Информатика пәніне кіріспе. ЭЕМ жұмысының математикалық негіздері.

1. Информатика пәніне кіріспе.
2. ЭЕМ қызметі, құрылысы.
3. ЭЕМ жұмысының математикалық негіздері.

1. Информатиканың ғылым болып қалыптасуы және адам іс-әрекетінің барлық салаларында компьютердің (ЭЕМ-ның) қолданылуы ХХ ғасырдың елуінші жылдарына тұтас келеді. Бұл аталым француздың informatique, яғни Informacion(ақпарат) және Automatique(автоматика) деген сөздерінен шыққан және ақпаратты автоматты түрде өңдеу жөніндегі ғылым дегенді білдіреді.
Кейбір Батыс Еуропа елдерінде және АҚШ-та бұл ғылымға басқа термин қолданылады – “Computer science”(компьютерлік ғылым). Информатиканың көзі болып 2 ғылым санасын санайды – документалистика және кибернетика, Документалистика ХІХ ғасырдың аяғында өндірістік қарым-қатынастардың қарқынды дамуына байланысты қалыптасты, оның негізгі пәні – құжаттар айналымының (ақпараттардың) тиімділігін арттырудың құралдары мен әдістерін зерттеу. Бұл информатиканың алғы тарихын анықтайды, ол ауыз сөздің, жазудың, кітап басудың, радио, телефон, кино, фотография сияқты ғылым жетістіктерінің, соңында магниттік ақпарат тасушылардың даму кезеңдерімен сипатталады.
Екінші дүниежүзілік сөғыстан кейін әртүрлі жүйелердегі (жасанды, биологиялық, әлеуметтік және т.б.) автоматты басқару және байланыстардың жалпы заңдылықтарын зерттейтін жаңа ғылым – кибернетика екпінді дами бастады. Оның негізін 1948 жылы жарияланған американ ғалымы Норберт Винердің математикалық логикадан еңбектері қалады, ал бұл аталым гректің kyberneticos – басқару өнерлілігі сөзінен шыққан.
Алғашқы ЭЕМ-ң құрылуы мен шығуы информатиканың ғылым ретінде даму тарихына жол ашты, мұндай байламның бірнеше себебі бар. Біріншіден, «Информатика» термині есептеу техникасының дамуымен тығыз байланысты, және алғашында есептеулер туралы ғылым ретінде түсінілді. Екіншіден, информатиканың жеке ғылым болып бөлініп шығуына есептеу техникасындағы өңделетін және сақталатын ақпараттардың ортақ көрсетім пішімдері сияқты маңызды қасиеті әсер етті. Барлық ақпараттар түріне тәуелсіз бір жүйеде, яғни екілік пішімде сақталатыны және өңделетіні есептеу техникасының информатиканың ғылым болып қалыптасуында белсенді рөл атқаруына себепші болды.
Қазіргі заманда информатика кешенді ғылыми – техникалық ғылым. Информатика деген аталымға есептеу техникасын құру және жасау мәселелерін, оны пайдалану заңдылықтарын, ғылыми ақпараттың құрылымы мен қасиеттерін, оны алу, өңдеу, жеткізу және адам өмірінің барлық салаларында қолдану заңдылықтарын зерттейтін пәндер кіреді. Олар – есептеу техникасы мен жүйелерінің архитектурасы, аппараттық және программалық жасақтамалар, алгоритмдеу және программалау, жасанды интеллект, есептеу тораптары мен желілері және т.с.с.
Информатиканың дамуында есептеу техникасы маңызды роль атқарады. Информатиканың CC ғасырдың ортасында ғылыми бағыт ретінде пайда

1. Беркімбаев К.М –Информатика, Алматы 2010
2. ЭЕМ-ні пәні ұйымдастыру пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік құрал. Астана 2007
3. Ж.Амантұрлыұлы, А.Есханұлы, Ә.Наурызбайқызы Информатика және есептеуіш техника негіздері. Алматы «Рауан» 1993
4. С.Н. Кубентаева, Б.Б.Ахметова, А.А.Мазбаева Информатикадан студенттердің өзіндік жұмыстарын орындауға арналған практикум.Өскемен 2012.

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
1. Информатика пәніне кіріспе.
2. ЭЕМ қызметі, құрылысы.
3. ЭЕМ жұмысының математикалық негіздері.

