Файл қосу
Ақпараттық жүйе
|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ |
|СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ |
|3 деңгейлі СМК құжаты |ПОӘК |ПОӘК |
| | |042-18-12.1.53/03-2013 |
|«Ақпараттық жүйе негіздері»|18.09.2013 ж. | |
|пәнінің оқу-әдістемелік |№1 басылым | |
|кешені | | |
«Ақпараттық жүйе негіздері»
пәнінен оқу-әдістемелік кешен
5В070300 – «Ақпараттық жүйелер» мамандығына арналған
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
Семей
2013
мазмұны
1. Глоссарий
2. Дәрістер
3. Практикалық және лабораториялық сабақтар
4. Студенттің өздік жұмысы
1. глоссарий
Бұл ОӘМ-да келесі терминдер және оларға түсініктемелер қолданылған:
Ақпараттық жүйе – қойылған мақсатқа жету үшін ақпараттарды сақтау,
өңдеу және беруге пайдаланатын әдістер мен қызметші әдістердің өзара
байланысқан жиынтығы.
Жүйе» түсінігі – бұл абстрактілі ұғым, оның көптеген анықтамалары бар.
Жүйе біздің миымызда, объективті өмірде бар. Олар сонымен қатар адамдармен
құрылуы мүмкін. Мысалы, математика абстрактілі ғылыми жүйе болып табылады
Подсистема – қандай да бір белгі бойынша ерекшеленген жүйе бөлігі.
Ақпараттық технология - құбылыстардың немесе процестердің,
обьектілердің жағдайы туралы жаңа сапалы ақпарат алу үшін қажетті өңдеудің,
жинаудың және таратудың әдіс-тәсілдерінің жиынтығын пайдаланатын процесс.
Жүйелік үйлесім – бұл ауыр жүйелерді зерттеу, жобалау және
ұйымдастыруға арналған жүйенің жалпы теориясының негізгі жағдайын пайдалану
әдісі.
Жүйелік анализ – бұл жүйелік үйлесім арқылы пәндік облысты зерттеу
әдісі.
Прототип – бұл алдағы құрылатын жүйенің жұмыс істейтін моделі.
Жобалау - бұл ақпараттық жүйені жоспарлау.
Өндіру – бұл жобаны программа мен физикалық жүйеге айналдыру процесі.
Тестілеу – бұл ақпараттық жүйедегі қателіктерді іздеу.
Қателік – бұл бар немесе болуы керек ақпараттың сәйкессіздігі.
Қорғаныс – бұл әрбір қателік бағасының есебімен есептелген уақыттың
қандайда бір периодында жұмыс істеу ықтималдығы.
Отладка – бұл табылған қателіктерді түзету.
Ақпараттық технология – объектінің, үрдістің немесе құбылыстың жағдайы
туралы жаңа сападағы ақпараттар алу үшін мәліметтерді (алғашқы ақпаратты)
жинау, өңдеу және жеткізу құралдары мен әдістер жинағын қолданатын процесс.
Жаңа ақпаратық технология – дербес компьютерді және
телекоммуникациялық құралдарды пайдаланып қолданушының «достық» интерфейсті
жұмысының ақпараттық технологиясы.
Экономикалық ақпараттық жүйе – бұл экономикалық объектінің
тікелей және кері ақпараттық байланыстарының сыртқы және ішкі
ағымдарының, ақпаратты өңдеу және басқару шешімдерін табу барысына
қатысатын әдістердің, құралдардың, мамандардың жиыны.
Автоматтандырылған ақпараттық жүйе - ақпаратты өңдеу және
басқару шешімдерін қабылдауға арналған ақпарат, экономикалық –
математикалық модельдер мен әдістер, техникалық, программалық,
технологиялық құралдар мен мамандар жиынын білдіреді.
Телекоммуникациялар – компьютерлік желілер мен қазіргі техникалық
байланыс құралдары негізінде мәліметтерді дистанционды жеткізу.
Ақпараттандыру – ақпараттық технологияларда жеке және заңды
тұлғалардың ақпараттық қажеттіліктерін қанағаттандыру мақсатында пайдалану
негізінде ақпараттық ресурстарды, ақпараттық жүйелерді қалыптастыруға және
дамытуғабағытталған ұйымдық әлеуметтік-экономикалық және ғылыми -
техникалық процесс
2. Дәрістер
Дәріс сабағының құрылымы:
1 апта
Дәріс №1. АЖ ТҮСІНІГІ
Дәріс жоспары:
• АЖ түсінігі
• Ақпараттық жүйелердің даму сатылары
• Ақпараттық жүйелердегі процестер
АЖ түсінігі
«Ақпараттық жүйелерінің негізі» курсында ақпараттық үрдістердің
негізгі модельдерімен танысу, ақпараттық үрдістерді физикалық және арна
деңгейінде ұйымдастыру, әр түрлі ақпараттық жүйелерді құрастырудың қазіргі
әдістері мен модельдері қарастырылады.
Пәннің мақсаты әртүрлі класты және әртүрлі міндет атқаратын ақпараттық
жүйелерді құру бағытында модельдер мен әдістерлі жасаудың арнайы білімдерін
қалыптастыру болып табылады.
Жүйе болып кез келген объект түсініледі. Ол бір бүтін сияқты, сонымен
қатар әр тектес элементтер жиынтығының қойылған мақсатына жету негізіне
біріктірілген болып қарастырылады. Жүйе құрамы бойынша да, басты мақсаты
бойынша да бір-бірінен ерекшеленеді.
Мысал. Әр түрлі элементтерден тұратын бірнеше жүйелерді қарастырайық.
1-кесте
|Жүйе |Жүйе элементтері |Жүйенің басты мақсаты |
|Фирма |Адамдар, құрал-жабдықтар, |Тауарларды өңдіру |
| |материалдар, ғимараттар және | |
| |т.б. | |
|Компьютер |Электрондық және |Мәліметтерді өңдеу |
| |электромеханикалық | |
| |элементтер, байланыс | |
| |линиялары және т.б. | |
|Телекоммуникациялық жүйе |Компьютерлер, модемдер, |Ақпаратты беру |
| |кабельдер, желілік | |
| |программалық қамтамасыз ету | |
| |және т.б. | |
|Ақпараттық жүйе |Компьютерлер, компьютерлік |Профессионалды |
| |желілер, адамдар, аппараттық |ақпаратты өндіру |
| |және программалық қамтамасыз | |
| |ету | |
«Жүйе» түсінігіне «ақпараттық» сөзінің қосылуы оның құрылу және жұмыс
істеу мақсатын көрсетеді. Ақпараттық жүйелер есептерді шешуде шешім
қабылдау процесіне қажетті ақпараттарды жинау, сақтау, өңдеу, іздеу,
беруді қамтамасыз етеді. Олар мәселелерді анализдеуге және жаңа өнімдер
құруға көмектеседі.
Ақпараттық жүйе – қойылған мақсатқа жету үшін ақпараттарды сақтау,
өңдеу және беруге пайдаланатын әдістер мен қызметші әдістердің өзара
байланысқан жиынтығы.
Ақпараттық жүйенің қазіргі түсінігі дербес компьютердің ақпараттарды
қайта өңдеудің негізгі техникалық әдістері ретінде пайдалануды қамтамасыз
етеді. Ірі өндірістерде дербес компьютерлермен қатар ақпараттық жүйенің
техникалық қоры құрамына мэйнфрейм немесе суперЭЕМ кіреді.
Ақпараттық жүйелердің даму сатылары
Бірінші ақпараттық жүйелер 50-ші жж. пайда болды. Бұл жылдары олар
есептерді өңдеуге және еңбек ақыны есептеуге арналған болатын.
60-шы жылдар ақпараттық жүйелерге деген көзқарастың өзгеруімен
ерекшеленеді. Бұл жылдары алынған ақпарат көптеген пара
метрлері бойынша периодтық есеп беру үшін қолданыла бастады. Ол үшін
көптеген функцияларға қызмет көрсете алатын мүмкіндігі бар компьютерлік
жабдық қажет болды.
70-ші жж. мен 80-ші жж. басында ақпараттық жүйелер шешім қабылдау
процесін жеделдететін және қолдайтын басқарушы бақылауының әдісі ретінде
кеңінен пайдалана бастады.
80-ші жж. аяғында ақпараттық жүйелерді пайдалану концепциясы тағы да
өзгеріске ұшырады. Бұл кезеңнің ақпараттық жүйелері дер кезінде ақпаратты
беру арқылы өндірістерге табыс әкелуге, тауарлар мен қызметтер құруға,
өтімділіктің жаңа нарығын табуғы, өзіне теңдес серікті қамтамасыз етуге,
төмен бағамен өнімді шығаруды қамтамасыз ету және т.б. көмектесті.
Ақпараттық жүйелердегі процестер
Ақпараттық жүйенің жұмысын қамтамасыз ететін процестерді схема (1-
сурет) түрінде көрсетуге болады, олар бірнеше блоктардан тұрады:
1-сурет. Ақпараттық жүйелердегі процестер
Ақпараттық жүйе келесі қасиеттермен анықталады:
o кез келген ақпараттық жүйені анализдеу, құру және жүйені құрудың
жалпы принциптері негізінде басқарылуы мүмкін;
o ақпараттық жүйе динамикалық және дамыған болып табылады;
o ақпараттық жүйені құру кезінде жүйелік үйлесімді пайдалану қажет;
o ақпараттық жүйенің өнімі ақпарат болып табылады.
Қазіргі уақытта ақпараттық жүйені компьютерлік техника көмегімен
дамыды деген ой қалыптасты.
Ақпараттық жүйе жұмысын түсіну үшін оларды шешетін мәселелердің мән-
мағынасын, сонымен қатар өндірістік процестерді түсіну қажет.
Ақпараттық жүйелерді ендіруден нені күтуге болады
Ақпараттық жүйелерді ендіруде келесілерді алуға мүмкіндік береді:
• математикалық әдістер мен интеллектуалдық жүйелер және т.б. ендіруден
басқару есептерін шешудің рационалды нұсқаларын алу;
• жұмысшыларды оны автоматтандыруда көптеген жұмыстардан босату;
• ақпараттың нақтылығын қамтамасыз ету;
• мәліметтерді қағаздық тасымалдағыштардан магниттік дискілер немесе
ленталарға ауыстыру, ол компьютерде ақпаратты қайта өңдеудің
рационалды ұйымдастырылуына және қағазда құжаттар көлемінің азаюына
әкеледі;
• фирмада құжатайналым жүйесі мен ақпарат ағымының құрылымын жаңарту;
• тағамдар мен қызметтерді өндіруде шығынның азаюы;
• тұтынушыларға әмбебап қызмет көрсету.
Дәріс №1 Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. АЖ түрлері
2. АЖ классификациясы
3. АЖ процестерінің сипаттамалары
Дәріс №2. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ.
• Жүйелер теориясының есептері.
• Қысқаша тарихи анықтама.
• Жүйелер теориясының терминологиясы.
Жүйелер теориясының есептері
Нарықтық экономикасы дамыған елдерде кибернетиканы пайдалану облысы
мен әлеуметтік-экономикалық үрдістерді басқарудың әртүрлі практикалық
мәселелерін шешуге арналған оның ең басты тәсілдері жинақталған.
«Жүйе» түсінігі – бұл абстрактілі ұғым, оның көптеген анықтамалары
бар. Жүйе біздің миымызда, объективті өмірде бар. Олар сонымен қатар
адамдармен құрылуы мүмкін. Мысалы, математика абстрактілі ғылыми жүйе болып
табылады.
Жүйені бір-бірімен байланысқан және бір-біріне әсер ететін элементтер
тобы ретінде анықтауға болады, олар бір бүтін немесе бір мақсатқа жету үшін
құрылған компоненттер тобы ретінде құрылады.
Жүйеге келесі компоненттер кіреді:
1. Құрылым – жүйенің көптеген элементтері және олардың арасындағы
байланыс. Құрылымның математикалық моделі граф болып табылады.
2. Кіріс және шығыс – жүйеге келіп түсетін және онымен шығатын материалды
жиынтық немесе хабартар жиынтығы.
3. Жүйені жүргізу заңдылығы– жүйенің кіріс пен шығыс өзгерістерін
байланыстыратын функция.
4. Мақсат және шектеу.
Қысқаша тарихи анықтама
Басқа жүйелермен әсер ететін жүйе ашық деп аталады.
Егер жүйенің өзін немесе ортаны өзгерту қабілеті бар болса, онда оны
адаптивті жүйе деп атаймыз.
Сонымен, жүйе – бұл зерттеушіні қызықтыратын бір мақсатқа жету үшін
арналған бір уақытта әрекет ететін және қатынас бойынша реттілген кез
келген бір-бірімен байланысқан элементтер жиынтығы.
Жүйелік анализді операцияны зерттеудің одан кейінгі дамуы деп
есептеуге болады, нақты жинақталған мақсатқа жетудің ең жақсы әдісін табуға
арналған тәсілдер жиынтығын қамтиды.
Жүйелік анализ әдістемесі негізінде жатқан белгілі бір принциптер орыс
ғалымдарымен ХХ ғасырдың басында анықталды. Олардың жұмыстарында
шикізаттарды рационалды пайдалануға қатысты маңызды теориялық сұрақтар
қарастырылды. Демек, қоғамның даму мөлшеріне қарай оның ең басты
маңыздылығы әлеуметтік жүйе қызметін интеграциялаудың өндірістік есептері
болды.
