Эмтихан сұрақтары

1 Информатика және ақпарат түсінігі. Информатика пәні, Ақпарат қасиеттері

Қоғамдық қатынастардың өзгеруіне себепкер болған өркениеттің (цивилизация) дамуы ақпаратты өңдеудегі түбейгейлі өзгерістерге байланысты. Бұл өзгерістерді ақпараттық революциялар деп қарастыруға да болады. Адамзат тарихында осындай төрт революция болды деп ұйғарылады.

Бірінші революция жазудың ашылуымен байланысты. Ол білім саласында сапалы да санды да дамуға әкелді және білімді ұрпақтан ұрпаққа жеткізуге мүмкіндік тудырды.

Екінші революция (XVI ғасыр ортасы) жазуды баспалық түрде шығарудың ашылуы мәдениет және қызметті ұйымдастыру мәселелерін күрт өзгертуге себепкер болды.

Үшінші революция (XIX ғасырдың соңы) электрдің ашылуы. Осы кезде ақпаратты жедел таратуға, жеткізуге және жинақтауға мүмкіндік тудырған телеграф, телефон, радио пайда болды.

Төртінші революция (XX ғасырдың 70-ші жылдары) микропроцессорлық технологияның ашылуы және компьютерлердің пайда болуы. Компьютерлік желілер, деректерді тарату жүйелері пайда болды.

Информатика пәні.

Ақпараттың жалпы қасиеттерін және құрылымын зерттейтін, ақпаратты алу тасымалдау, сақтау, тарату, берілу үрдістерін зерттеумен және қоғам өмірінің барлық сфераларында ақпараттық технология және ақпараттық техниканы қолданумен айналысатын ғылыми-техникалық іс әрекеттің едәуір кең мағынадағы облысы информатика деп аталады.

Сөздің ең тар мағынасында информатика деп есептеу техникасы құралдарының көмегімен деректерді құру, сақтау, өндіру, өңдеу және тарату тәсіл-әдістерін жүйеге келтіруші техникалық ғылымды, сонымен бірге осы техникасының құралдарының жұмыс үрдістерін және оларды басқаруды айтады.

Сонымен информатика деп

1) ақпараттың құрылымы мен жалпы қасиеттерін зерттеумен,

2) сонымен қатар ақпаратты алу, жинақтау, сақтау, өңдеу, тарату үрдістерімен және

3) адамзат қызметінің әртүрлі салаларында ақпараттық техника мен технологияны қолдану мәселелерімен шұғылданатын пәнді атайды.

“Информатика” сөзі француз тілінде “informatique” осы тілдің “information” (информация) және “automatique” (автоматика) сөздерінен құрылған “информациялық автоматика” деген ұғымды береді.

Бұл сөздің ағылшын тілінде кең тараған түрі “Computer science” “компьютерлік ғылым” деген ұғымды береді.

Информатиканың басымды бағыттары

а) есептеу жүйелерін және бағдарламалық (программалық) жабдықтамаларды жасау;

б) ақпараттар теориясы – ақпаратты тарату, қабылдау, түрлендіру және сақтаумен байланысты үрдістерді зерттеу;

в) математикалық үлгілеу (моделирование), есептеу және қолданбалы математика әдістері және оларды ғылымның әртүрлі салаларында іргелі және қолданбалы зерттеулерде қолдану;

г) жасанды интеллект әдісі, адамның ой парасаттық қызметінде логикалық және аналитикалық ойлау әдістерін үлгілеу;

д) жүйелік сараптау, әртүрлі күрделі үрдісті шешуді дайындауда және негіздеуде қолданылатын әдістемелерді үлгілеу;

е) биоинформатика – биологиялық жүйелердегі ақпараттық үрдістерді зерттеу;

ж) әлеуметтік информатика – қоғамды информатизациялау үрдістерін зерттеу;

з) машиналық графика, анимация, мультимедия құралдарды қолдану;

