Компьютермен оқытудың негіздері
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
ТАРАУ I. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Мектеп информатика курсының оқытылу жағдайы. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
2. Мектеп информатика курсында Компьютердің аппараттық бөлігі тарауының
мазмұнын анықтау. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
ТАРАУ II. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда негізгі ұғымдарды қалыптастыру әдістемесі. . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
2.2. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда әдістемелік құралдарды қолдану. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
ҚОРЫТЫНДЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
ҚОСЫМША. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
КІРІСПЕ
Білім беру жүйесін жаңарту жағдайында оқу үрдісінде адам тұлғасына
ерекше назар аударылады. Сондықтан да мектеп мұғалімінің негізгі міндеті
–қойылған мақсатқа сәйкес тұлғаны дамытуда оқушының оқу қызметінде
қолданылатын әдістер мен ұйымдастыру формаларын таңдау болып табылады.
Ұғым – ғылыми білім жүйесінің ең маңызды құраушыларының бірі, базистік
бірлігі болып табылады. Ұғым пәндер, процесстер мен құбылыстардың
жалпыланған қасиеттерін және олардың арасындағы маңызды байланысты
көрсетеді. Сондықтан кез келген іргелі жалпы білім беретін пәндерді, соның
ішінде информатиканы меңгеру сол пәнге ғана ерекше болып табылатын
ұғымдарды меңгеру негізінде жүзеге асырылады. Әрбір ұғым жекеленбей, ол
басқалармен белгілі бір байланыста болуы керек. Ойлау қабілетін
қалыптастырудың негізгі шарты оқытуды жүйелі түрде жүргізу болып табылады,
яғни белгілі бір ретпен орналасқан ұғымдарды меңгеру болып табылады.
Сондықтан мектеп курсында, соның ішінде мектеп информатика курсында ұғымдық
аппаратты меңгеруге аса назар аударылу керек.
Қазіргі кезде оқушыларды информатика сабағын әр түрлі бағдарламалармен
және әр түрлі: тереңдетілген, әр түрлі деңгейлік, біріктірілген бағытта
оқытады, бірақ кез келген бағыт оқытылатын пән бойынша Мемлекеттік білім
беру стандарты бойынша міндетті білім минимумын қарастырады. Бұл
оқушылардың міндетті түрде білулері керке болатын білім минимумы.
Дипломдық жұмыстың мақсаты - мектеп информатика курсындағы
Компьютердің аппаратттық бөлігі тарауын оқытудың теориялық негіздерін
анықтау және әдістемелік негіздерін практикада тексеру. Яғни, компьютердің
аппараттық бөлігі тарауын оқытудың теориялық материалдарымен оқушыларды
таныстыра отырып, электронды оқу құралы негізінде компьютердің аппараттық
бөлігін оқытып үйрету болып табылады. Мектептің жоғарғы сыныптарында
компьютердің аппараттық бөлігін оқытудың сабақ үлгілерін жасау және оны
пайдалану үшін электронды көмекші құрал жасау.
Түлектік жұмыстың мақсаты келесі міндеттердің тууына себепші болды;
• Негізгі мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігін
оқыту дәрежесіне талдау жасау;
• Информатика пәнін жаңа технологиялармен оқытудың тиімді жолдарын
қарастыру;
• Жалпы білім беретін мектепке арналған информатиканы тереңдетіп оқыту
курсының мақсаты мен міндеттеріне байланысты компьютердің аппараттық
бөлігін оқытудың мазмұны мен тақырыптарын анықтау;
• Компьютердің аппараттық бөлігін оқытуға қажетті тапсырмалар мен
қолдану әдістемесін сипаттау;
• Компьютердің аппараттық бөлігін оқытуға арналған электронды оқу
қүралын жасау және қолдану.
ТАРАУ I. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1. Мектеп информатика курсының оқытылу жағдайы
Жалпы білім беретін орта мектепке арналған информатиканы тереңдетіп
оқыту курсының бағдарламасы
Қазіргі уақытта республика мектептеріне 7-11 сыныптарда информатиканы
оқыту енгізіліп, оның білім мазмұны мен оған қойылатын талаптар жалпыға
міндетті мемлекеттік стандарт көлемінде анықталады. Информатиканың
мемлекеттік білім стандартында оны 7-9-сыныптарда базалық курс, ал 10-11-
сыныптарда мамандыққа баулу курстары ретінде қарастырылады. Информатика
оқу пәні ретінде келесі бағдарламалар негізінде жүзеге асырылады: 7-9-
сыныптардағы базалық курс – 3 жыл; қоғамдық гуманитарлық және жаратылыстану-
математика бағыттары бойынша 10-11-сыныптарда мамандыққа баулу курсы –
2жыл.
Информатика пән ретінде оқу жүктемесінің көлемі – 7-11 сыныптарда
аптасына 1 сағат, оқу жылына есептегенде 34 сағат. Сонымен бірге
мемлекеттік стандартта қосымша бағдарлама бойынша информатиканы оқытуға
мүмкіндік берілген. Ол оқушылардың білімдік қажеттілігін қанағаттандыруға
екі және одан да көп жылдар көлемінде қарастырылады.
Ұсынылып отырған бағдарлама 7-11 сыныптарда информатиканы тереңдетіп
оқыту мәселелерін қамтиды. Оқу жүктемелерінің көлемі төмендегідей: аптасына
7-сыныпта 3 сағат; 8-сыныпта 4 сағат; 9-сыныпта 5 сағат; 10-сыныпта 4
сағат; 11-сыныпта 4 сағат. Негізгі оқу сағаттарынан басқа 28 сағаттан кем
емес жаздық практиканы өткізу де қарастырылады.
Тереңдетілген курстың мақсаты төмендегідей:
– мемлекеттік білім стандартында жаратылыстану-математика бағыты
үшін мектептің негізгі және жоғары сынып оқушыларының міндеті
дайындық деңгейіне қойылатын талаптардыорындайды;
– бағдарламалау саласы, компьютерде есептерді шешу әдістері,
модельдеу тәсілдері кең көлемдегі ақпараттарды өңдеу сияқты
информатиканың қосымша материалдарынан түсініктер беру.
Тереңдетілген курстың негізгі міндеті – оқушылардың ғылыми танымдық
әдістерін, ғылыми түсініктерді дамыту, ғылыми дүниетанымдық көзқарасты
қалыптастыру, ақпараттық модельдеу әдістерін және түрлі салалар бойынша
бағдарламалар жүйесінің құралдарын қолдану.
Мектепте тереңдетілген курсты қолдану оқушыға мынадай мүмкіндік
береді:
– формализация, модельдеу, компьютерлік эксперимент ретіндегі ғылыми
танымның қазіргі әдістерін меңгерту және оптимальды шешімді
таңдауға бағытталған әрекеттік ойлау қабілетін қалыптастыру;
– білім берудің ақпараттық бөліктерін меңгерту;
– мектеп пәндері бойынша ғылыми жобаларды орындау, түрлі
бағдарламалық құралдарын жасақтау, құбылыстар мен объектілерді
модельдеу мен оған зерттеулер жүргізу сияқты әрекеттер бойынша
оқушының зерттеушілік және шығармашылық қабілеттерін дамыту;
– алгоритмдеу және бағдарламалау курстарын тереңдету арқылы
олимпиадаға оқушыларды дайындау;
– ақпараттық және телекоммуникациялық технологияларды пайдалану
арқылы қазіргі қоғам талабына сай мамандыққа даярлау.
Тереңдетілген курстың мазмұны төмендегі 4 білімнен тұрады:
1) теориялық информатика;
2) ақпараттық және бағдарламалық құралдар;
3) ақпараттық және коммуникациялық технологиялар;
4) әлеуметтік информатика.
Бөлімдер ішінде материалдың құрылымына сәйкес тақырыптар мен
тақырыпшалар бар. Бағдарламаға енгізілген мәселелер тереңдетілген курстың
мағынасы мен мәнін ашады. Атап айтқанда, түрлі процестерді модельдеу және
оны компьютердің көмегімен зерттеу. Бағдарлама мазмұнын тереңдетіп үйрету
мен оны меңгерту оқушының дайындық деңгейіне қойылатын талаптарда
анықталған. 7-11 сыныптарда информатиканы тереңдетіп оқытудың күнтізбелік-
тақырыптық жоспары ұсынылады. Тақырыптық жопарлау ұсыныстық сипатта
берілген. Курс тақырыптарын үйретуге қойылатын талаптарды сақтай отырып,
оны үйрету реті мен көлемін мұғалім әдістемелік шеберлігіне сәйкес
өзгертуіне болады.
Ғалымдардың пікірінше, қазіргі мектепте информатика курсының оқытылуы
дүниежүзілік педагогикалық практикада бұрын соңды болмаған құбылыс деуге
болады. Әдетте ғылыми пәннің мектепке енуінен бастап, оның жалпы білім
берудегі маңызын толық түсінуіне дейін кем дегенде бірнеше онжылдықтар
өтеді – бұл уақыт ішінде ғылыми аппараты тұрақтанып, пәннің методологиясы
мен жалпы әдістемелік тәсілдері қалыптасады. Ал информатиканың пән есебінде
мектепке енуі өте жылдам іске асып жатқаны белгілі.
Қазіргі өскелең өмір бұл пәннің мектепке жылдам енуімен қатар ол
пәннен берілетін білім сапасын жетілдіруді де талап етеді.
Теориялық зерттеулер мен практикалық эксперимент нәтижелері бүгінгі
таңда мектептегі информатика пәнінің бірнеше кезеңге бөлініп оқытылғаны жөн
екені дәлелденіп отыр.
Бірінші кезең – пропедевтикалық. Бұл кезеңде, төменгі сынып оқушыларын
компьютермен алғаш таныстыру өтеді, қарапайым компьютерлік ойындар мен
жаттығулар программаларын қолдану арқылы оларда ақпараттық мәдениеттің
алғашқы элементтері қалыптасады.
Екінші кезең – базалық курс, информатика пәні бойынша оқушылар
дайындығының жалпы білім деңгейімен қамтамасыз етеді. Бұл кезеңде оқушылар
ақпараттық технология құралдары мен әдістерін меңгеріп, компьютерді қолдана
білу біліктілігі қалыптасады.
Үшінші кезең – информатика саласы бойынша көлемі мен мазмұны жағынан
сараланған бағдарлы оқу бағдарламалары бойынша, қызығушылықтары мен
бағыттарына қарай кәсіптік даярлыққа дейін білімдерін жалғастырады.
Базистік оқу жоспарына сәйкес информатика пәні орта мектептің 7-11
сыныптарында ғана оқытылатын міндетті оқу пәні ретінде беріледі, ал
пропедевтикалық курс факультативтік сабақтарда, қажетіне қарай ұйымдастыру
негізінде оқытылады.
Қазіргі таңда информатика әлемдік ғылымның бірден-бір болашағы бар
ғылым саласы болып табылады. Оның айналасында ғылыми зерттеулердің бірнеше
жаңа бағыттары қалыптасуда, атап айтқанда: әлеуметтік, экономикалық,
құқықтық, биологиялық, информатика және т.б.
Информатика пәні бойынша орта жалпы білімнің жалпыға міндетті
мемлекеттік стандартында ұсынылғандай информатикалық білім мазмұны
теориялық информатика, ақпараттандыру құралдары, ақпараттық технология,
әлеуметтік информатика бөлімдерін қамтиды.
Білім мазмұны оқушылардың қолданушы есебінде біліктілігін арттыруға
бағытталған материалмен толықтырылған. Білімге қойылатын талаптар осы
мазмұндық желілерге, бағдарлама бағытына сәйкес білуі, үйренуі тиіс
бөлімдерінде жүйеленіп берілген.
Информатиканың даму болашағы туралы мәліметтер жалпы алғаш рет осы
стандартта беріліп отыр. Бұл ғылымның дамуына байланысты қай мәселеге, қай
деңгейде көбірек көңіл бөлінуі қажет екенін алдын-ала білуге көмектеседі.
Бұл атқарылған жұмыстардың бәрі оқушылардың білім сапасының жоғары болуының
кепілі десек қателеспейміз.
Информатиканы мектепте оқыту сапасын жетілдіру мақсатында жүргізіліп
жатқан жұмыстардың бірі информатика оқулықтары мен оқу-әдістемелік
құралдарына қойылатын дидактикалық талаптарды нақтылап, осы материалдарды
даярлауда пайдалану. Бұл жұмыста Информатика пәнінің өзіндік ерекшеліктері
ескерілді.
Информатикадан білім сапасын жетілдірудің тағы бір бағыты есебінде,
бағдарлы бағдарлама бойынша арнайы курстар өткізуге болады.
Программалау курсы оқушыларды кәсіптік программалауға және
программалау тілдері, сандық әдістер, құрылымдық программалау элементтері,
компьютерлік модельдеу, компьютерлік желілер, ақпараттық деректер базасы
сияқты бағдарлы пәндермен байланысты жоғары оқу орындарына даярлауға
негізделген.
Іс қағаздарын жүргізуші және компьютер курсы бітірушілерді ауыл
шаруашылығында және қоғамдық өндірістің кез келген саласында кәсіптік
қызмет етуге дайындайды.
Оқу мекемесінің бағдарына байланысты информатикадан басқа профильдік
курстар дайындап, өз мүмкіндіктеріне қарай пайдалануға болады.
Әрине, осы айтылғандармен қатар білім сапасын жетілдіруде оқытудың
жаңа технологияларын қолдана білу шеберлігін арттыру қажет. Бұл да өте
күрделі мәселелердің бірі, сондықтан үлкен зерттеулерді қажет етеді. Осы
бағыттағы зерттеулер жүріп жатыр.
Информатика пәнін жаңа технологиялармен оқытудың тиімді жолдары
Сын тұрғысынан ойлау технологиясы Демократиялық білім үшін құрылған
Консорциум басқарған Сын тұрғысынан ойлау технологиясын пайдалану арқылы
да информатика сабақтарын түрлендіріп өткізуге болады.
