Ақпаратты өрнектеудің динамикалық тәсілдері

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . . 3

1-ТАРАУ. АҚПАРАТТЫ ӨРНЕКТЕУ

1. 1 Ақпарат және тілдер . . . 5

1. 2. Ақпаратты кодтау . . . 7

2-ТАРАУ. АҚПАРАТТЫ ӨРНЕКТЕУДІҢ ДИНАМИКАЛЫҚ ТӘСІЛДЕРІ

2. 1 Ақпараттың өрнектелуі. Компьютердің арифметикалық негізі . . . 12

2. 2 Берілген санды статистикалық жүйелерінде өрнектеу . . . 15

ҚОРЫТЫНДЫ . . . 26

ТІЗІМІ . . . 27

Кіріспе

Информатика- ақпаратты өрнектеу, оны түрлендіру, жинау, сақтау және пайдалану әдістері мен құралдары туралы ғылым. Ол ғылымның дербес бір саласы ретінде XX ғасырдың екінші жартысында ғана калыптасқанымен, оның көп мәселелері ерте заманнан-ақ адамдардың ой-қиялына түрткі болып келген. Өйткені, адамзаттың әлеуметтік және мәдени дамуы ақпаратты жинаумен, оны қорытып, таратумен тығыз байланысты болды.

Қазіргі уакытта ақпараттың, оны өңдеу, жеткізу, сақтау құралдарының маңызы орасан артты. Информатика мен есептеуіш техника кұралдары қоғамның ғылыми-техникалық мүмкіндігін, халық шаруашылығының даму деңгейін, адамдардың өмір келбеті мен қызметін анықтауда.

Ақпарат (зат және энергиямен қатар) ғылымның негізгі түсініктерінің бірі. "Ақпарат" термині хабар, түсінік беру мағынасында колданылатын деген латын сөзінен шықкан. Ақпаратты мақсатқа сай пайдалану үшін, оны алдымен алу, (қабылдау) түрлендіру, жеткізу, жинау және жүйеге келтіру қажет. Ақпаратпен жүргізілген осыңцай операциялармен байланысты барлық процестерді акпараттық процестер деп атаймыз.

Акпаратты алу және оны өңцеу кез келген тірі ағзаның өмір сүруі үшін қажетті шарт болып табылады. Тіпті, карапайым бір клеткалы ағза (амеба немесе инфузория-туфелька) өздеріне қолайлы өмір сүру ортасын таңдап алу үшін, сол ортаның химиялық кұрамы туралы ақпарат қабылдап, оны пайдаланады. Ал күрделі ағзалар қоршаған ортадан ақпаратты кабылдап қана коймай, оны сезім мүшелерінің көмегімен өзара алмаса да алады, Мысалы, құмырсқа мен ара бір-біріне жемнің орны туралы хабар береді. Бұл үшін олар осы ақпаратты жеткізерліктей арнайы тілді пайдаланады (аралар "биі") . Адамдар да ақпаратты сезім мүшелерімен жинап, оларды өзара түрлі тілдердің көмегімен

алмаса алады. Адамзат коғамның даму барысында неше түрлі тілдер (қазақ,

кытай, ағылшын, т. б. ) пайда болды. Адамзат үшін тілдің маңызы ерекше. Тілсіз, акпарат алмасусыз коғамның қалыптасуы да, дамуы да мүмкін емес. Ақпараттық процестер тек тірі табиғатқа, адамға, коғамға ғана тән емес. Адам жасаған техникалық құрылғы - автоматтардың да жұмысы ақпаратты алу, жеткізу және сақтау процестерімен байланысты. Мысалы, термостат деп аталатын автоматтық құрылғы бөлменің температурасы туралы ақпаратты кабылдап, температуралық режимге сай жылытатын приборларды қосып, ажыратады.