и) телекоммуникациялық жүйелер мен жергілікті және ауқымды (глобальды) компьютерлік желілер;

к) өндірісте, ғылымды, білім беруде, медицинада, саудада, ауыл шаруашылығында және шаруашылық пен қоғамдық қызметтердің басқадай түрлерін қамтитын әртүрлі қолданбаларды пайдалану. Aқпарат деп бізді қоршаған орта және онда болып тұратын құбылыстар жөніндегі және біздің біліміміздегі анықталмағандықты аластатушы мәліметті айтамыз. Ақпараттың қасиеттеріне нақтылық, толықтылық, құндылық, өзектілік, түсініктілік, қол жетерлік және қысқалық жатады.

Ақпарат сөз, мәтін, сурет, сызба, фотография, жарық немесе дыбыс сигналдары, радиотолқын, электрлік және нерв импульстері, магниттік жазба, ым, иістік және дәмдік сезімдер, хромосома және басқа түрлерде болады.

Санау жүйелері туралы жалпы түсінік. Бір санау жүйесінен екінші санау жүйесіне бүтін және бөлшек сандарды ауыстыру. Екілік санау жүйесіндегі арифметикалық амалдар

Ақпаратты қандай да бір алфавит арқылы көрсету кодтау деп аталады. Бір ғана ақпарат әртүрлі әдіспен көрсетілуі мүмкін.

Код дегеніміз бір белгілер тобын екінші белгілер түріне түрлендіру ережесі.

Мысалы, 967 саны мына түрде жазылуы мүмкін: тоғыз жүз алпыс жеті 96710, 17088, ЗС716, 11110001112, яғни, орыс тілі алфавиті түрінде кодтау, ондық, сегіздік, оналтылық, екілік санау жүйесінде.

Практикада ақпараттың көрсетілу түріне: сақтау, жеткізу, өңдеу тағы басқа процесстер байланысты болады.

Ақпаратты Кодтау процесі (оны шифрлеу деп те атайды) ақпаратты Декодтау процесімен (мағынасын ашу / расшифровка) тығыз байланысты.

Сандарды арнайы цифрлар деп аталатын символдар арқылы бейнелеу қабылданған.

Сандардың аталымын және жазу әдісін санау жүйесі деп атайды.

Санау жүйесі екі топқа бөлінеді: позициялық және позицялық емес.

Позицялық емес санау жүйесінде әрбір цифрдыц мағынасы оның орыналасуына байланысты емес. Оның мысалы ретінде римдік жүйені алуға болады. Бұл жүйедегі ХХХ санында, Х цифры кез келген позицияда 10 (он) білдіреді.

Позицялық емес санау жүйесінде арифметикалық амалдарды орындау қиынға соғады, сондықтан бүкіл әлемде позициялық санау жүйесіне көшкен.

Позициялық санау жүйесінде цифрлар өз орнына (позициясына) байланысты. Позициялық санау жүйесінің негізі дегеніміз жүйеде қолданылатын цифр саны. Екілік санау жүйесі. Компьютерде ондық санау жүйесі емес, екілік санау жүйесі қолданылады, яғни негізі 2 болатын санау жүйесі. Екілік санау жүйесінде кез келген ақпарат 0 мен 1 сандары көмегімен жазылады және екілік жүйесі деп аталады.

Екілік санау жүйесін ондық санау жүйесінен ажырату үшін екілік санды жазуда индекс ретінде 2 саны көрсетіледі., мысалы 110101,1112.

Екілік санның әрбір разрядын бит деп атайды.

Ондық сан тәрізді кез келген екілік сандарын қосынды түрінде көрсетуге болады.