Қиын жоспарлы және өндірістік-басқармалы есептердің пайда болуы
шешімдерді түсінікті ететін әдістерді құруды қажет етті. Ғылыми пәндер
құрылды, олардың оқу пәні операцияны зерттеу, статистикалық шешім теориясы
және т.с.с. болып табылады. Одан кейін жүйелік зерттеу, ең бастысы жүйелік
анализ дами бастады.
Жүйелер теориясының терминологиясы
Жүйелік үйлесім – бұл ауыр жүйелерді зерттеу, жобалау және
ұйымдастыруға арналған жүйенің жалпы теориясының негізгі жағдайын пайдалану
әдісі.
Жүйелік анализ – бұл жүйелік үйлесім арқылы пәндік облысты зерттеу
әдісі.
Кез келген ақпараттық жүйені жобалау алдында ең алдымен келесі
сатылардан өту керек:
• қажеттіліктерді анықтау
• жүрзеге асыру бағасы
• қауіпсіздік бағасы
• логикалық модель құру
• прототип құру
Қажеттіліктерді анықтау
Пәндік облысты зерттеуді ең алдымен қажеттіліктер анықтамасынан бастау
керек. Бір уақытта пайдаланушының шын қажеттілігін анықтау қажет, өйткені
кей уақытта пайдаланушы өзіне қажет емес нәрсені қажет етеді.
Қажеттілік құрамы:
• анықтылық, бірмәнділік;
• приоритет;
• көздері (пайдаланушы, құжат...);
• басқа қажеттіліктерге қарама-қайшылық;
• тұрақтылық (немесе, керісінше, өзгеру ықтималдығы);
• тексеру.
Кейбір қажеттіліктердің шектеу сипаты бар, яғни орындалуға тиіс.
Мекеме ішіндегі шектеулер іскер ережелер (деловые правила) деп аталады.
Олар пәндік облыс сипаттамасынан шығуы мүмкін. Программаға іскер ережелерді
енгізу пайдаланушы қателіктерін төмендетеді, демек, жүйенің сенімділігін
жоғарлатады.
Жүзеге асыру бағасы
Жобаның жүзеге асырылуын әртүрлі критерийлер бойынша бағалауға болады:
• экономикалық жүзеге асу (бағасы, мерзімі, экономикалық эффект,
сұраныс...);
• технологиялық жүзеге асу (ресурсы, технология, инструменты...);
• құқықтық жүзеге асу (заңдылық, міндеттеме...).
Ең маңызды сұрақ ақпараттық жүйенің «Болуы немесе болмауы» болып
табылады. Жалпы жаңа ақпараттық жүйе құрамыз ба немесе бар ақпараттық
жүйемен шектелеміз бе? Ағымды мәселені шешудің барлық мүмкін нұсқаларын
қарастыру қажет, сонымен қатар алдағы мәселелерді іздеу және оларды шешу
әдістерін табуға көңіл аудару керек.
Ақпараттық жүйеден экономикалық эффектке шығынды төмендету, бақылау
және басқаруды жақсарту, жұмыстың жылдамдығы мен иілгіштігін ұлғайту,
престижді жоғарлату, түзу ақшалай пайда алуды жатқызуға болады.
Қауіпсіздік бағасы
Жобаны құруға дейін оны сақтап қалу қажет. Қателіктің қайдан
туындағанын анықтау өте қиын, өйткені оларды көбі сол кезде көрінбей, содан
кейін ғана көрінеді.
Жобаның сенімділігін жоғарлату үшін келесі сатылардан өту қажет:
• қауіпсіздік анализі
o қауіпті жағдайды анықтау;
o қауіпті жағдайды топтастыру;
o әрбір қауіптілік ықтималдылығын бағалау;
o жобаға әрбір қауіптің әсер ету деңгейін бағалау;
o қауіп табиғатын, әрекет ету облысын, пайда болу уақытын,
периодтылығын анықтау.
o Қауіптің комбинациясын қарастыру
• қауіпсіздікті басқару
o әрбір қауіпті жағдайдың шекті деңгейін анықтау;
o әрбір қауіпті жағдайды төмендету нұсқаларын қарастыру (шығын мен
шеутеуді бағалау);
o қауіпту жағдайды төмендетуге арналған шаралар жасау;
o қауіпті жағдай туындаған кезде оған қарсы нұсқалар құру;
o қауіпті жағдайды зерттеу механизмін құру;
Логикалық модель
Логикалық модель – бұл техникалық қажеттіліксіз логикалық деңгейде
пәндік облыс жұмысының схемасы.
Логикалық модель құру кезінде ең алдымен құжатайналым схемасы қызмет
етеді.
Дәріс №2. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Жүйе компоненттері
2. Жүйелік анализ
Дәріс №3. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ.
• Ақпараттық жүйелерінің түсінігі.
• Жүйелік анализ.
Ақпараттық жүйелерінің түсінігі
Басқару жүйе компоненттері арасындағы, сонымен қатар қоршаған ортамен
ақпарат алмасумен байланысты. Басқару процесі уақыттың әрбір моментінде
жүйе жағдайы туралы мәлімет алуды болжайды. Демек, экономикалық объектпен
басқарудың кез келген жүйесіне өзінің ақпараттық жүйесі сәйкес келеді, ол
экономикалық ақпараттық жүйе деп аталады.
Ақпараттық жүйе (АЖ) басқару функциясын өндіру үшін ақпаратпен әртүрлі
рангтегі жұмысшыларды қамтамасыз ететін объект туралы ақпаратты жинау,
жіберу, қайта өңдеу бойынша коммуникациялық жүйені көрсетеді.
Ақпараттық жүйелер ақпаратты өңдеудің қазіргі индустриясының негізгі
ерекшеліктерін қанағаттандырады. Олар басқару және шешім қабылдауды
ұйымдастырады және қабылданатын шешімнің сапасын, толықтығын, нақтылығын,
дұрыстығын және өз уақытында берілуін әлдеқайда жоғарлатады. Ақпараттық
жүйелер функциялары есептің екі класымен өндіріледі: ақпараттық және
технологиялық.
Ақпараттық есептер ақпаратты қайта өңдеу және көрсетуді қамтамасыз
етеді, ол адаммен басқару және шешім қабылдау процесінде пайдаланылады.
Технологиялық есептер деректер базасын белсендендірумен, оларды бүтіндік
жағдайында қолдаумен, эксплуатациямен, ақпараттық жүйені баптаумен
байланысты.
Ақпараттық жүйелерге келесі талаптар қойылады:
– Жаңа функционалды облыстарға өзгертуге және баптауға қабілеттілігі;
– Уақыттың қажет периодында пайдаланушылар сұранысына жүйенің реакциясы;
– Қосымшаларды кеңейту және жаңа қосымшаларды қосуға мүмкіндігі;
– Есептеу ресурстарын пайдалану тиімділігі.
Экономикалық ақпараттық жүйе (ЭАЖ) — бұл экономикалық объекттің түзу
және кері ақпараттық байланысының ішкі және сыртқы ағымдарының, ақпаратты
өңдеу және басқарушы шешімдерін алу процесіне қатысатын мамандар, құралдар,
тәсілдер жиынтығы.
Ақпараттық жүйелер миссиясы. Ақпараттық жүйелер ақпарат және
ақпараттық технологиялар сияқты қоғамның пайда болу моментінен бастап бар.
Өйткені оның дамуының кез келген сатысында басқару қажеттілігі бар. Ал
басқару үшін жүйелендірілген, алдын-ала дайындалған ақпарат қажет.
Демек, ақпараттық жүйенің миссиясы – оның барлық ресурстарымен тиімді
басқаруды қамтамасыз ету үшін мекемеге қажет ақпаратты өндіру, мекемемен
басқаруды жүзеге асыру үшін ақпараттық және техникалық орта құру.
Ақпараттық жүйе мысалдары. Авиабилеттерді сату ақпараттық жүйесі,
қойма шаруашылығының ақпараттық жүйесі, технологиялық процестерді
автоматтандыруға арналған ақпараттық жүйелер және т.с.с.
Кез келген жүйе негізінде процесс жатыр. Ақпараттық жүйе негізінде –
ақпаратты өндіру процесі жатыр. Бұл мағынада ақпараттық жүйені басқару
жүйесі ретінде қарастыра аламыз, мұнда бұл процесс басқару объектісі болып
табылады. Басқарудың кез келген жүйесіндегідей ақпараттық жүйені басқару
органдары бар.
2-кесте.
Ақпараттық жүйе басқару объектісі ретінде
|Басқару объектісі |Басқарудың жедел |Басқарудың |Басқарудың стратегиялық|
| |деңгейі |тактілік деңгейі|деңгейі |
|Мекеменің ақпараттық|Ақпараттық жүйе персоналы, |Директорлардың |
|жүйесі |бөлімшелер мен функционалды |корпоративті мүшелері |
| |қызметтер менеджерлері |мен ақпараттық жүйенің |
| | |бас менеджерлері |
|Қолданылатын |Персонал, ақпараттық жүйелер |Ақпараттық жүйенің бас |
|ақпараттық | |менеджерлері |
|технологиялар | | |
Қазіргі уақытта ақпараттық жүйе компьютерлік техника көмегімен
өндірілген жүйе ретінде пікірлер туындады. Бірақ олай емес. Ақпараттық
технологиялар сияқты, ақпаратты жүйелер техникалық құралдарды қолданумен
және де оны қолданбай-ақ жұмыс істеуі мүмкін.
Жүйелік анализ
Гэйн-Сарсон әдістемесі бойынша жүйелік анализ келесі сатыларды
біріктіреді:
1. бар жүйенің логикалық моделі.
2. жаңа жүйенің логикалық моделі.
3. деректерді модельдеу.
4. деректердің физикалық базасын жобалау.
5. жаңа жүйенің физикалық моделі.
Логикалық модельді құрумен құрылымдық жүйелік анализ айналысады.
Прототип әдісі
Прототип – бұл алдағы құрылатын жүйенің жұмыс істейтін моделі.
Бірнеше прототип құруға болады, оның әрбіреуі алдағы құрылатын жүйені
толықтай көрсетеді және соңғы прототип программаның бірінші версиясы болып
кетеді.
Тапсырушы мәселесін анықтау
Логикалық модель құру – бұл тек қана тапсырушының (клиенттің)
мәселесін анықтауда аралық қадам және мақсаты.
Басқарудың жоғарғы деңгейі – мәселенің туындауын болдырмау, оларды
алдын ала болжау және жағдайды сәйкесінше өзгерту.
Тапсырушының мәселесін анықтап алғаннан кейін, оның мақсатын, жаға
жүеден нені қажет ететінін анықтау қажет. Ақпараттық жүйені құру бойынша
барлық қызметтің соңғы нәтижесі анықталады. Мақсат мүмкіндігінше өлшенетін
болуы керек, өйткені соңыра жоспардың орындалу деңгейін бағалауға мүмкіндік
береді. Демек, мақсат анық, ашық, өлшенетін, нақты болуы керек.
Мақсат анықталғаннан кейін бағалау критерийін анықтау қажет. Бағалау
критерийі мәселені шешудің альтернативті нұсқаларын салыстыру, мақсатқа
жету үшін қажет. Критерийлер көмегімен мақсатқа жету деңгейін өлшеуге
болады.
Есеп нақты анықталғаннан кейін оны шешуге кірісуге болады. Шешу
процесінде есептің кейбір жерлері нақтыланып, өзгеруі мүмкін. Бұған дайын
болу қажет. Өзгертілетін шарттар тез анықталса, соншалықты оларды ескеру
бізге оңай және арзан болады. Ең алдымен есептің бір бөлігін ғана
есептеуіміз мүмкін, өйткені жалпы есеп өте қиын. Мәселені бірнеше қарапайым
бөліктерге бөлу – бұл мәселені шешудің әмбебап әдісі. Соңғы жағдайда шешім
бірнеше сатыларда жүруі мүмкін, сонымен қатар олардың параллель орындалуы
да мүмкін.
Сонымен, келесі логикалық тізбекті аламыз:
Жобалау
Жобалау - бұл ақпараттық жүйені жоспарлау.
Берілген сатыда алда құрылатын жүйенің жалпы құрылымы құрылады,
программа каркасы, деректер құрылымы құрылады.
Объектінің төзімділігі – бұл оның ішкі байланыс шарасы.
Объектілердің байланысы – бұл объектілердің бір-бірімен әрекеттесу
шарасы.
Ұқсас принциптер әрбір деңгейдің ішіндегі модульге қызмет етеді:
1. Модуль құрамында берілген деңгейдің басқа модульдері туралы минимум
ақпарат бар.
2. Әрбір модуль басқа модульдердің ішкі құрылымын білмейді. Модульдер
арасындағы байланыс қатты, алдын ала анықталған интерфейс арқылы
жүзеге асады.
3. Әрбір модуль жоғары төзімділік және басқа модульдермен әлсіз
байланыста болады.
Өндіру
Өндіру – бұл жобаны программа мен физикалық жүйеге айналдыру процесі.
Қазіргі CASE-әдістер деректер базасы, программа немесе WEB-сайт
болсын, кодтың автоматты генерациясын жүргізуге мүмкіндік береді. Болашақта
бұл тенденция күшейе түседі.