Бұл әдістеме бойынша сабақ үш кезеңнен тұруы керек. Бірінші кезең –
тақырыпқа деген оқушылардың қызығушылықтарын ояту деп аталады, бұл жерде
мұғалім әр түрлі іс-әрекеттер арқылы оқушыларды қызықтыра алулары керек,
осы кезеңнен әр қарай сабақтың өтілуі тәуелді. Екінші кезең – мағынаны
ашу деп аталады. Мұғалім бағалау сұрақтарын қою арқылы оқушыларға сабақтың
мағынасын өз беттерімен ашатын жағдай жасап, тақырыптағы ереже, формулалар
қорытындысына оқушылар өздері жетулері керек. Үшінші кезеңі – қорытынды
жасау мұғалім әдістемедегі стратегияларды пайдалана отырып сабаққа
қорытынды жасауы керек. Мектеп курсындағы информатика курсын оқыту екі
бағытқа бөлінеді: қолданушы және программалау бағыты. Қай бағыт болмасын
практика жүзінде жаттығуды талап етеді, әсіресе қолданушы бағыты. Сол
себептен оқушы міндетті түрде практика жүзінде жаттығуы керек, бұл жерде
қорытынды жасамас бұрын оқушыларға практика жүзінде (компьютерде) жаттығуға
мүмкіндік берген дұрыс. Үйге берілетін тапсырмаларды да түрлендіріп
есептеген дұрыс, себебі білім берудің бұл әдісі оқушының сын тұрғысынан
ойлауын талап етеді.
Логикалық есептер дайындап әкелу. Информатика пәнінен оқушылардың
білімдерін толықтырып, түрлендіру мақсатында логикалық сұрақтар мен
логикалық есептердің орны бөлек.
Кроссворд, ребустар ойластырып, құрып әкелу.
Ақпараттық диктанттар.
Лабораториялық жұмыстар. Оқушылар өздігімен жұмыс атқарғанда
лабораториялық жұмыстарды орындау өте тиімді, себебі лабораториялық
жұмыстарды әр іс-әрекет қадамдап беріліп отырады. Әсіресе нашар оқитын
оқушылар үшін жұмыстың бұл түрінің пайдасы зор.
Практикалық жұмыстар. Әр оқушы А4 форматқа басқа топтағы оқушылар үшін
тақырып бойынша практикалық жұмыс әзірлеп әкеледі.
Жоғарыда аталған сабақты түрлендіру әдіс – тәсілдері бойынша үй
тапсырмаларын беру үшін оқушылар алдын-ала бұл әдістермен таныс болулары
шарт.
Компьютермен оқытудың негіздері
Қоғамда информатикаландыру, есептеу техникасы құралдарының кеңінен
таралуымен байланысты, оқу процесін ұйымдастыруға, сол сияқты білім берудің
мазмұнын өзгертуге де елеулі ықпал етеді.
Дербес ЭЕМ-ді оқу процесінде барлық пәндерде техникалық оқу құралы
ретінде пайдалану білім беру мазмұнына ықпал етуімен байланысты.
Компьютердің мүмкіндіктерін ескере отырып, оқыту мәселелеріне талдау
жасасақ, психологияның, педагогиканың іргелі оқыту теориясынан
психологиялық-педагогикалық, әдістемелік мәселелер туындайды. Бұл берілген
теорияда оқытудың дәстүрлі түрімен ғана шектеліп қоймады, үйрету
программаларын жобалауда әдістемелік құрал болып қалыптасады.
Белгілі теориялық тұжырымдарға сүйеніп, сондай-ақ педагогикалық
принциптерді ескере отырып, компьютерлік оқытудың психологиялық-
педагогикалық мәселелерін қарастыру қажет:
– компьютерлік оқытудың тәрбиелеу, білім беру және дамытудың
бірлігін қамтамасыз ету;
– оқушылардың шығармашылық қабілетін қалыптастыру мақсатында дербес
және саралап оқытуды ұйымдастыру;
– оқу процесін жетілдіру.
Компьютерлік оқытуға қойылатын дидактикалық талаптарды айқындасақ,
біздің ойымызша олар әрекет амалы және оқушылардың таным қызметі
белсенділігі бағытында қарастырылуы қажет.
Оқыту процестері – дидактиканың талас туғызатын мәселелерінің бірі.
Сондықтан да дидактикалық принциптерді әр оқымысты өзінше қарастырады деп
жазды В.Оконь.
Оқыту принциптерінің ішінде ерекше роль атқаратын басты принциптердің
біреуі біздің көзқарасымыз бойынша белсенділік принципі.Белсенділік
принципі барлық принциптерді компьютерлік оқыту кезінде практикалық жүзеге
асырудың негізі мен көрсеткіш деңгейі болып табылады.
Белсенділік принципі саналылық принципімен тығыз байланысты. Сондықтан
үйретуші прораммалардың құрылымы әрекет туралы және пән бойынша
программамен жұмыс істеуге қажетті білім беруді біртұтас нысаналы компонент
болуы керек деп есептейміз.
Оқушылардың біліктілігі мен дағдысының ғылыми ізденісін қалыптастыру
оқытудың ғылымилық принципімен байланысты. Бұл принцип қазіргі ғылымдағы
берік орныққан қағиданы зерттеуді талап етеді, оқу материалдарын таңдап
алу мен оқыту әдістерін қалап алуға көмектеседі. Ғылымилық принцип
негізінде компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына бірқатар талаптар
қойылады. Біздің ойымызша оқыту жүйесі компьютер арқылы оқу материалын
тиімді меңгертетін мазмұнда болуы қажет. Компьютерлік оқыту жүйесінің
мазмұнына қойылатын келесі талап қазіргі ғылыми мағлұматтар деңгейінде, ал,
оқу материалын меңгерту танымның ғылыми әдістерімен барабар болуы тиіс.
Оқытушылық таным нақты фактілер мен құбылыстарды сезімдік қабылдаудан
басталады. Бұл таным көзі ретінде заттар мен құбылыстардың өздеріне бет
бұрумен байланысты. Ол оқытуды аңғарып қараудан бастауды талап етеді.
Осыдан барып көрнекілік принципі шығады. Аталған принцип негізінде оқыту
жүйелеріне мынандай талаптар қоюға болады:
– үйретуші программаларды жасағанда дидактикалық мақсаттарды орындай
алатын модельді таңдап алу;
– процестерді бейнелегенде түстерді дұрыс таңдай білу;
– дыбысты, дыбыс сигналдарын жазу, оларды бейнелеу және т.б.
Білімнің жақсы меңгерілуі үшін, олар түсінікті, ретке келтірілген
болуы керек және бұрынғы бар білім жүйесіне біртіндеп енгізілуі тиіс. Бұл
жүйелік принципінен көрініс табады.
Информатика курсының білім беру саласына пән ретінде енгізілуі оған
қазіргі заманға сай және ғылыми түр береді, жүйелейді. Жүйелілік пен бір
ізділік принципі үйретуші программаларға бірқатар талаптар қояды.
Программаның мазмұнына арнайы әдіснамалық мағлұматтар енгізу, ғылыми
құрылымы болуы, сондай-ақ белгілі ретпен пакеттер жасау қажет.
Компьютерлік оқыту жүйелері танымның жүйелі әдістерін оптимальды
жүзеге асырады. Осыдан үйренушінің әрекетін құрайтын алгоритм материалды
меңгеруді қажет ететін жүйелілік талдаудан құралатынын байқаймыз.
Біз оқу процесінің компьютерді қолданумен байланысты мәселелерін үш
топқа бөлеміз: бірінші – оқыту теориясына, екінші – компьютерлік оқыту
технологиясына, үшінші – үйретуші программаларды жобалауға қатысты.
Оқыту теориясы оқу қызметімен байланысты оқушылар мен үйренушілер
қызметінің негізгі компоненттеріне оқу қызметін басқару процесіне
байланысты талдауларға сүйенеді.
Оқыту технологиясы оқыту теориясымен оның практикалық жүзеге
асырылуының арасындағы байланысты бөлім. Үйретуші программаларды жобалау
теория мен технологияның практикалық қолдану табуы болып табылады.
Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық жайы, ең алдымен,
оқу мақсатына жетудің негізгі механизмнің қызметіне терең талдау жасап оқу
процесінде заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің ерекшелігін
ескере отырып, бұл заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің
ерекшелігін ескере отырып, бұл заңдылықтарды қолдануды жан-жақты ойластырып
жүзеге асыру керек.
Дәстүрлі оқу процесінде оқушы-оқытушы жүйесі қалыптасқан. Демек, оқу
процесі – оқушы мен мұғалімнің өзара байланысты қызметі, біте қайнасқан
бірлікте жүзеге асырылатын күрделі, қозғалмалы жүйе болып табылады. Бұл
жүйеде мұғалімнің басшылығымен, оқушы ғылым негіздерін, әрекет тәсілдерін
меңгеріп, дамиды. Бұл өзара байланысты қызметтте әрбір субъектінің өзіндік
қызметі бар. Мұғалімнің қызметі тек білім беру ғана емес, білімді меңгеру
процесі мен әрекет тәсілдерін басқару болып табылады. Оқушының міндеті –
білім жүйесін, оны алу тәсілдерін меңгерту, оны өңдеу, сақтау жолдарын
үйрену.
Бұл оқушы мен мұғалімнің алдында тұрған мәселені шешу – оқу танымының
кезеңдеріне сәйкес жүзеге асырылады.
Бірақ дәстүрлі оқытуда оқушылардың оқу әрекетін басқарудағы мұғалімнің
мүмкіндіктері ұйымдастыру барысындағы қиындықпен шектеледі. Дәстүрлі
оқытуда ақпараттық ағым, негізінен, оқытушыдан оқушыға бағытталатынын
практика көрсетіп отыр. Демек, оқушылардың оқу әрекетін тиімді басқару
мәселесі бұл процесті жан-жақты жедел ақпараттық қамтамасыз ету мәселесін
шешумен, яғни жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілумен
байланысты шешіледі. Жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілуі
бұл жүйенің орнына оқушы-оқытушы-компьютер пайдаланғандықтан қалыптасқан
психологиялық-педагогикалық әдістеріне өзгерістер енгізуді қажет етеді.
Олай болса, жаңа жағдайдағы оқу-тәрбие процесін тиімді және мақсатына жете
алатындай ету үшін бірқатар психологиялық-педагогикалық мәселелерді қайта
құруға тура келеді. Осыған байланысты психологияның, педагогиканың және
дидактиканың көптеген дәстүрлі қағидаларын қосымша зерттеу қажет болады.
Біздің ойымызша зерттеліп отырған компьютерлік оқытудың психологиялық-
педагогикалық негізі ең тиімді іс-әрекет амалы болып табылады.
Қазіргі уақытта іс-әрекет категориясы үлкен методологиялық және
теориялық мәнге ие болды. Іс-әрекет адамзаттың табиғи, әлеуметтік, т.б.
қабілеттерінің қатынасын белсенді түрде өзгертушісі және түрлендірушісі
бола алады.
Қазіргі информатика курсы дүниежүзілік педагогика ісінде теңдесі жоқ
құбылыс саналады. Әдетте, ғылыми пәннің пайда болуынан бастап оның
жалпыілімдік мәнін ұғынуға немесе оның негіздерін мектептің білім беру
жүйесіне енгізуге дейін кемінде бірнеше он жыл, қала берді бірнеше жүз жыл
кетеді. Осы уақыт аралығында ғылыми ақпарат тұрақтандырылады, әдістаным
анықталады, жалпы әдістемелік жолдар қалыптасады, яғни берілген пәнге әлде
бір жүйелі көзқарас орнықтырылады.
Бір жағынан, бұл үрдіс жиырма жыл шамасы дерлік жалпыілімдік пәндер
құрамына міндетті түрде еніп келе жатса да информатика үшін әлі де аяқтала
қойған жоқ. Бірақ пәнге деген жүйелі көзқарастың болмауы, оған үзіп-жұлып
қарау қазіргі кезде информатиканы оқытудағы басты мәселе болып табылады.
Егер оқу пәнінің жалпы сүлбесіне жүгінер болсақ, онда толық қажетті оқу
пәні болуы үшін оған не жетіспейтіндігін түсінуге болады:
– пән саласының айқын сипаттамасы;
– информатикаға ғана тән қызметтің жалпыланған түрлерінің
тұжырымдамасы.
Өткен 1985 жылдан бастап информатика пән ретінде өзгеріске түсті. Ол
автоматикадан шын мәнінде алыстай бастады. Таза техникалық сала –
(компьютерлік ғылымдар) атты жеке ғылыми бағытқа бөлініп шықты. Ақпаратты
қорғау мен ақпарат қауіпсіздігі, деректер мен мағлұматтардың тұұрпаттала
өрнектелуі, әлеуметтік информатика және т.б. осы сияқты бағыттар пайда
болды. Бүгінгі күні қай бағыттың басым екендігі туралы айту қиын, бірақ
соның қажеті де жоқ шығар. Бірақ, информатиканың барлық жетекші
бағыттарының негізгі қағидалары оқу курсында да бейнеленуге тиіс екендігі
анық. Оның үстіне, осы бағыттардың пайда болуы информатиканы саны күн сайын
барынша өсіп келе жатқан өзге пән мәселелерімен байланыстыруға мүмкіндік
береді. Мысалы, информатика енгізген виртуалдандыру феномены қазіргі
қоғамның айқындауыш сипаттарының бірі болып табылады.
Қазіргі оқудың біріншісепті түйткілі оның іргелілігі болып келеді.
Оқудың іргелілігі, атап айтқанда, жеке тұлғаның шынайы еркіндігінің қажетті
шарты болып табылады. Ол дайын өнімдерді пайдалана ғана емес, оны жасай да
біледі. Бұл, сонымен қатар, ақпараттық өркениетті тану сайманы болып
табылатын информатика ғылымын игеруді де ескереді. Осы игерудің іскерлік
сипаты информатиканың ақпараттық үрдістер атты жалпылауыш ұғымын оқып-
үйренудің іскерлік логикада өрістетілетіндігімен анықталады. Ол ақпараттық
өнім шығаратын ақпараттық технологияларға ұмтылу сатылары бойынша жүзеге
асырылады.