1. Информатиканың ғылым болып қалыптасуы және адам іс-әрекетінің барлық салаларында компьютердің (ЭЕМ-ның) қолданылуы ХХ ғасырдың елуінші жылдарына тұтас келеді. Бұл аталым француздың informatique, яғни Informacion(ақпарат) және Automatique(автоматика) деген сөздерінен шыққан және ақпаратты автоматты түрде өңдеу жөніндегі ғылым дегенді білдіреді.
Кейбір Батыс Еуропа елдерінде және АҚШ-та бұл ғылымға басқа термин қолданылады - "Computer science"(компьютерлік ғылым). Информатиканың көзі болып 2 ғылым санасын санайды - документалистика және кибернетика, Документалистика ХІХ ғасырдың аяғында өндірістік қарым-қатынастардың қарқынды дамуына байланысты қалыптасты, оның негізгі пәні - құжаттар айналымының (ақпараттардың) тиімділігін арттырудың құралдары мен әдістерін зерттеу. Бұл информатиканың алғы тарихын анықтайды, ол ауыз сөздің, жазудың, кітап басудың, радио, телефон, кино, фотография сияқты ғылым жетістіктерінің, соңында магниттік ақпарат тасушылардың даму кезеңдерімен сипатталады.
Екінші дүниежүзілік сөғыстан кейін әртүрлі жүйелердегі (жасанды, биологиялық, әлеуметтік және т.б.) автоматты басқару және байланыстардың жалпы заңдылықтарын зерттейтін жаңа ғылым - кибернетика екпінді дами бастады. Оның негізін 1948 жылы жарияланған американ ғалымы Норберт Винердің математикалық логикадан еңбектері қалады, ал бұл аталым гректің kyberneticos - басқару өнерлілігі сөзінен шыққан.
Алғашқы ЭЕМ-ң құрылуы мен шығуы информатиканың ғылым ретінде даму тарихына жол ашты, мұндай байламның бірнеше себебі бар. Біріншіден, Информатика термині есептеу техникасының дамуымен тығыз байланысты, және алғашында есептеулер туралы ғылым ретінде түсінілді. Екіншіден, информатиканың жеке ғылым болып бөлініп шығуына есептеу техникасындағы өңделетін және сақталатын ақпараттардың ортақ көрсетім пішімдері сияқты маңызды қасиеті әсер етті. Барлық ақпараттар түріне тәуелсіз бір жүйеде, яғни екілік пішімде сақталатыны және өңделетіні есептеу техникасының информатиканың ғылым болып қалыптасуында белсенді рөл атқаруына себепші болды.
Қазіргі заманда информатика кешенді ғылыми - техникалық ғылым. Информатика деген аталымға есептеу техникасын құру және жасау мәселелерін, оны пайдалану заңдылықтарын, ғылыми ақпараттың құрылымы мен қасиеттерін, оны алу, өңдеу, жеткізу және адам өмірінің барлық салаларында қолдану заңдылықтарын зерттейтін пәндер кіреді. Олар - есептеу техникасы мен жүйелерінің архитектурасы, аппараттық және программалық жасақтамалар, алгоритмдеу және программалау, жасанды интеллект, есептеу тораптары мен желілері және т.с.с.
Информатиканың дамуында есептеу техникасы маңызды роль атқарады. Информатиканың CC ғасырдың ортасында ғылыми бағыт ретінде пайда болуы ақпаратты сақтауға және түрлендіруге бағытталған ЭЕМ-дің шығуымен тығыз байланысты. ЭЕМ пайда болуы, олардың өте тез дамуымен адам өміріне кеңінен ене бастауы жаңа "есептеу техникасы" деп аталатын ғылыми -- техникалық бағыттың қалыптасуына әкелді. Есептеу техникасының түрлеріне:
- электрондық есептеуіш машиналар (ЭЕМ-дер );
- есептеу жүйелері;
- есептеу желілері
жатады. Есептеу техникасы мамандары есептеу машиналарының жаңа құрылымдарын және жұмыс істеу принциптерін құрастырады, олардың элементарлық базасының сапасын жақсартады және түрлендіреді, компьютерлік желілер құрады және т.б. Мұндай мамандардың қызметі информатика және программалаумен тығыз байланысты.
Есептеу техникасы мен оның мамандары үшін теоретикалық информатиканың негізгі есептері ірге болып табылады, ол программалық жабдық құрушы программалаушыларсыз ешқандай ЭЕМ жұмыс істемейді. Сондықтан қолданбалы информатика бөлімінде есептеу құралдарын зерттеу маңызды мәселе болып табылады.
ЭЕМ ұғымына дәл анықтама беру күрделі сұрақ, себебі:
- электрондық ұғымы алғашқы элементтік базасы "электрондық" шамнан шыққан, ал қазір онда оларды "микроэлектрондық" деп атау керек;
- "есептеу" ұғымы алғашқы машиналардың басым көпшілігі шынымен де есептеу амалдарын орындауға негізделгендіктен болар, алайда қазіргі ЭЕМ есептеу үрдістеріне барлығы 10-15% қана уақыт жұмсайды, басым көпшілік операциялар мәліметтерді тасымалдау, салыстыру, енгізу -- шығару, т.с.с. болып табылады.
Сондықтан ЭЕМ-ді анықтауды оның функционалдық қызмет тұрғысынан қарастырумен байланыстырған жөн, яғни пайдаланушыға қажеттілігі тұрғысынан:
- ЭЕМ құрамына кіретін минималдық құрылғылар жиынтығын, яғни оның минималдық құрамын (негізгі бөліктерін) анықтау;
- ЭЕМ әртүрлі құрылымдық бөліктерінің жұмыс істеу принциптерін және олардың арасындағы байланыстардың құрылысын анықтау;
Информатиканың негізгі міндеті - есептегіш техниканың ақпараттық және бағдарламалық құралдарымен жұмыс істеу әдістері мен тәсілдерін жүйелеу. Жүйелеудің мақсаты мәліметтермен жұмыс этаптарын автоматтандыруда және жаңа технологиялық зерттеулерді әдістемелік қамтамасыз етуде, алдыңғы қатарлы, барынша тиімді технологияларды таңдау, енгізу және дамыту. Тәжірибелік қосымша үшін информатиканың негізгі міндеттері құрамында төмендегі бағыттарды көрсетуге болады:
* Есептеу жүйелердің архитектурасы
* Есептеу жүйелерінің интерфейсі
* Бағдарламалау
* Мәліметтерді түрлендіру
* Ақпараттарды қорғау
* Автоматтандыру
* Бір үлгіге салу
Информатика ғылымының базалық ұғымдары :
* Ақпарат, ақпарат өлшемі
* Ақпарат үлгі
* Алгоритм
* Компьютер (ЭЕМ)
Информатика құрылымы.
Теоретикалық информатика - бұл информатикадағы математиканың математикалық логика саласына негізделген бөлігі.