Өндіру (немесе программалау, кодтау) программалау тілінде программа
мәтінінде программалық спецификация мен жобаның нақты жүзеге асуына
бағытталуы керек. Негізгі критерийі – нақтылық пен сенімділік.
Тестілеу
Тестілеу – бұл ақпараттық жүйедегі қателіктерді іздеу.
Қателік – бұл бар немесе болуы керек ақпараттың сәйкессіздігі.
Қорғаныс – бұл әрбір қателік бағасының есебімен есептелген уақыттың
қандайда бір периодында жұмыс істеу ықтималдығы.
Тестілеу принциптері
Тестілеу жақсы жобаланған жүйедегі қалған қателіктерді табу үшін
жүргізіледі және осыған сәйкес оның қауіпсіздігін, сонымен қатар
бағалылығын жоғарлатады.
Егер біз программаны тестілесек, онда тестілеуге шыққан шығынды
қайтарып алу керекпіз, қандайда бір әдіспен программа құндылығын
жоғарлатамыз. Оны программаның қауіпсіздігін жоғарлату арқылы ғна жасай
аламыз, сол үшін де тестілеу жүргізіледі. Қауіпсіздікті құру процесінде
енгізілген қателіктерді түзету арқылы ғана жоғарлата аламыз.
Егер тест қатені тапса, онда ол тиімді болып есептеледі. Егер бірде-
бір қатені таппаса, онда тест тиімді емес деп есептеледі.
Тест – бұл енгізілген мәліметтер және пайдаланушының күткен нәтижесін
көрсетудегі іс-әрекеті немесе программаның кері әсерінің жиынтығы.
Отладка
Отладка – бұл табылған қателіктерді түзету.
Көбінесе тестілеу кезінде қатенің өзі табылмайды, ал олардың
сиптомдары. Отладка кезінде кеткен қатенің алдын алу (яғни программадағы
орынын, қайда орналасқанын анықтау) керек, содан кейін ғана түзетіп, түзету
дұрыстығын тексеру және қатенің анализін жүргізу керек.
Қатені түзету кезінде жаңа қате енгізу ықтималдығы жоғары (20%
мөлшерінде). Егер программаны автор түзетпесе, онда ықтималдық одан да
жоғары.
Әрбір қателіктің қайдан кетенін біліп алу керек, неге ол туындағанын,
оның алдын алу немесе ертерек табу үшін қажет.
Ендіру
Ендіру – бұл ақпараттық жүйенің пәндік облысқа енгізілуі.
Ендіру – маңызды саты, мұнда көбі пайдаланушыға, құрастырушыға және
олардың бірігіп істеген жұмысына байланысты. Ендіру алдын ала ойластырылу
керек. Саты бойынша күнтізбелік жоспар құрылады, содан кейін ол оның
орындалуының тұрақты бақылауымен іске асады.
Дәріс №3. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Жүйелік анализ сатылары
2. Гэйн – Сарсон әдістемесі бойынша жүйелік анализ
Дәріс №4. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ. АЖ
СИПАТТАУ ӘДІСТЕРІ.
• АЖ сипаттаудың сапалық және сандық әдістері.
• Кибернетикалық жағынан жақындау.
• АЖ динамикалық сипаттау. АЖ каноникалық түрде сипаттау. АЖ агрегаттық
сипатталуы.
АЖ сипаттаудың сапалық және сандық әдістері
1948 жылы белгілі математик Норберт Винер біруақытта АҚШ және
Францияда «Кибернетика, немесе жануар мен машинадағы басқару мен байланыс»
атты кітабын шығарды. Соңыра кибернетиканың оның объектілері, пәні мен
мақсаттарын анықтауға жақын басқа анықтамалар шықты. Оқу объектісі күрделі
динамикалық жүйелер, пәні – жүйені басқарумен байланысты ақпараттық
процестер, мақсаты – басқарудың тиімді нәтижелерін алуға арналған
техникалық құралдар мен тәсілдер, принциптер құру болып табылады.
Кибернетикалық жағынан жақындау
Кибернетика (грек тілінен аударғанда басқару шеберлігі) – бұл күрделі
жүйелерді кері байланыспен басқару туралы ғылым. Ол математика, техника
және нейрофизиологиямен туындады және кері байланыс механизмі бар тірі,
сонымен қатар өлі жүйелердің толық класын қызықтырды.
Егер 17-ші және 18-ші ғасырлардың басы – парлы машиналар ғасыры болса,
онда қазіргі уақыт байланыс және басқару ғасыры. Бұл процестерді меңгеру
барысында кибернетика біршама өзінің үлесін қосты. Ол басқару моделі мен
байланысының әдістерін оқытады, бұл зерттеуде оған тағы бір түсінік енгізу
керек болды, бірақ бірінші рет ақпарат түсінігі (латын тілінен танысу)
жаратылыстануда фундаментальды статус алды.
Өзінің фундаментальды түсінігі – жүйе, модель, басқару, ақпарат-
кибернетика көмегімен басқару процестерінің ұқсастығы әртүрлі жүйелерде
заңды екендігін көрсетті, және ол ақпаратты (биологиялық, техникалық,
қоғамдық және т.б.) тасымалдау табиғатына тәуелсіз ақпараттық процестерде
көрсетіледі. Кибернетика басқару процестерін модельдеу және пайдалану
тиімділігін көрсетті.
Кибернетикада зерттеудің негізгі объектісі кибернетикалық жүйе болып
табылады. Жалпы (немесе теориялық) кибернетикада мұндай жүйелер
абстрактілі, олардың шынайы физикалық табиғатына қатыссыз қарастырылады.
Абстракцияның жоғары деңгейі кибернетикаға әртүрлі табиғаттың (мысалы,
техникалық, биологиялық және әлеуметтік) жүйелерін оқытуға жалпы құралдар
табуға мүмкіндік береді.
Абстрактілі кибернетикалық жүйе жүйе элементтері деп аталатын бір-
бірімен байланысқан объектілердің жиынтығын көрсетеді, ақпаратты
қабылдауға, есте сақтауға және қайта өңдеуге, сонымен қатар ақпаратпен
алмасуға мүмкіндігі бар. Кибернетикалық жүйе мысалы ретінде техникада
(мысалы, автопилот немесе мекемеде тұрақты температура сақтауды қамтамасыз
ететін реттеуіш), әртүрлі автоматты реттеуіштер, электронды есептеуіш
машиналар (ЭЕМ), адамның миы, биологиялық популяциялар, адамзат қоғамы
болуы мүмкін.
АЖ динамикалық сипаттау. АЖ каноникалық түрде сипаттау. АЖ агрегаттық
сипатталуы
Кибернетикалық жүйе элементтері арасында байланысты ұйымдастыру осы
жүйенің құрылым атауын алады. Жүйені тұрақты және айнымалы құрылыммен
ерекшелейді. Құрылымның өзгеруі жалпы жағдайда барлық жүйені құрайтын
элементтер жағдайынан және барлық жүйенің енгізілген сигналдарынан функция
ретінде беріледі.
Демек, жүйенің функционалдау белгілерін сипаттау үш функциямен
беріледі: жүйенің барлық элементтер жағдайының өзгеруін анықтайтын
функциялар, олардың шығу сигналдарын беретін функциялар, жүйенің
құрылымындағы өзгерістерді шақыратын функциялар. Егер осы барлық функциялар
қарапайым (бірмәнді) функциялар болып табылса, жүйе детерминирделген деп
аталады. Егер осы барлық функциялар немесе олардың бір бөлігі кездейсоқ
функциялар болса, онда жүйе ықтималды немесе стохастикалық деп аталады.
Егер жүйенің функционалдау белгілерін сипаттауға оның бастапқы жағдайын,
яғни жүйенің бастапқы құрылымын және оның барлық элементтерінің бастапқы
жағдайын қоссақ, кибернетикалық жүйенің толықтай сипаттамасын алуға болады.
Кибернетикалық жүйелерді жіктеу. Кибернетикалық жүйелер олардағы
сигналдардың сипаты бойынша ерекшеленеді. Егер осы барлық сигналдар жүйенің
барлық элементтерінің жағдайы сияқты үзіліссіз параметрлермен берілсе, онда
жүйе үзіліссіз деп аталады. Осы барлық өлшемдердің дискреттілік жағдайында
дискретті жүйе туралы айтады. Аралас немесе гибридті жүйелерде өлшемнің екі
типімен жұмыс істеуге тура келеді.
Кибернетикалық жүйелерді үзіліссіз және дисретті деп бөлу белгілі
дәрежеге дейін шартты болып табылады. Ол пәнге түпкілікті енумен
анықталады. Мысалы, жарықтың дискретті, квантты табиғаты бар екені белгілі.
Демек, мұндай жарық ағымының өлшемі сияқты, жарықтандыру деңгейі және
т.с.с. параметрлерді көбінесе үзіліссіз өлшемдер сияқты сипаттайды.
Келесі мысал – қарапайым сым реостат. Оның тартылу өлшемі секірмелі өзгеріп
отырса да, осы секірістер (скачка) жеткілікті аз болған кезде өзгерісті
үзіліссіз деп есептеу мүмкін және тиімді болып есептеледі.
Кибернетикалық жүйелердің қиындығы екі фактормен анықталады. Бірінші
фактор – бұл жүйенің өлшемі, яғни оның барлық элементтерінің жағдайын
сипаттайтын параметрлердің жалпы саны. Екінші фактор – оның элементтері
арасындағы байланыстың жалпы санын анықтайтын жүйе құрылымының қиындығы.
Қиын (үлкен) кибернетикалық жүйелер – бұл бір элементті сипаттауға және
осындай элементтердің (біртипті) жалпы санын көрсетуге келтірілмейтін
сипаттамалары бар жүйелер.
Қиын кибернетикалық жүйелерді меңгеру кезінде, жүйені элементтерге
қарапайым бөлуден басқа жеке блоктар жиынтығы түрінде жүйелерді толықтай
көрсету әдісі пайдаланылады, мұндағы жеке блоктар жеке жүйелер болып
табылады. Үлкен ауырлығы бар жүйелерді меңгеру кезінде блокты сипаттау
сияқты бір иерархия пайдаланылады: мұндай иерархияның жоғарғы деңгейінде
барлық жүйе бір блок сияқты қарастырылады, төменгі деңгейінде блоктардың
құрама жүйелері ретінде жеке элементтер қарастырылады.
Дәріс №4. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. АЖ сипаттау әдістері
2. АЖ сипаттаудың кибернетикалық жағынан жақындауы
3. АЖ агрегаттық сипатталуы
Дәріс №5. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ. АЖ
СИПАТТАУ ӘДІСТЕРІ.
• Кіріс пен шығыс операторлары.
• Агрегаттардың ақпараттық байланыстарының минималдылық принциптері.
• Агрегат кездейсоқ үрдіс ретінде.
Кіріс пен шығыс операторлары
Жүйені құрайтын объектілер арасында қандайда бір байланыс туындайды –
материалдық және ақпараттық. Ресурстардың материалдық ағымы өзінің сипатын
ақпараттық ағымда алады.
Басқарылатын және басқармалы жүйелер арасында байланыс арналары бар
болуы керек. Мұнда жүйенің негізгі түсінігі түзу байланыс, кері байланыс
және бақылау компоненттерімен толықтырылады. Басқару субъектісінен
басқарылатын объектіге басқармалы сигналдардың берілуі түзу байланыс,
басқару объектісінің жағдайы мен функционалдауы туралы сигналдардың берілуі
- кері байланыс деп аталады. Кейбір жүйелерде кері байланыс арналары
болмайды. Тек түзу байланысы бар жүйелердің қауіпсіздігі шектеулі.
Агрегат теориялық және практикалық көзқараспен қиын жүйелердің
элементтерін формальды түрде сипаттауға арналған жеткілікті жалпы схема
болып қызмет етуіне қарамастан, осындай және одан ла қиын конструкцияларды
оқуға қызығушылығын көрсетеді.
Келесі құрамы бар қиын жүйелер класын қарастырайық: жалпы жағдайда
жүйені элементтерге бөлу деген бар, осы кезде әрбір алынған элемент
агрегатты көрсетеді. Ары қарай мұндай түрдегі қиын жүйелерді агрегатты
немесе А-жүйелер деп атайық.
А-жүйенің әрбір элементі жалпы жағдайда агрегат болғандықтан агрегат
құрамының толық кешені болуы қажет емес; ол агрегаттың жеке жағдайын
көрсететін қарапайым объект болуы да мүмкін. Сонымен қатар А-жүйелері
арасында агрегат болып табылмайтын бірде-бір элемент болмауы мүмкін емес.
А-жүйеде болатын барлық ақпарат сыртқы (берілген жүйенің элементтері
болып табылмайтын объектілерден тыс түсетін) және жүйенің өзінің агрегатын
өндіретән ішкі болып бөлінеді.
А-жүйесі мен сыртқы ортамен ақпарат алмасу жүйенің полюсі деп аталатын
агрегат арқылы жүреді. Сонымен, кіріс полюстері (х)-хабартар түрінде
түсетін енгізу ақпаратты толықтай немесе жартылай сыртқы ақпарат болып
табылады. Кіріс полюстерімен қатар басқарушы полюстер қарастырылады. А-
жүйенің басқарушы полюстері деп ерекше енетін арналар бойынша түсетін (g)-
хабартар үшін агрегаттар толықтай немесе жартылай сыртқы ақпаратты
көрсететін агрегатты айтамыз.