Информатика туралы бүгінге дейінгі түсінігімізді жалпылай келе,
мынадай жұмыстық анықтаманы тиянақтауға болады: информатика дегеніміз
табиғаты әртүрлі жүйелердегі ақпараттық үрдістер ағымының заңдылықтары
туралы, ақпараттық үрдістерді автоматтандыру әдістері, құралдары мен
технологиялары туралы, ақпараттық жүйелердің жасалуы мен жұмыс істеу
заңдылықтары туралы ғылым.
2. Мектеп информатика курсында Компьютердің аппараттық бөлігі тарауының
мазмұнын анықтау
Информатика термині 60 жылдары Францияда электрондық есептеу машинасы
көмегімен ақпаратты автоматты түрде өңдеумен айналысатын саланы атау
негізінде пайда болды. Informatigue (информатика) француз термині
information (ақпарат) және automatigue (автоматика) екі сөздің бірігуінен
пайда болған және "ақпараттық автоматика немесе ақпаратты автоматты өңдеу"
дегенді білдіреді. Ағылшын тілді елдерде оның синонимі computer science
(компьютерлік техника туралы ғылым) сәйкес келеді.
Информатиканың адам қызметінің жеке саласы болып бөлінуі ең алдымен
есептеу техникасының дамуына байланысты. Бұған негізгі еңбек сіңірген
микропроцессорлық техника болды. Оның 70-жылдардың ортасында пайда болуы
екінші электрондық революция болып табылды. Осы уақыттан бастап есептеу
машинасының элементтік базасы интегралдық схема және микропроцессор болды,
ал компьютерді құру және қолдануға байланысты сала тез қарқынмен дамуда.
Информатика термині жаңа мағынаға ие болды және ол тек компьютерлік
техниканың жетістіктерін бейнелеу үшін ғана емес, сонымен қатар
ақпараттарды жіберу және өңдеу процесстерімен де байланысты.
Информатика — компьютер көмегімен ақпараттарды түрлендіру процесстерімен
және олардың қолданылу ортасымен өзара әрекеттесуіне байланысты адам
қызметінің саласы.
"Информатика" және "кибернетика" ұғымдарында жиі шатысулар тұрады.
Олардың ұқсастықтары мен айырмашылықтарын түсміндіруге тырысамыз.
Кибернетикаға қаланған Н. Винердің негізгі концепциясы адам қызметінің
әр түрлі саласындағы күрделі динамикалық жүйелерді басқару теориясын құруға
байланысты. Кибернетика компьютердің бар, жоқтығына тәуелсіз болады.
Информатика кең мағынада ғылымның, техникның және өндірістің әр түрлі
саласының ең бастысы компьютерлер көмегімен және адамзат қызметінің барлық
саласындағы телекоммуникациялық құралдар байланысының көмегімен бірігуі
болып табылады.
Информатиканы тар мағынада – үш өзара байланысты бөліктерден –
техникалық құралдар (hardware), программалық құралдар (software),
алгоритмдік құралдардан (brainware) тұрады деп қарастыруға болады. Жалпы
информатиканы, сондай-ақ оның әрбір бөлігін әдетте әр түрлі тұрғыдан (сурет
1.5) халық шаруашылық саласы, фундаментальды ғылым, қолданбалы пән деп
қарастырады.
Информатика халық шаруашылығының саласы ретінде шаруашылықтың әр түрлі
формасындағы бірыңғай кәсіпорындар жиынынан тұрады, онда компьютерлік
техника шығарумен, программалық өнімдер және ақпараттарды өңдеудің қазіргі
заманғы технологияларын құрумен айналысады.
Информатикадағы фундаментальды зерттеулердің мақсаты – кез-келген
ақпараттық жүйелер жөніндегі жалпы білімдерді талдап қорыту, оларды құру
және қзметінің жалпы заңдылықтарын айқындау.
Информатика қолданбалы пән ретінде:
ақпараттық процесстердегі заңдылықтарды зерттеумен (жинақтау, өңдеу,
тарату);
адам қызметінің әр түрлі саласындағы қатынастардың ақпараттық моделін құру;
нақты салалардағы ақпараттар жүйесі мен технологияларды құру және олардың
өмір сүру кезеңдеріне қатысты кепілдемелер өндіру: жүйелерді жобалау және
құру кезеңдері үшін, оларды өндіру, қызмет ету және т.б.
Информатиканың басты қызметі ақпараттарды түрлендіру құралдары мен
әдістерін құру және оларды ақпараттарды өңдеудің технологиялық процесстерін
ұйымдастыру болып табылады.
Информатиканың міндеттері:
кез келген табиғи ақпараттық процесстерді зерттеу;
ақпараттық техниканы құру және ақпараттық процесстерді зерттеу нәтижесінің
негізінде ақпаратты өңдеудің жаңа технологиясын құру;
қоғамдық өмірдің барлық салаларында компьютерлік техника және
технологияларды тиімді жасау және ендіру, құру, ғылыми және инженерлік
мәселелерді құру.
Оқушыларды компьютердің аппараттық бөлігін оқытуда мұғалімнің алдындағы
негізгі мақсат – компьютер тек ақпараттарды автоматты түрде өңдейтін
әмбебап құрылғы ғана емес, сонымен қатар жеке функционалдық құрылғылардан
тұратын жүйелі екендігі туралы көзқарасты қалыптастыру болып табылады.
Информатика сабағында “Компьютердің аппараттық бөлігі” тарауын өткенде
оқушылар тек компьютер техникасымен жұмыс істеп қана үйренбей, сонымен
қатар осы жұмыстың идеясын, принципін және механизмін оқып үйренуі қажет,
бұл өз кезегінде бұл жұмыстың тиімділігіне оң әсер етеді.
Ақпарат, ақпараттық процесс, ақпаратты кодтау, ақпаратты қлшеу бірліктері,
екілік санау жүйелері, компьютердің логикалық құрылғылады, алгоритм
ұғымдарын оқып үйренгеннен кейін ғана компьютердің аппараттық бөлігі
тарауын оқып үйренуге өту керек. Компьютердің құрылымын оның архитектурасы
деңгейінде, яғни компьютердің құрылғылары мен жұмыс істеу принциптерін
техникалық егжей-тегжейсіз сипаттау негізінде үйрету керек.
Компьютердің аппараттық бөлігін оқып үйретуді үш кезеңге бөлуге болады:
1. Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі
- Енгізу-шығару құрылғылары, олардың топтастырылуы
- Компьютер жадысының түрлері және сипаттамасы
- Процессор құрамы, процессордың команданы өңдеуі
2. Компьютер архитектурасы
- Компьютердің магистральды-модульдік схемасы
- Компьютердің ішкі жадысының ұйымдастырылуы
- Компьютердің сыртқы жадысының ұйымдастырылуы
3. Дербес компьютер құрылымы
- Компьютерлік желілер және олардың түрлері
- Компьютерлік желілердің аппараттық қамтамасыздандырылуы
- Компьютерлік желілердегі адрестеу
- Компьютерлік желілердегі хаттамалар
- Компьютер архитектурасын оқып үйренгенде комьютердің негізгі
құрылғылары және олардың қызметі туралы ұғымдардың қалыптастырудан
бастаған жөн, одан кейін компьютер жұмысын ұйымдастыру принциптерін
қарастырған жөн және ең соңында қазіргі заманғы дербес компьютерлердің
құрылымын оқып үйренумен аяқтаған дұрыс.
- Мектеп информатикасының тереңдетілген курсында компьютер
архитектурасын оқу моделінде қарастырған жөн, мұнда процессор
құрылымын, процессор командаларының құрамын, программа құрылымын және
оны процессордың орындауының алгоритмін, машиналық командалар тілін
қарастырған жөн. Сонымен қатар компьютердің оқу моделінің
архитектурасын, оқу компьютерінде сызықтық, тармақталған және циклдық
алгоритмдердің жүзеге асырылуын қарастыруға болады.
- Компьютер архитектурасын оқып үйренгенде комьютердің негізгі
құрылғылары және олардың қызметі туралы ұғымдардың қалыптастырудан
бастаған жөн, одан кейін компьютер жұмысын ұйымдастыру принциптерін
қарастырған жөн және ең соңында қазіргі заманғы дербес компьютерлердің
құрылымын оқып үйренумен аяқтаған дұрыс.
- Мектеп информатикасының тереңдетілген курсында компьютер
архитектурасын оқу моделінде қарастырған жөн, мұнда процессор
құрылымын, процессор командаларының құрамын, программа құрылымын және
оны процессордың орындауының алгоритмін, машиналық командалар тілін
қарастырған жөн. Сонымен қатар компьютердің оқу моделінің
архитектурасын, оқу компьютерінде сызықтық, тармақталған және циклдық
алгоритмдердің жүзеге асырылуын қарастыруға болады.
Дипломдық жұмысты орындау барысында информатика курсындағы компьютердің
аппараттық бөлігі тарауының мазмұны анықталды:
Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі
- Енгізу-шығару құрылғылары
- Енгізу-шығару құрылғыларының топтастырылуы
- Компьютер жадысының түрлері және сипаттамасы
- Процессор құрамы
- Процессордың команданы өңдеуі
Компьютер архитектурасы
- Компьютердің магистральды-модульдік схемасы
- Компьютердің ішкі жадысының ұйымдастырылуы
- Компьютердің сыртқы жадысының ұйымдастырылуы
Дербес компьютер құрылымы
- Компьютерлік желілер және олардың түрлері
- Компьютерлік желілердің аппараттық қамтамасыздандырылуы
- Компьютерлік желілердегі адрестеу
- Компьютерлік желілердегі хаттамалар
Электронды оқу құралының негізгі беті
Теориялық материалдар бөлімі
Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі пункті
Компьютер архитектурасы пукнті
Дербес компьютер құрылымы пукнті
ТАРАУ II. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
2.1. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда негізгі ұғымдарды қалыптастыру әдістемесі
Есептеу техникасының дамуы ерте кезден-ақ басталды. Кейбір
мысалдар: ХVII ғасырдың 40-жылдарында Б.Паскаль (1963-1662) сандарды қоса
алатын механикалық құрылғы ойлап тапты. XVIII ғасырда В.Лейбниц сандарды
қоса және көбейте алатын құрылғы жасап шығарды. XIX ғасырда Ч.Бэббидж (1792-
1871)механикалық машинаны программа арқылы басқару жүйесімен біріктірді. XX
ғасырдың 30-жылдарының соңында Америкада қосу, азайту элементтері,
электрондық жад, механикалық компонент енгізілген ЭЕМ құрастырылып шықты.
40-жылдардың соңғы кездерінде қазіргі кезде қолданылып жүрген ЭЕМ-дердің
құрылу принципінің негізінде бірсыпыра машиналар дайындалды. Алғашқы ЭЕМ-ді
құру және оның жұмыс істеуінің теориялық негіздерін 1946-1947 жылдары
атақты математик, кибернетик Джон фон Нейман дайындап шықты. Мұнда
өңделетін информация мен өңдеу программасын сандық түрде дайындау, деректер
мен программаны машинаның жадында орналастыру тәсілдері де қарастырылған.
Осы кезге дейін дайындалған ЭЕМ-дер төрт буындық түрге бөлінеді.
50-жылдардың басында жарыққа шыға бастаған негізгі өңдеу құралы –
бірінші буын ЭЕМ-дерінің ішкі құрылымы элементтері жеке бөлшектерден
дайындалған электрондық-логикалық схемаларға негізделген болатын. Бұл
бөлшектердің негізгілері вакуумдық электрондық шамдар еді. Мұндай
компьютерлердің көлемдері үлкен, сенімділігі жоғары емес, тездік
жылдамдықтары бір секөнтте 5-6 мың қарапайым операцияға шамасынан аспайтын
(екі санды қосу, көбейту не символдарды салыстыру сияқты бір әрекет
қарапайым операция деп аталады да, оны орындайтын команда машиналық команда
делінеді. Оның үстіне, мұндай машиналар үшін құрылатын программа машиналық
командалардан тұратын да, программалау жұмысы көп еңбекті қажет еткізетін.
Ал, ЭЕМ-нің өзі тек есептеу жұмыстарын жүргізу үшін пайдаланылатын).
Транзисторды ойлап шығаруға байланысты, 50-жылдардың соңғы
кездерінде техникалық негіздері түгелдей алмастырылған, негізгі элементтері
жартылай өткізгішті транзисторлардан тұратын екінші буын ЭЕМ-дері жарыққа
шықты. Мұндай элементтер машинаның әрекет тездігін және машинаның
сенімділігін елеулі түрде арттыруға мүмкіндік береді. Екінші буын
машиналарының сырт аумағы, массасы, энергияны пайдалану шамасы көп
төмендегендіктен, олардың өзіндік құны да бірінші буын машиналарына
қарағанда көп төмендетілді. Оның үстіне, бұл ЭЕМ-дерде жоғарғы деңгейлі
(Алгол, Фортран, Бейсик, т.б.) программалау тілдерінде операторлардан
тұратын программалармен жұмыс істеу мүмкіндігі туды. (Өңдеу операторы –
бірнеше, тіпті ондаған, жүздеген машиналық командалардан тұруы мүмкін
программалық команда ( әрекеттер тізбегінің негіздік бірлігі).
Сонымен, тиімді программа құру технологиясына жету арқылы жұмсалатын
адам еңбегін үнемдеудің екінші кезеңі басталды.