Адамдар арасындағы ақпарат алмасудың бірінші құралы - сөз. Ана тілінде берілген ақпаратты жеткізу құралдарының бай жиынтығына карамастан, ол тілде барлық нәрсені сипаттау мүмкін емес. Сондықтан, адамзат ақпаратты жеткізу және сақтау үшін, суреттерді, сызуларды, схемаларды, ал кейіннен фотографияларды, теледидарлық кескіндерді, т, б. пайдалана бастады. Адамзат қоғамында жазудың пайда болуы ақпаратты, білімді алмасу процесін дамытты. Акпараттың материаддық негізі алғашқы кезде тас, саз балшық, ағаш, папирус болса, кейіннен қағаз жасалынды. Адамдар бір-бірімен сөйлескенде ғана ақпарат алмасып коймай, акпаратты жазуға, оны сактап, келесі ұрпаққа қалдыруға мүмкіндік алды, Кітап басуды ойлап табу жағдайы түбегейлі өзгертті. 1440 жылы Гутенберг баспа станогын жасағаннан кейін ақпарат алмасудың жаңа дәуірі басталды. Білім мен акпарат көбейтіліп басылып, оларға көпшілік кауымның колы жетті. Бұл адамдарды сауаттандыруға, білім беруді, ғылымды, өндірісті дамытуға кең жол ашты.

1-ТАРАУ. АҚПАРАТТЫ ӨРНЕКТЕУ

1. 1 Ақпарат және тілдер

Информатика - XX ғасырдағы ең тез дамып келе жатқан ғылым және практикалық қызмет саласы.

Информатиканың казіргі құрылымын төменде берілген сүлбе бей-нелейді. Бұл сүлбе Н. Назарбаевтың «Қазақстан-2030» атты стратегиялық

бағдарламасына негізделіп жасалған.

Информатиканың пәндік саласы екі бөлімнен тұрады: ғылыми (теориялық), колданбалы (технологиялык), Бұл екі бөлім де информатиканың мектеп курсында қамтылған. Информатиканы зерттеу жолында осы екі бөлімнің арасына дұрыс теңдік орнату керек,

Ақпарат - хабарлау арқылы берілетін білімдер мен мәліметтер. Ақпарат таңбалы түрде сакталып, беріліп, өңделеді. Бір ақпарат турлі таңбалы жүйе аркылы, әр түрлі қалыпта беріле алады.

Тіл - ақпаратты жеткізудің анықталған таңбалы жүйесі.

Тілдер екіге бөлгнеді: сөйлесуге арналған табиғи тілдер және формальды тілдер. Формальды тілдерге әуен тілі (ноталар), математика тілі (сандар мен математикалык белгілер) жатады. Кейбір жағдайларда сөйлесу тілінің орнына мимика мен жест, арнаулы таңбалар тілі қолданылуы мүмкін (мысалы, жол белгілері) .

1. 2. Ақпаратты кодтау

Көптеген африкалық тайпалар бүгінгі күнге дейін бір-бірімен акпарат алмасу үшін барабандарын қолданады. Ал теңіз флоттарында ақпарат алмасу үшін семафор әліппесі (сигнал беруші жалауша арқылы қолдарының кимылдарымен әріптерді көрсетеді) колданылады.

Берілген сигналдар кабылданып және түсінікті болуы үшін оларды алдынала келісіп отырған. Ақпарат және оны жіберу тәсілінен басқа тағы бір компонент пайда болды. Ол ақпаратты түрлендіру немесе кодтау.

1831 жылы Фарадей электр тогын алу әдісін ойлап шығарды. Сол кезден бастап электр тогы ақпарат алмасуда кеңінен колданылып келеді. Сэмюэл Морзе ағылшын ғалымы Шиллингтің теориялык зерттеулерінің негізінде телеграф аппаратын құрып, оны практика жүзінде енгізді. Морзе ұсынған кодтау тек үш белгіден тұрды: ұзын сигнал (тире), кыскы сигнал (нүкте), сигнал жок. болса (пауза) әріптер бір-бірінен бөлінеді.

Мысалы, S ОS сигналы келесі түрде кодталады:

<нүкте>, <нүкте>, _. <нүкте> -S

<пауза>

<тире>, <тир. е>, <тире> - О

<пауза>

<нүкте>, <нүкте>, <нүкте> - S

Ақпаратты анықталған түрде пішіндеу процесі кодтау деп аталады. Негізінде кодтау термині акпаратты сактауға, өндеуге. тасымалдауға тиімді баска түрде пішіндеу ретінде түсіндіріледі. Ақпаратты кері түіэлендіру декодтау деп аталады.

Мәтінді кодтауда колданылатын символдардың толық жинағы алфавит деп аталады.

Кодтау тәсілі максатына байланысты жазуды қысқарту, ақпаратты

құпияландыру, өңдеуге ыңғайландыру болып келеді.