А-жүйенің шығыс полюстері деп (у)-хабартар түрінде түсетін шығатын
ақпаратты толықтай немесе А-жүйенің жартылай шығатын ақпараты болатын
агрегатты айтамыз.
Агрегаттардың ақпараттық байланыстарының минималдылық принциптері
Полюстер болып табылмайтын агрегаттар А-жүйенің ішкі агрегаты деп
аталады. А-жүйенің ішкі агрегатының кіріс және басқарушы ақпараты жүйенің
ішінде өндіріледі және шығатын ақпараттан немесеА-жүйенің басқа
агрегаттарының (у)-хабартарынан тұрады. Ішкі агрегаттардың шығатын ақпараты
А-жүйенің басқа агрегаттарына кіріс және басқарушы ақпарат ретінде түседі.
Жеке жағдайда А-жүйе ішкі агрегаттардан тұрмауы мүмкін және тек
полюстерден тұруы мүмкін. Сонымен қатар А-жүйеде кіріс және басқарушы
полюстер болмайтын жағдай болуы мүмкін. Мұндай А-жүйе тек қана басқарушы
немесе тек кіріс ақпаратты сәйкесінше қабылдайды.
А-жүйеде ақпаратты тасымалдау тез арада жүреді. Т моментте қандайда
бір агрегатпен ақпаратты беру жүйенің қандайда бір агрегатына кіріс немесе
басқарушы ақпараттың түсу, немесе жүйенің шығыс полюсімен ақпаратты беру
моменті болып табылады.
Енді А-жүйеге анықтама берейік: егер агрегаттар арасында ақпаратты
тасымалдау тез арада және бүлінбей жүргізілсе, агрегаттардың кез келген
жиынтығы агрегатты жүйе деп аталады.
Агрегат кездейсоқ үрдіс ретінде
А-жүйенің құрамы құрама агрегаттар құрамымен ғана емес, сонымен қатар
оның құрылымымен де анықталады. Құрылымды агрегаттар арасындағы өзара
әрекеттестік анықтамасымен бастайық.
В және С екі агрегаттар өзара байланысқан деп аталады, егер олардың
арасында тікелей ақпарат алмасу жүзеге асатын болса, яғни А агрегатының
шығыс ақпараты С агрегаты үшін немесе керісінше кіріс немесе басқарушы
болып табылады. Бір-бірімен тікелей байланысқан агрегаттардан басқа
қарапайым байланысқан агрегаттарды қарастырамыз. Егер В және С агрегаттары
байланыспаған болса, онда оларды байланыспаған деп атаймыз.
Егер А агрегатының шығыс ақпаратының қандайда бір бөлігі С агрегатының
кіріс ақпаратының бөлігі болып табылса, В агрегатының соңынан С агрегаты
жүретіндігі туралы айтамыз.
А-жүйенің кез келген подсистемасы сондай-ақ А-жүйені көрсетеді. А-жүйе
кешен деп аталады, егер оның кез келген агрегаты А-жүйенің бір элементімен
байланысқан болса.
Жүйелерді агрегаттарға бөлу жалғыз болып табылмайды. Жүйені
агрегативті көрсетудің бірнеше нұсқалары болуы мүмкін. Бірнеше агрегаттарды
біріктіру кезінде агрегаттар арасындағы байланыс үлкен роль ойнайтынын есте
сақтау керек. Бұл байланыстардың сипаты агрегаттың типі мен құрамына әсер
етеді. Мұндай біріктіруге формальды түрде келуге болады. Ол үшін өзіне
көптеген агрегаттарды көрсететін агрегаттарға операция құрылу керек.
Дәріс №5. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Кіріс пен шығыс операторларының түсінігі
2. Агрегат кездейсоқ үрдіс ретінде
Дәріс №6. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ. АЖ
АНАЛИЗІ МЕН СИНТЕЗІ
• Жүйелерді зерттеу нәтижелерін нысандандыру.
• Жүйелердің функцияларын ерекшелеу.
Жүйелерді зерттеу нәтижелерін нысандандыру
Ақпараттық жүйелердің құрылымы ішкі жүйе деп аталатын оның жеке
бөліктерінің жиынтығын құрайды.
Ішкі жүйе – қандай да бір белгі бойынша ерекшеленген жүйе бөлігі.
Ақпараттық жүйенің жалпы құрылымын қолдану сферасына қатыссыз ішкі
жүйе жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Бұл жағдайда классификацияның
құрылымдық белгісі туралы айтылады, ал ішкі жүйені қамтамасыз етуші деп
атайды.
2-сурет. Ақпараттық жүйе құрылымын қамтамасыз ететін ішкі жүйе
жиынтығы
Қамтамасыз ететін ішкі жүйе ішінде ақпараттық, техникалық,
математикалық, программалық, өндірістік және құқықтық қамтамасыз ету
бойынша бөліп қарастыруға болады.
Ақпараттық қамтамасыз ету
Ақпараттық қамтама ішкі жүйесінің міндеті шешімдер қабылдау үшін нақты
ақпаратты беруден тұрады.
Ақпараттық қамтамасыз ету – ақпараттық топтар схемасының, құжаттардың
бірыңғайлы жүйесінің, ақпаратты кодтау және классификация жүйесінің
жиынтығы, сонымен қатар деректер базасын құру әдістемесі.
Жүйелердің функцияларын ерекшелеу
Техникалық қамтамасыз ету
Техникалық қамтамасыз ету – ақпараттық жүйелердің жұмысына арналған,
сонымен қатар осы әдістер мен технологиялық процестерге сәйкес келетін
құжаттардың техникалық құралдарының комплексі.
Техникалық құралдар кешені мыналарды құрайды:
o кез келген модельді компьютерлер;
o ақпаратты жинау, өңдеу, беру және шығару құрылғылары;
o мәліметтерді беру және байланыс линия құрылғылары;
o өндірістік техника және ақпараттың автоматты түрде алынатын
құрылғылары ;
o эксплуатациялық материалдар және т.б.
Құжатнамамен алдын-ала техникалық құралдар таңдап алынып, оларды
эксплуатациялауды ұйымдастыру, мәліметтерді өңдеудің технологиялық
процестері безендіріледі. Құжатнаманы келесі үш топқа шартты түрде бөлуге
болады:
• жалпыжүйелік, техникалық қамтамасыз ету бойынша мемлекеттік және
салалық стандарттарды қосады;
• арнайы, техникалық қамтамасыз етуді құрастырудың барлық сатылары
бойынша әдістер кешенін құрады;
• нормативті-анықтамалық, техникалық қамтамасыз ету бойынша есептеулерді
орындау кезінде қолданылады.
Дәріс №6. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. АЖ құрылымы
2. АЖ құрылымын анализдеу және синтездеу
Дәріс №47. АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІНІҢ НЕГІЗГІ БӨЛІГІ РЕТІНДЕ.
АЖ АНАЛИЗІ МЕН СИНТЕЗІ
• Есептерді макро- және микро- деңгейлерде қою және алгоритмдеу әдістемесі.
• Ақпараттық жүйелер құрылымын синтездеу әдістері.
Есептерді макро- және микро- деңгейлерде қою және алгоритмдеу
әдістемесі
Қазіргі уақытта техникалық қамтамасыз етуді ұйымдастырудың екі негізгі
формалары құрылды (техникалық құралдарды пайдалану формалары):
орталықтандырылған және жартылай немесе толықтай деорталықтандырылған.
Орталықтандырылған техникалық қамтамасыз ету үлкен ЭЕМ және есептеу
орталықтарының ақпараттық жүйелерінде пайдалануға негізделген.
Деорталықтандырылған техникалық құралдар жұмыс орындарында дербес
компьютерлерде функционалды подсистемаларды өндіру қарастырылады.
Математикалық және программалық қамтамасыз ету – ақпараттық
жүйелердің есептері, сонымен қатар техникалық құралдардың кешенін
бірқалыпты функционалдауға арналған математикалық әдістер, модельдер,
алгоритмдер мен программалар жиынтығы.
Математикалық қамтамасыз ету әдістеріне мыналар жатады:
o басқару процестерін модельдеу әдістері;
o басқарудың типтік есептері;
o математикалық программалау, математикалық статистика, жаппай
қызмет ету теориялары және т.б. әдістер.
Ақпараттық жүйелер құрылымын синтездеу әдістері
Программалық қамтамасыз ету құрамына жүйелік және арнайы программалық
өнімдер, сонымен қатар техникалық құжатнама кіреді.
Жүйелік программалық қамтамасыз ету тұтынушыларға негізделген және
ақпаратты өңдеудің типтік есептерін шешуге арналған программалар комплексі
қарайды. Арнайы программалық өнімдерді қамтамасыз ету нақты ақпараттық жүйе
құру кезінде жасалған программалар жиынтығын көрсетеді. Оның құрамына әр
түрлі деңгейдегі модельдерді құруды жетілдіретін қолданбалы программалар
пакеті (ҚПП) кіреді.
Ұйымдастырушылық қамтамасыз ету – жұмысшылардың техникалық құралдармен
іс-әрекеті және өзара ақпараттық жүйені құру мен эксплуатациялау
процесіндегі әдістер мен тәсілдер жиынтығы.
Құқықтық қамтамасыз ету – ақпаратты алу, жаңарту және пайдалану
ретінде ақпараттық жүйелерді құруды, функционалдау мен заңгерлік мәртебені
анықтайтын құқықтық ережелер жиынтығы.
Құқықтық қамтамасыз етудің басты мақсаты заңдылықты нығайту болып
табылады.
Құқықтық қамтамасыз ету құрамына заңдар, нұсқаулар, мемлекеттік билік
органдарының қаулылары, бұйрықтар, инструкциялар мен министрліктің басқа
нормативті құжаттары, ведомосттар, өндірістер, жергілікті билік органдары
кіреді.
Құқықтық қамтамасыз етудің ақпараттық жүйені қалыптастырудың
сатыларына мыналар жатады:
• ақпараттық жүйе статусы;
• персонал құқығы, міндеті мен жауапкершілігі;
• басқару процестерінің жеке түрлерінің құқықтық жағы;
• ақпаратты құру мен пайдалану реті және т.с.с.
Синтез түсінігі синтез есептері деп аталатын есептерді шешу
процестеріне сәйкес келеді. Бұл есеп анализ есептеріне қарағанда қарама-
қарсы жүйе құру кезінде өте маңызды: жүйе функциясы берілген, жүйе
құрылымын табу болып табылады.
Ақпараттық жүйелерде жасанды интеллектті пайдалану актуалды және
перспективті болып табылады.
Дәріс №7. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Құрылымды оптимизациялау
2. АЖ интеллектуалдау
Дәріс №8. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІҢ ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН ТҮСІНІГІ
• Сигналдың математикалық моделдері.
• Детерминделген сигналдардың жиілік түрінде берілуі.
• Дискреттеу тәсілдерді жіктеу.
Сигналдың математикалық моделдері
Хабартар (сообщения) қандайда бір физикалық құрамы бар сигналдар
көмегімен жіберіледі. Жалпы жағдайда сигнал болып объектінің бастапқы
жағдайының кез келген өзгерісі болуы мүмкін.
Сигналдарды былайша ерекшелейді: көріністік, акустикалық, электрлік,
радиосигналдар және т.б. Бір сигнал екіншісін шақыруы мүмкін. Электрлік
сигнал дыбыстық (электрлі қоңырауда), жарықтық сигнал – электрлік
(фотоэлементте) сигнал шақыруы мүмкін. Сигналдар кеңістікте және уақытта
(дыбыстық кино) бір-бірімен байланысуы мүмкін.
Ақпаратта әрқашан физикалық тасымалдағыш – сигнал болады. Байланыс
желілері бойынша жіберілетін шынайы сигналдар формасы қиын болуы мүмкін,
өйткені олар идеалды емес схемалардан туындайды, ал тасымалдау ортасы
оларды тежейді.
Бірақ сигналды тасымалдау ерекшелігін меңгеру үшін көбінесе
жеңілдетілген математикалық модель пайдалануға болады.
Детерминделген сигналдардың жиілік түрінде берілуі
Көбінесе гармониялық сигналдар моделі кең пайдаланылады.
[pic],
сонымен қатар идеалды периодтық испульстік сигналдар пайдаланылады.
[pic]
Кез келген периодтық сигналдарды қарапайым (базистік деп аталатын)
функция [pic] қатары түрінде көрсетуге болады.
[pic]
Көбінесе мұндай базистік функциялар ретінде гармоникалар
пайдаланылады. Бұл жағдайда біз Фурье қатарындағы түрлендіруді аламыз:
[pic]
Мұндағы кез келген периодтық функция тұрақты құрама және [pic]
жиілігінде [pic] ретті жиіліктермен гармоникалар қосындысы ретінде
анықталады.
Сондай-ақ құрамалардың амплитудалары мен фазалары сигнал формасына
қарай алынады:
[pic]
Дискреттеу тәсілдерді жіктеу
Фурье қатарының коэффициенттерін графикалық түрде көрсетуді спектрлі
диаграмма деп атау қабылданған. Спектрлі диаграммалардың екі түрінен –
амплитудалық және фазалық – көбінесе біріншісі пайдаланылады.