Алпысыншы жылдардың екінші жартысында және жетпісінші жылдары ЭЕМ
құрылымына одан әрі сапалы, күрделі өзгерістер енгізіліп, элементтік негізі
жартылай өткізгішті интегралдық схема (ИВ), үлкен интегралдық схема (ҮИВ)
және аса үлкен интегралдық схема (АҮИВ) болатын үшінші, төртінші буын
машиналар көптеп жасалына бастады. Мысалы, 80-жылдардың басында дайындалған
төртінші буындық ЭЕМ-дер бір кристалында оң мыңдаған-миллиондаған
транзистор болатын микропроцессорлардан құрылды. 90-жылдары пайда болған
срңғы төртінші буын ЭЕМ-дері білімді нәтижелі түрде өңдей алатын, параллель
жұмыс істейтін ондаған микропроцессорлар жиынтығынан дайындалып шықты. ЭЕМ
жұмысын күрделендіру одан әрі жалғасуда.
Интегралдық схема (ИВ) – мүмкіндігі күрделі транзисторлық схемадай
болатын, аумағы бір шаршы см-ге де жетпейтін функциональдық блок. Ол
жартылай өткізгішті кристалдандан (негізінен кремнийден) тұрады да,
элементтері оң мыңдаған-миллиондаған транзисторлар, диодтар,
конденсаторлар, резисторлар арнайы тақшада (платада) тұтас құрастырылады.
Тақша – түрлі электрондық схемаларды орналастыруға мүмкіндік беретін
материалдан құрылған көп қабатты пластинка. Қазіргі кезде бір кристалдық
электрондық схемада жүздеген мың электрондық молекулалар жинақталған.
Интегралдық схеманы пайдалану ЭЕМ-нің сырт аумағын шұғыл кішірейтуге
және оның жұмыс өнімділігін көп мыңдаған есе жоғарылатуға себеп болды.
Машинаның жұмысын басқарушы және арифметикалық-логикалық
информацияны өңдеуге арналған компьютердің негізгі құрылғыларын бірге қосып
процессор деп, ал бір не бірнеше АҮИС-тен тұратын дербес компьютер (ДК)
процессорын микропроцессор деп атайды. Бір микропроцессордың құрамында
кемінде бірнеше ондаған мың транзистор бар. Мысалы, 1981 жылы Intel фирмасы
жасап шығарған алғашқы 8086 нөмірлі микропроцессорының өзінде 29000
транзистор орналастырылған және аумағы 5.7 шаршы мм ғана болатын.
Қазіргі кездің күрделі ЭЕМ-дері мен ДК-лерінде орталық және шет
аймақтық деп аталатын бірнеше микропроцессор орналастырылған. Олар машинаға
енгізілген бірнеше программаны шамамен бір мезгілде қатар орындап шығуға
мүмкіндік туғызып отыр. Информацияны осылайша өңдеуді мультипрограммалық
режимде өңдеу деп атайды.
ЭЕМ-дер өте үлкен (супер), үлкен, кіші (мини), өте кіші (микро)
компьютерлер болып бірнеше типке бөлінеді. Үлкен ЭЕМ-дер секөнтіне
миллионнан артық қарапайым операцияларды орындай алады. ЭЕМ-нің бағасы оның
жабдықтамасы және қамтамасыздандыру программалары бағаларының қосындысына
тең. Мысалы, 80-жылдардың басында Ресейде құрастырылған төртінші буындық ЕС
1046 үлкен компьютердің сипаттамасы мынадай:
орталық процессордың өнімділігі - 1.3 млн оперc
негізгі жад көлемі - 8 Мбайт
алатын орны - 17×6,5 шаршы м
Интегралдық схеманы пайдалану және ЭЕМ-ді құрастыруды автоматтандыру
жылдамдығы 250-800 мың операцияс болатын мини-ЭЕМ-дерді және микро ЭЕМ-
дерді (арзан микрокалькулятор мен іштей орналастырылған микро ЭЕМ-дерді,
бір жазу столына толық сыйып кететін дербес компьютерлерді (ДК) көптеген
шығаруға мүмкіндік туғызды. Қазіргі кезде пайдаланылып жүрген дербес
компьютерлер – IBM PC және оған үйлесімді әмбебап компьютерлер.
IBM PC-ге үйлесімді дербес компьютерлер жұмыс істеу мүмкіндігі
жағынан алпысыншы жылдары шығарылған үлкен ЭЕМ-дерден кем түспейді, тіпті
кей жағдайларда олардан артық та. Оларды оқу орындары, мекемелер,
инженерлер, т.б. түрлі информацияны өңдеуге, іс қағаздарын жүргізуге,
басқарудың автоматты жүйесін ұйымдастыруға және тағы басқалар үшін
пайдалануда.
Микрокалькуляторлармен есептеу жұмыстары жүргізіледі де, іштей
орналастырылып, осы құралдарды не олардың бөліктерінің жұмысын автоматты
түрде бақылау не басқару үшін пайдаланылады.
1990 жылдардан бастап объектілі-бағдарлы программалау тілдері сияқты
электрондық құралдары жаңа типті етіліп күрделі дамытылған бесінші буын ЭЕМ-
дері дайындалып шықты, ЭЕМ-дерді дамыту одан әрі жалғасуда.
Компьютер жұмысының принципі
Компьютер информацияны арнайы құрылған программалар арқылы ғана өңдей
алады. Жалпы, оның орындайтын негізгі жұмысы – информацияны енгізу, оны
өңдеу, өңделген информацияны сыртқа шығару, сақтау. Программаны пайдаланып
жұмыс істейтін ЭЕМ-дердің көпшілігінің құрылымы Американың кибернетика
ғалымы Дж. Фон Нейманның еңбектерінде 1945 жылы жарық көрді. Төмендегі
принциппен жұмыс істеу машинаның Нейман принципімен жұмыс істеу принципі
делінеді.
Фон Нейман принциптері:
• Фон Нейман машинасының негізгі блоктары: басқару блогы, арифметикалық-
логикалық құрылғы, жад және енгізу – шығару құрылғылары;
• Информация екілік жүйе бойынша кодталады және сөз деп аталатын
бірліктерге бөлінеді (екілік жүйе, сөз жөнінде келесі тақырыптарда
түсініктеме берілген);
• Алгоритм команда деп аталатын басқару қызметші сөздерінің
тізбектерінен тұрады. Алгоритм құрайтын командалар жиынтығы программа
деп аталады;
• Программа мен деректер бір жадта сақталады. Түрлі типті сөздер кодтау
жолымен емес, пайдалану жолымен ажыратылады;
• Басқару құрылғысы мен арифметикалық құрылғы бір құрылғыға
біріктіріледі, оны орталық процессор деп атайды. Олар кезекпенен
жадтан оқылған командаларды ашып, сәйкес түрде бір мәнді етіп
орындайды. Информация машинаға оның жады (не ішкі жад, жылдам жаd) деп
аталатын құрылғысына екілік жүйеде кодталған (шифрланған) күйде
енгізіледі.
1.1.-сурет
Компьютер үшін пайдаланылатын код – 0 мен 1-ден тұратын тізбек. 0 мен 1 –
екілік санау жүйесінің цифрлары. Информатикада код түзетін мұндай цифрлар
бит деп аталады.
Екілік санау жүйсінің сандары ондық сандар сияқты бір разрядты, екі
разрядты не көп разрядты болып келуі мүмкін. Үшінші және одан жоғарғы
буындық компьютерлерде бір символды кодтау үшін сегіз разрядты екілік код
пайдаланылады. Мұның компьютер жадына жіберілу жүйесі мынадай: код жадқа
берілгендер шинасы деп аталатын көптеген өткізгіш бойымен электр сигналдары
арқылы жіберіледі де, жадтың электрондық схемалары қабылдайтын жоғарғы
деңгейлі кернеу 1 арқылы, төменгі деңгейлі кернеу 0 арқылы кодталады.
Жадта бір биттен тұратын информацияны сақтайтын электрондық қарапайым
құрылғыны триггер деп атайды (Триггер – екі тұрақты қалыпты күйде болатын
электронды логикалық схема. Онда кернеудің бар екені 1 санының, жоқ екені 0
санының ұғымына сәйкес келеді). Жад құрамы триггерлерден басқа
вентильдерден де тұрады. Вентиль құрылымы едәуір күрделі, ол қарапайым
арифметикалық және логикалық операциялар үшін пайдаланылады.
Есептеуіш техникада информацияның өлшем бірлігі үшін бит және байт алынған.
Байт – 8 биттен тұратын тізбек, бір символды белгілейтін код. Іс жүзінде
байттан үлкен килобайт, мегабайт, гигабайт өлшемдері де пайдаланылады.
Килобайт, мегабайт өлшемдерінің шамалары мынадай: жазу машинкасында
терілген бір беттік құжат көлемі 2 Кбайттан сәл көптеу, ал осындай 500
беттік кітапқа енгізілген құжат көлемі шамамен 1 Мбайт.
Компьютердің жұмыс істеуі үшін оны түрлі программалармен жабдықтау қажет.
Машина түсіне алатын (Бейсик, Паскаль,т.б.) тілдердің бірінде сөз тіркесіп,
құрылысын сақтап дайындалған, өзінше бір тиянақты нәтиже беретін реттелген
нұсқаулар тізбегін программа деп атайды. Программалардың екі түрі бар.
Біріншісі машина жұмысын басқаруға арналған, оларды жүйелік программалар не
операциялық жүйе деп атайды. Екіншісі – информацияны өңдеп, нәтиже алу үшін
пайдаланушылардың дайындаған програмалары. Оларды қолданбалы программалар
деп атайды.
Дербес компьютер архитектурасы
Дербес компьютерлер тұмыстық, оқу жүйесіне арналған және кәсіби деп
аталатын үш түрге бөлінеді. Тұрмыстық компьютерлер – компьютерлердің
қарапайым түрлері. Олардың жадтарының сыйымдылығы үлкен емес, орындайтын іс-
әрекеттері де шамалы болатын.
80-жылдардың бас кезінен бастап 90-жылдардың бас кезіне дейін оқу
орындарында информатика мен есептеуіш техника негіздері пәнін оқып-үйрену
үшін жад көлемі 64, 128 Кбайт шамасындағы Корвет, Ямаха, т.б. оқулық
компьютерлер пайдаланылып келді.
Халық шаруашылығының түрлі салаларында пайдалануға болатын, қазіргі кезде
оқу орындары толық қамтамасыз етілген, жұмыс істеу мүмкіндігі жоғары және
әрекет жылдамдығы үлкен дербес компьютерлер әмбебап не кәсіби дербес
компьютерлер деп аталады. Мұндай машиналарды және олардың негізгі құрылғысы
– процессорларды шығарумен алғашқы рет дүние жүзінде Apple, IBM, Intel,
т.б. фирмалар айналысқан болатын.
Дербес компьютердің негізгі құрылғылары классикалық Нейман архитектурасына
негізделген:
• жүйелік блок (микропроцессор, жады, қоректену блогы, енгізушығару
порттары, сағат таймер);
• пернетақта;
• монитор;
• принтер;
• магниттік дискіде жинақтауыш (дискжетек, CD-ROM).
Енгізу және шығару порттары компьютердің сыртқы баспа, модем сияқты
құрылғылармен жалғастыру үшін арналған. Порттар жалпы мақсаттық параллель
және асинхронды тізбекті болып екі түрге бөлінеді. Олардың сәйкес түрде
белгіленуі: LPT1–LPT3, COM1–COM3.
Таймер – кәдімгі сағат рөлін атқаратын интегралдық схема. Оның қызметінің
бірі – монитор экранында кескіндерді қалпына келтірудің уақытша аралықтарын
беру, яғни синхрондау, т.б.
Информацияны жазу және сақтау компьютердің жеке дискілерінде не қатты
магниттік дискіде орындалады. Жазу құрылғыларын дискжетек не дискі
жүргізуші деп, жинақты дискілерге жазатын не олардан оқитын құрылғыны CD-
ROM деп атайды. Винчестер компьютердің ішіне орналастырылған дискжетекке
бекітіліп қойылған, сондықтан ол дискжетектен алынып-салынбайды.
Дербес компьютерлердің құрамында бұларға қоса тышқан құрылғысы да бар.
Тышқан – көрсеткіші (курсоры) екі не үш түймесі бар, компьютерге электр
өткізгіш сым арқылы жалғастырылатын төртбұрышты кішкене пластмассалық
қорап.
Магниттік дискіде жинақтауыш – информацияны қатты дискіге немесе иілгіш
магниттік дискіге жазу не онда жазылған информацияны машина жадына енгізу
құрылғылары.
Компьютер құрамында сызбаны қағазға басып шығару, суреттерді және
графикалық информацияны компьютерге енгізу, компьютерді бір-бірімен телефон
жүйесі арқылы жалғастыру құрылғыларының болуы да мүмкін.
Пернетақта арқылы компьютер жадына берілген түрлі программа, мәтіндер және
т.б. енгізіледі.
Жады оларды және өңдеу кезіндегі аралық мәндер мен өңдеу нәтижесін уақытша
сақтап тұрады.
Монитор жүйелік блоктан келген информацияны электрондық экран бетіне, ал
принтер оны қағазға басып шығарады. Монитор құрылғысын дисплей деп, ал оны
пернетақтамен бірге терминал деп те атайды.
Дербес компьютердің жұмысын басқарушы операциялық жүйенің түрлері көп.
Олардың ішінде IBM PC компьютерлерінде пайдаланылатын жүйелердің бірін MS
DOS деп атайды. Олардан кейін MS WINDOWS атаулы операциялық жүйе жарыққа
шықты. Компьютермен жұмыс істеуді жеңілдету үшін бұл операциялық жүйеде
тышқан құрылғысы пайдаланылады.