Бұл қосындыда негіз ретінде 2 саны қолданылады, мысалы, 1010101,101 санының қосындысы былай жазылады:

1 * 26 + 0 * 25 + 1 * 24 + 0 * 23 + 1*2 2 + 0 * 21 +1 * 20 + 1 * 2-1 + 0 * 2-2 + 1 * 2-3

Арифметикалық амалдарды орындау нәтижесінде мәні 85,625 –ке тең ондық сан аламыз. Екілік сан 1010101,101 ондық сан 85,625–ке тең келеді, немесе 1010101,1012 =85,62510.

Ереже. Екілік жүйесінен ондық жүйесіне ауыстыру үшін екілік санды дәреже қосындысы ретінде жазып, жалпы қосындыны табу керек.

Екілік жүйенің бір кемшілігі сандарды жазуда 0 мен 1 цифрларын көп қолдануға тура келеді. Бұл адамның қабылдауына кедергі жасайды. Мысалы, ондық сан 156 екілік жүйеде былай жазылады: 10011100.

3. Бүгінгі күнгі есептеу техникасының құрылымы мен архитектурасы. Компьютердiң iшкi құрылысы. Электрондық құрылымдар: аналық тақша, микропроцессор, жады, тұрақты сақтау қондырғысы, жедел жады.

Есептеу техникасының қазіргі тарихының негізі 1943 жылы Горвард Айкеннің электромагниттік реле негізінде құрылған «Марк -1» машинасының дүниеге келуінен бастап қаланды.Дегенмен ЭЕМ-ның (компьютердің) пайда болуы 1946-шы жылдың 15-ші қаңдарында АҚШ-тың Пенсильван университетінде Дж. Эккерт пен Дж. Моучлидің ЭНИАК электрондық компьютерінің іске қосылуынан бастап есептеледі. 1952 жылы СССР-да Лебедев сол кезге дейінгі ең жылдам, жылдамдығы секундына бірнеше мың операция, компьютерді БЭСМ құрды. Компьютерлер даму тарихын мынандай буындарға бөлуге болады:

бірінші буын (1943 – 1956) - шамдық есептеуіш машиналар. 1946 жылы АҚШ Пенсильвания университетінің ғалымдары дүниеге әкелген ЭНИАК компьютерінде 18 мың электрондық шамдар қолданылды және ол 135 шаршы метр ауданды алып тұрды, салмағы 30 тонна және 150 кВт электр энергиясын пайдаланды;

екінші буын (1956 – 1964) - транзисторлы ЭЕМ. Транзисторлар компьютердің өлшемдерін, салмағын, электр энергиясын пайдалану қуатын өте кемітіп, жылдамдығын және сенімділігін арттырды. Осы жылдардағы ең жылдам компьютерлердің бірі БЭСМ-6-ның жылдамдығы секундына 1 млн операция болды;

үшінші буын (1964 - 1971)- интегралды сызбалар. IBM-360, IBM-370, PDP-8 түріндегі компьютерлер. Осылардың кейінгісінің көлемі мұздатқыш көлеміндей болды;

төртінші буын (1971 – осы уақытқа дейін) - үлкен интегралды сызбалар пайаланылатын ЭЕМ.;

бесінші буын (болашақ компьютерлер) - аса үлкен интегралдық деңгейлі сызбалар пайдаланылатын ЭЕМ. Оларда, сөйлесу әсерімен басқарылып жұмыс жүргізуге мүмкіндік беретін, жаңа технологиялар мен элементтер қоры - өте үлкен интегралды сызбалар, оптикалық және магнито-оптикалық элементтер қолданылады.

Жүйелiк блокта (сурет 5, сурет 6) компьютердiң барлық негiзгi бөлiктерi орналасады: компьютердiң жұмысын басқаратын электронды кестелер (микропроцессор, жедел жады, контроллерлер, шина т.б.); қоректендiру желiсi; магниттi иiлгiш дискiге және қатты дискiге арналған жетектер (дисководтар).