Осы спектрлі құрамалардың сигнал құрайтын қосындысы түріндегі
жиынтығын спектр деп атаймыз.
Екі маңызды моментке назар аударайық:
Біріншіден, испульстер ұзақтығының азаюымен (тамысалдау жылдамдығының
өсуімен) спектр ұлғаяды;
Екіншіден, спектр энергиясының үлкен бөлігі [pic] жиілігі диапазонында
тұр (байланыс желісі жиілігінің осы диапазоны сигнал амплитудасын
тасымалдауға жауапты).
Сигналды сипаттайтын негізгі параметрлер Тс сигналының ұзақтығы, Fс
жиілік спектрінің ені және Pc орташа күштілігі болып табылады. Сигналдардың
қауіпсіз тасымалдау үшін осы сипаттамаларды бір-бірімен байланысқан түрінде
қарастыру қажет. Сондықтан тағы бір сипаттама бар, ол Vc сигналының көлемі
деп аталады.
Тс сигналының ұзақтығы – берілген сигнал байланыстың берілген арнасы
бойынша берілетін жиілік жолын көрсететін сипаттама.
Рс сигналының орташа күштілігі – күштілікті көрсететін сипаттама,
тасымалдайтын аппаратура мен байланыс арнасы бойынша өтетін процесте
сигналды жаңарту аппаратурасы қамтамасыз етеді
Дәріс №8. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Сигнал
2. Сигналдың математикалық модельдері
3. Дискреттеу әдістері
Дәріс №9. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІҢ ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН ТҮСІНІГІ
• Уақыт бойынша дискреттеу.
• Котельниковтың теоремасы бойынша санау дәлділігін таңдау.
• Деңгейлік бойынша кванттау.
Уақыт бойынша дискреттеу
Тәжірибеде сигналдың энергетикалық сипаттамасы ретінде Рс сигналының
орташа күштілігін Рп бөгетінің орташа күштілігіне қатынасын алып, оны
динамикалық диапазон деп атайды:
Dc = log(Pc/Pп)
Vc сигналының көлемі – сигналдардың сапалы түрде берілу үшін байланыс
арналарын қамтамасыз ететін шарттың формасын көрсететін жинақы сипаттама:
Vc = Tc*Fc*Dc
Осыған ұқсас сипаттама байланыс арнасы үшін де бар, ол байланыс
арнасының мөлшері (емкость) деп аталады.:
Vk = Tk*Fk*Dk,
мұндағы Tk – арнаны пайдалану уақыты; Fk - арнамен өткізілетін жиілік
жолының ені; Dk – сигналдың әртүрлі деңгейлерін тасымалдау мүмкіндігін
сипаттайтын арнаның динамикалық диапазоны.
Сигналдың ақпаратты тасымалдау арнасымен жалпы шарты келесі қатынаспен
анықталады
Vc <= Vk.
Бірақ бұл қатынас қажеттілікті, бірақ арнамен сигналдың жеткілікті
шартына сәйкессіздігін білдіреді. Жеткілікті шарт барлық параметрлер
бойынша келісім жасасу болып табылады:
Tc <= Tk, Fc <= Fk, Dc <= Dk.
Хабартар құрылымы бойынша сигналдар үзіліссіз және дискретті болып
бөлінеді. Егер сигнал (хабар) амплитуданың соңғы интервалында мәндердің
дербес санын қабылдаса, онда ол үзіліссіз деп аталады. Мысалы, аналогты
құрылғылардағы сигналдар. Егер сигнал (хабар) амплитуданың соңғы
интервалында мәндердің шектеулі санын қабылдаса, онда ол дискретті деп
аталады.
Дискретті сигналдар ақпаратты тасымалдау әдісі ретінде үзіліссіз
сигналға қарағанда кең қолданылады. Бұл дискретті сигналдардың байланыс
арналарындағы бөгеттің әсер етуіне байланысты екендігінімен түсіндіріледі,
дискретті сигналдың тежелуін үзіліссіз сигналға қарағанда оңай табуға
болады, және де дискретті сигналдар ЭЕМ-де (цифрлік) тез өңделеді.
Дискретті сигналдар көмегімен үзіліссіз хабартарды тасымалдау
мүмкіндігін 1933 жылы академик Котельников дәлелдеді.
Котельниковтың теоремасы бойынша санау дәлділігін таңдау
Шектеулі спектрмен сигнал моделін пайдалану арқылы санау дәлдігін
дискреттеу кезінде шекті қадамды таңдау ережесін академик В.А.Котельников
қарастырды: «Кез келген спектр Fmax жиілігімен шектелген s(t) үзіліссіз
функция толықтай бір-бірінен[pic] интервалына қалып отырған уақыт
моментінде өз мәнінің реттілігімен анықталады». Сонымен қатар, Котельников
санау дәлдігі бойынша [pic] сигналын нақты қалпына келтіру әдісін береді.
Сигналды Котельников (5) қатары түрінде көрсету [pic] жеке жағдайы болып
табылады. Базистік болып [pic] түріндегі функция табылады. Олар санау
дәлдігі функциялары деп аталады. Санау дәлдігі функциялары ортогональды,
өйткені [pic]
|[pic] |Санау дәлдігінің жиілік шкаласында |
| |спектрлі нығаюы [pic] (идеалды фильтр) |
| |енімен тікбұрыш болып есептеледі. |
| | Котельников теоремасы шектеулі |
| |спектрмен [pic] үзіліссіз стационарлы |
| |кездейсоқ процесске таратылады |
Котельников қатарымен [pic] сигналын дискреттеудің практикалық жүзеге
асуы және оның әрі қарай қалпына келуі келесідей жүзеге асады. [pic]
интервалдары арқылы берілетін жақта сигналдың [pic] мәні анықталады және
[pic]санау дәлдігіне тең ауданмен d- испульстер түрінде байланыс арналарына
беріледі. Қабылданатын жақта мұндай импульстер тізбегі [pic] төменгі
жиіліктің идеалды фильтрі арқылы өткізіледі. Фильтрден шығуында сигналдың
ұзақ берілу кезінде [pic] берілген үзіліссіз сигнал нақты шығарылады.
Қалпына келтірілген сигналды тежеу (Котельников бойынша) келесі
жағдайлар бойынша жүргізіледі. Шынайы сигналдың шексіз спектрі болады.
[pic] интервалымен оны дискреттеу [pic] спектрін шектейді және сигналдың
шығуын тежейді. Екінші жағынан үзіліссіз сигналдың берілуі кезінде сигнал
тежеледі. Бірақ дискреттеу кезінде сигналдың шектеулі уақытында санаудың
соңғы саны есебінен қосымша тежеу пайда болады, бұл уақытта олар шексіз көп
болуы керек, яғни сигнал спектрінің шексіздігі оның шексіздікке дейін
ұзақтығына сәйкес келеді. Мұндай екі тежеу тасымалдау қателігін теориялық
анализдеу үшін қиыдықтар тудырады.
Ең үлкен ауытқу критерийі бойынша дискреттеу
Тәжірибеде сигналды қалпына келтіру кезінде минималды қателікті
қамтамасыз ету есебі көбінесе қойылмайды. Жиі [pic] қателігінің мәні
көрсетіледі. Базисті функция ретінде бірінші (сызықты), екінші (параболды)
ретті полиномдар таңдап алынады. Аппроксимацияны дискреттеудің әрбір
қадамында жүргізеді. [pic]функциясының уақыттың әртүрлі моментінде өзгеруі
кезінде дискреттеу қадамы әрбір қадамда тең қателікті қамтамасыз ете
отырып, әртүрлі болуы мүмкін. Дискреттеудің мұндай типі адаптивті деп
аталады. Тейлордың дәрежелік аппроксимациясы кезінде адаптивті
дискреттілігін қарастырайық:
[pic]
Деңгейлік бойынша кванттау
Испульсті модуляция немесе кодтауды пайдаланумен байланыс жүйелері
бойынша үзіліссіз хабартарды тасымалдау кезінде уақыт бойынша хабарты
дискреттеу қажеттілігі туындайды. Соңғы уақытта үзіліссіз сигналдарды
дискреттеу қажеттілігі кванттау әдісінің, сигналдар формасының дискретті
анализімен, цифрлік және есептеу техникаларының дамуына түсіндіріледі.
| [pic] |Дисркттеу түсінігі s(t) |
| |функциясының уақыт бойынша |
| |үзіліссіздігі. Амплитуданың қысқа |
| |импульстері тізбегімен |
| |ауыстырылады, мұндағы ск |
| |(координаттар) жалпы жағдайда |
| |дискретті функция көмегімен |
| |анықталады: |
xк(t) [pic].
Үзіліссіз функцияның оның дискретті координаттары бойынша
туындауы базисті функция жүйесі [pic][pic] көмегімен жүргізіледі.
Кейде салмақты және базисті функциялар бірдей [pic]қабылданады. Координатты
функцияларды анықтау қиындығын ескере отыра, дискретті әдіс кең таралды,
ондағы s(t) сигнал оның [pic] таңдама деп аталатын мәнінің жиынтығымен
ауыстырылады. Бұл жағдайда салмақты (весовые) функция ролін d-функциясы
[pic] ойнайды, Dt – дискреттеу қадамы (теңдестік болмауы мүмкін). [pic].
Дәріс №9. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Детерминделген сигналдар
2. Котельников теоремасы
3. Кванттау
Дәріс №10. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
ТАСЫМАЛДАУ ҮРДІСІНІҢ МОДЕЛІ.
• Ақпаратты өлшеу.
• Үзіліссіз және дискретті байланыс арналарының модельдері.
• Үзіліссіз және дискретті байланыс арналарының өту қабілеті.
Ақпаратты өлшеу
Ақпараттың саны, мәні мен бағалылығының түсінігі мағыналы болады, егер
қарастыруда осы ақпаратты пайдаланатын жүйе – субъектісі пайда болса.
Мұндай жүйе, мысалы қандайда бір агрегатпен басқаратын тірі ағза, адамдар
қоғамы немесе компьютер болуы мүмкін.
Жүйе әрқашанда қандайда бір ортада жүреді. Өзінің есептерін шешу үшін
оның өз ортасының моделі болуы керек және алынатын мәліметтер негізінде
оларды түзетіп отыру керек.
Қандай да бір жағдай күтілсін, бастапқы мәні белгісіз болсын. n
мүмкін бастапқы санға қатысты Н қандайда бір анықсыздық бар делік. Жағдай
туындаған кезде, анықсыздық алынады және біз оның нақты бастапқы мәнін І
ақпаратты аламыз.
Мысалы, ойын сүйегі (n = 6), немесе монета (n = 2) лақтырылады, n
көлемді алфавиттен хабартар символы келіп түседі.
Жалпы жағдайда қандайда анықсыздық жағдай туындағаннан кейін сақталып
(мысалы, алыстан сүйекте 4 немесе 6 түскенін айыру қиын) қалуы мүмкін.
Бұл жағдайда алынған ақпарат саны Нpr (априорды) тәжірибеге
дейін және Нps (апостериорды) тәжірибеден кейін өлшем анықсыздығының
айырымы теңестіріледі.
I = Нpr – Нps (1)
Егер тәжірибе көздерісы (Нps = 0) белгілі болса, онда I = Нpr.
Жағдай 1.1-суретте сипатталады.
1.1-сурет. Анықсыздық және ақпарат
L тәжірибе нәтижесінде мүмкін бастапқы мәндердің толық саны (хабартың
l символының келіп түсуі) мынаны құрады:
Q = nl (2.1)
Мысалы, ойын сүйектерінің екі лақтырылуының нәтижесі, 62 = 36
болуы мүмкін.
Н функциясын тәжірибе (мысалы, ойын сүйектерін үш рет лақтырған кезде
анықсыздық бір рет лақтырғанға қарағанда үш есе көп) санына пропорционалды
болатындай беру өте ыңғайлы. Мұндай құрам аддитивті деп аталады. Оған
логарифмдік функция жауап береді
[pic] (2.2)
l =1 кезінде (ақпаратты беретін бір құбылыс немесе бір символ) мынаны
аламыз
[pic](2.3)
(2.3) формулада т мәніне өлшемнің әртүрлі бірліктері сәйкес келеді.
Мысалы, т=е (натуралды логарифм) болғанда энтропия мен ақпарат «натта», m=1
болғанда - "дитте", т=2 болғанда – битте өлшенеді.
Бір бит элементарлы екілік таңдамаға сәйкес келеді.
(2.2) және (2.3) формулалар әртүрлі мәндердің теңсіздігінен шығады.
Бұл жағдайда әрбір n бастапқы мәнінің р ықтималдығы бірдей.
Ойын сүйектерін немесе монеталарды лақтыру жағдайында бастапқы мәннің
тең ықтималдылығы туралы ұсыныс дұрыс. Бірақ жалпы жағдайда n мүмкін
бастапқы мәндер үшін pi ықтималдығы әртүрлі. (2.2), (2.3) формулалар жеке
(бірақ маңызды) жағдайға сәйкес, pi барлық ықтималдығы және анықсыздығы
максималды болғанда.
Бұл жағдайда (2.2) формула n бастапқы мәнімен L тәжірибе нәтижесінде
алынған ақпараттың максималды мәнін сипаттайды (немесе n көлемді
алфавиттен L символ ұзындығымен хабартар түскен кезде).