Жүйелік блок
Жүйелік блок – процессор, жады, адаптер, жүйелік шина, таймер, қоректену
блогы мен енгізу және шығару порттары орналастырылған компьютердің негізгі
бөлімі. Олар орналастырылатын тақшаны аналық тақша не жүйелік тақша ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ
ТАРАУ I. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Мектеп информатика курсының оқытылу жағдайы. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
2. Мектеп информатика курсында Компьютердің аппараттық бөлігі тарауының
мазмұнын анықтау. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
ТАРАУ II. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда негізгі ұғымдарды қалыптастыру әдістемесі. . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
2.2. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда әдістемелік құралдарды қолдану. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
ҚОРЫТЫНДЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
ҚОСЫМША. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
КІРІСПЕ
Білім беру жүйесін жаңарту жағдайында оқу үрдісінде адам тұлғасына
ерекше назар аударылады. Сондықтан да мектеп мұғалімінің негізгі міндеті
–қойылған мақсатқа сәйкес тұлғаны дамытуда оқушының оқу қызметінде
қолданылатын әдістер мен ұйымдастыру формаларын таңдау болып табылады.
Ұғым – ғылыми білім жүйесінің ең маңызды құраушыларының бірі, базистік
бірлігі болып табылады. Ұғым пәндер, процесстер мен құбылыстардың
жалпыланған қасиеттерін және олардың арасындағы маңызды байланысты
көрсетеді. Сондықтан кез келген іргелі жалпы білім беретін пәндерді, соның
ішінде информатиканы меңгеру сол пәнге ғана ерекше болып табылатын
ұғымдарды меңгеру негізінде жүзеге асырылады. Әрбір ұғым жекеленбей, ол
басқалармен белгілі бір байланыста болуы керек. Ойлау қабілетін
қалыптастырудың негізгі шарты оқытуды жүйелі түрде жүргізу болып табылады,
яғни белгілі бір ретпен орналасқан ұғымдарды меңгеру болып табылады.
Сондықтан мектеп курсында, соның ішінде мектеп информатика курсында ұғымдық
аппаратты меңгеруге аса назар аударылу керек.
Қазіргі кезде оқушыларды информатика сабағын әр түрлі бағдарламалармен
және әр түрлі: тереңдетілген, әр түрлі деңгейлік, біріктірілген бағытта
оқытады, бірақ кез келген бағыт оқытылатын пән бойынша Мемлекеттік білім
беру стандарты бойынша міндетті білім минимумын қарастырады. Бұл
оқушылардың міндетті түрде білулері керке болатын білім минимумы.
Дипломдық жұмыстың мақсаты - мектеп информатика курсындағы
Компьютердің аппаратттық бөлігі тарауын оқытудың теориялық негіздерін
анықтау және әдістемелік негіздерін практикада тексеру. Яғни, компьютердің
аппараттық бөлігі тарауын оқытудың теориялық материалдарымен оқушыларды
таныстыра отырып, электронды оқу құралы негізінде компьютердің аппараттық
бөлігін оқытып үйрету болып табылады. Мектептің жоғарғы сыныптарында
компьютердің аппараттық бөлігін оқытудың сабақ үлгілерін жасау және оны
пайдалану үшін электронды көмекші құрал жасау.
Түлектік жұмыстың мақсаты келесі міндеттердің тууына себепші болды;
• Негізгі мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігін
оқыту дәрежесіне талдау жасау;
• Информатика пәнін жаңа технологиялармен оқытудың тиімді жолдарын
қарастыру;
• Жалпы білім беретін мектепке арналған информатиканы тереңдетіп оқыту
курсының мақсаты мен міндеттеріне байланысты компьютердің аппараттық
бөлігін оқытудың мазмұны мен тақырыптарын анықтау;
• Компьютердің аппараттық бөлігін оқытуға қажетті тапсырмалар мен
қолдану әдістемесін сипаттау;
• Компьютердің аппараттық бөлігін оқытуға арналған электронды оқу
қүралын жасау және қолдану.
ТАРАУ I. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1. Мектеп информатика курсының оқытылу жағдайы
Жалпы білім беретін орта мектепке арналған информатиканы тереңдетіп
оқыту курсының бағдарламасы
Қазіргі уақытта республика мектептеріне 7-11 сыныптарда информатиканы
оқыту енгізіліп, оның білім мазмұны мен оған қойылатын талаптар жалпыға
міндетті мемлекеттік стандарт көлемінде анықталады. Информатиканың
мемлекеттік білім стандартында оны 7-9-сыныптарда базалық курс, ал 10-11-
сыныптарда мамандыққа баулу курстары ретінде қарастырылады. Информатика
оқу пәні ретінде келесі бағдарламалар негізінде жүзеге асырылады: 7-9-
сыныптардағы базалық курс – 3 жыл; қоғамдық гуманитарлық және жаратылыстану-
математика бағыттары бойынша 10-11-сыныптарда мамандыққа баулу курсы –
2жыл.
Информатика пән ретінде оқу жүктемесінің көлемі – 7-11 сыныптарда
аптасына 1 сағат, оқу жылына есептегенде 34 сағат. Сонымен бірге
мемлекеттік стандартта қосымша бағдарлама бойынша информатиканы оқытуға
мүмкіндік берілген. Ол оқушылардың білімдік қажеттілігін қанағаттандыруға
екі және одан да көп жылдар көлемінде қарастырылады.
Ұсынылып отырған бағдарлама 7-11 сыныптарда информатиканы тереңдетіп
оқыту мәселелерін қамтиды. Оқу жүктемелерінің көлемі төмендегідей: аптасына
7-сыныпта 3 сағат; 8-сыныпта 4 сағат; 9-сыныпта 5 сағат; 10-сыныпта 4
сағат; 11-сыныпта 4 сағат. Негізгі оқу сағаттарынан басқа 28 сағаттан кем
емес жаздық практиканы өткізу де қарастырылады.
Тереңдетілген курстың мақсаты төмендегідей:
– мемлекеттік білім стандартында жаратылыстану-математика бағыты
үшін мектептің негізгі және жоғары сынып оқушыларының міндеті
дайындық деңгейіне қойылатын талаптардыорындайды;
– бағдарламалау саласы, компьютерде есептерді шешу әдістері,
модельдеу тәсілдері кең көлемдегі ақпараттарды өңдеу сияқты
информатиканың қосымша материалдарынан түсініктер беру.
Тереңдетілген курстың негізгі міндеті – оқушылардың ғылыми танымдық
әдістерін, ғылыми түсініктерді дамыту, ғылыми дүниетанымдық көзқарасты
қалыптастыру, ақпараттық модельдеу әдістерін және түрлі салалар бойынша
бағдарламалар жүйесінің құралдарын қолдану.
Мектепте тереңдетілген курсты қолдану оқушыға мынадай мүмкіндік
береді:
– формализация, модельдеу, компьютерлік эксперимент ретіндегі ғылыми
танымның қазіргі әдістерін меңгерту және оптимальды шешімді
таңдауға бағытталған әрекеттік ойлау қабілетін қалыптастыру;
– білім берудің ақпараттық бөліктерін меңгерту;
– мектеп пәндері бойынша ғылыми жобаларды орындау, түрлі
бағдарламалық құралдарын жасақтау, құбылыстар мен объектілерді
модельдеу мен оған зерттеулер жүргізу сияқты әрекеттер бойынша
оқушының зерттеушілік және шығармашылық қабілеттерін дамыту;
– алгоритмдеу және бағдарламалау курстарын тереңдету арқылы
олимпиадаға оқушыларды дайындау;
– ақпараттық және телекоммуникациялық технологияларды пайдалану
арқылы қазіргі қоғам талабына сай мамандыққа даярлау.
Тереңдетілген курстың мазмұны төмендегі 4 білімнен тұрады:
1) теориялық информатика;
2) ақпараттық және бағдарламалық құралдар;
3) ақпараттық және коммуникациялық технологиялар;
4) әлеуметтік информатика.
Бөлімдер ішінде материалдың құрылымына сәйкес тақырыптар мен
тақырыпшалар бар. Бағдарламаға енгізілген мәселелер тереңдетілген курстың
мағынасы мен мәнін ашады. Атап айтқанда, түрлі процестерді модельдеу және
оны компьютердің көмегімен зерттеу. Бағдарлама мазмұнын тереңдетіп үйрету
мен оны меңгерту оқушының дайындық деңгейіне қойылатын талаптарда
анықталған. 7-11 сыныптарда информатиканы тереңдетіп оқытудың күнтізбелік-
тақырыптық жоспары ұсынылады. Тақырыптық жопарлау ұсыныстық сипатта
берілген. Курс тақырыптарын үйретуге қойылатын талаптарды сақтай отырып,
оны үйрету реті мен көлемін мұғалім әдістемелік шеберлігіне сәйкес
өзгертуіне болады.
Ғалымдардың пікірінше, қазіргі мектепте информатика курсының оқытылуы
дүниежүзілік педагогикалық практикада бұрын соңды болмаған құбылыс деуге
болады. Әдетте ғылыми пәннің мектепке енуінен бастап, оның жалпы білім
берудегі маңызын толық түсінуіне дейін кем дегенде бірнеше онжылдықтар
өтеді – бұл уақыт ішінде ғылыми аппараты тұрақтанып, пәннің методологиясы
мен жалпы әдістемелік тәсілдері қалыптасады. Ал информатиканың пән есебінде
мектепке енуі өте жылдам іске асып жатқаны белгілі.
Қазіргі өскелең өмір бұл пәннің мектепке жылдам енуімен қатар ол
пәннен берілетін білім сапасын жетілдіруді де талап етеді.
Теориялық зерттеулер мен практикалық эксперимент нәтижелері бүгінгі
таңда мектептегі информатика пәнінің бірнеше кезеңге бөлініп оқытылғаны жөн
екені дәлелденіп отыр.
Бірінші кезең – пропедевтикалық. Бұл кезеңде, төменгі сынып оқушыларын
компьютермен алғаш таныстыру өтеді, қарапайым компьютерлік ойындар мен
жаттығулар программаларын қолдану арқылы оларда ақпараттық мәдениеттің
алғашқы элементтері қалыптасады.
Екінші кезең – базалық курс, информатика пәні бойынша оқушылар
дайындығының жалпы білім деңгейімен қамтамасыз етеді. Бұл кезеңде оқушылар
ақпараттық технология құралдары мен әдістерін меңгеріп, компьютерді қолдана
білу біліктілігі қалыптасады.
Үшінші кезең – информатика саласы бойынша көлемі мен мазмұны жағынан
сараланған бағдарлы оқу бағдарламалары бойынша, қызығушылықтары мен
бағыттарына қарай кәсіптік даярлыққа дейін білімдерін жалғастырады.
Базистік оқу жоспарына сәйкес информатика пәні орта мектептің 7-11
сыныптарында ғана оқытылатын міндетті оқу пәні ретінде беріледі, ал
пропедевтикалық курс факультативтік сабақтарда, қажетіне қарай ұйымдастыру
негізінде оқытылады.
Қазіргі таңда информатика әлемдік ғылымның бірден-бір болашағы бар
ғылым саласы болып табылады. Оның айналасында ғылыми зерттеулердің бірнеше
жаңа бағыттары қалыптасуда, атап айтқанда: әлеуметтік, экономикалық,
құқықтық, биологиялық, информатика және т.б.
Информатика пәні бойынша орта жалпы білімнің жалпыға міндетті
мемлекеттік стандартында ұсынылғандай информатикалық білім мазмұны
теориялық информатика, ақпараттандыру құралдары, ақпараттық технология,
әлеуметтік информатика бөлімдерін қамтиды.
Білім мазмұны оқушылардың қолданушы есебінде біліктілігін арттыруға
бағытталған материалмен толықтырылған. Білімге қойылатын талаптар осы
мазмұндық желілерге, бағдарлама бағытына сәйкес білуі, үйренуі тиіс
бөлімдерінде жүйеленіп берілген.
Информатиканың даму болашағы туралы мәліметтер жалпы алғаш рет осы
стандартта беріліп отыр. Бұл ғылымның дамуына байланысты қай мәселеге, қай
деңгейде көбірек көңіл бөлінуі қажет екенін алдын-ала білуге көмектеседі.
Бұл атқарылған жұмыстардың бәрі оқушылардың білім сапасының жоғары болуының
кепілі десек қателеспейміз.
Информатиканы мектепте оқыту сапасын жетілдіру мақсатында жүргізіліп
жатқан жұмыстардың бірі информатика оқулықтары мен оқу-әдістемелік
құралдарына қойылатын дидактикалық талаптарды нақтылап, осы материалдарды
даярлауда пайдалану. Бұл жұмыста Информатика пәнінің өзіндік ерекшеліктері
ескерілді.
Информатикадан білім сапасын жетілдірудің тағы бір бағыты есебінде,
бағдарлы бағдарлама бойынша арнайы курстар өткізуге болады.
Программалау курсы оқушыларды кәсіптік программалауға және
программалау тілдері, сандық әдістер, құрылымдық программалау элементтері,
компьютерлік модельдеу, компьютерлік желілер, ақпараттық деректер базасы
сияқты бағдарлы пәндермен байланысты жоғары оқу орындарына даярлауға
негізделген.
Іс қағаздарын жүргізуші және компьютер курсы бітірушілерді ауыл
шаруашылығында және қоғамдық өндірістің кез келген саласында кәсіптік
қызмет етуге дайындайды.
Оқу мекемесінің бағдарына байланысты информатикадан басқа профильдік
курстар дайындап, өз мүмкіндіктеріне қарай пайдалануға болады.
Әрине, осы айтылғандармен қатар білім сапасын жетілдіруде оқытудың
жаңа технологияларын қолдана білу шеберлігін арттыру қажет. Бұл да өте
күрделі мәселелердің бірі, сондықтан үлкен зерттеулерді қажет етеді. Осы
бағыттағы зерттеулер жүріп жатыр.
Информатика пәнін жаңа технологиялармен оқытудың тиімді жолдары
Сын тұрғысынан ойлау технологиясы Демократиялық білім үшін құрылған
Консорциум басқарған Сын тұрғысынан ойлау технологиясын пайдалану арқылы
да информатика сабақтарын түрлендіріп өткізуге болады.