А. Аналық тақша (сурет 7). Аналық тақша - жүйенің ядросы. Бұл ДК-нің басты бөлшегі - қалғандарының барлығы онымен жалғастырылған. сондықтан жүйедегі құрылғылардың бәрін нақты аналық тақша басқарады деп қарастыруға болады. Компьютерде жұмыс істеу кезінде барлық мәлімет аналық тақша арқылы өңделеді. Аналық тақша процессор тәріздес үлкен жиілікте жұмыс істей алмайды, себебі ол көптеген өткізгіштер мен микросызбалардың жиынтығынан тұрады. Аналық тақшаның негізгі жұмыс жиілігі 100 – 200 МГц.

Аналық тақшада орналасады:

• Процессор – компьютердің “миы” болып есептелетін негізгі микросызба;

• Микропроцессортық жинақ (чипсет) – компьютердің ішкі құрылыстарын басқаратын және аналық тақшаның негізгі қызметтік мүмкіндіктерін анықтайтын микросызбалар жиынтығы;

• Шина – компьютердің ішкі құрылғылары арасында сигналдармен алмасу жүріп тұратын өткізгіштер жиынтығы;

• Жедел жады – ақпараттар компьютер жұмыс істеп тұрғанда сақталатын микросызбалар жиынтығы;

• Тұрақты жады – деректерді ұзақ сақтауға, компьютер өшіп тұрғанда да, арналған микросызба;

• Қосымша қондырғыларды қосуға арналған алып-салмалар (слоттар).

Жады. Мәлiметтердi және оларды өңдеу программаларын сақтау үшiн жады (memory) колданылады.

Бүгінгі күнгі есептеу техникасының құрылымы мен архитектурасы. Компьютердiң негізгі блоктарын ұйымдастыру элементтері. Компьютердiң негiзгi сыртқы қондырғылары: кіру және шығу қондырғылары.

. Компьютердiң сыртқы немесе қосымша құрылғылары.

Орындалған программалардың нәтижесi сыртқы қондырғылар - монитор, дисктер, принтер т.б. арқылы шығарылады. Сыртқы қондырғыларды 3 топқа бөлуге болады: енгізу, шығару, байланыс және телекоммуникация құрылғылары.

Енгізу құрылғыларына пернетақта, сканер, тінтуір (тышқан); шығару құрылғыларына принтер, плоттер, дыбыстық құрылғылар; байланыс және телекоммуникация құрылғыларына модем, желілік тақта және желілік адаптер жатады.

Енгізу құрылғылары.

Пернетақта (17-сурет) - компьютерге пайдаланушыдан ақпаратты енгізуге және оларды өңдеу бұйрықтарын енгiзуге арналған қондырғы.

Enter (кейбiр клавиатураларда – Return) – бұйрықты орындату тиегi, ал MS DOS операциялық жүйесінде мәтiндi дайындаған кезде курсорды келесi жолға жылжыту үшiн қолданылады, ал MS Word мәтіндік редакторында абзацтың соңын көрсету үшін басылады.

Back Space (←) - Enter тиегiнiң жоғарғы жағында орналасқан. Осы тиектi басқан сайын курсордың сол жағындағы символ өшедi де, курсор және курсордың оң жағындағы мәтін 1 орын солға қарай жылжиды.

Shift. Shift тиегiн басып тұрғанда, CapsLock жарық индикаторы жанбаса, барлық символдар жоғарғы регистрде (әрiптер - бас әрiп түрiнде) жазылады. Ал Shift тиегiн басқан кезде, CapsLock жарық индикаторы жанып тұрса, әрiптер төменгi регистрде жазылады, ал Shift тиегiн баспаса әрiптер жоғарғы регистрде жазылады

CapsLosk – әрiптердi енгiзу регисторын реттеушi тиек. Бұл тиек алфавиттi-сандар батырмаларының әріптік тиектерін жоғарғы регистрге көшiредi және CapsLosk жарық индикаторын қосады. Бұл тиектiң әсерi тек алфавиттi символдарға ғана жүредi, тыныс белгiлерi мен сандар тиектерiне бұл тиектiң әсерi жоқ.