(2.2) - (2.3) формулалар ғалым Хартлимен ұсынылған және “харттілі”
ақпарат санының өлшемі деп аталады. L мен n мәндері хабартың құрылымын
(оның габаритін) анықтайтындықтан, сондай-ақ басқа термин: ақпараттың
құрылымдық өлшемі пайдаланылады. Тәжірибеден кейін (хабартың символын алған
кезде) анықсыздық жоқ болса, I = H ақпарат санын және (2.3) формуласын мына
түрде жазуға болады
[pic] (2.4)
Үзіліссіз және дискретті байланыс арналарының модельдері
Ақпарат санының статистикалық өлшемі – энтропия
Хартлимен ұсынылған ақпараттың санын анықтауға арналған (2.4)
формуласы n бастапқы мәнімен құбылысқа сәйкес келетін жағдайды сипаттайды
(мысалы, n көлемді алфавиттен хабар символының келіп түсуі). Бірақ барлық
бастапқы мән тең (тең ықтималды) болып есептеледі. Бұл жағдайда олардың
әрбіреуінің ықтималдығы [pic] және (2.4) мына түрде жазуға болады
[pic] (2.5)
pi символ ықтималдылығының әртүрлі мәнінің жағдайын қарастырайық. Бұл
жағдайда әрбір символ беретін ақпараттың саны мен анықсыздығы алфавиттің
әртүрлі символдары үшін әр қилы.
[pic] (2.6)
2.6 формуласынан ақпарат саны екіні көрініп тұр.
Бір құбылыстың (немесе хабар символының) орташа ақпараттылығын бағалау
маңызды. Ықтималдыққа сәйкестігі есебінен Hi мәнін орташалай отырып, келесі
формуланы аламыз
[pic] (2.7)
Бұл өлшемді энтропия деп атайды. Энтропия келесі құрамдардан тұрады:
- Ол теріс емес;
- ([pic]) бастапқы мәндердің біркелкі ықтималдылығы кезінде
максимумға жетеді. Бұл жағдайда [pic]
- Ол минималды және [pic] и [pic] кезде нөлге тең.
сонымен, Pi ықтималдығын ерекшелеу есебінен хабартағы бір құбылыс
немесе бір символдың бастапқы мәнінің орташа ақпараттылығы 2.8. формула
бойынша анықталуы мүмкін
I =[pic] (2.8)
Осы кезде апостериорды (тәжірибеден кейін) анықсыздық жоқ деп
есептеледі, ал статистикалық байланыстар есептелмейді. Бұл Шеннонмен
ұсынып, дамытылды. Энтропияны ақпараттың статистикалық өлшемі деп те
атайды.
(2.8) формуласы бойынша символдардың ақпараттылығын бағалау шартсыз
ықтималдылыққа негізделген. Сәйкесінше, Н(1) энтропияны шартсыз деп атайды.
Хабартардағы көрші символдар көбінесе бір-біріне тәуелді болатыны анық.
Мысалы, орыс тіліндегі мәтінде дауысты әріптің пайда болуы ықтималдығы
ұлғаяды, егер алдыңғысы дауыссыз болса және егер оның алдында екі дауыссыз
әріптер қатарынан тұрса, ықтималдық одан да жоғары болады. Бұл жағдайда
энтропия өлшемі келесі формула бойынша есептеледі:
I =[pic] (2.9)
Үзіліссіз және дискретті байланыс арналарының өту қабілеті
Қоршаған орта туралы жүйені көрсету кезіндегі ақпараттың анықтамасына
тоқталайық. Мұндай ақпараттың санын келесі жалпы формула бойынша анықтауға
болады
[pic](2.10)
мұнда Нх – орта параметрлерінің әртүрлілілігін сипаттайтын анықсыздық;
Нх/у – орта туралы жүйені көрсетудің толық еместігін және нақты
еместілігін сипаттайтын анықсыздық өлшемі (Нх/у =0 шегінде жүйе орта туралы
бәрін білетінін білдіреді).
Адаптивті жүйелер үшін (техникада және тірі табиғатта) ақпараттың
максимумдылық принципі әрекет етеді.
Дискретті арна және оның өткізгіштік мүмкіндігінің Шеннондық моделі
4.1-суретте Клод Шеннонмен ұсынылған ақпаратты тасымалдаудың дискретті
арнасының моделі көрсетілген.
мұнда И –{z1…zn} n символдардан тұратын Z алфавитіне негізделген
хабартар бастауы. Бастаудың (источник) орташа ақпараттылығы Hz (бит/символ)
шартсыз энтропиямен, ал өндеудің орташа уақыты– tz (с/символ) сипатталады.
Кд – кодер, {x1…xm} m символдардан тұратын X арнасының алфавитінде Z
бастауының алфавитін түрлендіреді. Арна символының орташа ақпараттылығы Hx
(бит/символ) энтропиясымен, ал бір символдың берілу уақыты– tx (с/символ)
сипатталады.
Декодер (Дк) (П) приемнигі үшін арна символын кодтаудан алып тастайды
(раскодирует).
Кн арнасында p0 ықтималдылығымен арнада қателік туындауы мүмкін, xi
символының шығысында yi (жалпы жағдайда [pic]) символы сәйкес келеді. Біз
кең таралған екілік исмметриялық арнаны (m = 2, p0 = p1/0 = p0/1)
қарастырамыз. Мұндай нұсқада Hy = Hx, өйткені қателер «1» мен «0»
ықтималдығының қатынасын өзгертпейді.
Арнаның бір символымен тасымалданатын Ixy ақпаратының орташа
санын (4.1) формуласы бойынша анықтауға болады
[pic]
мұнда Hx/y – шартты энтропия, егер yi қабылданса, xi қабылданған
символдың анықсыздығын сипаттайды. 4.1. формуласының әртүрлі нұсқаларын
пайдалана отырып, әртүрлі ракурстарда (көздері немесе приемник жағынан)
арнаны қарастырамыз, мұнда арнамен енгізілетін анықсыздық бірдей (Hx/y =
Hy/x) болып қалады.
Дәріс №10. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Ақпаратты өлшеу
2. Байланыс арналары
3. Байланыс арналарының өту қабілеті
Дәріс №11 АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
ТАСЫМАЛДАУ ҮРДІСІНІҢ МОДЕЛІ.
• Ақпараттан айырылу бағасы.
• Ақпараттың артықтығы туралы түсінік.
Ақпараттан айырылу бағасы
Арнаның маңызды сипаттамасы болып оның С өткізгіштік мүмкіндігі
табылады. Арна уақыт бірлігінде (бит/с) ақпараттың максималды санын
өткізуін анықтайды. Формула түрінде бұл анықтаманы келесі түрде жазуға
болады
[pic]
Екілік симметриялы арна үшін, мұндағы max{Hx} = 1, а Hy/x p0 қателік
ықтималдығын ғана анықтайды
[pic]
Енді Hx/y және p0* арасындағы тәуелділікті анықтайық. m = 2 және p1/0
= p0/1 = p0 болғандағы жағдай үшін шартты энтропияның формуласын пайдалана
отырып, келесіні аламыз
[pic]
p”0” + p”1” = 1 ескере отырып, (3) формуланы келесі түрде жазуға
болады
[pic]
C(p0) тәуелділігін 4.2-сурет көрсетеді.
Арнаның өткізгіштік мүмкіндігінің максималды мәні p0 = 0 болғанда
[pic]және p0 = 1 болғанда жетеді. C = 0 максималды мәні p0 = 0.5 болған
кезде орын алады.
Ақпараттың артықтығы туралы түсінік
Үзіліссіз арна аналогты сигналдарды (мысал ретінде телефон арнасын
алуға болады) тасымалдау үшін пайдаланылады. Осындай арналардың өткізгіштік
мүмкіндігін анықтай отырып, [pic] квантасы мен уақыт бойынша [pic]
дискретінің азаюы кезінде дискреттің шегі ретінде үзіліссіз сигналды
қарастырамыз.
Арналар сигналдың өту жолының [pic] енімен сипатталады.
Найквист-Котельников теоремасына сәйкес [pic] спектрінің енімен
(мұндай ен біздің жағдайымызда максималды болады) үзіліссіз сигналды
көрсету үшін [pic] қадамының өлшемі жеткілікті.
Үзіліссіз арнаның өткізгіштік өлшемі мына түрде жазылады
[pic]
[pic]ескере отырып, [pic]және [pic]болған кезде бөгет болмағанда бұл
өлшем, онымен бірге арнаның өткізгіштік мүмкіндігі шексіздікке ұмтылады.
[pic] азаюымен бөгет [pic] өсуімен ғана емес, сонымен қатар [pic] ұлғаюымен
де бірге жүреді (өйткені сигналды тану қатесінің ықтималдығы өседі). Бұл
жағдайда арнаның өткізгіштік мүмкіндігі (Px) сигналы мен (Pe) бөгетінің
қатынасымен анықталады. Бұл жағдайда
[pic]
(6) формуладан бірнеше қорытынды жасауға болады.
Біріншіден, «сигнал/бөгет» қатынасының өсуі арнаның өткізгіштік
мүмкіндігін жоғарлатуға мүмкіндік береді. Бір сигнал ақпараттың бірнеше
битін берген кезде m алфавиті көлемінің ұлғаяына сәйкес болуы мүмкін.
Екіншіден, алынған ақпаратты[pic]болған жағдайда да арна бойынша
тасымалдауға болады.
Ақпараттар тобы ақпараттың орташа саны ретінде анықталады, оны көздері
уақыт бірлігіне (бит/с) өндіреді. tz бір символын өңдеудің орташа ұзақтығын
және оның Hz орташа ақпараттылығын біле отырып, топ (поток) өлшемін былайша
есептеуге болады:
[pic]
[pic] тобының өлшемі С арнасының өткізгіштік мүмкіндігімен келісу
керек. Демек, бір жағынан ақпараттың барлық өңделетін көздерісы
тасымалдануға үлгеріп отырса, ал екінші жағынан – арнаның мүмкіндіктері
толықтай пайдаланылып отырса болды. Өйткені [pic] өлшемі көздері
ерекшеліктерімен анықталады және tz өлшемінің берілген жалғыз құралы болып
табылады.
Дәріс №11. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Ақпараттан айырылу
2. Ақпараттың артықтығы
Дәріс №12. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
ФИЗИКАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕГІ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІС
• Модуляция және демодуляция процедураларының мазмұны мен міндеті.
Модуляция және демодуляция процедураларының мазмұны мен міндеті
Жалпы түрде модуляция деп бір сигнал параметрлерінің басқа сигналдың –
ақпараттық параметрлерімен сәйкес өзгеруін айтады. Модуляция байланыс
арналарында сигналдарды бөлу немесе сигналдардың бөгетке қарсы тұруын
жоғарлату есептерін шешуге мүмкіндік береді.
9.1-суретте [pic] беретін сигнал сондай-ақ [pic] гармоникалық
сигналдың амплитудасы бойынша модуляция нәтижесі көрсетілген. [pic]
қатынасы модуляция коэффициенті деген атауға ие. осыдан [pic] екендігі
белгілі болады.
Берілен сигналдың аналитикалық мағынасы мынадай болады
[pic]
Түрлендірулерден кейін мынаны аламыз
[pic]
Осыдан модуляцияланған сигнал спектрі берілген жағдайда [pic]
жиілігімен берілетін үш құрамасы болады.
Бұл нәтиже дербес модуляцияланатын сигналдың кез келген жиілік
құрамасына таралатын болғандықтан қиын формадағы периодтық сигналмен
модульденетін грамоника спектрінінің сапалы түрін (9.2б-сурет), ал [pic]
диапазонында спектрмен дербес форманың периодтық сигналын (9.2в-
сурет)анықтауға болады.
9.2-суретте маңызды нәтиже шығады: модульдеу көмегімен модульденетін
сигналдың спектрін жиілік диапазонының кез келген қажетті облысына
тасымалдауға болады.
Дәріс №12. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Модуляция
2. Модуляция түрлері
3. Модуляция және демодуляция процедураларының мазмұны мен міндеті
Дәріс №13. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
ФИЗИКАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕГІ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІС
• Модуляциялау түрлерінің сыртқы әсерге тұрақтылығы бойынша салыстырма
мінездемелері.
Модуляциялау түрлерінің сыртқы әсерге тұрақтылығы бойынша салыстырма
мінездемелері
Өзгеретін параметр ретінде амплитудамен бірге сондай-ақ жиілік пен
фазаны (ЧМ және ФМ)пайдалануға болады.
Тағы бір кең таралған нұсқа – импультың реттелген модуляциясы.
Модульденетін сигнал амплитудасына пропорционалды амплитудалы-импульстік
модуляция (АИМ), жиілік-испульстік (ЖИМ), фазалы-испульстік (ФИМ) және кең-
импульстік (КИМ) модуляция кезінде сигналды беретін параметрлер атауына
сәйкес өзгереді. Ерекше бір бесінші түрі – импульсті-кодтық модуляция
(ИКМ). Сигналды кванттаудан кейін оның әрбір дискретті мәніне сәйкесінше
код қойылады, содан кейін [pic] дискреттеу қадамында байланыс арнасы
бойынша жіберіледі. ИКМ әдісі кең қолданылады, көбінесе телефонияда.
Дискреттеу жиілігі [pic] сәйкес келуі керек, ал сигнал амплитудасы бір
байтпен кодталады. Дискретті телефон каналы бойынша беру жиілігі 64 кГц
құрайды.