Көбінесе ағылшын. орыс тілдеріндегі мэтіндер кодталады. Мәтіндерді кодтаудың үш тәсілі бар:

1) графикалык - арнаулы белгілер (суреттер) көмегімен;

сандық - сандар көмегімен;

символдык- негізгі мәтін жазылған алфавиттегі символдаркөмегімен.
Маңызды тәсіл (Содержательный подход) . Хабарламада берілді ақпарат өлшемі хабарламаның кабылдаушы адамның алған білімінің көлеміне байланысты анықталады. Ақпаратгың адамға тигізетін пайда-хабарламадағы мәліметтердің маңыздылығына, түсініктілігіне және қалығына байланысты. Ақпараттың мазмұнына карай пайдалы, керек емес, маңызды, зиянды акпарат деп бағаланады. Алынған ақпаратты әр адам әр түрлі бағалайды;

Ақпарат санының өлшем бірлігі бит деп аталады. Адам білімінің ықталмаған тұсын хабар оған 1 бит акпарат әкеледі. Айталық, берілген хабарда тең ықтималдылықты N окиғаның бірінің орындалғаны туралы мәлімет берілсін.

Бұл хабарда берілген X бит акпарат көлемі мен N саны төмендегі формуламен байланысады:

Ақпаратты өлшеудің алфавиттік тәсті мәтіндегі ақпарат санын анықтауға мүмкіндік береді. Алфавиттік тәсіл объективті болып саналады, яғни ол адамға (субъектіге) байланысты емес.

Мәтінді жазуда колданылатын символдар жиынтығы алфавит деп аталады.

Алфавиттегі симводдардың толық саны алфавиттің өлшемідеп аталады. Егер алфавиттегі символдардың барлығы бірдей жеңілікпен кездессе, әр символ әкелетін ақпараттың саны төмендегі формуламен есептеледі:

і = 1оg ₂ п,

бұл жерде п - алфавиттің өлшемі. Сондықтан, екі символдық алфавитте әр

символдың 1 бит салмағы бар (1оg ₂ 2 = 1) ; төрт символдық алфавитте әр таңбаның салмағы 2 бит ақпарат (1оg _о 4 - 2) ; сегіз символдық алфавитте - 3 бит (1оg ₂ 8 = 3), 256 өлшемді алфавиттегі бір символ мәтінде 8 бит акпарат береді. Ақпараттың мұндай саны байт деп аталады. 256 символды алфавит кзомпьютерде мәтін жазу үшін пайдаланылады.

1 байт =8 бит.

Егер толық мәтін К символдардан тұрса, алфавиттік тәсіл бойынша

мұндағы ақпарат өлшемі:

I =k х і

Мұндағы і- пайдаланылған алфавиттегі бір символдың салмағы. Ақпарат өлшемдерінің түрлері:

1 Кбайт (килобайт) = 2 ¹⁰ байт = 1024 байт

1 Мбайт (мегабайт) - 2 ¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 байт (гигабайт) = 2 ¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт.

Стандартты функцнялар, Арифмөтикалык; өрнек. Бейсикте мәндерін компьютөрдің арнайы программалар арқылы автоматты түрдө есептейтін функциялар бар. Оларды стендартты функциялардеп атайды. Олар1-кестедө көрсетулі. Стандартты функция аргументі кез келген өрнекттен тұруы да мүмкін, мысалы,

S0R(х~2+5/8) . Кесте

мәндерін мәшиненің есептей алуы үшін оларды стандартты функциялар арқылы өрнөктел алу керек, мысалы, сtqх=і/tan(х) .

Монитор экранының текстік жәнө графикалық режимдері бар екен 1-бөлінде ескертілгөн болатын. Бейсик бірінш рет текстік рөжимдө іске қосылады. Бұл рөжинде монитор экранының сыйымдылығы - 80x25 (әр жолга 80 символ сыятын 25 жол) .

I0М Бейсиктө соңғы 25~жолда көйбір функциональдық клавиштердің Бейсиктегі қызметі көрсетіліп тұрады. Арнайы кснанда бойынша бұл жолды тазалап кою мүйікін.

Математикалық өрнөк Бейсиктө бір жолға жазылады да, түрлі жақшалардың ішінде жай жақшалар ғана пайдаланылады, оның үстіне, көбейткіштер арасындағы көбейту белгісін тастап кету мүмкін емес. Мысалы.