Tab - курсорды оңға бiрнеше орынға секiртiп жылжыту үшiн қолданылыды. Сұхбаттық терезелермен жұмыс iстегенде Tab курсорды бiр алаңнан екiншi алаңға ауыстырады.

Ctrl (Control – басқару) - бұл тиек басқарушы режимдегi тиектердi қосады, бұл кезде тиектер бұйрықтарды (команды) немесе функцияларды орындайды.

Alt (Alternate- өзгеру) командалар мен функциялар орындайтын тиектермен бiрге қолданылады.

Esc (Escape-сақтану, қашу) –команданы орындауды тоқтату үшiн қолданылады. Ол клавиатураның жоғарғы сол жағында орналасқан.

Num Lock (Numeris Lock) - кiшi сандар клавиатурасының режимiн ауыстырғыш.

Scroll Lock (айналдыру тоқтату) – бағыт көрсетілген тиектердi экранда курсорды емес, мәтiндi жылжыту режиміне ауыстыру үшін қолданылады.

Print Screen – MS DOD жүйесiнде экранның құрылымын принтерге бастырып шығаратын тиек, Windows жүйесiнде экран құрылымын буферге жiбередi.

Pause - хабардың орындалуын уақытша тақтатады. Хабарды жалғастыру үшiн кез келген тиектi басу керек.

Insert - символдарды енгiзу режимдерін: ендіру - бұрынғы сиволдар арасына ендіру және алмастыру – бұрынғы символды жаңамен алмастыру үшiн қолданылады.

Delete - тиегiн басқан кезде MS DOS-та курсордың үстiндегi таңба (символ), Windows-та курсордың оң жағындағы символ өшедi және курсордың оң жағындағы мәтiн бiр таңбаға солға қарай жылжиды.

Home - курсорды жолдың басына көшiредi.

End - курсорды жолдың соңына көшiредi.

Page Up - курсорды жоғары экран беті биіктігіне көшiредi.

PageDown - курсорды төмен экран беті биіктігіне көшiредi.

Тышқан (тінтуір, сурет 18) – басқарушы ақпаратты енгізу құрылғысы. Сол жақ тиегі пернетақтадағы Enter тиегінің, оң жақ тиегі пернетақтадағы ESC тиегінің қызметін атқарады.

Графикалық деректерді енгізу құрылғыларына сканерлер, графикалық планшеттер және цифрлық фотокамералар жатады.

Сканер. Сканер (сурет 19) - парақ бетіндегі мәліметтерді (мәтін, сурет, график) оқып, оны компьютерге енгізеді. Оның бірнеше түрлері бар планшеттік, барабанды, пішіндік, қол сканері, штрих сканер.

Шығару құрылғылары. Принтер экрандағы құжаттың көшірмесін қағазға басып шығаратын құрылғы. Түрлері: матрицалық, лазерлік, сия бүріккіш (ағынды), литерлік және жарықтанғыш диодты. Принтерлер сондай-ақ түрлі-түсті және монохромды болып бөлінеді.

Матрицалық принтерлерде басушы құрылымдағы өте жiңiшке металл цилиндр стерженьдер (“инелер”) бояушы лентаны соғып қағаз бетiне белгiлердi түсiредi. Басылым сапасы инелер санына байланысты. Кең тараған түрлері 9 және 24 инелі. Кейінгісінің беретін кескіндері жазу машинкаларының сапалығындай болады.

Ағынды принтерлерде арнайы сыяны микротамышы түрiнде үрiп қағазға белгi түсiредi. Кескін сапасы тамшының пішіні мен өлшемдеріне және қағаздың бояуды сіңіру қабілетіне, яғни бояудың тұтқырлығы мен қағаздың қасиеттеріне байланысты.

Литерлі принтерлерде жазу машинкалары тәрiздi литерлер көмегiмен кескiн бередi, бiрақ мұндай принтерлердегi белгiлер саны аз, яғни принтердiң мүмкiндiгi шектелген.