Енді 9.6-суреттегі сигналдардың фазалық диаграммасын қарастырайық.
[pic] 9.6а-суретте фазаның төрт, ал 9.6б-суретте – сегіз мәнімен
сигнал нұсқасы көрсетілген.
n сигнал санының өсуі оның ақпараттануының ұлғаюына әкеледі
(сигнал9.6а-суретте ақпараттың 2 битын, ал 9.6б-суретте – үш битын береді).
Осымен қатар бөгетке қарсылықты сипаттайтын шеңбер радиусы азаяды. Сигнал
амплитудасының ұлғаюы есебінен бөгетке қарсы тұрудың қарапайым мүмкіндігі
шектілікке әкеледі, мысалы телефон арналарында сигнал күштілігі (амплитуда
да) «көрші» арналарға әсер етуіне қарай шектелген.
Қазіргі әдістер АФМ көмегімен мың торабы бар сигналдар мәнінің
«решеткасын» құруға мүмкіндік береді, осыған сәйкес сигналдың берілу
жылдамдығын бірнеше ұлғайта отырып.
Дәріс №13. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Сигнал мен арнаның ақпараттық сипаттамасы
2. Байланыс арнасы мен хабар көздерінің статистикалық қасиеттерін
келістіру.
3. Деректерді беретін торап
Дәріс №14. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
АРНАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕГІ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІС
• Кодтау теориясының жалпы түсініктері.
• Кодтаудың негізі болып қаланған Шеннонның теоремалары.
Кодтау теориясының жалпы түсініктері
Ақпаратты кодтау – ақпараттың көрсетілуін жинақтайтын процесс.
"Кодтау" терминін көбінесе ақпаратты көрсетудің бір формасынан
екіншісіне, сақтауға, беруге немесе өңдеуге ыңғайлы көшуі түсіндіріледі.
Код – элементтер сәйкестігі мен сигналдар арасындағы бірмәнді
сәйкестікті жүйе түрінде оны сақтау, беру және өңдеу кезіндегі ақпаратты
көрсетудің әмбебап әдісі.
Қандайда бір абстрактілі алфавиттің символдарын А{а1, а2,... аm1} деп
белгілейміз және бастапқы алфавит (первичный) деп атаймыз. Демек, бастапқы
алфавит – бұл бастапқы, кодталатын алфавит. Абстрактіні афлавит деп атайық,
оның символында нақты мәні жатқан жоқ. Абстрактілі бастапқы алфавиттің
сапалық белгілерінің санын m1 деп белгілейік.
Кеңістікте және уақытта бастапқы алфавит символдарының орнын
ауыстыруына арналған қажетті физикалық құрамы бар әртүрлі сапалық белгілер
жиынтығын B{b1, b2,...bm2} деп белгілейік және екінші алфавит (вторичный)
деп атайық. Демек, екінші алфавит – бұл бірінші алфавит ол өңделетін немесе
орнын ауыстыратын формаға символдар көмегімен түрленетін алфавит. Екінші
алфавиттің сапалық белгілерінің санын m2 деп белгілейік.
Барлық жағдайда m1 > m2 болған кезде кодтау процесі қажет. m1 m2-нің
бүтін дәрежесі болып табылатын теңөлшемді кодтар үшін , m1 мен m2
арасындағы қатынас мына түрде болады:
m1 = m2n,
мұнда n – екінші алфавиттегі кодтар комбинациясының ұзындығы.
Жалпы жағдайда екінші алфавитті құрайтын m2 сапалық белгілердің
бірмәнді ерекшеленетін символдар санын код негізі ерекшелейді. Демек, морзе
кодында екінші алфавитті тире, нүкте, пауза құрайды, негізі – үш, Морзе
кодының өзі үштік кодтқа жатады.
Бір алфавит m1 символдарының m2 алфавитінен құрастырылған кодтық
комбинацияға түрлену заңдылығы жалпы жағдайда m1 <= m2 n түрінде көрсетілуі
мүмкін.
Код берілген заңдылық бойынша құрылған екінші алфавиттің символдарының
барлық мүмкін комбинациялар жиынтығын көрсетеді.
Берілген кодта жататын символдар комбинациясы кодтық сөздер деп
аталады.
Әрбір нақты жағдайда барлық немесе берілген кодқа жататын кодтық
сөздердің бөлігі пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар барлық комбинацияларын
көрсетуге мүмкін емес «күшті кодтар» бар. Сондықтан «код» сөзінде
түрлендіру жүргізілетін барлық заңдылықтар жатыр, оның нәтижесінде кодтық
сөздер аламыз.
Екінші алфавит символдары хабарды тасымалдағыштар болып табылады.
Хабар алфавит сипаттайтын нақты физикалық немесе мәнді мазмұнына қатыссыз
бірінші алфавиттің әрпі болып табылады.
Екінші алфавит символдарына хабар жіберу қажеттілігі туындаған
жағдайда нақты физикалық сапалық белгілер сәйкестігі қойылады. Кодталған
хабарға оны сигналға айналдыру мақсатында әсер ету процесі модуляция деп
аталады. Сигналдар кеңістікте және уақытта ақпаратты тасымалдағыштар
қызметін атқарады.
Кодтаудың негізі болып қаланған Шеннонның теоремалары
Компьютер сандық формада көрсетілген ақпаратты ғана өңдей алады.
Компьютерде өңделуге арналған басқа барлық ақпараттар (мысалы, дыбыстар,
суреттер, құралдарды көрсету және т.с.с.)сандық формаға түрлендірілуі
керек. Мысалы, музыкалық дыбысты сандық формаға келтіру үшін сандық формада
әрбір өлшем нәтижесін қоя отырып, қандайда бір жиілікте дыбыстың
интенсивтілігін қысқа уақыт аралығында өлшеуге болады. Компьютерлерге
арналған программалар көмегімен алынған ақпаратты түрлендіруге болады.
Компьютерде осындай түрде мәтіндік ақпараттарды да өңдеуге болады.
Компьютерге енгізу кезінде әрбір әріп қандайда бір санмен кодталады, ал
адамға түсінікті болу үшін сыртқы құрылғыларға (экран немесе печать) шығару
кезінде осы сандар бойынша әріптердің көрінісі құрылады. Әріптер мен сандар
жиынтығының арасындағы сәйкестік символдарды кодтау деп аталады.
Компьютердегі барлық сандар нолдер мен бірліктер көмегімен
көрсетіледі. Басқа сөзбен айтқанда, компьютерлер көбінесе екілік санау
жүйесінде жұмыс істейді, сондықтан оларды өңдеуге арналған құрылғылар өте
қарапайым болады. Компьютерге сандарды енгізу мен адамның оқуы үшін оларды
шығару ондық формада жүзеге асады, ал барлық қажетті түрлендірулер
компьютерде жұмыс істейтін программалар орындайды.
Бөгетсіз арналарға арналған кодтау туралы Шеннонның негізгі теоремасы.
Бөгетсіз дискретті арна бойынша хабарларды беру үшін оны тиімді кодтау
Шеннон теоремасына негізделеді, оны былайшы түрлендіруге болады:
1. хабар көзінің кез келген өндірісі, арнаның аз өткізгіштік
мүмкіндігі кезінде, яғни мына шарт кезінде
I(Z)=Cd-e,
мұнда е – аз оң өлшем, көздермен өңделетін барлық хабарларды арна
бойынша беруге мүмкіндік беретін кодтау әдісі бар.
2. егер
I(Z)>Cd
хабардың шексіз жиналуынсыз, оны жіберуді қамтамасыз ететін кодтау
әдісі жоқ.
Шеннон теоремасы, бөгет болған кезде тежеуге әкелетін байланыс арнасы
бойынша сигналдарды беру туралы ақпарат теориясының негізгі теоремаларының
бірі.
Қандайда бір ықтималдықпен пайда болатын символдар ретін беру керек
болсын, сондай-ақ процесте берілетін символ тежелген деген қандайда бір
ықтималдық бар болсын. бастапқы реттілікті қайта қалпына келтіруге
мүмкіндік беретін қарапайым әдіс әрбір берілетін символ үлкен сандарды (N)
рет қайталауынан тұрады. Бірақ бұл берілу жылдамдығын N рет азайтуға
әкеледі, яғни оны нөлге жақындатады. Шеннон теоремасы v оң санының
қарастырылатын ықтималдыққа ғана тәуелділігін e>0 болғанда v' (v' < v)
жылдамдығымен берілу әдісі бар, е-ден аз қателіктің ықтималдылығымен
бастапқы реттілікті қалпына келтіру мүмкіндігін беретіндігін қарастырды.
v жылдамдығы Hv = C қатынасымен анықталады, мұнда Н – символға көздің
энтропиясы, С – бір секундта екілік бірлікте арна көлемі.
Бөгетке қарсы кодтау
Мысал ретінде Х0-Х7 (6.1a-сурет) үшразрядты кодтық сөздердің толық
жиынтығын қарастырайық.
|Х0 |000 | | |001 |010 |100 |
|Х1 |001 |Х0 |000 | | | |
|Х2 |010 |Х3 |011 |Х0 |000 | |
|Х3 |011 |Х5 |101 |Х7 |111 | |
|Х4 |100 |Х6 |110 | | | |
|Х5 |101 | | |110 |101 |011 |
|Х6 |110 | | | | | |
|Х7 |111 | | | | | |
| |а) |б) | | |в) | |
|6.1-сурет. әртүрлі шығысы |
|(избыток) бар кодтар мысалы |
Мұндағы кез келген қателік жіберілген Хi сөзін қате тануға әкеледі.
Егер кодтық комбинациялар жиынтығымен шектелсек, онда жіберу кезіндегі бір
қателік қажетсіз сөзді қабылдауға әкеледі және оны тауып алуға болады. Бұл
шығын бағасымен жүзеге асады (мысалы, төрт символды кодтау үшін екі разряд
таб жеткілікті) – 6.1 б-сурет.
Егер разрядтың максималды санымен ерекшеленетін екі сөзбен ғана
шектелсек, онда екіретті қатені табуға болады, ал біреуін түзетуге де
болады (6.1в-сурет).
Екі кодтық сөз арасындағы сәйкес келмейтін разрядтар санын d-ны кодтық
арақашықтық деп атайық (100 мен 010 сөздері үшін d = 2, ал 010 мен
011кодтық сөздер үшін d = 1мәні). Кодтық сөздердің толық жинағы минималды
кодтық арақашықтықпен dmin сипатталады. Шығынсыз код үшін (6.1 а-сурет)
dmin = 1, 6.1б-суреттегі код үшін dmin = 2, 6.1в – суреттегі код үшін dmin
= 3. Минималды кодтық арақашықтық қателікті табу мен түзету мүмкіндігін
анықтайды. 6.2-суретте келесі қатынасты сипаттайды.
– rm қателіктің минималды реттілігі, олар rm = dmin-1 (6.1) танылуы
мүмкін.
– Sm қателіктің максималды реттілігі, олар түзетілуі мүмкін.
[pic](6.2)
– S < Sm ретті қателікті түзету есебі берілсе және r жоғары ретті
қатені табу керек болса, онда
[pic] (6.3)
(6.1) – (6.3) қатынастары dmin анықтамасына сәйкес ең жаман
жағдайға есептелген. Нақты жағдайларда қатені тауып, оны түзетуге болады.
Дәріс №14. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Кодтау теориясының жалпы түсініктері
2. Кодтаудың негізі болып қаланған Шеннонның теоремалары
3. Аналогты – кодтық түрлендіргіштер
4. Тиімді кодтау
5. Ақпаратты қысу әдістері
Дәріс №15. АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР – АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
АРНАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕГІ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІС
• Аналогты-кодтық түрлендіргіштер.
• Тиімді кодтау.
Аналогты-кодтық түрлендіргіштер
Бөгетке қарсы кодтарға қатысты жалпы ескертулер жасайық.
Біріншіден, кодтың маңызды сипаттамасы қателікке қарсы тұра алатын
оның мүмкіндігі болып табылады. l ұзындықты қателікті xi – xi + l көрші
разрядтар жинағы түсіндіреді, мұнда xi мен xi + l разрядтар қате, ал аралық
xj ([pic]) қателіктер ортасында дербес бөлінген. l >> dmin ұзындығымен
қатені табатын кодтар бар.
Екіншіден, кодтық сөздің ұзындығы үлкен болған сайын, соншалықты аз
бөлігін берілген деңгейді dmin қамтамасыз ететін шығынды разрядтар құрайды.
Яғни шығынды кодтау ұзын сөздер үшін орындау тиімді.
Үшіншіден, шығынды разрядтар сөздің барлық ұзындығы бойынша бөлінуі
мүмкін. Бұл жағдайда кодтық сөз келесі құрылымға ие:
|x1 … xk |xk+1…xk+m |
|Ақпараттық разрядтар |Шығынды разрядтар |
Кодтау процедурасы k ақпараттық бойынша хj шығынды m разрядты алуды
білдіреді.
Нақтылыққа тексеретін код
Бұл код өзінің жеңілдігімен кең таралды. Мұндай кодтаудың мысалы
жоғарыда қарастырылды. Жалпы түрде оны былайша сипаттауға болады:
– кодтау [pic] (6.4) операциясына келтіріледі, к+1 номерімен бақылаушы бит
k ақпараттық разрядты нақтылыққа дейін толықтырады;
– декодтау [pic](6.5) есептеу жолымен орындалады, егер Z=0 (реттілік
сақталған), берілу қатесіз өтті, Z=1 берілу қате болғанын айтады.