Мұндай өрнөкті арифметикалық өрнек дөп атайды.

Ескерту. Егер клавиатурадан теріліп жатқан өрнек экранның бір жолына сыймай қалса, оған көңіл бөлмей өрннкті теруді жалғастыра беру керек. Бұл кезде оның жалғасы экранның келесі жолында автоматты түрдө көріне береді. Осылайша ұзындығы 250-дөн аспайтын бір өрнекті экранның бірнеше жолына орналастыруға болады. Бейсикте ьұндай текст жол делінөді. Оны экран жолымен (катарымөн) шатастырмау керек.

Компьютерде арифнөтикалық өрнек мәнін есептеудің қатаң жүйесі бар: алдымен жақшаларға алынған өрнектердін мәндері есептеледі де, қатар орналасқан амалдардың ішінде дәрежелеу. сонан соң көбейту мен бөлу соңында қосу мен азайту амалдары орындалады.

2-ТАРАУ. АҚПАРАТТЫ ӨРНЕКТЕУДІҢ ДИНАМИКАЛЫҚ ТӘСЛДЕРІ

2. 1 Ақпараттың өрнектелуі. Компьютердің арифметикалық негізі

Компьютерлердің жұмыс істеу тәсілдерін, оның берілген ақпаратты қалай ұғатындығын түсіну үшін, пайдаланушының санақ жүйелері туралы кейбір төмендегі келтірілген ерекшеліктерді білгені жөн.

Санақ жүйелері. Берілген санды көрсету үшін қолданылатын белгілер және ережелер жиыны санақ жүйесі деп аталады.

Санақ жүйелері түрған орнына байланысты мағынасын өзгертетіндер (позиңиялықтар) және өзгертпейтіндер (позициялық еместер) болып екіге бөлінеді.

Өзгеретін санау жүйесінде цифрдың мағынасы оның орналасқан позициясына байланысты өзгереді. Мысалы, 555. 5 кай позицияда тұруына байланысты 5 цнфрының мағынасы өзгеруде.

Өзгермейтін сандар жүйесінде цифрдың тұрған орны оның мағынасын өзгертпейді. Мысалы, римдік сандық жүйелер. XXX санында X -ондық санның белгісі және оның мағынасы тұрған орнына байланысты өзгермейді.

Компьютерлерде санды жазу басқа жүйелерге қарағанда жинақы және есептеуге ыңғайлы позициялык сандык жүйе қолданылады.

Тарихи деректер бойынша ондық санау жүйесі ең көп тараған жүйе болса да, онымен қатар көптеген сандық жүйелер осы күнге дейін адам өмірінде колданылып келеді. Мысалға, индейцтер - бестік - ондық, Европада ~ он екілік (дюжина), ал Қытайда - бестік жүйелерді қолданады.

Негізінде кез келген сандық жүйе құруға болады. Сандық жүйенің негізі ретінде кез келген бүтін санды, мысалы, 2, 3, 8 және т. б. қабылдап, соларға

сәйкес екілік, үштік, сегіздік және басқа да сандық жүйелер құруға болады.

Өзгеретін сандық жүйеде кез келген негізге мынадай кағида дұрыс келеді: қарастырылып отырған разрядтағы бірліктер алдыңғы разрядтың бірліктерінен қанша есе көп екенін көрсететін сан, сол сандык жүйенің негізі больш есептеледі. Сондыктан, кез келген позицияльщ сандык жүйеде тұрған санды төмендегідей түрде жазуға болады:

Ондық санақ жүйесінде компьютерде информацияны өңдеу ыңғайсыз, себебі есептеу машиналардың негізгі жұмысшы элементтері екі позицияда ғана болады: "Қосылған", "Айырылған" және т. б.

Компьютерде мәліметтерді екілік жүйеде өңдеу өте ыңғайлы. Екілік жүйеде

санның кез келген разряды тек 0 және 1 цифрларының тізбегімен өрнектеледі, ал

мұндай цифрлардың физикалық моделін кұру техникалық тұрғыдан карағанда өте оңай. Техникада көптеген тетіктер екі тиянақты жағдайда болуы мүмкін. Мысалға, реле: контактылар қосылған - модель - 1, айырылған - модель - 0.

Екілік санақ жүйесінің негізін 1850 ж. ағылшын ғалымы. математик Дж. Бұл ойлап тапқан. Бұл жүйе екі цифрмен 0 және 1 өрнектеледі. Бұл жүйенің түбірі - 2.