Лазерлiк принтерлер (сурет 20) сапалы басылым бередi. Бұл принтерлерде ксерокопиялық әдiс қолданылады: лазер шығарған жарық айнадан шағылып жарық сезгіш барабанға түседі. Барабанның жарық түскен жерлері зарядталады да өзіне бояушы ұнтақты (тонерді) тартып жұқтырады. Қағазбен түйіскенде барабандағы тонер қағазға жұғады. Қағаз қыздырғыш арқылы өткенде тонер қағаз бетіне бекітіледі.

Жарықтық диодты принтерлерде қағазға басу әдісі лазерлік принтердегіндей, тек барабанды электрлендіру жарықтанғыш диодтар сызғышы арқылы орындалады. Лазерлік принтерлермен салыстырғанда қозғалғыш бөліктері анағұрлым аз.

Колонка (дыбыстауыш, сурет 21) дыбыстық ақпаратты шығаруға арналған құрылғы.

Плоттер (графиксызғыш) сызбаларды (графиктерді,суреттерді) қағазға шығаруға арналған құрылғы. Плоттер медициналық зерттеулерде электрокардиографияда (ЭКГ), фонокардиографияда (ФКГ), эхоэнцефалографияда (ЭЭГ) және т.б. қолданылады.

Монитор (немесе дисплей, сурет 22) мәтіндік және сызбалық ақпаратты бейнелеуге арналған. Олар мәтінді не графикалық режимдерде жұмыс істейді.

5. Процессордың архитектуралық ұйымдастырылуы. Әмірлер және адрестеу жүйесін ұйымдастыру. Жұмыс барысы кезінде процессор өзінің регистріндегі, жедел жады өрісіндегі мәліметтерге, сондай-ақ процессордың сыртқы портындағы мәліметтерге қызмет көрсетеді. Мәліметтердің бір бөлігін тікелей мәлімет секілді талдаса, басқа бөлігін - адрестер, ал тағы бір бөлігін - әмірлер ретінде талдап, түсіндіреді.Процессордың мәліметтермен орындай алатын барлық мүмкін болар әмірлер жиыны процессордың әмірлер жиынын құрайды. Сыбайлас процессорлардың әмірлер жүйесі бірдей не жақын болса, әр типті про-цессорлардың әмірлер жүйелері әр түрлі болады және олар бір-бірін өзара ауыстырмайды.

Кез келген процесордың негізгі қызметі- әмірлерді орындау. Әмірлер жүйесі процессор қызметінің логикасын және оның сыртқы уақиғалардың түрлі әрекеттеріне әсерін анықтайды.

Микропроцессорлық жүйе үшін бағдарлама жасау- осындай жүйені дайындаудағы ең маңызды және жиі зор еңбекті қажет ететін кезең. Ал тиімді бағдарламаларды құру үшін процессордың әмірлер жүйесі жайлы тым болмаса жалпы түсінік болу керек. Ең іргелі және шапшаң бағдарламалар Ассемблер тілінде құрылады, және оны әмірлер жүйесін білмей, қолдануға мүлдем болмайды, себебі Ассемблер тілі машиналық тілдің сандық кодтарының, процессор әмірлері кодтарының шартты түрде жазылуын білдіреді. Әрине,бағдарламалық қамтамассыздандыруды іске асыру үшін түрлі бағдарламалық тәсілдер бар.Әдетте оларды процессордың әмірлер жүйесін білмей- ақ қолдануға болады. Паскаль, Си тәрізді бағдарламалаудың жоғары деңгейіндегі тілдер жиі қолданылады. Әйтседе, әмірлер жүйесі мен Ассемблер тілін білу арқылы кез келген МПЖ-дегі бағдарламалық қамтамассыздандырудың кейбір маңызды бөліктерінің тиімділігін бірнеше есеге арттыруға болады.