынады. АЕМ негізгі тағайындалуы сызықтық және дифференциалданған теңдеулерді шешу болып табылады.

АЕМ артықшылықтары:

• электр сигналының өту жылдамдығымен салыстыруға болатын есептерді шешудің жоғары жылдамдығы;

• АЕМ конструкциясының қарапайымдылығы;

• Есептерді шешуге дайындау жеңілдігі;

• Зерттелетін процесстердің өту көрнекілігі, зерттеу кезінде зерттелетін процесстердің параметрлерін өзгерту мүмкіндігі.

АЕМ кемшіліктері:

• Алынатын нәтижелердің нақтылығының аздығы (10%);

• Шығарылатын есептердің алгоритмдік шектелуі;

• Шығарылатын есептің машинаға қолдан енгізлуі;

• Есеп қиындылығына қарай өсетін іске қосылған жабдықтардың үлкен көлемі.

Электрондық есептеу машиналары

Алғашқы машиналарға қарағанда ЭЕМ-де сандар цифрлар тізбегі түрінде беріледі. Қазіргі ЭЕМ-де Қазіргі заманғы электрондық есептеу машиналарында сандар екілік эквиваленттердің коды түрінде, яғни «0» жөне «1» цифрларының комбинациялары түрінде беріледі.

ЭЕМ-да программалық басқару принципі жүзеге асады. ЭЕМ-ды цифрлық электрлендірілген және есептеу-аналитикалық (перфорациялық) есептеу машиналарына бөлуге болады.