Бұл әдістеме бойынша сабақ үш кезеңнен тұруы керек. Бірінші кезең –
тақырыпқа деген оқушылардың қызығушылықтарын ояту деп аталады, бұл жерде
мұғалім әр түрлі іс-әрекеттер арқылы оқушыларды қызықтыра алулары керек,
осы кезеңнен әр қарай сабақтың өтілуі тәуелді. Екінші кезең – мағынаны
ашу деп аталады. Мұғалім бағалау сұрақтарын қою арқылы оқушыларға сабақтың
мағынасын өз беттерімен ашатын жағдай жасап, тақырыптағы ереже, формулалар
қорытындысына оқушылар өздері жетулері керек. Үшінші кезеңі – қорытынды
жасау мұғалім әдістемедегі стратегияларды пайдалана отырып сабаққа
қорытынды жасауы керек. Мектеп курсындағы информатика курсын оқыту екі
бағытқа бөлінеді: қолданушы және программалау бағыты. Қай бағыт болмасын
практика жүзінде жаттығуды талап етеді, әсіресе қолданушы бағыты. Сол
себептен оқушы міндетті түрде практика жүзінде жаттығуы керек, бұл жерде
қорытынды жасамас бұрын оқушыларға практика жүзінде (компьютерде) жаттығуға
мүмкіндік берген дұрыс. Үйге берілетін тапсырмаларды да түрлендіріп
есептеген дұрыс, себебі білім берудің бұл әдісі оқушының сын тұрғысынан
ойлауын талап етеді.
Логикалық есептер дайындап әкелу. Информатика пәнінен оқушылардың
білімдерін толықтырып, түрлендіру мақсатында логикалық сұрақтар мен
логикалық есептердің орны бөлек.
Кроссворд, ребустар ойластырып, құрып әкелу.
Ақпараттық диктанттар.
Лабораториялық жұмыстар. Оқушылар өздігімен жұмыс атқарғанда
лабораториялық жұмыстарды орындау өте тиімді, себебі лабораториялық
жұмыстарды әр іс-әрекет қадамдап беріліп отырады. Әсіресе нашар оқитын
оқушылар үшін жұмыстың бұл түрінің пайдасы зор.
Практикалық жұмыстар. Әр оқушы А4 форматқа басқа топтағы оқушылар үшін
тақырып бойынша практикалық жұмыс әзірлеп әкеледі.
Жоғарыда аталған сабақты түрлендіру әдіс – тәсілдері бойынша үй
тапсырмаларын беру үшін оқушылар алдын-ала бұл әдістермен таныс болулары
шарт.
Компьютермен оқытудың негіздері
Қоғамда информатикаландыру, есептеу техникасы құралдарының кеңінен
таралуымен байланысты, оқу процесін ұйымдастыруға, сол сияқты білім берудің
мазмұнын өзгертуге де елеулі ықпал етеді.
Дербес ЭЕМ-ді оқу процесінде барлық пәндерде техникалық оқу құралы
ретінде пайдалану білім беру мазмұнына ықпал етуімен байланысты.
Компьютердің мүмкіндіктерін ескере отырып, оқыту мәселелеріне талдау
жасасақ, психологияның, педагогиканың іргелі оқыту теориясынан
психологиялық-педагогикалық, әдістемелік мәселелер туындайды. Бұл берілген
теорияда оқытудың дәстүрлі түрімен ғана шектеліп қоймады, үйрету
программаларын жобалауда әдістемелік құрал болып қалыптасады.
Белгілі теориялық тұжырымдарға сүйеніп, сондай-ақ педагогикалық
принциптерді ескере отырып, компьютерлік оқытудың психологиялық-
педагогикалық мәселелерін қарастыру қажет:
– компьютерлік оқытудың тәрбиелеу, білім беру және дамытудың
бірлігін қамтамасыз ету;
– оқушылардың шығармашылық қабілетін қалыптастыру мақсатында дербес
және саралап оқытуды ұйымдастыру;
– оқу процесін жетілдіру.
Компьютерлік оқытуға қойылатын дидактикалық талаптарды айқындасақ,
біздің ойымызша олар әрекет амалы және оқушылардың таным қызметі
белсенділігі бағытында қарастырылуы қажет.
Оқыту процестері – дидактиканың талас туғызатын мәселелерінің бірі.
Сондықтан да дидактикалық принциптерді әр оқымысты өзінше қарастырады деп
жазды В.Оконь.
Оқыту принциптерінің ішінде ерекше роль атқаратын басты принциптердің
біреуі біздің көзқарасымыз бойынша белсенділік принципі.Белсенділік
принципі барлық принциптерді компьютерлік оқыту кезінде практикалық жүзеге
асырудың негізі мен көрсеткіш деңгейі болып табылады.
Белсенділік принципі саналылық принципімен тығыз байланысты. Сондықтан
үйретуші прораммалардың құрылымы әрекет туралы және пән бойынша
программамен жұмыс істеуге қажетті білім беруді біртұтас нысаналы компонент
болуы керек деп есептейміз.
Оқушылардың біліктілігі мен дағдысының ғылыми ізденісін қалыптастыру
оқытудың ғылымилық принципімен байланысты. Бұл принцип қазіргі ғылымдағы
берік орныққан қағиданы зерттеуді талап етеді, оқу материалдарын таңдап
алу мен оқыту әдістерін қалап алуға көмектеседі. Ғылымилық принцип
негізінде компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына бірқатар талаптар
қойылады. Біздің ойымызша оқыту жүйесі компьютер арқылы оқу материалын
тиімді меңгертетін мазмұнда болуы қажет. Компьютерлік оқыту жүйесінің
мазмұнына қойылатын келесі талап қазіргі ғылыми мағлұматтар деңгейінде, ал,
оқу материалын меңгерту танымның ғылыми әдістерімен барабар болуы тиіс.
Оқытушылық таным нақты фактілер мен құбылыстарды сезімдік қабылдаудан
басталады. Бұл таным көзі ретінде заттар мен құбылыстардың өздеріне бет
бұрумен байланысты. Ол оқытуды аңғарып қараудан бастауды талап етеді.
Осыдан барып көрнекілік принципі шығады. Аталған принцип негізінде оқыту
жүйелеріне мынандай талаптар қоюға болады:
– үйретуші программаларды жасағанда дидактикалық мақсаттарды орындай
алатын модельді таңдап алу;
– процестерді бейнелегенде түстерді дұрыс таңдай білу;
– дыбысты, дыбыс сигналдарын жазу, оларды бейнелеу және т.б.
Білімнің жақсы меңгерілуі үшін, олар түсінікті, ретке келтірілген
болуы керек және бұрынғы бар білім жүйесіне біртіндеп енгізілуі тиіс. Бұл
жүйелік принципінен көрініс табады.
Информатика курсының білім беру саласына пән ретінде енгізілуі оған
қазіргі заманға сай және ғылыми түр береді, жүйелейді. Жүйелілік пен бір
ізділік принципі үйретуші программаларға бірқатар талаптар қояды.
Программаның мазмұнына арнайы әдіснамалық мағлұматтар енгізу, ғылыми
құрылымы болуы, сондай-ақ белгілі ретпен пакеттер жасау қажет.
Компьютерлік оқыту жүйелері танымның жүйелі әдістерін оптимальды
жүзеге асырады. Осыдан үйренушінің әрекетін құрайтын алгоритм материалды
меңгеруді қажет ететін жүйелілік талдаудан құралатынын байқаймыз.
Біз оқу процесінің компьютерді қолданумен байланысты мәселелерін үш
топқа бөлеміз: бірінші – оқыту теориясына, екінші – компьютерлік оқыту
технологиясына, үшінші – үйретуші программаларды жобалауға қатысты.
Оқыту теориясы оқу қызметімен байланысты оқушылар мен үйренушілер
қызметінің негізгі компоненттеріне оқу қызметін басқару процесіне
байланысты талдауларға сүйенеді.
Оқыту технологиясы оқыту теориясымен оның практикалық жүзеге
асырылуының арасындағы байланысты бөлім. Үйретуші программаларды жобалау
теория мен технологияның практикалық қолдану табуы болып табылады.
Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық жайы, ең алдымен,
оқу мақсатына жетудің негізгі механизмнің қызметіне терең талдау жасап оқу
процесінде заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің ерекшелігін
ескере отырып, бұл заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің
ерекшелігін ескере отырып, бұл заңдылықтарды қолдануды жан-жақты ойластырып
жүзеге асыру керек.
Дәстүрлі оқу процесінде оқушы-оқытушы жүйесі қалыптасқан. Демек, оқу
процесі – оқушы мен мұғалімнің өзара байланысты қызметі, біте қайнасқан
бірлікте жүзеге асырылатын күрделі, қозғалмалы жүйе болып табылады. Бұл
жүйеде мұғалімнің басшылығымен, оқушы ғылым негіздерін, әрекет тәсілдерін
меңгеріп, дамиды. Бұл өзара байланысты қызметтте әрбір субъектінің өзіндік
қызметі бар. Мұғалімнің қызметі тек білім беру ғана емес, білімді меңгеру
процесі мен әрекет тәсілдерін басқару болып табылады. Оқушының міндеті –
білім жүйесін, оны алу тәсілдерін меңгерту, оны өңдеу, сақтау жолдарын
үйрену.
Бұл оқушы мен мұғалімнің алдында тұрған мәселені шешу – оқу танымының
кезеңдеріне сәйкес жүзеге асырылады.
Бірақ дәстүрлі оқытуда оқушылардың оқу әрекетін басқарудағы мұғалімнің
мүмкіндіктері ұйымдастыру барысындағы қиындықпен шектеледі. Дәстүрлі
оқытуда ақпараттық ағым, негізінен, оқытушыдан оқушыға бағытталатынын
практика көрсетіп отыр. Демек, оқушылардың оқу әрекетін тиімді басқару
мәселесі бұл процесті жан-жақты жедел ақпараттық қамтамасыз ету мәселесін
шешумен, яғни жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілумен
байланысты шешіледі. Жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілуі
бұл жүйенің орнына оқушы-оқытушы-компьютер пайдаланғандықтан қалыптасқан
психологиялық-педагогикалық әдістеріне өзгерістер енгізуді қажет етеді.
Олай болса, жаңа жағдайдағы оқу-тәрбие процесін тиімді және мақсатына жете
алатындай ету үшін бірқатар психологиялық-педагогикалық мәселелерді қайта
құруға тура келеді. Осыған байланысты психологияның, педагогиканың және
дидактиканың көптеген дәстүрлі қағидаларын қосымша зерттеу қажет болады.
Біздің ойымызша зерттеліп отырған компьютерлік оқытудың психологиялық-
педагогикалық негізі ең тиімді іс-әрекет амалы болып табылады.
Қазіргі уақытта іс-әрекет категориясы үлкен методологиялық және
теориялық мәнге ие болды. Іс-әрекет адамзаттың табиғи, әлеуметтік, т.б.
қабілеттерінің қатынасын белсенді түрде өзгертушісі және түрлендірушісі
бола алады.
Қазіргі информатика курсы дүниежүзілік педагогика ісінде теңдесі жоқ
құбылыс саналады. Әдетте, ғылыми пәннің пайда болуынан бастап оның
жалпыілімдік мәнін ұғынуға немесе оның негіздерін мектептің білім беру
жүйесіне енгізуге дейін кемінде бірнеше он жыл, қала берді бірнеше жүз жыл
кетеді. Осы уақыт аралығында ғылыми ақпарат тұрақтандырылады, әдістаным
анықталады, жалпы әдістемелік жолдар қалыптасады, яғни берілген пәнге әлде
бір жүйелі көзқарас орнықтырылады.
Бір жағынан, бұл үрдіс жиырма жыл шамасы дерлік жалпыілімдік пәндер
құрамына міндетті түрде еніп келе жатса да информатика үшін әлі де аяқтала
қойған жоқ. Бірақ пәнге деген жүйелі көзқарастың болмауы, оған үзіп-жұлып
қарау қазіргі кезде информатиканы оқытудағы басты мәселе болып табылады.
Егер оқу пәнінің жалпы сүлбесіне жүгінер болсақ, онда толық қажетті оқу
пәні болуы үшін оған не жетіспейтіндігін түсінуге болады:
– пән саласының айқын сипаттамасы;
– информатикаға ғана тән қызметтің жалпыланған түрлерінің
тұжырымдамасы.
Өткен 1985 жылдан бастап информатика пән ретінде өзгеріске түсті. Ол
автоматикадан шын мәнінде алыстай бастады. Таза техникалық сала –
(компьютерлік ғылымдар) атты жеке ғылыми бағытқа бөлініп шықты. Ақпаратты
қорғау мен ақпарат қауіпсіздігі, деректер мен мағлұматтардың тұұрпаттала
өрнектелуі, әлеуметтік информатика және т.б. осы сияқты бағыттар пайда
болды. Бүгінгі күні қай бағыттың басым екендігі туралы айту қиын, бірақ
соның қажеті де жоқ шығар. Бірақ, информатиканың барлық жетекші
бағыттарының негізгі қағидалары оқу курсында да бейнеленуге тиіс екендігі
анық. Оның үстіне, осы бағыттардың пайда болуы информатиканы саны күн сайын
барынша өсіп келе жатқан өзге пән мәселелерімен байланыстыруға мүмкіндік
береді. Мысалы, информатика енгізген виртуалдандыру феномены қазіргі
қоғамның айқындауыш сипаттарының бірі болып табылады.
Қазіргі оқудың біріншісепті түйткілі оның іргелілігі болып келеді.
Оқудың іргелілігі, атап айтқанда, жеке тұлғаның шынайы еркіндігінің қажетті
шарты болып табылады. Ол дайын өнімдерді пайдалана ғана емес, оны жасай да
біледі. Бұл, сонымен қатар, ақпараттық өркениетті тану сайманы болып
табылатын информатика ғылымын игеруді де ескереді. Осы игерудің іскерлік
сипаты информатиканың ақпараттық үрдістер атты жалпылауыш ұғымын оқып-
үйренудің іскерлік логикада өрістетілетіндігімен анықталады. Ол ақпараттық
өнім шығаратын ақпараттық технологияларға ұмтылу сатылары бойынша жүзеге
асырылады.