Есептеу техникасы - есептеу техникасын құру мәселелерін, оны пайдалану заңдылықтарын архитектура деңгейінде зерттейтін бөлім.

Программалау - программалық жасақтама құру және жасау мәселелерін зерттейтін бөлім.

Ақпараттық жүйелер - әртүрлі күрделі жүйелердегі ақпарат ағындарын анализдеу, тиімділеу, құрылымдау, ақпаратты сақтау және іздеу мәселелерін зерттейтін бөлім.

Жасанды интеллект - адам интеллектілік қызметін машиналық модельдеу мәселелерін зерттейтін бөлім.

Есептеу желілері - ақпараттық, есептеу, білім беру және тағы да басқа мәселелерді шешу мақсатында байланыстырылған компьютер (ЭЕМ) желілерін архитектура тұрғысынан, яғни желі элементтерінің аппараттық және программалық жасақтамаларын құру, қызмет істеу, сүйемелдеу принциптерін зерттейтін бөлім.

Мәліметтер - ақпараттық-диалектикалық бөлігі. Тіркелген сигналдар мәліметтер деп аталады, әдістемелердің көмегімен өңделеді, тасымалданады және пайдаланылады. Мәліметтер мен оларға парапат әдістемелер әсерлесуінен ақпарат құралады. Ақпарат - бұл ақпараттық үрдіс кезінде құралатын динамикалық объект.
Мәліметтерге қолданылатын амалдар : жинау, сұрыптау, сүзу, архивтеу, түрге келтіру, қорғау, тасымалдау, түрлендіру т.б.
Ақпараттың өлшем бірлігі. Ақпарат көрсетілімінің ең кіші бірлігі - бит. Ақпаратты өрнектейтін екілік разрядтар жиынтығы белгеле бір биттік тізбек құрады, тәжірибеде бұндай биттік тізбектің тұрықты ұзақтылығы болуы ыңғайлы. Сондықтан 8 биттен тұратын топ байт қолданылады. Ақпаратты өлшеудің ең кіші бірлігі - байт.
Машиналық сөз - біртұтас бүтін ретінде ЭЕМ-нің ақпараттық бөлігімен қарастырылатын биттер немесе таңбалар тізбегі.
Сәйкес 4 өзара байланысқан байттан тұратын топ - екі еселі машиналық сөз, 8 байттан тұратын топ - төрт еселенген машиналық сөз деп аталады. Машиналық сөздегі байттардың саны бүтін санға тең болады.
Екілік хабардағы ақпарат мөлшерін өңдеу үшін биттер және байттармен қатар, олардан ірі бірліктер де қолданылады:

Информацияны түрлендіру , оны мақсатқа сай өңдеу - информациялық процесстердің ең маңыздысы

2. Бульдік алгебра және компьютердің логикалық негізі
Электронды есептеуіш машиналары берілген программа бойынша есептеу амалдарын орындауға арналған құрылғы. Электрондық машина - дегеніміз ақпратты жеткізетін, сақтайтын, өңдейтін электрондық аспап. Бұл машиналардың электрондық деп аталатын себебі олар электрондық элементтерден құралған. Әрбір элемент ақпа - ратты өңдеу немесе сақтаудың белгілі бір функциясын атқарады. Мұндай элементтер жиынтығы - интегралдық схема болып табылады.
Есептеуіш машиналарда сандармен орындалатын математикалық амалдар, электр токтарының немесе кернеулердің әр түрлі түрленуімен алмастырылады. Жай электр тогының көмегімен қосу, азайту және т.б. математикалық амалдарды орындауға болады. Есептеуіш машиналар қарапайым амалдарды орындайтын бөлек элементтерден құралады. Элемент - ол әдетте электрондық схема. Есептеуіш машиналардың барлық элементтерін атқаратын қызметтеріне байланысты топтарға бөлуге болады: логикалық, есте сақтаушы, күшейтетін және арнайы элементтер. Логикалық элемент деп аталуының себебі, жеке дара элементтің анықталған байланысты жүзеге асыруға мүмкіншілік беру інде немесе жеке логикалық функцияны орындауында.
Логика - бұл адам ойлауының түрлері мен заңдары туралы, оның ішінде дәлелдеуге болатын пікірлердің заңдылықтары туралы ғылым. Пікір дегеніміз - жалған немесеақиқатболуы мүмкін қандай да бір пайымдау. Математикалық логиканың саласы пікірлер алгебрасын алғаш рет XIX ғасырдың ортасында ағылшын математигі Джордж Буль өз еңбектерінде пайдаланған.
Логика алгебрасының математикалық аппараты компьютердің аппараттық құралдарының жұмысын сипаттауға өте қолайлы, өйткені компьютердің негізі екілік санау жүйесі болып табылады, онда екі цифр: 0 мен 1 қолданылады. Бұл компьютердің бір ғана құрылғылары екілік санау жүйесінде ұсынылған сандық ақпаратты да, логикалық айнымалыларды да өңдеу және сақтау үшін қолданыла алады дегенді білдіреді. Демек, компьютерді конструкциялағанда, оның логикалық функциялары мен схемаларының жұмысы айтарлықтай жеңілденеді және қарапайым логикалық элементтердің саны азаяды. Компьютердің негізгі тораптары ондаған мың осындай логикалық элементтерден тұрады.
Компьютердің логикалық элементтері
Деректер мен командалар ұзындығы мен құрылымы әр түрлі екілік тізбектер түрінде беріледі. Компьютердің электрондық құрылғыларында екілік бірлік екілік нөлге қарағанда, кернеудің жоғары деңгейімен кодталады.
Компьютердің логикалық элементі - элементар (қарапайым) логикалық функцияны жүзеге асыратын электрондық логикалық схеманың бөлігі.
Компьютердің логикалық элементтері дегеніміз - ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС электрондық схемаларын айтамыз.
Бұл схемалардың көмегімен компьютер құрылғыларының жұмысын сипаттайтын кез келген логикалық функцияны жүзеге асыруға болады. Логикалық өрнектер электрондық схемалар құрудың басты негізі. Әдетте, вентильдердің екіден сегізге дейін кірісі және бір немесе екі шығысы болады. Вентильдердегі 1 және 0 болатын екі логикалық жағдайды көрсету үшін оларға кірістік және шығыстық сигналдарында кернеудің белгіленген екі деңгейінің бірі сәйкес болады. Әдетте жоғарғы деңгей - ақиқат (1) мәніне, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.