Мұндай кодқа dmin =2, r=1.
Қатені табу мен түзету бойынша қосымша мүмкіндіктер жол және баған
бойынша нақтылыққа тексеру коды деген атауды береді.
Оның ерекшеліктерін қарастырайық.
[pic]
Тасымалдауға төртразрядты (k=4) төрт кодтық сөздерден х1-х4 тұратын
блок берілсін. Әрбір сөз х5 тексеруші разрядпен толықтырылады. Сонымен
қатар, X0 тексеруші кодтық сөз қосымша құрылады, оның барлық разрядтары
блоктағы берілетін сөздердің сәйкесінше биттерінің қосындысынан алынады:
[pic]
Бір қате болған кезде Yj кодтық сөздің алынған блогын тексеру үшінші
сөздің төртінші қатарында қателік кеткенін көрсетеді. Координаттар
нүктесімен көрсету кеткен қателікті түзетуге мүмкіндік береді.
Мұндай кодтың минималды кодтық арақашықтығы жол мен баған бойынша
кодтық арақашықтықтың көбейтіндісіне тең: dmin=2х2=4, демек, кодпен
табылатын қателіктің максималды реттілігі r=4-1=3. Шындығында да, r=4 үшін
қателік табылмайтын жағдай бар.
Тиімді кодтау
Байланыс арналары бойынша ақпараттың берілуі кезінде тіркелмеген
(несанкционированный) кірістерден ақпаратты қорғау әдістерін қарастырайық.
Бұл әдістер ақпараттың криптографиялық жабылу әдістері деп аталады. Олар
берілу арналарында ақпаратты қорғауға, сондай-ақ сақтау арналарында оны
қорғау үшін қолданылады.
Ақпараттың криптографиялық жабылу әдістерін пайдаланатын жүйелерде
орындалатын түрлендірулерді кодтау және декодтау процестерінің әртүрлілігі
деп есептеуге болады, олар шифрлеу және дешифрлеу спецификалық атауларына
ие болды. Шифрленген хабар криптограмма деп аталады.
Криптографиялық кодтаудың әртүрлі әдістерінің біршама саны белгілі.
Қарапайым қойылым шифрі. Кодталатын хабардың әріптері сол немесе басқа
алфавит әріптерімен алмастырылады.
Вижинер шифрі. Бұл шифр ең кең таралған шифрлердің бірі. Алфавиттің
әрбір әрпі нөмірленеді. Мысалы, ағылшын алфавитінің әріптеріне сәйкесінше 0-
ден 25-ке дейін сандар қойылады.
Гаммирленумен шифрлеу. Шифрлеу процесінде белгілердің криптографиялық
жабылмалы хабарының цифрлік эквиваленті гамма деп аталатын сандар ретімен
жинақталады және k модуліне келтіріледі, мұнда k – белгілер алфавитінің
көлемі.
Деректерді шифрлеудің қазіргі стандартты әдісі. Шифрлеу процесінде
қандайда бір ұзындығы (64 бит) бар символдар реті осындай ұзындығы бар
шифрленген блокқа түрленеді.
Дәріс №15. Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тесттер
1. Бөгетке тұрақтылық кодтау
2. Сызықты топтық кодтар
3. Тривиальды жүйелік кодтар
4. Топтық кодтарға арналған кодтау және декодтаудың техникалық құралдары
5. Циклдық кодтарды техникалыө жүзеге асыру
3. ПРАКТИКАЛЫҚ САБАҚТАР
1 апта
№1 практикалық жұмыс
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ СИПАТТАУ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №1
Сабақ мақсаты: Студенттердің жүйе түсінігі, ақпараттық жүйе, жүйелік
талқылау, жүйе классификациясы мен құрамы, жүйелік анализ білімдерін
тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №1
1. АЖ түрлері
2. АЖ классификациясы
Ақпараттық жүйелерді ендіруден нені күтуге болады
2апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ СИПАТТАУ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
1 Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №2
Сабақ мақсаты: Студенттердің жүйе түсінігі, ақпараттық жүйе, жүйелік
талқылау, жүйе классификациясы мен құрамы, жүйелік анализ білімдерін
тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №2
1. АЖ процестерінің сипаттамалары
2. Жүйе компоненттері
3. Жүйелік анализ
3 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ СИПАТТАУ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №3
Сабақ мақсаты: Студенттердің жүйе түсінігі, ақпараттық жүйе, жүйелік
талқылау, жүйе классификациясы мен құрамы, жүйелік анализ білімдерін
тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №3
1. Жүйелік анализ сатылары
2. Гэйн – Сарсон әдістемесі бойынша жүйелік анализ
4 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ АНАЛИЗДЕУ МЕН СИНТЕЗДЕУ ӘДІСТЕРІМЕН
ТАНЫСУ, АҚПАРАТТЫҚ ИНТЕЛЛЕКТУАЛДАУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №4
Сабақ мақсаты: Студенттердің ақпараттық жүйелерді анализдеу мен
синтездеу әдістерін білетінін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №4
1. АЖ сипаттау әдістері
2. АЖ құрылымы
3. АЖ құрылымын анализдеу
4. АЖ құрылымының синтезі
5 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ АНАЛИЗДЕУ МЕН СИНТЕЗДЕУ ӘДІСТЕРІМЕН
ТАНЫСУ, АҚПАРАТТЫҚ ИНТЕЛЛЕКТУАЛДАУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №5
Сабақ мақсаты: Студенттердің ақпараттық жүйелерді анализдеу мен
синтездеу әдістерін білетінін тексеру
2 Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №5
1. АЖ ақпараттық қамтамасыз ету
2. АЖ техникалық қамтамасыз ету
3. АЖ математикалық қамтамасыз ету
4. АЖ программалық қамтамасыз ету
6 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР МЕН ЖҮЙЕЛЕРДІ АНАЛИЗДЕУ МЕН СИНТЕЗДЕУ ӘДІСТЕРІМЕН
ТАНЫСУ, АҚПАРАТТЫҚ ИНТЕЛЛЕКТУАЛДАУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №6
Сабақ мақсаты: Студенттердің ақпараттық жүйелерді анализдеу мен
синтездеу әдістерін білетінін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №6
1. АЖ өндірістік қамтамасыз ету
2. АЖ құқықтық қамтамасыз ету
3. АЖ интеллектуалдау үрдісі
7 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ЗЕРТТЕУДІҢ САПАЛЫ ЖӘНЕ САНДЫҚ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №7
Сабақ мақсаты: Студенттердің АЖ зерттеу әдістерін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №7
1. АЖ сипаттаудың сапалық және сандық әдістері
2. АЖ кибернетикалық жағынан жақындау
3. АЖ динамикалық сипаттау
8 апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ЗЕРТТЕУДІҢ САПАЛЫ ЖӘНЕ САНДЫҚ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №8
Сабақ мақсаты: Студенттердің АЖ зерттеу әдістерін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №8
1. АЖ каноникалық түрде сипаттау.
2. АЖ агрегаттық сипатталуы
9апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ЗЕРТТЕУДІҢ САПАЛЫ ЖӘНЕ САНДЫҚ ӘДІСТЕРІМЕН ТАНЫСУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №9
Сабақ мақсаты: Студенттердің АЖ зерттеу әдістерін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №9
1. Кіріс пен шығыс операторлары
2. Агрегат кездейсоқ үрдіс ретінде
10- апта
ФИЗИКАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ОҚЫТУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №10
Сабақ мақсаты: Студенттердің физикалық деңгейде ақпараттық үрдістер
түсінігін білуді тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №10
1. Сигналдың математикалық моделдері
2. Дискреттеу
3. Котельников теоремасы
4. Кванттау
5. Ақпаратты өлшеу
11- апта
ФИЗИКАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ОҚЫТУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №11
Сабақ мақсаты: Студенттердің физикалық деңгейде ақпараттық үрдістер
түсінігін білуді тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №11
1. Модуляция, демодуляция
2. Модуляция түрлері
3. Модуляциялау түрлерінің сыртқы әсерге тұрақтылығы бойынша салыстырма
мінездемелері
4. Модуляциялардың цифрлық әдістері
5. Сигналдар, сигнал түрлері
12- апта
ФИЗИКАЛЫҚ ДЕҢГЕЙДЕ АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ОҚЫТУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №12
Сабақ мақсаты: Студенттердің физикалық деңгейде ақпараттық үрдістер
түсінігін білуді тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №12
1. Модульденетін сигнал спектрінің ерекшеліктері
2. Байланыс арнасы
3. Байланыс арналарының өткізгіштік мүмкіндігі
4. Деректерді беретін торап
5. Байланыс тораптың өткізу мүмкіндігі
13- апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТІ АРНА ДЕҢГЕЙІНДЕ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ЗЕРТТЕУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №13
Сабақ мақсаты: Студенттердің арна деңгейінде ақпараттық үрдістерді
ұйымдастыру түсінігін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №13
1. Код
2. Ақпаратты кодтау
3. Код негізі
4. Символдарды кодтау
5. Бөгетсіз арналар үшін кодтау туралы Шеннонның негізгі теоремасы
6. Бөгеттің бар болуы кезінде байланыс арналары бойынша сигналдардың
берілуі туралы Шеннонның теоремасы
7. Аналогты-кодтық түрлендіргіштер
8. Тиімді кодтау
9. Шығынмен ақпараттарды қысу әдістері
10. Блокты, толқынды, фрактальды кодтау
14- апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТІ АРНА ДЕҢГЕЙІНДЕ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ЗЕРТТЕУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №14
Сабақ мақсаты: Студенттердің арна деңгейінде ақпараттық үрдістерді
ұйымдастыру түсінігін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №14
1. Шығынсыз ақпараттарды қысу әдістері
2. Символ бойынша кодтау
3. Цептерді кодтау
4. Дыбыстық ақпаратты қысу әдістері
5. Криптографикалық кодтау
6. Криптографикалық кодтау әдістері
7. Бөгетке тұрақтылық кодтау
15- апта
АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТІ АРНА ДЕҢГЕЙІНДЕ ҰЙЫМДАСТЫРУДЫ ЗЕРТТЕУ
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №15
Сабақ мақсаты: Студенттердің арна деңгейінде ақпараттық үрдістерді
ұйымдастыру түсінігін білуін тексеру
Сабақтан алған білімді тексеру тапсырмалары №15
1. Сызықты топтық кодтар
2. Тривиальды жүйелік кодтар
3. Топтық кодтарға арналған кодтау және декодтаудың техникалық құралдары
4. Циклдық кодтар
5. Циклдық кодтарды техникалық жүзеге асыру
4. студенттің өздік жұмысы
Студенттер өздік жұмысын реферат түрінде жазу керек. Орындалған өздік
жұмыс нәтижесінің есебі А4 форматында терілген болу керек. Шрифт Times
New Roman, өлшем -12 пн., аралық интервал – 1,5, мәтінді түзету – беттің
ені бойынша.
Бет параметрі: жоғарғы өріс (см.) – 2, төменгі – 2, сол жақ – 2,5, оң
жақ – 1,5 см. Бетті нөмірлеу – беттің жоғарғы, оң жағында.
Төменгі колонтитулға өз Фамилияңызды Атыңызды Отчествоңызды және топ
нөмірін қойыңыз.
|Жүйелер теориясының есептері. |
|АЖ сипаттаудың сапалық және сандық әдістері. |
|Кіріс пен шығыс операторлары. |
|Жүйелерді зерттеу нәтижелерін нысандандыру. |
|Ақпараттық жүйелер құрылымын синтездеу әдістері. |
|Сигналдың математикалық моделдері. |
|Ақпаратты өлшеу. |
|Үзіліссіз және дискретті байланыс арналарының модельдері. |
|Модуляция және демодуляция процедураларының мазмұны мен міндеті. |
|Модуляциялау түрлерінің сыртқы әсерге тұрақтылығы бойынша салыстырма |
|мінездемелері. |
|Кодтау теориясының жалпы түсініктері. |
|Криптографикалық кодтау. |
-----------------------
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Ақпаратты алу
Жағдайдың туындауы
Соңғы (апостериорды) анықсыздық
Бастапқы (априорды) анықсыздық
I = Нpr – Нps
Нps
Нpr
Ақпараттық жүйе
Құқықтық қамтамасыз ету
Ұйымдастырушылық қамтамасыз ету
Ақпараттық қамтамасыз ету
Программалық қамтамасыз ету
Математикалық қамтамасыз ету
Техникалық қамтамасыз ету
Қатені анализдеу
Түзетуді тексеру
Қатені түзету
Қатенің алдын алу
Қатенің белгілері
Құндылығын жоғарлату
Қауіпсіздікті жоғарлату
Қатені түзету
Тестілеу
Шешім
Бағалау критерийі
Мақсаттар
Мәселелер кешені
Кейбір қиыншылықтар
өндіріс персоналы немесе басқа ақпараттық жүйе
Кері байланыс
Ақпаратты шығару
Ақпаратты өңдеу
Ақпаратты енгізу
Ақпараттық жүйенің аппараттық және программалық бөлігі
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