100100 екілік санын мынадай түрде жазуға болады:

100100 ₂ = 1 -2 ⁵ +0-2 ⁴ +0-2 ³ +12+02+02 ⁰ .

Екінші буынға жататын компьютерлерде сегіздік сандық жүйе де қолданылды. Бұл сегіздік санақ жүйе, машинаға есепті бағдарламалауға дайындағанда, команданы жазу, машинаға енгізу үшін қолданылады.

Сегіздік сандық жүйеде тек 0-ден 7 дейінгі цифрлар қолданылады.

2. 2 Берілген санды статистикалық жүйелерінде өрнектеу.

а) Бүтім санды көшіру ережесі Ондық санды басқа санақ жүйеге көшіру үшін оны жаңа жүйенің түбіріне рет-ретімен бөліп, қалған қалдықтарды ақырғысымен коса, алынған тәртібіне керісінше жазу керек.

Мысалы. 25 екілік сандық жүйеге көшір

б) Аралас бөлшек санды басқа жүйеге көшіру. Аралас бөлшек сандарды басқа жүйеге көшіру үшін алдымен бүтін сан, сонан кейін бөлшек сан, жоғарыдағы көрсетілген ереже бойынша жаңа жүйеде өрнектеліп, нәтижелер бірге жазылады,

Сегіздік және екілік жүйелердің арасындағы байланыс. Практикада, бағдарлама кұрғанда (үшінші буынды машиналарға дейін) команданың нөмірін, санның адресін, операцияның кодын, алғашкы мәліметтерді және т. б. сегіздік жүйеде өрнектеледі. Бірақ, компьютерлердегі барлык акпарат тек екілік жүйеде ғана жазылады. Сондыктан, компьютерлерде арнайы кұрал аркылы "триад" таблицасының көмегі мен информацияны сегіздік жүйеден екілік жүйеге ауыстырады. Үлкен сандарды екілік жүйеге ауыстыру өте үлкен есептеуді кажет ететіндіктен, оларды алдымен сегіздік жүйеге, содан кейін "триад" таблицасын колданып екілік жүйеге ауыстырған жөн.

Кез келген сегіздік жүйеде өрнектелгеи санды "триад" таблицасын қолданып оңай екілік жүйеге көшіруге болады.

Санды екілік жүйеден сегіздік жүйеге көшіру үшін, оны үш-үш цифрдан топ-топқа бөледі, әр бүтін санды топ-топқа бөлу үтірден солға қарай басталады да, ал бөлшек жағы үтірден оңға қарай жүреді

Бірінші және ең ақырғы санды, үш цифрға толғанша нольмен толтырады да,

әр үш цифрдағы топты сегіздік жүйенің цифрларына ауыстырады. Мысалы, 11011101. 1011.

Осындай бірінен-біріне механикалык көшіру ретімен, клавиш (тетік) кұрылысы аркылы перфоратор сегіздік жүйеде жазылған бағдарламаны екілік жүйеге ауыстырып компьютерге енгізеді.

Екілік-ондық кодтар (жүйелер) . Екілік-ондық кодтар аралык жүйе болып есептелінеді. "Тетрада" таблицасының көмегімен, арнайы құрылыстар, ондық сандарды клавиатурамен терген кезде екілік-ондық кодтарға айналдырады да, ал машинаның өзі бұл кодттарды екілік жүйедегі сандарға көшіреді.

Машина есептік қорытындысын екілік жүйеде алады да, оны екілік-ондық кодтарға көшіреді. Бұдан кейін арнайы құрылыс аяккы қорытындыны кәдімгі ондық жүйеге көшіреді. Мысалы, мына санды: екілік-ондық кодта жазайық.

Екілік жүйедегі арифметикалық операциялар, ЭСЕМ-де арифметикалық әрекеттер калай жүргізіледі? Бұл сұраққа жауапка беру үшін, екілік жүйеде арифметикалық операциялар калай жүретінімен танысайық. Себебі компьютерде арифметикалык әрекеттер негізінде екілік жүйеде жүреді.

ЭСЕМ жасалмай тұрып, 1850 ж, ағылшын математигі Дж, Буль екілік алгебраны құрастырып шықты (Қазіргі кезде бұл алгебраны, математикалық