Информатика туралы бүгінге дейінгі түсінігімізді жалпылай келе,
мынадай жұмыстық анықтаманы тиянақтауға болады: информатика дегеніміз
табиғаты әртүрлі жүйелердегі ақпараттық үрдістер ағымының заңдылықтары
туралы, ақпараттық үрдістерді автоматтандыру әдістері, құралдары мен
технологиялары туралы, ақпараттық жүйелердің жасалуы мен жұмыс істеу
заңдылықтары туралы ғылым.
2. Мектеп информатика курсында Компьютердің аппараттық бөлігі тарауының
мазмұнын анықтау
Информатика термині 60 жылдары Францияда электрондық есептеу машинасы
көмегімен ақпаратты автоматты түрде өңдеумен айналысатын саланы атау
негізінде пайда болды. Informatigue (информатика) француз термині
information (ақпарат) және automatigue (автоматика) екі сөздің бірігуінен
пайда болған және "ақпараттық автоматика немесе ақпаратты автоматты өңдеу"
дегенді білдіреді. Ағылшын тілді елдерде оның синонимі computer science
(компьютерлік техника туралы ғылым) сәйкес келеді.
Информатиканың адам қызметінің жеке саласы болып бөлінуі ең алдымен
есептеу техникасының дамуына байланысты. Бұған негізгі еңбек сіңірген
микропроцессорлық техника болды. Оның 70-жылдардың ортасында пайда болуы
екінші электрондық революция болып табылды. Осы уақыттан бастап есептеу
машинасының элементтік базасы интегралдық схема және микропроцессор болды,
ал компьютерді құру және қолдануға байланысты сала тез қарқынмен дамуда.
Информатика термині жаңа мағынаға ие болды және ол тек компьютерлік
техниканың жетістіктерін бейнелеу үшін ғана емес, сонымен қатар
ақпараттарды жіберу және өңдеу процесстерімен де байланысты.
Информатика — компьютер көмегімен ақпараттарды түрлендіру процесстерімен
және олардың қолданылу ортасымен өзара әрекеттесуіне байланысты адам
қызметінің саласы.
"Информатика" және "кибернетика" ұғымдарында жиі шатысулар тұрады.
Олардың ұқсастықтары мен айырмашылықтарын түсміндіруге тырысамыз.
Кибернетикаға қаланған Н. Винердің негізгі концепциясы адам қызметінің
әр түрлі саласындағы күрделі динамикалық жүйелерді басқару теориясын құруға
байланысты. Кибернетика компьютердің бар, жоқтығына тәуелсіз болады.
Информатика кең мағынада ғылымның, техникның және өндірістің әр түрлі
саласының ең бастысы компьютерлер көмегімен және адамзат қызметінің барлық
саласындағы телекоммуникациялық құралдар байланысының көмегімен бірігуі
болып табылады.
Информатиканы тар мағынада – үш өзара байланысты бөліктерден –
техникалық құралдар (hardware), программалық құралдар (software),
алгоритмдік құралдардан (brainware) тұрады деп қарастыруға болады. Жалпы
информатиканы, сондай-ақ оның әрбір бөлігін әдетте әр түрлі тұрғыдан (сурет
1.5) халық шаруашылық саласы, фундаментальды ғылым, қолданбалы пән деп
қарастырады.
Информатика халық шаруашылығының саласы ретінде шаруашылықтың әр түрлі
формасындағы бірыңғай кәсіпорындар жиынынан тұрады, онда компьютерлік
техника шығарумен, программалық өнімдер және ақпараттарды өңдеудің қазіргі
заманғы технологияларын құрумен айналысады.
Информатикадағы фундаментальды зерттеулердің мақсаты – кез-келген
ақпараттық жүйелер жөніндегі жалпы білімдерді талдап қорыту, оларды құру
және қзметінің жалпы заңдылықтарын айқындау.
Информатика қолданбалы пән ретінде:
ақпараттық процесстердегі заңдылықтарды зерттеумен (жинақтау, өңдеу,
тарату);
адам қызметінің әр түрлі саласындағы қатынастардың ақпараттық моделін құру;
нақты салалардағы ақпараттар жүйесі мен технологияларды құру және олардың
өмір сүру кезеңдеріне қатысты кепілдемелер өндіру: жүйелерді жобалау және
құру кезеңдері үшін, оларды өндіру, қызмет ету және т.б.
Информатиканың басты қызметі ақпараттарды түрлендіру құралдары мен
әдістерін құру және оларды ақпараттарды өңдеудің технологиялық процесстерін
ұйымдастыру болып табылады.
Информатиканың міндеттері:
кез келген табиғи ақпараттық процесстерді зерттеу;
ақпараттық техниканы құру және ақпараттық процесстерді зерттеу нәтижесінің
негізінде ақпаратты өңдеудің жаңа технологиясын құру;
қоғамдық өмірдің барлық салаларында компьютерлік техника және
технологияларды тиімді жасау және ендіру, құру, ғылыми және инженерлік
мәселелерді құру.
Оқушыларды компьютердің аппараттық бөлігін оқытуда мұғалімнің алдындағы
негізгі мақсат – компьютер тек ақпараттарды автоматты түрде өңдейтін
әмбебап құрылғы ғана емес, сонымен қатар жеке функционалдық құрылғылардан
тұратын жүйелі екендігі туралы көзқарасты қалыптастыру болып табылады.
Информатика сабағында “Компьютердің аппараттық бөлігі” тарауын өткенде
оқушылар тек компьютер техникасымен жұмыс істеп қана үйренбей, сонымен
қатар осы жұмыстың идеясын, принципін және механизмін оқып үйренуі қажет,
бұл өз кезегінде бұл жұмыстың тиімділігіне оң әсер етеді.
Ақпарат, ақпараттық процесс, ақпаратты кодтау, ақпаратты қлшеу бірліктері,
екілік санау жүйелері, компьютердің логикалық құрылғылады, алгоритм
ұғымдарын оқып үйренгеннен кейін ғана компьютердің аппараттық бөлігі
тарауын оқып үйренуге өту керек. Компьютердің құрылымын оның архитектурасы
деңгейінде, яғни компьютердің құрылғылары мен жұмыс істеу принциптерін
техникалық егжей-тегжейсіз сипаттау негізінде үйрету керек.
Компьютердің аппараттық бөлігін оқып үйретуді үш кезеңге бөлуге болады:
1. Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі
- Енгізу-шығару құрылғылары, олардың топтастырылуы
- Компьютер жадысының түрлері және сипаттамасы
- Процессор құрамы, процессордың команданы өңдеуі
2. Компьютер архитектурасы
- Компьютердің магистральды-модульдік схемасы
- Компьютердің ішкі жадысының ұйымдастырылуы
- Компьютердің сыртқы жадысының ұйымдастырылуы
3. Дербес компьютер құрылымы
- Компьютерлік желілер және олардың түрлері
- Компьютерлік желілердің аппараттық қамтамасыздандырылуы
- Компьютерлік желілердегі адрестеу
- Компьютерлік желілердегі хаттамалар
- Компьютер архитектурасын оқып үйренгенде комьютердің негізгі
құрылғылары және олардың қызметі туралы ұғымдардың қалыптастырудан
бастаған жөн, одан кейін компьютер жұмысын ұйымдастыру принциптерін
қарастырған жөн және ең соңында қазіргі заманғы дербес компьютерлердің
құрылымын оқып үйренумен аяқтаған дұрыс.
- Мектеп информатикасының тереңдетілген курсында компьютер
архитектурасын оқу моделінде қарастырған жөн, мұнда процессор
құрылымын, процессор командаларының құрамын, программа құрылымын және
оны процессордың орындауының алгоритмін, машиналық командалар тілін
қарастырған жөн. Сонымен қатар компьютердің оқу моделінің
архитектурасын, оқу компьютерінде сызықтық, тармақталған және циклдық
алгоритмдердің жүзеге асырылуын қарастыруға болады.
- Компьютер архитектурасын оқып үйренгенде комьютердің негізгі
құрылғылары және олардың қызметі туралы ұғымдардың қалыптастырудан
бастаған жөн, одан кейін компьютер жұмысын ұйымдастыру принциптерін
қарастырған жөн және ең соңында қазіргі заманғы дербес компьютерлердің
құрылымын оқып үйренумен аяқтаған дұрыс.
- Мектеп информатикасының тереңдетілген курсында компьютер
архитектурасын оқу моделінде қарастырған жөн, мұнда процессор
құрылымын, процессор командаларының құрамын, программа құрылымын және
оны процессордың орындауының алгоритмін, машиналық командалар тілін
қарастырған жөн. Сонымен қатар компьютердің оқу моделінің
архитектурасын, оқу компьютерінде сызықтық, тармақталған және циклдық
алгоритмдердің жүзеге асырылуын қарастыруға болады.
Дипломдық жұмысты орындау барысында информатика курсындағы компьютердің
аппараттық бөлігі тарауының мазмұны анықталды:
Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі
- Енгізу-шығару құрылғылары
- Енгізу-шығару құрылғыларының топтастырылуы
- Компьютер жадысының түрлері және сипаттамасы
- Процессор құрамы
- Процессордың команданы өңдеуі
Компьютер архитектурасы
- Компьютердің магистральды-модульдік схемасы
- Компьютердің ішкі жадысының ұйымдастырылуы
- Компьютердің сыртқы жадысының ұйымдастырылуы
Дербес компьютер құрылымы
- Компьютерлік желілер және олардың түрлері
- Компьютерлік желілердің аппараттық қамтамасыздандырылуы
- Компьютерлік желілердегі адрестеу
- Компьютерлік желілердегі хаттамалар
Электронды оқу құралының негізгі беті
Теориялық материалдар бөлімі
Компьютердің негізгі құрылғыларының функционалдық қызметі пункті
Компьютер архитектурасы пукнті
Дербес компьютер құрылымы пукнті
ТАРАУ II. МЕКТЕП ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА КОМПЬЮТЕРДІҢ АППАРАТТЫҚ БӨЛІГІ
ТАРАУЫН ОҚЫТУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
2.1. Мектеп информатика курсында компьютердің аппараттық бөлігі тарауын
оқытуда негізгі ұғымдарды қалыптастыру әдістемесі
Есептеу техникасының дамуы ерте кезден-ақ басталды. Кейбір
мысалдар: ХVII ғасырдың 40-жылдарында Б.Паскаль (1963-1662) сандарды қоса
алатын механикалық құрылғы ойлап тапты. XVIII ғасырда В.Лейбниц сандарды
қоса және көбейте алатын құрылғы жасап шығарды. XIX ғасырда Ч.Бэббидж (1792-
1871)механикалық машинаны программа арқылы басқару жүйесімен біріктірді. XX
ғасырдың 30-жылдарының соңында Америкада қосу, азайту элементтері,
электрондық жад, механикалық компонент енгізілген ЭЕМ құрастырылып шықты.
40-жылдардың соңғы кездерінде қазіргі кезде қолданылып жүрген ЭЕМ-дердің
құрылу принципінің негізінде бірсыпыра машиналар дайындалды. Алғашқы ЭЕМ-ді
құру және оның жұмыс істеуінің теориялық негіздерін 1946-1947 жылдары
атақты математик, кибернетик Джон фон Нейман дайындап шықты. Мұнда
өңделетін информация мен өңдеу программасын сандық түрде дайындау, деректер
мен программаны машинаның жадында орналастыру тәсілдері де қарастырылған.
Осы кезге дейін дайындалған ЭЕМ-дер төрт буындық түрге бөлінеді.
50-жылдардың басында жарыққа шыға бастаған негізгі өңдеу құралы –
бірінші буын ЭЕМ-дерінің ішкі құрылымы элементтері жеке бөлшектерден
дайындалған электрондық-логикалық схемаларға негізделген болатын. Бұл
бөлшектердің негізгілері вакуумдық электрондық шамдар еді. Мұндай
компьютерлердің көлемдері үлкен, сенімділігі жоғары емес, тездік
жылдамдықтары бір секөнтте 5-6 мың қарапайым операцияға шамасынан аспайтын
(екі санды қосу, көбейту не символдарды салыстыру сияқты бір әрекет
қарапайым операция деп аталады да, оны орындайтын команда машиналық команда
делінеді. Оның үстіне, мұндай машиналар үшін құрылатын программа машиналық
командалардан тұратын да, программалау жұмысы көп еңбекті қажет еткізетін.
Ал, ЭЕМ-нің өзі тек есептеу жұмыстарын жүргізу үшін пайдаланылатын).
Транзисторды ойлап шығаруға байланысты, 50-жылдардың соңғы
кездерінде техникалық негіздері түгелдей алмастырылған, негізгі элементтері
жартылай өткізгішті транзисторлардан тұратын екінші буын ЭЕМ-дері жарыққа
шықты. Мұндай элементтер машинаның әрекет тездігін және машинаның
сенімділігін елеулі түрде арттыруға мүмкіндік береді. Екінші буын
машиналарының сырт аумағы, массасы, энергияны пайдалану шамасы көп
төмендегендіктен, олардың өзіндік құны да бірінші буын машиналарына
қарағанда көп төмендетілді. Оның үстіне, бұл ЭЕМ-дерде жоғарғы деңгейлі
(Алгол, Фортран, Бейсик, т.б.) программалау тілдерінде операторлардан
тұратын программалармен жұмыс істеу мүмкіндігі туды. (Өңдеу операторы –
бірнеше, тіпті ондаған, жүздеген машиналық командалардан тұруы мүмкін
программалық команда ( әрекеттер тізбегінің негіздік бірлігі).
Сонымен, тиімді программа құру технологиясына жету арқылы жұмсалатын
адам еңбегін үнемдеудің екінші кезеңі басталды.
Алпысыншы жылдардың екінші жартысында және жетпісінші жылдары ЭЕМ
құрылымына одан әрі сапалы, күрделі өзгерістер енгізіліп, элементтік негізі
жартылай өткізгішті интегралдық схема (ИВ), үлкен интегралдық схема (ҮИВ)
және аса үлкен интегралдық схема (АҮИВ) болатын үшінші, төртінші буын
машиналар көптеп жасалына бастады. Мысалы, 80-жылдардың басында дайындалған
төртінші буындық ЭЕМ-дер бір кристалында оң мыңдаған-миллиондаған
транзистор болатын микропроцессорлардан құрылды. 90-жылдары пайда болған
срңғы төртінші буын ЭЕМ-дері білімді нәтижелі түрде өңдей алатын, параллель
жұмыс істейтін ондаған микропроцессорлар жиынтығынан дайындалып шықты. ЭЕМ
жұмысын күрделендіру одан әрі жалғасуда.
Интегралдық схема (ИВ) – мүмкіндігі күрделі транзисторлық схемадай
болатын, аумағы бір шаршы см-ге де жетпейтін функциональдық блок. Ол
жартылай өткізгішті кристалдандан (негізінен кремнийден) тұрады да,
элементтері оң мыңдаған-миллиондаған транзисторлар, диодтар,
конденсаторлар, резисторлар арнайы тақшада (платада) тұтас құрастырылады.
Тақша – түрлі электрондық схемаларды орналастыруға мүмкіндік беретін
материалдан құрылған көп қабатты пластинка. Қазіргі кезде бір кристалдық
электрондық схемада жүздеген мың электрондық молекулалар жинақталған.
Интегралдық схеманы пайдалану ЭЕМ-нің сырт аумағын шұғыл кішірейтуге
және оның жұмыс өнімділігін көп мыңдаған есе жоғарылатуға себеп болды.
Машинаның жұмысын басқарушы және арифметикалық-логикалық
информацияны өңдеуге арналған компьютердің негізгі құрылғыларын бірге қосып
процессор деп, ал бір не бірнеше АҮИС-тен тұратын дербес компьютер (ДК)
процессорын микропроцессор деп атайды. Бір микропроцессордың құрамында
кемінде бірнеше ондаған мың транзистор бар. Мысалы, 1981 жылы Intel фирмасы
жасап шығарған алғашқы 8086 нөмірлі микропроцессорының өзінде 29000
транзистор орналастырылған және аумағы 5.7 шаршы мм ғана болатын.
Қазіргі кездің күрделі ЭЕМ-дері мен ДК-лерінде орталық және шет
аймақтық деп аталатын бірнеше микропроцессор орналастырылған. Олар машинаға
енгізілген бірнеше программаны шамамен бір мезгілде қатар орындап шығуға
мүмкіндік туғызып отыр. Информацияны осылайша өңдеуді мультипрограммалық
режимде өңдеу деп атайды.
ЭЕМ-дер өте үлкен (супер), үлкен, кіші (мини), өте кіші (микро)
компьютерлер болып бірнеше типке бөлінеді. Үлкен ЭЕМ-дер секөнтіне
миллионнан артық қарапайым операцияларды орындай алады. ЭЕМ-нің бағасы оның
жабдықтамасы және қамтамасыздандыру программалары бағаларының қосындысына
тең. Мысалы, 80-жылдардың басында Ресейде құрастырылған төртінші буындық ЕС
1046 үлкен компьютердің сипаттамасы мынадай:
орталық процессордың өнімділігі - 1.3 млн оперc
негізгі жад көлемі - 8 Мбайт
алатын орны - 17×6,5 шаршы м
Интегралдық схеманы пайдалану және ЭЕМ-ді құрастыруды автоматтандыру
жылдамдығы 250-800 мың операцияс болатын мини-ЭЕМ-дерді және микро ЭЕМ-
дерді (арзан микрокалькулятор мен іштей орналастырылған микро ЭЕМ-дерді,
бір жазу столына толық сыйып кететін дербес компьютерлерді (ДК) көптеген
шығаруға мүмкіндік туғызды. Қазіргі кезде пайдаланылып жүрген дербес
компьютерлер – IBM PC және оған үйлесімді әмбебап компьютерлер.
IBM PC-ге үйлесімді дербес компьютерлер жұмыс істеу мүмкіндігі
жағынан алпысыншы жылдары шығарылған үлкен ЭЕМ-дерден кем түспейді, тіпті
кей жағдайларда олардан артық та. Оларды оқу орындары, мекемелер,
инженерлер, т.б. түрлі информацияны өңдеуге, іс қағаздарын жүргізуге,
басқарудың автоматты жүйесін ұйымдастыруға және тағы басқалар үшін
пайдалануда.
Микрокалькуляторлармен есептеу жұмыстары жүргізіледі де, іштей
орналастырылып, осы құралдарды не олардың бөліктерінің жұмысын автоматты
түрде бақылау не басқару үшін пайдаланылады.
1990 жылдардан бастап объектілі-бағдарлы программалау тілдері сияқты
электрондық құралдары жаңа типті етіліп күрделі дамытылған бесінші буын ЭЕМ-
дері дайындалып шықты, ЭЕМ-дерді дамыту одан әрі жалғасуда.
Компьютер жұмысының принципі
Компьютер информацияны арнайы құрылған программалар арқылы ғана өңдей
алады. Жалпы, оның орындайтын негізгі жұмысы – информацияны енгізу, оны
өңдеу, өңделген информацияны сыртқа шығару, сақтау. Программаны пайдаланып
жұмыс істейтін ЭЕМ-дердің көпшілігінің құрылымы Американың кибернетика
ғалымы Дж. Фон Нейманның еңбектерінде 1945 жылы жарық көрді. Төмендегі
принциппен жұмыс істеу машинаның Нейман принципімен жұмыс істеу принципі
делінеді.
Фон Нейман принциптері:
• Фон Нейман машинасының негізгі блоктары: басқару блогы, арифметикалық-
логикалық құрылғы, жад және енгізу – шығару құрылғылары;
• Информация екілік жүйе бойынша кодталады және сөз деп аталатын
бірліктерге бөлінеді (екілік жүйе, сөз жөнінде келесі тақырыптарда
түсініктеме берілген);
• Алгоритм команда деп аталатын басқару қызметші сөздерінің
тізбектерінен тұрады. Алгоритм құрайтын командалар жиынтығы программа
деп аталады;
• Программа мен деректер бір жадта сақталады. Түрлі типті сөздер кодтау
жолымен емес, пайдалану жолымен ажыратылады;
• Басқару құрылғысы мен арифметикалық құрылғы бір құрылғыға
біріктіріледі, оны орталық процессор деп атайды. Олар кезекпенен
жадтан оқылған командаларды ашып, сәйкес түрде бір мәнді етіп
орындайды. Информация машинаға оның жады (не ішкі жад, жылдам жаd) деп
аталатын құрылғысына екілік жүйеде кодталған (шифрланған) күйде
енгізіледі.
1.1.-сурет
Компьютер үшін пайдаланылатын код – 0 мен 1-ден тұратын тізбек. 0 мен 1 –
екілік санау жүйесінің цифрлары. Информатикада код түзетін мұндай цифрлар
бит деп аталады.
Екілік санау жүйсінің сандары ондық сандар сияқты бір разрядты, екі
разрядты не көп разрядты болып келуі мүмкін. Үшінші және одан жоғарғы
буындық компьютерлерде бір символды кодтау үшін сегіз разрядты екілік код
пайдаланылады. Мұның компьютер жадына жіберілу жүйесі мынадай: код жадқа
берілгендер шинасы деп аталатын көптеген өткізгіш бойымен электр сигналдары
арқылы жіберіледі де, жадтың электрондық схемалары қабылдайтын жоғарғы
деңгейлі кернеу 1 арқылы, төменгі деңгейлі кернеу 0 арқылы кодталады.
Жадта бір биттен тұратын информацияны сақтайтын электрондық қарапайым
құрылғыны триггер деп атайды (Триггер – екі тұрақты қалыпты күйде болатын
электронды логикалық схема. Онда кернеудің бар екені 1 санының, жоқ екені 0
санының ұғымына сәйкес келеді). Жад құрамы триггерлерден басқа
вентильдерден де тұрады. Вентиль құрылымы едәуір күрделі, ол қарапайым
арифметикалық және логикалық операциялар үшін пайдаланылады.
Есептеуіш техникада информацияның өлшем бірлігі үшін бит және байт алынған.
Байт – 8 биттен тұратын тізбек, бір символды белгілейтін код. Іс жүзінде
байттан үлкен килобайт, мегабайт, гигабайт өлшемдері де пайдаланылады.
Килобайт, мегабайт өлшемдерінің шамалары мынадай: жазу машинкасында
терілген бір беттік құжат көлемі 2 Кбайттан сәл көптеу, ал осындай 500
беттік кітапқа енгізілген құжат көлемі шамамен 1 Мбайт.
Компьютердің жұмыс істеуі үшін оны түрлі программалармен жабдықтау қажет.
Машина түсіне алатын (Бейсик, Паскаль,т.б.) тілдердің бірінде сөз тіркесіп,
құрылысын сақтап дайындалған, өзінше бір тиянақты нәтиже беретін реттелген
нұсқаулар тізбегін программа деп атайды. Программалардың екі түрі бар.
Біріншісі машина жұмысын басқаруға арналған, оларды жүйелік программалар не
операциялық жүйе деп атайды. Екіншісі – информацияны өңдеп, нәтиже алу үшін
пайдаланушылардың дайындаған програмалары. Оларды қолданбалы программалар
деп атайды.
Дербес компьютер архитектурасы
Дербес компьютерлер тұмыстық, оқу жүйесіне арналған және кәсіби деп
аталатын үш түрге бөлінеді. Тұрмыстық компьютерлер – компьютерлердің
қарапайым түрлері. Олардың жадтарының сыйымдылығы үлкен емес, орындайтын іс-
әрекеттері де шамалы болатын.
80-жылдардың бас кезінен бастап 90-жылдардың бас кезіне дейін оқу
орындарында информатика мен есептеуіш техника негіздері пәнін оқып-үйрену
үшін жад көлемі 64, 128 Кбайт шамасындағы Корвет, Ямаха, т.б. оқулық
компьютерлер пайдаланылып келді.
Халық шаруашылығының түрлі салаларында пайдалануға болатын, қазіргі кезде
оқу орындары толық қамтамасыз етілген, жұмыс істеу мүмкіндігі жоғары және
әрекет жылдамдығы үлкен дербес компьютерлер әмбебап не кәсіби дербес
компьютерлер деп аталады. Мұндай машиналарды және олардың негізгі құрылғысы
– процессорларды шығарумен алғашқы рет дүние жүзінде Apple, IBM, Intel,
т.б. фирмалар айналысқан болатын.
Дербес компьютердің негізгі құрылғылары классикалық Нейман архитектурасына
негізделген:
• жүйелік блок (микропроцессор, жады, қоректену блогы, енгізушығару
порттары, сағат таймер);
• пернетақта;
• монитор;
• принтер;
• магниттік дискіде жинақтауыш (дискжетек, CD-ROM).
Енгізу және шығару порттары компьютердің сыртқы баспа, модем сияқты
құрылғылармен жалғастыру үшін арналған. Порттар жалпы мақсаттық параллель
және асинхронды тізбекті болып екі түрге бөлінеді. Олардың сәйкес түрде
белгіленуі: LPT1–LPT3, COM1–COM3.
Таймер – кәдімгі сағат рөлін атқаратын интегралдық схема. Оның қызметінің
бірі – монитор экранында кескіндерді қалпына келтірудің уақытша аралықтарын
беру, яғни синхрондау, т.б.
Информацияны жазу және сақтау компьютердің жеке дискілерінде не қатты
магниттік дискіде орындалады. Жазу құрылғыларын дискжетек не дискі
жүргізуші деп, жинақты дискілерге жазатын не олардан оқитын құрылғыны CD-
ROM деп атайды. Винчестер компьютердің ішіне орналастырылған дискжетекке
бекітіліп қойылған, сондықтан ол дискжетектен алынып-салынбайды.
Дербес компьютерлердің құрамында бұларға қоса тышқан құрылғысы да бар.
Тышқан – көрсеткіші (курсоры) екі не үш түймесі бар, компьютерге электр
өткізгіш сым арқылы жалғастырылатын төртбұрышты кішкене пластмассалық
қорап.
Магниттік дискіде жинақтауыш – информацияны қатты дискіге немесе иілгіш
магниттік дискіге жазу не онда жазылған информацияны машина жадына енгізу
құрылғылары.
Компьютер құрамында сызбаны қағазға басып шығару, суреттерді және
графикалық информацияны компьютерге енгізу, компьютерді бір-бірімен телефон
жүйесі арқылы жалғастыру құрылғыларының болуы да мүмкін.
Пернетақта арқылы компьютер жадына берілген түрлі программа, мәтіндер және
т.б. енгізіледі.
Жады оларды және өңдеу кезіндегі аралық мәндер мен өңдеу нәтижесін уақытша
сақтап тұрады.
Монитор жүйелік блоктан келген информацияны электрондық экран бетіне, ал
принтер оны қағазға басып шығарады. Монитор құрылғысын дисплей деп, ал оны
пернетақтамен бірге терминал деп те атайды.
Дербес компьютердің жұмысын басқарушы операциялық жүйенің түрлері көп.
Олардың ішінде IBM PC компьютерлерінде пайдаланылатын жүйелердің бірін MS
DOS деп атайды. Олардан кейін MS WINDOWS атаулы операциялық жүйе жарыққа
шықты. Компьютермен жұмыс істеуді жеңілдету үшін бұл операциялық жүйеде
тышқан құрылғысы пайдаланылады.
Жүйелік блок
Жүйелік блок – процессор, жады, адаптер, жүйелік шина, таймер, қоректену
блогы мен енгізу және шығару порттары орналастырылған компьютердің негізгі
бөлімі. Олар орналастырылатын тақшаны аналық тақша не жүйелік тақша ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz