Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті ОҚЫТУШЫ ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

Transcript

1 Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті Бекітемін Бірінші проректор Исагулов А.З. " " 2009 ж. ОҚЫТУШЫ ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ «Информатика» пәні бойынша «Тау-кен ісі» «Геодезия және картография» «Архитектура» «Дизайн» «Көлік, көлік техникасы және технологиялары» «Тасымалды, қозғалысты ұйымдастыру және көлікті пайдалану» «Экономика» «Есеп және аудит» «Маркетинг» «Геология және пайдалы қазбалар кен орындарын барлау» «Тіршілік әрекетінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау» «Материалтану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығы «Приборлар жасау» мамандығы «Құрылыс» мамандығы «Металлургия» мамандығы «Құрылыс материалдары, бұйымдары мен конструкцияларының өндірісі» мамандығы 2009

2 Алғы сөз Оқытушы пәнінің оқу-әдістемелік кешенін әзірлеген: аға оқытушылар: Улжибаева Ғ.Ш., Кудышева Г.О., доцент, п.ғ.к. Султанова Б.Қ. Информатика кафедрасының мәжілісінде талқыланды «_3_»_ ж. _13 хаттама Кафедра меңгерушісі Султанова Б.К ж. Ақпараттық технологиялар факультетінің әдістемелік бюросымен мақұлданды «17_» ж. 8 хаттама Төрайымы Когай Г.Д ж.

3 1 Оқу жұмыс бағдарламасы 1.1 Оқытушы туралы мәліметтер және байланыстық ақпарат Улжибаева Ғалия Шариповна - аға оқытушы, Кудышева Гүлзада Онайбековна - аға оқытушы, Султанова Б.Қ. - доцент, п.ғ.к. Информатика кафедрасы ҚарМТУ негізгі корпусында корпусында (Б.Бульвары, 56) орналасқан, 304 ауд., байланыс телефоны Семестр 1.2 Пәннің еңбек сыйымдылығы Сабақтардың түрі Қосылған сағаттар саны Кредиттер саны Лекция лар Практика лық сабақтар Зертхана лық сабақтар ОСӨЖ сағаттарының саны Барлығы сағаттар саны СӨЖ сағаттар саны Жалпы сағаттар саны Бақылау түрі Емтихан 1.3 Информатика пәнінің сипаттамасы «Информатика» пәні негізгі пәндердің циклына кіреді 1.4 Пәннің мақсаты «Информатика» пәні информатиканың дамуындағы негізгі тенденцияларды қамтитын теориялық және тәжірибелік мағлұматтармен студенттерді таныстыру; дискретті математика элементтерімен таныстыру; есептелінетін жүйе архитектурасы, операциялық жүйелер мен желілер туралы түсінік беру; студенттерге алгортимдер мен блок-схемаларды құруды үйрету; компьютерлік графика негіздерімен және желілік қосымшаларды құрудың негізгі концепцияларымен таныстыру мақсатын алға қояды. 1.5 Пәннің міндеттері Пәннің міндеттері мынадай: студенттерге есептерді алгоритмдеу негізін, тиімді алгоритмдерді құруды жне қолданбалы бағдарламалар пакеттерін қолдануды оқыту; қазіргі ақпараттық технологиялар мүмкіндіктерін жне олардың даму перспективасын игеру; компьютерлік желілер мен компьютердің программалық жне аппараттық жабдықтарының перспективалары мен жағдайларын игеру. Берілген пәнді оқу нәтижесінде студенттер міндетті: ақпараттанудың негізгі бағыттары туралы; қазіргі замандағы ақпараттық жүйелерді құру принциптері туралы; жаңа дербес компьютерлер мен қазіргі замандағы бағдарламалық қаматамасыздандырулар туралы;

4 алгоритмдер және бағдарламаларды жобалау әдістері туралы түсінікке ие болуға; ақпараттану және есептеу техникасының негізгі түсініктерін; ақпараттанудың даму тарихын; жасанды жүйелердегі ақпараттық процесстердің ағымдылық заңдарын; ДЭЕМ құрылысы мен жұмыс істеу принциптерін; ДЭЕМ бағдарламалық қаматамасыздандыруларын; алгоритмдеу және бағдарламалау әдістерінің негіздерін білуге; ақпараттану саласының барлық жаңалықтарын өзіндік меңгеруді; көптеген сыртқы құрылғылармен жұмыс істеуді; көптеген сыртқы құрылғылармен жұмыс істеуді; жоғарғы деңгейдегі тілдерде есептерді бағдарламалауды; компьютерлік желілер мен қазіргі замандағы телекоммуникация қызметтерін пайдалануды істей білуге; жалпы білімдік және инженерлік есептерді алгоритмдеу және бағдарламалаудың тәжірибелік әдістерін сіңіруде; әртүрлі сыртқы құрылғылармен жұмыс істеуде; жүйелік және қолданбалы бағдарламалар құралдарымен жұмыс істеуде; жергілікті желіде және телекоммуникация жүйесінде жұмыс істеу әдістерінде практикалық дағдыларды меңгеруге. 1.6 Айрықша деректемелер Берілген пәнді оқу үшін келесі пәндерді (бөлімдерді (тақырыптарды) көрсетумен) меңгеру қажет: Пән Бөлімдердің (тақырыптардың) атауы 1 Математика 1.Элементарлық алгебра, геометрия және тригонометрия. Дәрежелер, түбірлер, логарифмдер және факториалдар. Алгебралық теңдеулер. Теңдеулер жүйелері. 2.Функциялар. Дифференциалдық және интегралдық есептеулер. 3.Матрицалар алгебрасы және матрицалық 2 Орта мектептегі информатика есептеулер Толық курсы 1.7 Тұрақты деректемелер «Информатика» пәнін оқу кезінде алынған білімдер әр мамандық бойынша «Ақпараттанудың арнайы курсы» пәндерін меңгеру барысында қолданылады.

5 1.8 Пәннің тақырыптық жоспары Бөлімнің (тақырыптың) атауы 1. Информатиканың негізгі түсініктері Информатика ғылым жне техниканың бірлестігі. Қазіргі информатика құрылымы. Ғылым жүйесіндегі информатиканың орны. Ақпарат, оның түрлері мен қасиеттері. Ақпараттың бейнеленуінің ртүрлі деңгейлері. Мліметтерді тасушылар. Мліметтермен операциялар 2. Microsoft Office (Word, Excel, Access, PowerPoint) пакеттерімен жұмыс 3. Дискретті математиканың негізі Функция, қатынас жне жиын. Логика негізі, логикалық ойларды айту, логикалық байланыстар, ақиқаттылық кестелері. Графтар жне ағаштар: ағаштар, бағытталмаған графтар, бағытталған графтар 4. Бульдік алгебра. Логикалық амалдар. Формула және оларды түрлендіру. 5. ЭВМ-нің архитектурасының негізгі түсініктері Компьютер архитектурасының тарихы жне оған шолу. Компьютердің логикалық элементтері: логикалық вентилдер, триггерлер, санауыштар, регистрлер. Мліметтің компьютер жадында бейнеленуі: биттер, байттар, сөздер; сандық мліметтің бейнеленуі жне сандық жүйелер; таңбалы бейнелеу жне қосымша кодпен бейнелеу; биттермен негізгі операциялар; сандық емес мліметтердің бейнеленуі. Машинаны ұйымдастыру: Фон-Нейман принципі, басқару құрылғылары, команда жүйелері мен типтері. Енгізу-шығару жне тоқтату. Компьютер жадысының ұйымдастырылуы. Жады иерархиясы. Негізгі жадтың ұйымдастырылуы жне операциялары. Виртуалды жады. Енгізушығару құрылғылары. Қазіргі аппараттарды қамтамасыз етуге шолу. 6. Компьютер архитектуралары. Ақпаратты сақтау. Санақ жүйесі. 7. Есептеудің алгоритмдік шешімі, алгоритмдік күрделілікті талдау Есепті шешудің стратегиялары. Шешімді іздеу жне оның алгоритмдері. Алгоритм концепциялары мен қасиеттері. Алгоритмдерді өңдеу стратегиялары. Мліметтер құрылымы: Сабақтардың түрлері бойынша еңбек сыйымдылығы, сағ. Лекци ялар Практик алық саб. Зертха налық саб. ОСӨЖ СӨЖ

6 қарапайым типтер, массивтер, жолдар. Блоксхема алгоритмінің графикалық өңделуі. Блоксхемалардың ртүрлі түрлері. Алгоритмдерді өңдеу. Негізгі есептегіш алгоритмдер: ақырғы автоматтар; Тьюринг машиналары; оңай жне қиын шешілетін есептер. Алгоритмнің талданылуы: күрделіліктің стандартты класстары. Уақыт жне жады көлемі бойынша шығындар 8. Алгоритмдер. Алгоритмдерді өңдеу негіздері. Блок-схема (блок - схема элементтері, блок типтері) 9. Бағдарламалау тілдерімен танысу Бағдарламалау тілдеріне шолу: бағдарламалау тілдерінің тарихы. Бағдарламалаудың негізгі құрылғылары: жоғары деңгейлі бағдарламалау тілінің семантикасы мен синтаксисінің негіздері; айнымалылар, өрнектер жне меншіктеу; қарапайым енгізу-шығару; тармақталу жне интерактивті операторлар. Бағдарламалаудың парадигмдері. Процедуралық бағдарламалау. Модулдік жне құрылымдық бағдарламалау концепциялары. Объектіге-бағытталған бағдарламалау. 10. Операциялық жүйелер мен желілердің негіздері Қазіргі қолданбалы программамен қамтамасыз етуге шолу. Операциялық жүйелердің негізгі концепциялары. Операциялық жүйелердің даму тарихы. Типтік операциялық жүйелердің жұмыс істеуі. Операциялық жүйелердің декомпозициялау дістері: монолитті, көп деңгейлі, модулді, микроядролық моделдер. Процесстерді басқару. Жоспарлау жне диспетчеризациялау. Файлдық жүйелер. Утилиттер. Драйверлер. Желілер мен телекоммуникациялар. Желілік қауіпсіздік. Web клиент-сервер архитектурасының мысалы. 11. Операциялық жүйелердің негізгі элементтері (командалар, утилиттер) 12. Графика жне Интернет Графикалық программамен қаматамасыз етудің иерархиясы. Қарапайым түсті моделдер: RGB, HSB, CMYK. Графикалық жүйелер. Раастрлік жне векторлық графика жүйелері. Бейне ақпараттарды шығару құрылғысы. Графикалық редакторлар, графиктік коммуникациялар, интернеттің шығуы мен тарихы. Интернеттің теориялық негіздері. Интернет қызметтері. Ақпаратты қауіпсіздіктер жне оларды құрушылар. Ақпарат қауіпсіздігіне қауіп

7 төндіргіштер жне олардың классификациясы. Архиваторлар. Антивирустік бағдарламалар. 13. Интернет. Негізгі түсініктер. (сайт, IP- адрес, порт, сокет, сервер, клиент) 14. Графикалық қосымшалармен жұмыс БАРЛЫҒЫ Негізгі әдебиеттер тізімі 1. Макарова Н. В., Матвеев Л. А., Бройдо В. Л. и др. Информатика / Под ред. Макаровой Н. В. М., Информатика. Базовый курс / Под ред. С. В. Симоновича. СПб., Балапанова С.А. и др. Информатика для экономистов. М.: Инфра-М, Балапанов Е.Қ. Жаңа информациялық технологиялар: Информатикадан 30 сабақ: Оқулық. Алматы: ЖТИ, Беркінбаев К.М. Информатика: Оқулық. Алматы: Заң әдебиеті, Байжуманов М. Қ. Информатика. Оқу құралы. Астана, Ермеков Н.Т. Информатика элементтері. Астана: Фолиант, Острейковский В.А. Информатика: учебник для вузов. М:Высшая школа, Соболь Б.В. и др. Информатика: Учебник. Ростов н/д: Феникс, Аладьев В.З. и др. Основы информатики. М.: Филин, Балапанов Е.К. Новые информационные технологии: 30 уроков по информатике. Алматы, Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. М., Алексеев А.П. Информатика. М.:СОЛОН-Пресс, Бекаревич Ю.Б., Пушкина Н.В. Microsoft Access СПб.: БХВ - Петербург, с. 15. Романовский И.В. Дискретный анализ. 3-е изд. СПб.: Невский Диалект; БХВ Петербург, Асанов М.О., Баранский В.А., Расин В.В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы. М.: Вильямс, Таненбаум Э. Архитектура компьютера. СПб.: Питер, Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Вильямс, Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. СПб: Невский диалог, Бондарев В.М., Рублинецкий В.И., Качко Е.Г. Основы программирования. Харьков: Фолио; Ростов н/д: Феникс, Кнут Д. Искусство программирования, 3-е изд. М.: Вильямс, 2001.

8 23. Бадд Тимоти Объектно-ориентированное программирование в действии. СПб.: Питер, Таненбаум Э. Современные операционные системы. СПб.: Питер, Столлингс У. Операционные системы. Внутреннее устройство и принципы проектирования. М.: Вильямс, Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Питер, Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Питер, Воронцов П.Г. Компьютерная графика. СПб., Порев В. Компьютерная графика. СПб., Практикум по экономической информатике. Учебное пособие. / Под ред. Шуремова Е.Л., Тимаковой Н.А., Мамонтовой Е.А. М.: Перспектива, Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие. 2-е изд., М.: Изд. центр "Академия", Могилев А.В. Практикум по информатике. М.: Издательский центр "Академия", Туребаева Р.Д., Улжибаева Г.Ш., Кадирова Ж.Б., Жаркимбекова А.Т. "Ақпараттану пәні бойынша зертханалық машықтанулар", Туребаева Р.Д., Улжибаева Г.Ш., Актаукенова Г.С., Абишева А.А. " Ақпараттану пәні бойынша программалау тілдерін үйренуге арналған зертханалық машықтанулар", Туребаева Р.Д., Улжибаева Г.Ш., Томилова Н.И., Ақтаукенова Г.С. Жаркимбекова А.Т. Ақпараттану пәні бойынша емтихандық бақылау тестілері. - ҚарМТУ, Иманбаева Д.А., Жаркимбекова А.Т. Ақпараттану пәні бойынша практикалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар. - ҚарМТУ, Қосымша әдебиеттер тізімі 1. Экономическая информатика: Учебник / Под ред. Косарева. В.П. М.: Финансы и статистика, Атовмян И.О. Архитектура вычислительных систем. М.: МИФИ, Гуров В.В., Ленский О.Д., Соловьев Г.Н., Чуканов В.О. Архитектура, структура и организация вычислительного процесса в ЭВМ типа IBM PC М.: МИФИ, Таха Х. Введение в исследование операций. М.: Вильямс, Гуськов А. Спецификация объектно-ориентированных языков программирования. М., с. 6. Смит С. Методы объектно-ориентированного анализа и проектирования. СПб., с. 7. Федосеев Л. Основы программирования в объектно-ориентированной среде. М., с.

9 8. Дьяконов В. Компьютерная математика. Теория и практика. М.: Горячая линия -Телеком, Щербаков А.Ю. Введение в теорию и практику компьютерной безопасности.-м., Студенттердің білімін бағалау белгілері Пән бойынша емтихан бағасы аралық бақылау (60% дейін) және қорытынды аттестаттау (емтихан) (40% дейін) бойынша үлгерімнің ең жоғары көрсеткіштерінің сомасы ретінде анықталады және кестеге сәйкес 100% дейін мәнді құрайды. Әріптік баға бойынша бағалау А А- В+ В В- С+ С С- D+ D F Z Сандық бағалау эквиваленттері 4,0 3,67 3,33 3,0 2,67 2,33 2,0 1,67 1,33 1,0 0 0 Меңгерілген білімдердің проценттік мәні Дәстүрлі жүйе бойынша бағалау Өте жақсы Жақсы Қанағаттанарлық Қанағаттанарлықсыз «А» (өте жақсы) деген баға, студент семестр барысында пәннің барлық бағдарламалық сұрақтары бойынша өте жақсы білім көрсеткен, сонымен қатар, өздік жұмыс тақырыптары бойынша жиі аралық білімін тапсырған, оқылатын пән бойынша негізгі бағдарлама бойынша теориялық және қолданбалы сұрақтарды оқуда дербестік көрсете білген жағдайда қойылады. «А-» (өте жақсы) деген баға негізгі заңдар мен процестерді, ұғымдарды, пәннің теориялық сұрақтарын жалпылауға қабілетін өте жақсы меңгеруін, аудиториялық және дербес жұмыс бойынша аралық тапсырмалардың жиі тапсырылуын болжайды. «В+» (жақсы) деген баға, студент пәннің сұрақтары бойынша жақсы және өте жақсы білімдер көрсеткен, семестрлік тапсырмаларды көбінесе «өте жақсы» және кейбіреулерін «жақсы» бағаларға тапсырған жағдайда қойылады. «В» (жақсы) деген баға, студент, пәннің нақты тақырыбының негізгі мазмұнын ашатын сұрақтары бойынша жақсы және өте жақсы білімдер көрсеткен, семестрлік тапсырмаларды уақытында «өте жақсы» және «жақсы» бағаларға тапсырған жағдайда қойылады. «В-» (жақсы) деген баға студентке, егер ол аудиториялық қалай болса, дәл солай СӨЖ тақырыптары бойынша пәннің теориялық және қолданбалы

10 сұрақтарына жақсы бағытталады, бірақ семестрде аралық тапсырмаларды жиі тапсыратын және пән бойынша семестрлік тапсырмаларды қайта тапсыру мүмкіндігіне ие болған жағдайда қойылады. «С+» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша зейінділік сипаттағы сұрақтарға ие, пәннің жеке модульдарының мазмұнын аша білген, семестрлік тапсырмаларды «жақсы» және «қанағаттанарлық» бағаға тапсырған жағдайда қойылады. «С» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша зейінділік сипаттағы сұрақтарға ие, пәннің жеке модульдарының мазмұнын аша білген, семестрлік тапсырмаларды «қанағаттанарлық» бағаға тапсырған жағдайда қойылады. «С-» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша жалпы мағлұматтандырылған және нақты тақырыптың шеңберінде ғана жеке заңдылықтар мен олардың ұғымын түсіндіре алатын жағдайда қойылады. «D+» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша семестрлік тапсырмаларды уақытында тапсырмаған және нақты тақырыптың шеңберінде ғана жеке заңдылықтар мен олардың ұғымын түсіндіре алатын жағдайда қойылады. «D» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол семестрлік тапсырмаларды уақытында тапсырмаған және аудиториялық сабақтар мен СӨЖ бойынша білімі төмен, сондай-ақ, сабақтар босатқан жағдайда қойылады. «F» (қанағаттанарлықсыз) деген баға студент, СӨЖ және сабақтардың түрлері бойынша теориялық және практикалық білімнің төмен деңгейіне де ие емес, сабақтарға жиі қатыспайтын және уақытында семестрлік тапсырмаларды тапсырмайтын жағдайда қойылады. «Z» (қанағаттанарлықсыз) деген баға студент, СӨЖ және сабақтардың түрлері бойынша теориялық және практикалық білімнің төмен деңгейіне де ие емес, сабақтардың жартысынан көп қалатын және семестрлік тапсырмаларды ұсынбаған жағдайда қойылады. Аралық бақылау оқытудың 7-ші, 14-шы апталарында жүргізіледі және бақылаудың келесі түрлерінен шыға отырып, ұйымдастырылады: Бақылау түрі %-тік құрамы Оқытудың академиялық кезеңі, апта Сабаққа қатысушылық 0,2 * * * * * * * * * * * * * * * 3,0 Дәріс конспектісі 0,4 * * * * * * * 2,8 Тест 0,2 * * * * * * 1,2 Тапсырмалар 0,5 * * * * * * 3,0 Барлығы %

11 мен жаттығулар Реферат 1,0 1,0 СДЖ 0,6 * * * * * * * * * * * * * * * 9,0 Зерт.жұмыстар 1,0 * * * * * * * * 8,0 ды қорғау Модуль 6 * * 12,0 Емтихан 40 Барлығы (аттестация бойынша) Барлығы Саясат және рәсімдер «Информатика» пәнін оқу кезінде келесі ережелерді сақтауды өтінеміз: 1. Сабаққа кешікпей келуді. 2. Дәлелді себепсіз сабақ босатпауды, ауырған жағдайда анықтама, ал басқа жағдайларда түсініктеме хат ұсынуды. 3. Студенттің міндетіне барлық сабақтарға қатысу кіреді. 4. Оқу процесінің күнтізбелік жоспарына сәйкес бақылаудың барлық түрлерін тапсыру. 5. Жіберілген практикалық және зертханалық сабақтарды оқытушы белгілеген уақытта қайта тапсыру. 6. Курстастармен және оқытушылармен шыдамды, ашық, қалтқысыз және тілектес болу Оқу-әдістемелік қамтамасыз етілушілік Автордың аты-жөні Оқу-әдістемелік әдебиеттің атауы Баспа, басылып шыққан күні Даналар саны кітапха нада Негізгі әдебиет Макарова Н. В., Матвеев Л. А., Бройдо В. Л. и др. Симонович С.В. Балапанова С.А. и др. Балапанов Е.Қ. Беркінбаев К.М. Байжуманов М. Қ. Информатика/Под Макаровой Н. В. ред. Информатика. Базовый курс. Информатика для экономистов. Жаңа информациялық технологиялар: Информатикадан 30 сабақ: Оқулық. Информатика: Оқулық. Информатика. құралы Оқу кафедр а да М., СПб.: 2007 М.: 2007 Алматы: 2004 Питер, Инфра-М, ЖТИ, Алматы: Заң әдебиеті, Астана,

12 Ермеков Н.Т. Информатика элементтері Астана: Фолиант, Острейковский В.А. Информатика: учебник М:Высшая школа, для вузов Соболь Б.В. и др. Информатика: Учебник Ростов н/д: Феникс, Аладьев В.З. и др. Основы информатики М.: Филин 2 - Новые информационные Балапанов Е.К. технологии: 30 уроков по информатике Алматы, Информатика. Новый Воройский Ф.С. систематизированный толковый словарьсправочник. М., Алексеев А.П. Информатика М.:СОЛОН- Пресс, СПб.: БХВ - Бекаревич Ю.Б., Microsoft Access 2000 Петербург, Пушкина Н.В 480 с. 2 1 Романовский И.В. СПб.: Невский Дискретный анализ. 3-е Диалект; БХВ изд. Петербург, Ижевск: НИЦ Асанов М.О., Дискретная математика: «Регулярная и Баранский В.А., Расин графы, матроиды, хаотическая В.В. алгоритмы. динамика», Ахо А., Хопкрофт Д., Структуры данных и Ульман Д. алгоритмы М.: Вильямс, Таненбаум Э. Архитектура компьютера СПб.: Питер, Структурная организация Столингс У. и архитектура М.: Вильямс, компьютерных систем. Вирт Н. Алгоритмы и структуры СПб: Невский данных. диалог, Бондарев В.М., Харьков: Фолио; Основы Рублинецкий В.И., Ростов н/д: программирования. Качко Е.Г. Феникс, Искусство Кнут Д. программирования, 3-е М.: Вильямс, изд. Объектноориентированное Бадд Тимоти программирование в СПб.: Питер, действии. Таненбаум Э. Современные операционные системы. СПб.: Питер, Операционные системы. Столлингс У. Внутреннее устройство и принципы проектирования. М.: Вильямс,

13 Компьютерные сети. Олифер В.Г., Олифер СПб.: Питер, Принципы, технологии, Н.А протоколы. 2 - Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Питер, Воронцов П.Г. Компьютерная графика. СПб., Порев В. Компьютерная графика. СПб., Под ред. Шуремова Е.Л., Тимаковой Н.А., Мамонтовой Е.А Могилев А.В. Могилев А.В. Туребаева РД., Улжибаева Г.Ш., Кадирова Ж.Б., Жаркимбекова А.Т Туребаева Улжибаева Актаукенова Абишева А.А. РД., Г.Ш., Г.С., Туребаева РД., Улжибаева Г.Ш., Томилова Н.И., Ақтаукенова Г.С. Жаркимбекова А.Т. Иманбаева Д.А., Жаркимбекова А.Т. 1. Под ред. Косарева. В.П. Атовмян И.О. Гуров В.В., Ленский О.Д., Соловьев Г.Н., Чуканов В.О. Таха Х. Гуськов А. Практикум по экономической информатике. Учебное пособие Информатика: Учебное пособие. 2-е изд., стер Практикум по информатике Ақпараттану пәні бойынша зертханалық машықтанулар Ақпараттану пәні бойынша программалау тілдерін үйренуге арналған зертханалық машықтанулар Ақпараттану пәні бойынша емтихандық бақылау тестілері Ақпараттану пәні бойынша практикалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар М.: Перспектива, 2000 М.: Изд. центр "Академия", 2003 М.: Изд. Центр "Академия", 2003 ҚарМТУ, ҚарМТУ, ҚарМТУ, ҚарМТУ, Электро н дық нұсқас ы Электро н дық нұсқас ы Электро н дық нұсқас ы Электро н дық нұсқас ы Қосымша әдебиет Экономическая Финансы и информатика: Учебник статистика, Архитектура вычислительных систем. М.: МИФИ, Архитектура, структура и организация вычислительного М.: МИФИ, процесса в ЭВМ типа IBM PC Введение в исследование операций Спецификация объектноориентированных языков программирования М.: Вильямс, М., с 5 -

14 Смит С. Федосеев Л. Дьяконов В. Щербаков А.Ю. Методы объектноориентированного анализа и проектирования. Основы программирования в объектноориентированной среде Компьютерная математика. Теория и практика Введение в теорию и практику компьютерной безопасности СПб., с 2 - М., с 3 - М.: Горячая линия -Телеком, М., Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі Тапсырманың Ұсынылатын Орындалу Бақылау Бақылау түрі мақсаты және әдебиет ұзақтылығы түрі мазмұны Зертханалық жұмыстарды қорғау Рефеттарды қорғау Зертханалық жұмыстарды қорғау Тапсыру мерзімі Тақырыптар [1, 2, 3, 8,26] бойынша лекциялар 1-4 апта Ағымдағы 2,4 апта материал-дарды конспектісі игеру Аттестациялық модуль Рефеттарды қорғау Зертханалық жұмыстарды қорғау Рефеттарды қорғау Аттестациялық модуль Емтихан Реферат тақырыбы бойынша білімді тереңдету Тақырыптар бойынша материалдарды игеру Алған білімдерін тексеру Реферат тақырыбы бойынша білімді тереңдету Тақырыптар бойынша материал-дарды игеру Реферат тақырыбы бойынша білімді тереңдету Алған білімдерін тексеру Пән материалының меңгерілу [1,..,36] 1-4 апта Ағымдағы 4 апта [2, 3, 26, 27, 28] Әрбір бөлімнің соңын қараңыз 5-9 апта Ағымдағы 7,9 апта 1 біріккен сағат Аралық 7-апта [1,..,36] 8-10 апта Ағымдағы 10 апта [2,6,19,20,23, 24,26, 27, 30] апта Ағымдағы 13,15 апта [1,..,36] апта Ағымдағы 14 апта Әрбір бөлімнің соңын қараңыз Негізгі және қосымша әдебиеттің 1 біріккен сағат 2 біріккен сағаттар Аралық Қоры тынды 14-апта Сессия кезеңін де

15 деңгейін тексеру жалпы тізімі 3 Дәрістердің қысқаша жазбасы 1-бөлім. Информатиканың негізгі түсініктері (2сағат) 1-тақырып. Информатиканың негізгі түсініктері Дәріс жоспары: 1. Информатика ғылым жне техниканың бірлестігі. 2. Қазіргі информатика құрылымы. 3. Ғылым жүйесіндегі информатиканың орны. Информатика ғылым жне техниканың бірлестігі Қазіргі информатика көлемі бойынша өте үлкен және динамикалық дамуда. Ақпараттану адам өмірінің әр саласындағы ақпаратты іздеу, жинау, сақтау, түрлендіру және қолданумен байланысты сұрақтарды оқып үйрететін ғылыми пән. Генетикалық түрғыдан ақпараттану есептеу техникасымен, компьютерлік жүйелермен және желілермен байланысқан, себебі тек қана компьютерлер, ақпараттық процестерге ғылыми түрде жақындау бірмезгілде қажет және мүмкін болатындай көлемде ақпаратты тудыруға, сақтауға және автоматты түрде түрлендіруге мүмкіндік береді. Ғылым ретінде ақпараттану ақпараттық процестерге тән жалпы заңдылықтарды зерттейді. Ақпараттанудың қосымша объектісі әр түрлі ғылымдар және практикалық қызмет аймағы болып табылады. Екінші жүниежүзілік соғыстан кейін кибернетика ғылымы тез дами бастады. Бұл ғылым басқарудың және әртүрлі жүйелердегі - жасанды, биологиялық, әлеуметтік - байланыстардың жалпы заңдалығын сипаттауға арналған ғылым. ЭЕМ дамуымен бірмезгілде дами отыра, кибернетика ақпараттарды түрлендірудің жалпы ғылымына айналды. «Кибернетика» терминінен кейін дүниежүзілік ғылымда ағылшын тіліндегі «Computer Science» қолданыла бастады, ал соңынан 60ж. мен 70ж. аралығында француз ғалымдары «Infotmatique» терминін енгізді. 1978ж. «Информатика бойынша Халықаралық конгресс» қазіргі информатиканың не екендігіне анықтама берді «Информатика ұғымы жасау, құрастыру, пайдалану мен ақпаратты өңдеу жүйелеріне материалды-техникалық қызмет көрсету, оған қоса машиналар, бұйымдар, математикалық қамтамасыздандыру, ұйымдастырушы аспектілер, сонымен бірге өндірістік, коммерциялық, әкімшілік және әлеуметтік ықпал жасау комплекстерімен» байланысқан аймақтарды қамтиды.

16 Ғылым ретінде, информатика ақпараттық процесстерге тән жалпы заңдылықтарды зерделейді. Информатиканың қосымша объектілері әртүрлі ғылымдар және практикалық қызметтер аймағы, олар үшін информатика қазіргі технологиялардың үзіліссіз қайнар көзі болып табылады. Ең әсерлі көріністердегі информациялық технологияларды атап өтейік: 1.АСУ басқарудың автоматтандырылған жүйелері техникалық және бағдарламалық құралдар комплексі, олар адаммен қарым-қатынаста болады және өндіріс пен қоғамдық сферадағы обьектілерді басқаруды ұйымдастырады. Мысалы, ҚарМТУ-дағы АСУ АБИТУРИЕНТ. 2.АСУТП - технологиялық процесстерді басқарудың автоматтандырылған жүйелері. Мысалы, станоктарды бағдарламалық басқару, ракетаны, спутникті жіберуді басқару. 3.АСНИ ғылыми зерттеулерді басқарудың автоматтандырылған жүйелері бұл бағдарламалы - аппараттық комплекс, онда ғылыми аспаптар компьютермен ілеседі, оған өлшенген деректер автоматты түрде енгізіледі, компьютер деректерді өңдеп, зерттеушіге ыңғайлы түрде оларды көрсетеді. 4.АОС оқытудың автоматтандырылғант жүйесі. Бұл жаңа бағдарламаларды үйренушілерге, білімдерін бағалауды жасауға, оқытушыға материал дайындауға көмек көрсететін жүйе. 5.САПР автоматтандырылған жобалау жүйесі бағдарламалы - аппараттық комплекс, ол адаммен қарым-қатынаста болады және механизмдерді, ғимараттарды, күрделі агрегаттар түйіндерін максимум тиімділікте жобалауға мүмкіндік береді. Қазіргі информатика құрылымы Қазіргі заманғы ақпараттанудың құрылысы: теориялық информатика, есептеу техникасы, бағдарламалау, ақпараттық жүйелер, жасанды интеллект. Теориялық информатика - математикалық бөлімдер енгізілген информатиканың бөлімі. Ол математикалық логикаға сүйенеді және алгоритм мен автоматтар теориясынан, ақпарат теориясы мен кодтау теориясынан, формальды тілдер және грамматика теориясынан, операцияларды зерттеу және басқаларынан тұрады. Информатиканың бұл бөлімі ақпаратты өңдеу сұрақтарын жалпы үйренуде математикалық әдістерді қолданады. Есептеу техникасы есептеуіш жүйелердің жалпы құрастырылу принциптері, есептеуіш жүйелердің жаңа архитектуралары, құрылғылыардың өзара байланысу принциптері мен қазіргі функционалдық мүмкіндіктері жасалатын бөлім. Мысал ретінде ЭЕМ шиналық архитектурасын, ақпаратты өңдеудің параллельді (көппроцессорлы) архитектурасын айтуға болады. Бағдарламалау бағдарламалық қамтамасыздандыру жүйесін жасаумен байланысты қызмет. Жүйелік БКАМ ішінде жаңа бағдарламалау тілдері мен олардың компиляторларын жасау, интерфейстік жүйе (Windows)

17 құрастыруды атауға болады. БҚАМ қосымшалары ішінен мәтіндерді өңдеу жүйелері, электрондық кестелік процессорлар, графикалық редакторлар. Ақпараттық жүйелер әртүрлі күрделі жүйелерде ақпарат ағынын талдау, оларды тиімділеу, құрылымдау, ақпаратты сақтау және іздеу принциптері есептерімен байланысты информатика бөлімі. Ақпараттық анықтамалар жүйесі, ақпараттық-іздеу жүйелері, Internet-те ақпаратты іздеу және сақтаудың глобальдық жүйелері, WWW. Жасанды интеллект медицина, психология, физиология, лингвистика және басқа ғылымдармен қиылыстағы күрделі мәселелер шешілетін информатика аймағы. Бұл аймақтағы негізгі бағыт бұл пікірлерді модельдеу, компьютерлік лингвистика, машиналық аудару, эксперттік жүйелерді жасау, образдарды айыра білу. Информатиканың ғылым жүйесіндегі орны Академик Б.Н.Наумов информатиканы «ақпараттың жалпы қасиеттерін, оларды өңдеудің әдістері(жинау, сақтау, түрлендіру, тасымалдау, шығару) мен құралдарын зерделейтін табиғи ғылым ретінде)» анықтады. Іргелілерге негізгі түсініктері жалпығылымдық сипаттамада болатын, көптеген басқа ғылымдарда және қызметтерде пайдаланылатын ғылымдарды жатқызу қабылданған. Табиғи ғылымдар физика, химия, биология және басқалары біздің санамызға байланыссыз болатын өмірдегі объектілермен жұмысы бар. Оларға информатиканы жатқызу әртүрлі табиғаты бар жүйелерде жасанды, биологиялық, қоғамдық ақпаратты өңдеу заңының бірлестігін қайтарады. Табиғи ғылымдар Түсінігі Зңдары ИНФОРМАТИКА Техникалық ғылымдар Түсінігі Зңдары Қоғамдық Ғылымдар Түсінігі Зңдары Математиканың Түсінігі Зңдары Сурет 1.2 информатиканың ғылым жүйесіндегі орны 2-тақырып. Ақпарат, оның түрлері мен қасиеттері. Дәріс жоспары: 1. Ақпарат, оның түрлері мен қасиеттері 2. Ақпараттың бейнеленуінің ртүрлі деңгейлері. 3. Мліметтерді тасушылар. Мліметтермен операциялар.

18 Ақпарат ол деректердің өзара әрекеттесуінің және оларға сай келетін әдістердің салдары. Ақпарат бұл қандай да болмасын мәліметтердің, деректердің, ауызша(сөйлеу формасында), жазбаша(мәтін, кесте, сурет, сызба, схема, шартты белгілер түрінде және т.б.) немесе басқа әдістермен (мысалы, дыбыс және жарық сигналдары көмегімен, электрлік импульстар, иістер, қысым айырмалары немесе температура өлшемдері) берілетін жиынтығы. Ақпарат хабарлар түрінде беріледі. Ақпараттану көзқарасынан ақпараттың келесі қасиеттері аса маңызды болып табылады: объективтілік және субъективтілік, толықтық, дұрыстық, адекваттық, жеткіліктік, актуалдық, есте сақтаушылық, жеткізе білулік, қабілеттілік, түрлендіргіштік, өшіргіштік Хабарлар - бұл белгілі бір ақпаратты бейнелейтін таңбалардың немесе алғашқы сигналдардың жиынтығы. Хабарлар мысалдары ретінде телехабарлар, музыкалық шығармалар, хат мәтіндері, ДК-де жұмыс нәтижелері бола алады. Қашықтыққа хабарларды жіберу белгілі бір материалдық тасушы(қағаз, фотопленка, магниттік диск және т.б.) немесе физикалық процесс(дыбыстық, жарықтық немесе электромагниттік толқындар және т.б.) көмегімен жасалады. Сонымен ақпарат жіберуші мен қабылдаушы арасында алмасу әдісімен беріледі. Жіберілетін хабарды таситын физикалық процесс сигнал деп аталады. Қайнар көзі жіберуші КА КА қабылдағыш алушы Байланыс сызығы Байланыс сызығы Хабарлар уақыт функциялары болуы мүмкін (ақпарат алғашқы сигналдар - музыка, сөйлеу, датчиктер көрсетулері түрінде көрсетіледі) немесе уақыт функциялары болмайды (ақпарат белгілер жиынтығы түрінде көрсетіледі). Қазіргі жүйелерде көбінесе электрлік немесе оптикалық сигналдар қолданылады. Ақпаратты жіберу жіберілетін хабарға сәйкес сигналдың қандай да бір параметрін өзгерту арқылы орындалады. Мысалы, амплитудасын, жиілігін, гармониялық тербелістің фазаларын немесе тікбұрышты импульстер ұзындығын өзгерту арқылы. Жіберілетін хабар мазмұнына сәйкес орындалатын, жіберетін жақтағы сигнал параметрлерін өзгерту процесстері модуляция деп аталады. Қабылданған сигналдан хабарды қайтадан қалпына келтіру демодуляция деп аталады. Байланыс сызығы деп жіберушіден қабылдағышқа сигналдарды тасымалдау үшін қолданылатын физикалық ортаны айтады. Байланыс сызығы мысалдары ретінде байланыстың оптоволоконды және коаксиальды кабельдерін, радиотолқындар таратылатын кеңістікті атауға болады. Жіберушіден қабылдаушыға хабарларды жіберу үшін арналған техникалық

19 құралдар жиынтығы байланыс жүйесі деп аталады. Байланыс жүйесінің құрамдық бөліктеріне жіберетін құрылғы(жіберуші), байланыс арнасы және қабылдауыш құрылғы(қабылдағыш кіреді). Ақпаратты жіберуші және қабылдаушы субъектілер(пайдаланушылар, абоненттер, корреспонденттер) және объектілер (датчиктер, компьютерлер, факс-модемдер, принтерлер, устройства автоматика құрылғылары) болуы мүмкін. Өткізгіш байланыстар арнасы (өткізгіштік, кабельдік, жарықсулы және т.б.) және радиобайланыс арналары (телевизиялық, радио- және ұялық станциялары). Ақпарат түрлері Үзіліссіз және дискретті ақпарат Хабар қайнар көзден қабылдаушыға жету үшін, белгілі бір материалдық субстанция қажет ақпаратты тасушы. Тасушы арқылы берілетін хабар сигнал деп аталды. Жіберу процессі әртүрлі сипаттамалардан тұрады, оларды сигнал параметрлері деп атайды. Сигнал параметрлері уақыт ішінде реттелген болса(олар нөмірленуі мүмкін), сигнал дискреттік деп аталады, ал осындай сигналдармен жіберілетін хабар дискреттік хабар. Бұл жағдайда қайнар көзден жіберілетін ақпарат та дискреттік деп аталады. Ал егер қайнар көзден үзіліссіз хабарлар шығып жатса (сәйкесінше сигнал параметрі уақыттан үзіліссіз функция), сәйке ақпарат үзіліссіз деп аталады. Ақпаратты ұсынудың екі түрін айырады үзіліссіз(аналогты) және дискретті(цифрлық). Сурете 1.1 аналогтық сигналды цифрлыққа түрлендіретін процесс схема түрінде көрсетілген. Цифрлық сигнал д е ң г е и Аналогтық сигнал к в а н т т а у уақыт t дисреттеу t Түрлендіруден кейін үзіліссіз сигнал келесі сандар тізбегімен көрінеді: Ондық сандар 1 және 0 тізбегімен кодталады. Нәтижесі 1-кестеде көрсетілген: Уақыт Ондық сандар Екілік сандар t

20 t t t 4 t t t t t t t Осылай, кезкелген хабарды дискреттік түрде, басқаша айтқанда, небір алфавиттің белгілері тізбегімен көрсетуге болады. ЭЕМ-дегі ақпараттың ішкі көрінісі дискретті болғандықтан, ақпарат тұрғысынан алғанда, үзіліссіз сигналды кезкелген дәлдікпен дискреттеу мүмкіндігі өте маңызды. Ақпараттың өлшем бірліктері "Ақпарат мөлшері" түсінігін анықтау өте қиын нәрсе. Бұл мәселені шешудің екі әдісі бар. Американдық математик Клод Шеннон ақпарат мөлшерін өлшеудің ықтималдылық әдісін дамытты, ал ЭЕМ жасау жұмыстары "көлемдік әдіске" әкелді. Ықтималдылық әдіс. Ықтималдылық әдісті алғаш рет Р. Хартли енгізді. Бірлік ретінде ол, екі теңықтималдылық қорытындының бірін алудан тұратын, тәжірибені өткізуге байланысты ақпарат мөлшерін алды. равновероятностных исходов. Ақпараттың мұндай бірлігі «бит» деп аталады. Мұнда I-нші қорытындының P i ықтималдылығы 1/N ге тең. Клод Шеннон ықтималдылық әдісті жалпылай келе келесі формуланы шығарды: N 1 H = P i log 2 i= 1 Pi - Шеннон формуласы Көлемдік әдіс. Екілік санақ жүйелерінде 0 және 1 таңбаларын бит (ағылшын сөзі Binary digits екілік цифрлар) деп атайды. Есептеу техникасында бит ақпараттың ең кіші мүмкін бірлігі болып есептеледі. Компьютер жадында немесе сыртқы жинағыштарда екілік таңбалармен жазылған ақпарат көлемі оған қажет екілік символдардың санымен есептеледі. Қолдануға ыңғайлылық үшін ақпарат өлшем бірлігінің биттен жоғары келесі өлшемдері енгізілген: 1024байт - Кбайт 1024Кбайт Мбайт 1024Мбайт Гбайт 1024Гбайт - Тбайт

21 Ақпараттың ықтималдылық және көлемдік мөлшерлерінің арасындағы қатынас бірдей емес. Деректерді тасушылар. Деректермен әрекеттер. Деректер бұл тіркелген сигналдар. Тіркеудің физикалық әдістері әртүрлі болуы мүмкін: физикалық денелердің механикалық қозғалысы, олардың формасының немесе сапалық параметрлерінің өзгеруі, электрлік, магниттік, оптикалық сипаттамалары, химиялық құрамы және (немесе) химиялық байланыстар сипаты, электрондық жүйесінің қалпы және басқалары. Тіркелу әдісіне сәйкес деректер әртүрлі жинағыштарда сақталуы және тасымалдануы мүмкін. Деректерді тасымалдаушылар: қағаз, сәуле түсіретін жабыны бар пластмассалық тасымалдауыштар (CD-ROM), магниттік ленталар және дискілер. Деректерді химиялық құрамын өзгерту арқылы тіркеу фотографияда кең қолданылады. Биохимиялық деңгейде тірі табиғатта деректерді жіберу және жинау жасалады. Деректермен операциялар Деректермен жасалатын операциялар құрылымы келесілер деп айтуға болады: деректерді жинау шешімді қабылдау үшін жеткілікті толықтығын қамтамасыз ету мақсатында ақпаратты жинақтау; деректерді формализациялау әртүрлі көздерден түсетін деректерді бір-бірімен салыстырмалы ету үшін, яғни олардың қол жетерлік деңгейін көтеру үшін, бір формаға келтіру; деректерді фильтрлеу шешім қабылдауда қажеті жоқ «артық» деректерді електен өткізу; бұл жағдайда «шуыл» деңгейі төмендеуге тиіс, ал деректердің дұрыстығы мен сайма-сайлығы жоғарылауға тиіс; деректерді сұрыптау берілген белгі бойынша қолдануға ыңғайлылық мақсатында деректерді реттеу; ақпараттқа жетуді көтереді ; деректерді архивтеу ыңғайлы және тез қол жету формасында деректерді сақтауды ұйымдастыру; деректерді сақтаудағы экономикалық шығындарды төмендетуге қызмет етеді және ақпараттық процесстердің жалпы сенімділігін арттырады; деректерді қорғау жойылуға, жаңғыртуға және деректерді модификациялауға жол бермеуге бағытталған шаралар; деректерді тасымалдау ақпараттық процесске алыстан қатысушылар арасында деректерді қабылдау және жіберу (жеткізу және әкеліп тапсыру); бұл жағдайда деректер көзін сервер деп, ал тұтынушыны клиент деп атау қабылданған; деректерді түрлендіру деректерді бір түрден екіншісіне аудару немесе бір құрылымнан екішісіне. Деректерді түрлендіру әдетте тасымалдауыш түрін өзгертумен жиі байланысты, мысалы кітаптарды әдеттегі қағаз формасында сақтауға болады, бірақ ол үшін электрондық форманы да, микрофотопленканы да қолдануға болады. Деректерді екілік кодпен кодтау

22 Әртүрлі типтегі деректермен жұмысты автоматтандыру үшін кодтау әдісі қолданылады, яғни бір типтегі деректерді басқа типтегі деректер арқылы өрнектеу. Есептеу техникасындағы кодтау жүйесі екілік кодтау деп аталады және ол деректерді екі таңба: 0 және 1 тізбегімен ұсынуға негізделген. Бұл таңбалар екілік цифрлар деп аталады, ағылшынша binary digit немесе қысқартылуы bit (бит). Сурет 1.2 Кодтаудың әртүрлі жүйелеріне мысал Бір битпен екі түсінік білдіруге болады: 0 немесе 1 (ия немесе жоқ, қара немесе ақ, ақиқат немесе жалған және т.б.). Еге бит санын екіге арттырсақ, онда төрт әртүрлі түсінікті білуге болады: Үш битпен сегіз әртүрлі мәндерді кодтауға болады: Екілік кодтау жүйесінде разрядтар санын бір-ге арттыру арқылы, берілген жүйедегі мәндер санын екі есе арттыруға болады, яғни жалпы формула түрі болады: N= 2 m, мұндағы N тәуелсіз кодталатын мәндердің саны; m берілген жүйеде қабылданған екілік кодтау разряды. Бүтін және нақты сандарды кодтау Екілік кодпен бүтін сандарды кодтау қарапайым бүтін санды бөлінді бір-ге тең болғанша екіге бөле беру керек. Оңынан солға қарай, соңғы бөліндімен бірге жазылатын әр бөлудегі қалдықтар жиынтығы, ондық санның екілік аналогын береді. 19:2 = 9+1 9:2=4+1 4:2=2+0 2:2=1+0 Сонымен, = ден 255 дейінгі бүтін сандарды кодтау үшін екілік кодтың (8 бит) 8 разряды болуы жеткілікті. Оналты бит 0 ден дейінгі бүтін сандарды

23 кодтауды мүмкіндейді, ал 24 бит 16,5 миллионнан жоғары әртүрлі мәндерді. Нақты сандарды кодтау үшін 80-разрядты кодтау қолданылады. Бұл жағдайда сан алдын ала нормалданған формаға түрлендіріледі: 3, = 0, = 0, = 0, Санның бірінші бөлігі мантисса, ал екіншісі характеристика(сипаттама) деп аталады. 80 биттің үлкен бөлімі мантиссаны (таңбасымен бірге) сақтауға бөлінеді және разрядтардың небір бекітілген саны характеристиканы (таңбасымен бірге) сақтауға бөлінеді. Мәтіндік деректерді кодтау Екілік код көмегімен мәтіндік ақпаратты да кодтауға болады. 256 әртүрлі таңбаларды кодтау үшін сегіз екілік разрядтар жеткілікті. Сегіз биттердің әртүрлі комбинацияларымен ағылшын және орыс тілдерінің барлық үлкен және кіші әріптерін, тыныс белгілерін, негізгі арифметикалық әрекеттердің символдарын және кейбір арнайы символдарды, мысалы символ білдіруге болады. Барлық дүние жүзі мәтіндік деректерді бірдей кодтауы үшін, бірлестірілген кодтау кестесі қажет. Бірақ бұл әзірше мүмкін емес, үйткені ұлттық алфавиттер таңбалары арасындағы, сонымен бірге корпоративтік симаттамадағы қайшылықтар бар. Ағылшын тілі үшін қайшылықтар әлдеқашан жоқ. АҚШ стандарттау институты (ANSI American National Standard Institute) ASCII (American Standard Code for Information Interchange АҚШ ақпарат алмасуының стандарттық коды) кодтау жүйесін әрекетке енгізді. ASCII жүйесінде кодтаудың екі кестесі бекітілген негізгі және кеңейтілген. Негізгі кесте 0 ден 127 дейін код мәндерін бекітеді, ал кеңейтілгені 128 ден 255 нөмірлеріндегі таңбаларға қатысты. Негізгі кестенің бірінші 32 коды нөлден бастап, аппараттық құралдарды жасаушыларға берілген (бірінші кезекте компьютерлерді және баспа құрылғыларын жасаушыларға). Бұл аймақта басқарушы кодтар орналасады, оларға тілдердің ешқандай таңбалары сәйкес емес, бұл кодтар экранға да, шығару құрылғыларына да шығарылмайды, бірақ оларды өзге деректердің қалай шығарылатынын білетіндер, басқара алады. 32 кодтан бастап 127 кодқа дейін ағылшын алфавитінің таңбалары, тыныс белгілері, цифрлар, арифметикалық әрекеттер таңбалары және кейбір көмекші таңбалар. Мәтіндік деректерді кодтаудың ұқсас жүйелері басқа да мемлекеттерде құрастырылды. Мысалы, СССР-да КОИ-7 (ақпаратпен алмасу коды, жеті таңбалық). Бірлескен стандарттың жоқтығынан тек Ресейдің өзінде үш жұмыс істейтін және екі ескірген стандартты көрсетуге болады.

24 Мысалы, Windows-1251 орыс тілі таңбаларының кодировкасы ретінде Microsoft компаниясымен «сырттан» енгізілді. Бұл кодировка Windows платформасында жұмыс істейтін көптеген локальдық компьютерлерде қолданылады. Басқа кең таралған кодировканың аты КОИ-8 (ақпаратпен алмасу коды, сегізтаңбалық). КОИ-8 кодировкасы қазіргі кезде компьютерлік желілерде Ресей территориясында және Интернеттің ресейлік секторында кең таралған. Бақылау сұрақтары: 1. «Информатика» анықтамаларының қандай түрлері бар? 2. «Информатика» термині қалай пайда болды? 3. Информатика құрылымын атаңыз? 4. Ақпарат анықтамасын беріңіз? 5. Ақпараттың мөлшерін өлшеу үшін кім бірінші рет ықтималдылық әдісті қолдануды енгізді? 6.Деректермен қандай әректтерді жасауға болады? 7.ASCII деген не? Ұсынылатын әдебиеттер: Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие. - 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр "Академия", с. Могилев А.В. Практикум по информатике. - М.: Издательский центр "Академия", с. Информатика. Базовый курс./ под ред. С.В. Симоновича.- СПб.: Питер, с. Острейковский В.А. Информатика: Уч. для вузов. М.: Высш.шк., с. Алексеев А.П. Информатика М.: СОЛОН-Пресс, с.: ил.- (серия "Полное руководство пользователя") изд. 3-е Реферат тақырыптары: 1. Информатиканың даму тарихы. 2. Есептеу техникасының даму тарихы. 3. Ақпараттық жүйелерді техникалық қамтамасыздандыру 4. Кибернетиканың негізгі түсініктері 5. Ақпаратты ұсынудың әртүрлі деңгейлері 6. Ақпарат, оның түрлері және қасиеттері 7. Деректерді тасушылар. 7. Деректермен операциялар СДЖ арналған бақылау тапсырмалары: Тақырып 1 Информатика ғылым жне техниканың бірлестігі. Тақырып 1 - Қазіргі информатика құрылымы. Тақырып 1- Ғылым жүйесіндегі информатиканың орны. Тақырып 1 Информатиканың құқықтық аспектілері. Тақырып 2 Ақпарат, оның түрлері және қасиеттері

25 Тақырып 2 Ақпаратты ұсынудың әртүрлі деңгейлері Тақырып 2 - Ақпараттың өлшем бірліктері Тақырып 2 Деректерді тасушылар Тақырып 2 Деректермен операциялар 2-бөлім Дискреттік математика негіздері (2 сағат) 1-тақырып: Дискреттік математика негіздері Жоспар: 1. Функциялар, қатынастар және көпшелер. 2. Логика негіздері, айтылымдар логикасы, логикалық байланыстар, ақиқаттық кестелері. 3. Графтар және ағаштар. Функциялар, қатынастар және көпшелер. Көпше түсінігі Көпшелер теориясы негізгі үш түсініктемеге сүйенеді: 1. көпше; 2. элемент; 3. құрамына енушілік. Бұл түсініктердің тек қолданылуы сипатталады. 1.1 суретінде А әрпімен көпше белгіленген, оның элементтері жазықтықтың штрихтелген бөлігіндегі нүктелер болып табылады, сонымен қатар а көпше А құрамына енеді А ( a A ), с нүктесі көпше А құрамына кірмейді А ( c A ) Сурет 1.1 Көпшелер ұғымын көрсету әдістері Көпшені, оның барлық элементтерін тізбектеп көрсету арқылы сипаттауға болады: A = { a, b, c}, B = { 1,3,6,8 }. Көпше элементтерін жазу реті еркінше. Көбінесе көпшені, оның сипаттамалық қасиеттерін көрсете отырып береді. Бұл қасиет әр элементтің көпшеге қатыстығын анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, 3 2 B = { x x теңдеудің бүтін түбірі 2x x + 1 = 0}, C = {x 1 x 7, x бүтін }. Әрі қарай әйгілі сандық көпшелер үшін қолданылатын белгілер: Ν = { 1,2,3, } натуралды сандар көпшесі; Z = {, -2,-1,0,1,2, } бүтін сандар көпшесі; Q рационал сандар көпшесі; R нақты сандар көпшесі. Негізгі анықтамалар Бос көпше деп, құрамында бірде бір элементі жоқ көпшесін айтады, яғни кезкелген х элементі үшін x орындалады.

26 Әмбебап деп төмендегі есепте қарастырылған барлық элементтердің U көпшесін айтады. Мысал. U = Z болсын және x 2 = 2 теңдеуінің барлық шешімдерін табу қажет. Бұл есеп шығарымының М көпшесі бос көпше болады: М =. Енді U = R болсын. Онда x 2 = 2 теңдеуі шешімдерінің М көпшесі бос емес: М = { 2, 2}. А көпшесі В көпшесіне енгізілген деп айтамыз, егер А көпшесінің әр элементі В көпшесінің элементі болса (А ны В көпшесінің ішкікөпшесі деп те атайды). Енгізілу анықтамасынан келесі қасиеттер туындайды: A A кезкелген А көпшесі үшін; Егер A B және B C, онда A C ; A кезкелген А көпшесі үшін; A U кезкелген А көпшесі үшін. Көпшелер теңдігі түсінігін анықтайық: А=В болады тек қана егер екі қосылу біруақытта орындалса A B және B A, яғни А көпшесінің әр элементі В көпшесінің элементі болса және В көпшесінің әр элементі А көпшесінің элеметі болса. Эйлер Венн диаграммалары Бұл диаграммалар көпшелерді және олардың өзара орналасуын көрнекті түрде бейнелеу үшін қолданылады. Әмбебап көпше U тіктөртбұрыш түрінде бейнеленеді, ал еркін көпшелерәмбебаптың ішкікөпшелері шеңбер түрінде (сур. 1.2) Сурет 1.2 Эйлер-Венн диаграммасы Көпшелермен жасалатын әрекеттер А және В көпшелерін біріктіру деп А және В көпшелерінің ең болмағанда біріне қатысты элементтерден тұратын A B көпшесін айтады (сур. 1.3, а) Мысал. Егер A = { 0,1,2}, B = { 1,2,3 }, онда A B = { 1,0,1,2,3 }. А және В көпшелерінің қиылысы деп, А немесе В көпшелерінің құрамына біруақытта енетін элементтерден тұратын A B көпшесін айтады (сур. 1.3, в) Мысал. Егер A = { 0,1,2}, B = { 1,2,3 }, онда B = {2} A.

27 Сурет 1.3 Көпшелермен әрекеттер: а) А және В көпшелерін біріктіру; б) А және В көпшелерінің қиылысуы А және В көпшелерінің айырымы деп тек қана А көпшесінің құрамына енетін және В көпшесінің құрамына енбейтін элементтерден тұратын A \ B көпшесін айтады.(сур. 1.4 а) Мысал. \ B = {0,1,2} \ { 1,2,3} = {0,1 } A ; B \ A = { 1,2,3} \{0,1,2} = { 1,3}. А көпшесін әмбебап U көпшесіне толықтыру деп A = U \ A көпшесін айтады (сур. 1.4, в). Мысал. Егер A = {0,1,2}, U = {0,1,2,3,4,5 }, онда A = U \ A = {3,4,5 }. Сурет 1.3 Көпшелермен әрекеттер: а) А және В көпшелерін айырымы; б) А көпшеcін әмбебап U көпшеcіне толықтыру Логика негіздері Математикалық логиканың негізін қалаған ағылшын математигі Джордж Буль ( ). Ол алғашқы рет көпше теориясының логикалық түсіндірме идеясын айтты. Элементтері 0 және 1 болатын екі элементті В көпшесін қарастырайық. Мұндағы 0 және 1 сандары логикалық айнымалылар «ИЯ - ЖОҚ» немесе «АҚИҚАТ - ЖАЛҒАН» мәндерін түсіндіреді. Мысалы: бағдарламалау тілдерінде айнымалының арнайы түрі логикалық айнымалы TRUE және FALSE енгізіледі. Осылай B={0,1} көпшесінің элементтерін сандар түрінде емес, формальды символдар ретінде қарастырамыз. В көпшесі және онымен жасалатын барлық әрекеттермен құрылған алгебраны логика алгебрасы немесе Бульдік алгебра деп атайды. Логика алгебрасының негізгі функциялары: Логикалық теріске шығару (инверсия) аргумент үстінде сызықшамен белгіленеді. Бұл бір айнымалының функциясы: f(x) = x; 0 =1; 1=0. Логикалық қосу (дизъюнкция). Бұл бірнеше айнымалының функциясы. Функция келесі түрде белгіленеді: f(x 1,x 2 ) = x 1 V x 2 V x 3 Екі айнымалы үшін ақиқаттық кестенің түрі болады: x 1 x 2 f(x 1,x 2 ) 0 0 0

28 Логикалық көбейту (конъюнкция). Бұл бірнеше айнымалының функциясы. Функция келесі түрде белгіленеді: f(x 1 x 2 ) = x 1 /\ x 2 /\ х 3 Екі айнымалы үшін ақиқаттық кестенің түрі болады: x 1 x 2 f(x 1,x 2 ) Шеффер функциясы теріске шығарып көбейтуді орындайды. Бұл бірнеше айнымалының функциясы. Екі айнымалы үшін ақиқаттық кестенің түрі болады: x 1 x 2 f(x 1 x 2 ) Функция келесі түрде белгіленеді: f(x 1 x 2 ) = x 1 x 2 = x 1 /\ x 2 Пирс функциясы теріске шығарып қосуды орындайды. Екі айнымалы үшін ақиқаттық кестесі былай анықталады: x 1 x 2 f(x 1 x 2 ) Функция келесі түрде белгіленеді: f(x 1 x 2 ) = x 1 x 2 = x 1 x 2 Дизъюнкция және конъюнкция функциялары тек екі аргументтің функциялары ғана емес, жалпы алғанда еркін аргументтердің. 6. mod 2 бойынша қосу. XOR логикалық операциясын орындайды. Бұл бірнеше айнымалының функциясы. Екі айнымалы үшін ақиқаттық кестенің түрі болады: x1 x2 Y Функция түрі болады Y =x 1 x 2

29 N айнымалыдағы кезкелген логикалық функция сол жағында айнымалылар мәндерінің барлық 2 n жиынтығы, ал оң жағында осы жиынтықтардағы функция мәндері түгенделген кестемен берілуі мүмкін. Мысалы, 3 айнымалы үшін болады : x 1 x 2 x 3 f Фнкция f=1 болатын х жинақтарын(жолдарын) бірлі-жарым жинақтар, ал бірлі-жарым жинақтар көпшесін f-тің бірлі-жарым жинағы деп атайды. f=0 болатын х жинақтарын, f - тің нөлдік жинағы деп атайды. Кестедегі мәндерден логикалық функцияны құрайық. Ол үшін Функция бірге тең жолдардағы аргументтердің конъюнкциясын аламыз. Егер аргумент нөлге тең болса ол инверсиямен алынады. Егер аргумент бірге тең болса ол инверсиясыз алынады. Алынған конъюнкцияларды дизъюнкциялармен біріктіреміз. Біздің мысалда үш конъюнкция бар (функция мәні бірге тең болатын кестенің үш жолы) Логикалық функция түрі болады: f = (X1 /\ X2 /\ X3) \/ (X1 /\ X2 /\ X3) \/ (X1 /\ X2 /\ X3) Инверсия аргумент үстінде сызықпен белгіленеді. Бірінші конъюнкцияда Х1, Х2 аргументтері инверсиямен алынған, үйткені кестенің екінші жолында олардың мәндері нөлге тең. Екінші конъюнкцияда Х2, Х3 аргументтері инверсиямен алынған, үйткені кестенің бесінші жолында олардың мәндері нөлге тең. Үшінші конъюнкцияда Х2 аргументі инверсиямен алынған, үйткені кестенің алтыншы жолында оның мәні нөлге тең. Алынған конъюнкциялар дизъюнкция операциясымен біріктірілген. Логика алгебрасының негізгі заңдары 1. Орнын ауыстыру заңы. Коммутативтік (лат. айырбастау, қайта айырбастау). X 1 X 2 = X 2 X 1 X 1 X 2 = X 2 X 1 2. Үйлестіру заңы. Ассоциативтік (лат. біріктіру). X 1 (X 2 X 3 ) = (X 1 X 2 ) X 3 X 1 (X 2 X 3 ) = (X 1 X 2 ) X 3 3. Тарату заңы. Дистрибутивтік. X 1 (X 2 X 3 ) = (X 1 X 2 ) (X 1 X 3 ) X 1 (X 2 X 3 ) = (X 1 X 3 ) (X 1 X 3 ) 4. Жұтыну заңы.

30 X 1 (X 1 X 2 ) = X 1 X 1 (X 1 X 2 ) = X 1 5. Желімдеу заңы. X 1 X 2 X 1 X 2 = X 1 (X 1 X 2 )(X 1 X 2 ) = X 1 6. де Морган ережесі. X 1 X 2 X 3 = X 1 X 2 X 3 ; X 1 X 2 X 3 = X 1 X 2 X 3 Логикалық операцияларды орындау келесі кестеде көрсетілген приоритетпен (басымдылықпен) жасалады. басымдылығы операция 1 инверсия 2 конъюнкция 3 дизъюнкция 4 mod 2 бойынша қосу Бір басымдылықтағы операциялар солдан оңға қарай орындалады. Операциялардың орындалу ретін өзгерту үшін жақшалар қолданылады. Жақша ішіндегі операциялар бірінші ретте орындалады. Графтар мен ағаштар АҒАШТАР, БАҒЫТТАЛМАҒАН ЖӘНЕ БАҒЫТТАЛҒАН ГРАФТАР Граф құрылымы(синонимі ретінде «тармақ» термині қолданылады), нформатикада және жақын қолданбалы аймақтарда әртүрлі пайдаланымда, сондықтан графтар теорисының негізгі түсініктерімен танысып өтейік. Граф G = (V, Е) V және Е соңғы көпшелері жұбымен беріледі. Бірінші көпше элементтері v1, v2,..., vm графтың шыңы деп аталады ал (графикалық көріністе оларға нүктелер сәйкес). Екінші көпше элементтері el, e2,..., en қабырғалар деп аталады. Әр қабырға шыңдар жұбымен анықталады (графикалық көріністе қабырғалар графтың екі шыңын қосады). Егер граф қабырғалары шыңдардың реттелген жұбымен анықталса, онда мұндай граф бағытталған деп аталады (сызбада бағытталған графтарды бейнелеуде әр қабырғаға оның бағытын анықтайтын стрелкалар қойылады). Бес шыңы және жеті қабырғасы бар бағытталған граф сур. 2.1 кескінделген.

31 Сурет Бағытталған граф мысалы Егер екі шың екі немесе одан да көп қабырғалармен қосылса, онда мұндай қабырғалар параллельді деп аталады (мысалы, қабырғалар е4 және е5). Егер қабырғаның басы мен аяғы бір жерден шықса, онда мұндай қабырға ілмек (петля) деп аталады(мысалы, қабырға e7). Ілмексіз және параллельді қабырғаларсыз графтар қарапайым деп аталады. Егер ек қабырғасы vi және vj шыңдарымен анықталса (бұл фактіні келесідей белгілейміз: ек = (vi, vj), онда, қабырға ек vi, vj шыңдарына қақтығысты (инцидентті) деп атайды. Екі шың vi және vj шектес деп аталады, егер графта vi, vj қабырғалары болса). 1 <j к болғанда (vi(j-1), vij) әрбір жұбы қабырғаны анықтаса vi1, vi2,..., vik, шыңдарының тізбегі граф G-дағы маршрут деп аталады. vil и vik шыңдарын _ маршруттың ақырғы шыңдары, оған кіретін басқа қалған шыңдарды ішкі деп атайды. Анықталған барлық қабырғалары әртүрлі болатын маршрутты тізбек (цепь) деп атайды. Тізбек тұйықталған деп есептеледі, егер оның ақырғы шыңдары дәл түссе. Барлық шыңдары (ақырғыларынан басқасы) әртүрлі болатын тұйықталған тізбек цикл деп аталады. Барлық шыңдары әртүрлі болатын тұйықталмаған тізбек жол деп аталады. Егер бағытталған графта vi-дан vj-ға дейін жол болса, онда айтады, vj шыңына vi шыңынан қол жетімді деп. Екі шың vi және vj граф G-да байланған деп аталады, егер онда осы шыңдар ақырғы болатын жол болса. Граф G байланысшы деп аталады, егер ондағы әрбір екі шың байланысқан болса.. Сур. 2.2-де қарапайым бағытталмаған байланысшы граф кескінделген. v1, v5, v4, v3 шыңдарының тізбегі мысалы, жолды айқындайды, ал v1, v5, v4, v3, v2, v1шыңдарының тізбегі - циклды. Ағаш деп циклсыз бағытталмаған байланысшы графты айтады. Орман бұл циклсыз кезкелген граф. Сур. 2.3 бес шыңды мүмкін ағаштар көрсетілген. Сурет Бағытталмаған байланысшы граф мысалы

32 Сурет Ағаштар мысалы Келтірілген түсініктер мен анықтамаларды анализдеу араларында белгілі бір байланыстар, қатынастар бар қандай да бір обьектілер жүйесін қарастырғанда, жүйе құрылымын үйренуде, оның жұмыс істеу мүмкінділігінде графтарды модель ретінде қолдану ыңғайлылығын көрсетеді. Информатикада графтар операциондық жүйелер, алгоритмдеу, деректер құрылымы, ақпараттық модельдеу және т.б. бөлімдерде қолданылады. Графтардың әртүрлі мүмкін әдістерін қарастыра отырып, сәйкес ақпаратты компьютерге енгізу мұқтаждығын есте сақтау қажет. Осы жағдайда ақпаратты сандық түрде енгізу ең қолайлысы, дегенмен қазіргі техникалық құралдар графикалық ақпаратты да (кестелер, мәтіндер, графиктері суреттер) енгізуді мүмкіндейді, содан соң мұндай ақпараттарды өңдеу жүргізіледі. Шектес матрицасы. Егер граф G шыңдары vl, vl,..., vn, таңбаларымен белгіленген болса, онда V х V өлшемдегі A(G) шектес матрицасының элементтері келесі түрде анықталады: A(i,J) = 1, егер vj-мен шектес болса; A(iJ) = 0 қарама-қарсы жағдайда (сур. 2.4, а). Қақтығыс матрицасы. Егер граф G шыңдары vl, vl,..., vn, таңбаларымен белгіленген болса, ал қабырғалары - e1, e2,..., en таңбаларымен, онда М х N өлшемдегі 1(G қақтығыс матрицасының элементтері B(I,J) = 1 ережесімен анықталады, егер vi қақтығысты ej; B(iJ) = 0, қарсы жағдайда (сур. 2.4, б.қараңыз). A(G): I Сур. 2.4, а. Шектес матрицасы I(G): а b с d е f g I 1 I I I 0 1 Сур. 2.4, б. Қақтығыс матрицасы

33 // - ді шыңдары бар бағытталған граф G үшін, N х N, өлшемдегі C(G) қол жетерлік матрицасының элементтері былай анықталады: С(1, /) = 1, егер vj шыңына vi-дан қол жетерлік болса; С(1, /) = 0 қарсы жағдайда. Төменде бағытталған граф және оның қол жетерлік матрицасының мысалы келтірілген, сур Бақылау сұрақтары: 1.Көпше анықтамасын беріңіз? 2. Көпше қандай болады? 3.Көпшелердің қандай түрлерін білесіз? 4. Логиканы негіздеуші кім? 5.Ақиқаттық кестесі деген не? 6.Логиканың негізгі заңдарын атаңыз? 7.Граф деген не? 8.Ағаш деген не? Реферат тақырыптары: 1.Функциялар, қатынастар және көпшелер. 2. Логика негіздері. 3. Ақиқаттық кестелері 4. Логиканың негізгі заңдары 5.Бағытталмаған және бағытталған графтар. 6.Ағаштар. 7. Графтарды айналып өту стратегиясы. СӨЖ бақылау тапсырмалары: 1. Дискреттік математика негіздері. 2. Функциялар, қатынастар және көпшелер. 3. Логика негіздері 4. Ақиқаттық кестелері. 5. Логиканың негізгі заңдары 6. Бағытталмаған және бағытталған графтар. 7. Ағаштар. 8. Графтарды айналып өту стратегиясы. Сур. 2.6 Бағытталған граф және оның матрицасы

34 3-бөлім. ЭЕМ архитектурасының негізгі түсініктері (2 сағат) 1-тақырып Архитектура тарихы және жалпы шолу Жоспар: Архитектура тарихы Архитектура түсінігі және ЭЕМ архитектурасының негізгі түрлері Компьютер жадында деректерді ұсыну. 2-тақырып - ЭЕМ-ді ұйымдастыру Жоспар: ЭЕМ-ді ұйымдастыру. Фон Нейман принциптері. ЭЕМ командалар жүйесі және оларға қатынасу әдістері Компьютер жадының құрылысы Енгізу-шығару құрылғысы Архитектура тарихы Компьютер ол деректерді құруды, сақтауды және тасымалдауды автоматтандыруға арналған электрондық құрал. «Архитектура» сөзін ЭЕМ үшін қолданғанда, ол пайдаланушыға қажет компьютер сипаттамаларының жиынтығы деп түсінуге болады. Олар ЭЕМнің негізгі құрылғылары мен блоктары және олардың арасындағы байланыстар құрылымы. ЭЕМ құрудың жалпы принциптері: 1. ЭЕМ жадының құрылысы, 2. жадыға және сыртқы құрылғыларға жету жолы, 3. компьютер конфигурациясын өзгерту мүмкіндігі, 4. командалар жүйесі, 5. деректер форматы, 6. интерфейсті ұйымдастыру. Сонымен архитектура ол ЭЕМ жұмысын бағдарламалық басқаруды және оның негізгі функционалды түйіндерінің бір-бірімен келіскен әрекетін іске асыратын ЭЕМ құрудың жалпы принципі. 60-ж. ортасынан бастап есептеуіш машиналарды жасау үшін, аппараттарды және математикалық қамтамасыздандырудың кейбір құралдарын тәуелсіз құрастырудың орнына, аппараттық (hardware) және бағдарламалық (software) құралдардан тұратын жүйе жобалана бастады. Мұнда алдыңғы жоспарға олардың өзара әрекеттестік концепциясы қойылды. Осылай жаңа түсінік ЭЕМ архитектурасы пайда болды.

35 Фон Нейман принциптерінің негізіндегі ЭЕМ архитектурасы RAM ROM ОЗУ ПЗУ ВЗУ (ЖСҚ) (ТСҚ) (ССҚ) Жүйелік шина процессор Енгізу құрылғысы АЛҚ РОН Шығару құрылғысы БҚ КЭШ Клавиатура дисплей ЭЕМ архитектурасы деп сәйкес есептер класстарын шығару үшін, ЭЕМнің функционалдық мүмкіндіктерін анықтайтын, аппаратты-бағдарламалық құралдар мен олардың сипаттамаларын ұйымдастырудың жалпы принциптерінің жиынтығын айтады. ЭЕМ архитектурасы апараттық және бағдарламалық құралдар комплексін құру және көптеген факторларға көңіл қоюмен байланысты кең шеңбердегі проблемаларды қамтиды. Осы факторлар ішінде маңыздылары: бағасы, қолдану саласы, функционалдық мүмкіндіктері, пайдалануға ыңғайлылығы, ал архитектураның ең басты компоненттерінің бірі аппараттық құралдар болып табылады. ЭЕМ архитектурасының компоненттерін келесі суреттегі үлгідей көрсетуге болады.

36 ЭЕМ архитектурасы Бағдарламалық қамтамасыздандыру Операциялық жүйе Бағдарламалау тілдері Қолданбалы БҚАМ Есептеу және логикалық мүмкіндіктері Командалар жүйесі Деректер форматы Тезәрекеттілігі Аппараттық құралдары ЭЕМ құрылымы Жадты ұйымдастыру Енгізу\шығаруды ұйымдастыру Басқару принциптері Есептеуіш машиналардың негізін қалаған ағылшын математигі Джон фон Нейман ж. ол. бірінші лампалық ЭЕМ ENIAC құруға қосылды. Фон Нейман ЭЕМ логикалық құрылымының негізгі принциптерін ұсынады. Бағдарламаны басқару принципі. Бағдарлама белгілі ретпен автоматты түрде процессорда орындалатын командалардан тұрады. Компьютер жадынан бағдарламаны таңдау командалар санағышы арқылы жүзеге асады. Процессордың регистрі өзінде сақталған ақырғы команданың адресін команданың ұзындығына қарай ретпен үлкейтеді. Жадта бағдарламаның командалары бірінен соң бірі орналасқандықтан, онда ретпен орналасқан ұяшықтарда командалар тізбегі қалыптасады. Егер команданы орындағаннан кейін келесісін емес, басқасына ауысу керек болса, шартты немесе шартсыз ауысу командалары қолданылады. Бұл командалар келесі команданы құрайтын жад ұяшығының нөмірін командалар санағышына енгізеді. Жадтан команданы таңдау,,стоп,, командасын орындағаннан кейін тоқтайды. Процессор бағдарламаны осылай автоматты түрде орындайды. Жадтың біріңғайлық принципі. Бағдармалар мен деректер бір жадта сақталады, сондықтан компьютер жадтың берілген ұяшығында не сан, не текст, не команда сақталып қойғанын айыра алмайды. Деректермен қандай жұмыс істесе, командалар мен де сондай жұмыс істеуге болады. Бұл көптеген мүмкіндіктер береді. Мысалы, бағдарлама өзінің орындалу процесінде өңделуге ұшырауы мүмкін, бұл оның кейбір бөлшектерін алу заңдарын бағдарламаның өзінде беруге мүмкіндік береді. Онымен қоса, бір бағдарламаның командалары басқа бағдарламаны орындағаннан кейін шыққан нәтиже ретінде қабылдана алады. Осы принципке трансляция әдісі негізделген. Трансляция дегеніміз бағдарлама тексін жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілінен машинанын нақты тіліне аудару. Адрестік принцип. Негізгі структуралық жад нөмірленген ұяшықтардан тұрады. Процессорге бос уақытта қандай да болсын ұяшыққа жол ашық. Осыдан облыстарына ат қоюға болады. Кейін сонда сақталған мағынаны ашып, немесе өзгертуге болады. Осы 3 принципке негізделген компьютерлер Фон-неймандық компьютерлер деп аталады.

37 Фон-неймандық емес компьютерлер командалар санағышынсыз жұмыс істей алады, жадта сақталған өзгеріс керек болса, оған ат қою міндетті емес. Нейман бойынша негізгі блоктар басқару құрылғысы (БҚ) және арифметико-логикалық құрылғы (АЛҚ), әдетте олар орталық процессор, жады, сыртқы жады, енгізу құрылғысы, шығару құрылғыларында біріктірілген. Кең таралған архитектуралар: 1. Классикалыќ архитектура (Фон-нейманның архитектурасы) берілгендер ағыны өтетін бір құрылғы (АЛҚ) және команда ағыны программа өтетін бір басқару құрылғысы (БҚ). Бұл бірпроцессорлы компьютер деп аталады. Осы типке ДК құрылғысы жатады. Ондағы барлық функционалдық бөліктер бір-бірімен жүйелік магистраль деп аталатын ортақ шинамен байланысқан. Магистраль электронды схеманы қосатын ұяшықтардан тұратын өткізгіштік линия. Адрес шинасы, берілген шинасы, басқару шинасы магистральдік алмастыру бірлігінің топтары. шеткері құрылғылар (принтер) компьютердің аппаратурасына контроллер арқылы қосылады. Контроллер шеткері бұйымдар немесе каналдар қатынасын орталық процессормен байланыстыратын құрылғы. 2. Көппроцессорлы архитектура Компьютерде бірнеше процессор болғандықтан, ол бір жұмыстың бірнеше фрагментін параллель орындай алады. Осындай машинаның құрылысы жалпы жедел жад немесе бірнеше процессордан тұратыны келесі суретте толық көрсетілген. 1.3 сурет. Көп процессорлы компьютердің құрылысы Көпмашиналы есептеу жүйесі. Есептеу жүйесіне кіретін бірнеше процессорларда жалпы жад емес, әрбіреуінде жеке жад болады. Әрбір компьютерде көпмашиналы жүйеде классикалық құрылыс болады және осындай жүйе өте көп қолданылады. 3. Параллельді процессорлар архитектурасы Мұнда бірнеше АЛҚ-лар бір БҚ-ның басқаруымен жұмыс істейді, яғни көптеген деректер бір бағдарламамен ( бір команда ағынымен) өңделуі мүмкін. Осындай құрылыстың өте жылдам жұмыс істеуін біз тек қана есептерді шығаруда қолдана аламыз. Осындай компьютерлердің құрылысы 1.4 суретте көрсетілген.

38 ЭЕМ жіктемесі 1.4 сурет. Параллель поцессорлармен жасалған құрылыс. ЭЕМ Аналогтық Цифрлық Тек бірнеше әрекеттерді жасайтын Мәселеге бағытталған Тек бірнеше әрекеттерді жасайтын Мәселеге бағытталған Жалпыға тығайында лған Логарифмдік сызғыш планиметр және т.б. Дифференциалд ық талдаушы, өрістердің аналогтық моделдері, радарлық ЭЕМ Қосушылар, карталарды сұрыптаушы лар Цифрлы дифференциа лды талдаушылар Кезкелген нақты сипатталған процедураны орындау Дербес компьютер (ДК) құрамында деректерді өңдеу үрдісін қамтамасыз ететін арнайы функцияларды орындайтын түрлі бөліктері бар. Бұл бөліктерді орталық және шеткері (перифериялық) құрылғылар деп атайды. Процессор мен негізгі жад ДК-дің орталық құрылғысы болып табылады. Процессор барлық есептеу жұмыстары мен ақпаратты өңдеу істерін орындайды, компьютердің жұмысын басқарады. Микропроцессор- бір интегралдық схемадан тұратын процессор. Енгізілген деректерді өңдеуші программалар және процессор көмегімен өңделетін деректер компьютердің негізгі жадында сақталады. Компьютердің негізгі жадысы оперативті және тұрақты жад деп бөлінеді. Компьютердің перифериялық құрылғыларының қызметі өте күрделі, бірақ та соның ішінде екі негізгісін атап өтуге болады: ақпараттарды түрлі мәлімет жинақтауышта сақтау және сыртқы құрылғының атқаратын функциясына сәйкес өңдеу. Компьютердің перифериялық құрылғылары ретінде сыртқы жадты және енгізу-шығару құрылғыларын қабылдайды. Ақпарат пен басқару командаларын енгізетін негізгі құрылғылар болып пернелік тақта, тышқан және сканер және т.б. есептеледі. Ақпараттарды ДК-ден шығарушы құрылғылар: принтер, график сызғыштар, плоттерлер. Визуалды ақпараттарды (текст, сандар, грфикалық ақпараттар және т.б.) бейнелейтін құрылғы: дисплей немесе монитор.

39 ДК-дің барлық функционалдық құрылғылары арасындағы байланыс интерфейс арқылы орнатылады. Интерфейс дегеніміз-осы құрылғыларды бір ережеге негіздеп байланыстыратын тәсілдер мен әрекетер жиыны. Процессорды шеткері құрылғылармен байланыстыру арнайы құрылғы адаптер арқылы жүзеге асады. Осы арналар арқылы ДК-дің жеке бөліктерінің арасында ақпарат алмасу үрдісі іске асады. ДК құрылғыларының өзара әсерлесу мүмкіндігін қамтамасыз етуші жалпы арна - жүйелік шина деп аталады. IBM PC компьютерлері бүгінгі күні өте кең тараған (сонымен қатар басқа фирмалар компьютерлері де баршылық, мысалы APPLE фирмасының Macintosh). Бұл компьютердің негізгі ерекшелігі ретінде оның ашық архитектура принціпін айтуға болады, яғни компьютер бір тұтас монолит емес, жеке бөліктер мен түйіндерден тұрады. Компьютердің кез келген түйінін басқалармен алмастыруға, қосымша түйіндерді жалғастыруға болады. Сонымен IBM PC компьютерлерін мынадай негізгі бөліктерден тұрады дейміз: Жүйелік блок (тік немесе жатық қорапшада орналасады); Енгізу құрылғысы (пернелік тақта); Монитор; Пернетақта. Жүйелік блок - компьютердің негізгі құрылғысы, себебі оны ішінде ДКдің басты құрылғылары орналасқан. Олар: микропроцессор, жедел жад, тұрақты есте сақтау құрылғысы, қоректену блогы, енгізу шығару порттары, дискідегі мәлімет жинақтауыш және қосымша құрылғылар: модем, CD дискісіне арналған дискқозғағыш, дыбыс, желілік платалар, стример және т.б. Микропроцессор. Компьютердің ең басты элементі микропроцессор, оның әр түрлі логикалық функцияны орындайтын программалау мүмкіндігі бар, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы бөлігін немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы ретінде қолданады. Микропроцессорге жедел және тұрақты жад, енгізу-шығару құрылғылары қосылады. Микропроцессор үш түрлі ақпараттарды өңдейді: деректер, адрестер және программа командалары. Ол ұзындығы 8-ден 32 битке дейін жететін машина сөздері түріндегі ақпараттармен әрекеттер жасайды. Сонымен қатар микропроцессодың секундына бірнеше жүздеген миллион операцияларды орындау қабілеті бар. Жалпы алғанда микропроцессор орындайтын функцияларды төмендегідей топтарға бөлуге болады: Компьютер блоктары арсында қажет кезеңінде басқарушы сигналдарды таратады, операцияны қолдануға жад ұяларының

40 адрестерін белгілейді және оны компьютердің басқа блоктарына таратады, яғни басқарушы құрылғы; Арифметика-логикалық құрылғы, себебі ол барлық логикалық және арифметикалық операцияларды сандық және таңбалық ақпараттар мен орындауға мүмкіндік береді. Ақпаратты өңдеу үрдісі компьютерде дискретті өтеді, яғни элементар операциялар белгілі бір уақытта тізбекті, реттеліп жүргізіледі. Осы уақыт аралығы тактілік жиілікті анықтайды немесе тактілік импульс саны деп аталады. Микропроцессор ішінде элементар операцияларды орындау жылдамдығы тактілік жиілік деп аталады, яғни микропроцессордың тактілік жиілігі неғұрлым жоғары болса, компьютердің еңбек өнімділігі де соғұрлым жоғары болғаны. IBM PC компьютерлері көбінесе INTEL фирмасының микропроцессорларын жиі қолданады. Жедел жады. ДК-дің негізгі жады оперативті және тұрақты жадтан құрастырылған. Оперативті жад немесе жедел жад және тұрақты есте сақтау құрылғысы компьютердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс барысында мәлімет алмасып отырады. өңдеуге тиісті мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан жедел жадқа көшіріледі. Осы мезетте компьютердің жедел жадында өңдеуге тиісті мәліметтер мен программалар сақталады. Ақпарат керек кезінде магниттік дискіден жедел жадқа көшіріліп өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылады. Ақпарат жедел жадта тек жұмыс сеансы кезінде ғана сақталады. Жедел жад әрбіреуінің сиымдылығы 1 байтқа тең миллиондаған ұяшықтардан құралған, сондықтан жедел жадтың негізгі сипаттамасы оның сиымдылығымен өлшенеді. Жедел жадтың көлемін көрсеткенде оның бірінші бөлігі туралы айтылады, кейбір программаларды орындау барысында ол жеткіліксіз болып қалуы да мүмкін. Мұндай сәттерде компьютердің жедел жадының кеңейтілген бөлігі және қосымшасы пайдаланылады. Компьютердің негізгі жадысы екі логикалық аймаққа бөлінеді: алғашқы 1024 Кбайт ұяшықта тікелей мекенжайы көрсетілген жад және кеңейтілген жад. Кеңейтілген жад ұяшықтарына жету үшін арнайы программалар қолданылады, олар кеңейтілген жад көлемін толық пайдалану мүмкіндігін береді, оларды драйверлер деп атаймыз. Прграммалардың өте шапшаң істейтін тағы бір шағын көлемді жады бар, оны КЭШ-жад деп атайды. Ол жедел жад пен процессор арасында дәнекерлік роль атқарып, жалпы жұмыс өнімділігін арттырады. Процессорға дерек керек болғанда, ол бірден кэш-жадқа ұсынады, егер одан табылмаса ол оперативтік жадтан ізделінеді. Сондықтан кэш-жад көлемі неғұрлым үлкен болса, процессор соғұрлым жылдам жұмыс жасайды. Кэш-жадты бірнеше деңгейге бөледі. Бірінші деңгейдегі кэштің көлемі оншақты Кбайт, ол процессор кристалында орналасады. Екінші деңгейдегі кэшті процессор кристалында немесе сол торапта орналастырады. Бірінші,

41 екінші деңгейдегі кэш процессор ядросының жиілігімен келіскен жиілікте жұмыс жасайды. Үшінші деңгейдегі кэш-жадын SRAM типті жедел орындалатын микросхемамен орындап аналық тақшасында процессор жанында орналастырады. Оның көлемі бірнеше Мбайт болуы мүмкін. Микропроцессор ЭЕМ-нің ақпаратты өңдейтін ең негізгі құрылғысы, оның миы деп аталады. Процессор арифметикалық құрылғы мен басқару қондырғыларынан тұрады. Арифметикалық құрылғы арифметикалық және логикалық амалдарды орындайтын регистрлерден құралады. ЭЕМ-нің жадында әр түрлі ақпарат нөмірленген ұяларда сақталады. Ұяда бір әріп, бір сан не бір таңба сақталады. Команда компьютер орындай алатын қарапайым операцияның сипаты. Команданы құрайтын ақпараттар: 1. Орындалатын операцияның коды 2. Операндтарды анықтау нұсқалары 3. Алынған нәтиженің алмастыру нұсқаулары Командалар операнд мөлшеріне байланысты: 1. Бір адресті 2. Екі адресті 3. Үш адресті 4. Ауыспалы адресті болады. Командалар жадтың ұяшығында екілік кодпен сақталады. Қазіргі компьютерлерде өзгермелі команданың ұзындығы (2байт 4байтқа дейін), ал адрестің нұсқау әдістері әр түрлі болады. Мысалы, команданың адрестік бөлігінде: 1. Операнд (сан немесе символ) 2. Операнд адресі(байт нөмірі) 3. Операнд адресінің адресі(операнд адресі орналасқан байт нөмірі) 4. көрсетілуі мүмкін. Бірадресті команда add х(х ұяшығының құрамын сумматор құрамымен қосып, нәтижесін сумматорда қалдыру) add x Екіадресті команда add х,у (х,у ұяшық құрамдарын қосып, нәтижесін у ұяшығына орналастыру) add х у Үшадресті команда add х, у, z (х және у ұяшығының құрамын бір біріне қосып, z ұяшығына мәнін кіргізу) add x y z

42

43 Командаларды санағыш Бұл процесс келесі этаптарға бөлінеді: 1. Жад ұяшығынан (адресі командалар санағышында сақталған) команда таңдап алынады; Процессордың бұл регистрі, онда сақталатын кезектегі команданың адресін команда ұзындығына тізбекпен өсіріп отырады 2. Таңдап алынған командалар компьютердің басқару құрылымына беріледі 3. Басқару құрылғысы команданың адрестік өріс кодының шифрін анықтайды 4. Басқару құрылғысы сигналдары арқылы операндтар жадтан шығарылып, АЛҚ-ның операнд регистріне жазылады 5. Басқару құрылғысы операция кодын анықтап, керекті операцияны орындау үшін АЛҚ-ға сигнал береді 6. Операцияның нәтижесі процессорде қалады. Егер командада нәтиже адресі көрсетілген болса, ол жадқа апарылады,,стоп,, командасына жеткенге шейін бұл этаптар қайталанып отырады. Компьютердің құрылысы Компьютердің құрылғыларын қарастырғанда, оның құрылысы мен құрылымын ажырата білу міндетті. Компьютердің құрылысы жалпы деңгейде алғандағы оның сипаты, бағдарламалауды қолдану мүмкіндігінің, командалар мен адрестеу жүйелерінің, жад топтарының сипаты. Құрылыс жұмыс істеу принципін, ақпараттық қатынасын анықтайды. Компьютердің құрылымы оның функционалдық элементтерінің бірігуі жєне олардың арасындағы қатынас. Ол құрылымдық схема түрінде беріледі. Дербес компьютер (ДК) құрамында деректерді өңдеу үрдісін қамтамасыз ететін арнайы функцияларды орындайтын түрлі бөліктері бар. Бұл бөліктерді орталық және шеткері (перифериялық) құрылғылар деп атайды. Процессор мен негізгі жад ДК-дің орталық құрылғысы болып табылады. Процессор барлық есептеу жұмыстары мен ақпаратты өңдеу істерін орындайды, компьютердің жұмысын басқарады. Микропроцессор- бір интегралдық схемадан тұратын процессор. Енгізілген деректерді өңдеуші программалар және процессор көмегімен өңделетін деректер компьютердің негізгі жадында сақталады. Компьютердің негізгі жадысы оперативті және тұрақты жад деп бөлінеді. Компьютердің перифериялық құрылғыларының қызметі өте күрделі, бірақ та соның ішінде екі негізгісін атап өтуге болады: ақпараттарды түрлі мәлімет жинақтауышта сақтау және сыртқы құрылғының атқаратын функциясына сәйкес өңдеу. Компьютердің перифериялық құрылғылары ретінде сыртқы жадты және енгізу-шығару құрылғыларын қабылдайды. Ақпарат пен басқару командаларын енгізетін негізгі құрылғылар болып пернелік тақта, тышқан және сканер және т.б. есептеледі. Ақпараттарды ДК-ден шығарушы құрылғылар: принтер, график сызғыштар, плоттерлер.

44 Визуалды ақпараттарды (текст, сандар, грфикалық ақпараттар және т.б.) бейнелейтін құрылғы: дисплей немесе монитор. ДК-дің барлық функционалдық құрылғылары арасындағы байланыс интерфейс арқылы орнатылады. Интерфейс дегеніміз-осы құрылғыларды бір ережеге негіздеп байланыстыратын тәсілдер мен әрекетер жиыны. Процессорды шеткері құрылғылармен байланыстыру арнайы құрылғы адаптер арқылы жүзеге асады. Осы арналар арқылы ДК-дің жеке бөліктерінің арасында ақпарат алмасу үрдісі іске асады. ДК құрылғыларының өзара әсерлесу мүмкіндігін қамтамасыз етуші жалпы арна - жүйелік шина деп аталады. IBM PC компьютерлері бүгінгі күні өте кең тараған (сонымен қатар басқа фирмалар компьютерлері де баршылық, мысалы APPLE фирмасының Macintosh). Бұл компьютердің негізгі ерекшелігі ретінде оның ашық архитектура принціпін айтуға болады, яғни компьютер бір тұтас монолит емес, жеке бөліктер мен түйіндерден тұрады. Компьютердің кез келген түйінін басқалармен алмастыруға, қосымша түйіндерді жалғастыруға болады. Сонымен IBM PC компьютерлерін мынадай негізгі бөліктерден тұрады дейміз: 1. Жүйелік блок (тік немесе жатық қорапшада орналасады); 2. Енгізу құрылғысы (пернелік тақта); 3. Монитор; 4. Пернетақта. Жүйелік блок - компьютердің негізгі құрылғысы, себебі оны ішінде ДКдің басты құрылғылары орналасқан. Олар: микропроцессор, жедел жад, тұрақты есте сақтау құрылғысы, қоректену блогы, енгізу шығару порттары, дискідегі мәлімет жинақтауыш және қосымша құрылғылар: модем, CD дискісіне арналған дискқозғағыш, дыбыс, желілік платалар, стример және т.б. Микропроцессор. Компьютердің ең басты элементі микропроцессор, оның әр түрлі логикалық функцияны орындайтын программалау мүмкіндігі бар, сондықтан программаны өзгерту арқылы микропроцессорды арифметикалық құрылғы бөлігін немесе енгізу-шығару жұмыстарын басқарушы ретінде қолданады. Микропроцессорге жедел және тұрақты жад, енгізу-шығару құрылғылары қосылады. Микропроцессор үш түрлі ақпараттарды өңдейді: деректер, адрестер және программа командалары. Ол ұзындығы 8-ден 32 битке дейін жететін машина сөздері түріндегі ақпараттармен әрекеттер жасайды. Сонымен қатар микропроцессодың секундына бірнеше жүздеген миллион операцияларды орындау қабілеті бар. Жалпы алғанда микропроцессор орындайтын функцияларды төмендегідей топтарға бөлуге болады:

45 Компьютер блоктары арсында қажет кезеңінде басқарушы сигналдарды таратады, операцияны қолдануға жад ұяларының адрестерін белгілейді және оны компьютердің басқа блоктарына таратады, яғни басқарушы құрылғы; Арифметика-логикалық құрылғы, себебі ол барлық логикалық және арифметикалық операцияларды сандық және таңбалық ақпараттар мен орындауға мүмкіндік береді. Ақпаратты өңдеу үрдісі компьютерде дискретті өтеді, яғни элементар операциялар белгілі бір уақытта тізбекті, реттеліп жүргізіледі. Осы уақыт аралығы тактілік жиілікті анықтайды немесе тактілік импульс саны деп аталады. Микропроцессор ішінде элементар операцияларды орындау жылдамдығы тактілік жиілік деп аталады, яғни микропроцессордың тактілік жиілігі неғұрлым жоғары болса, компьютердің еңбек өнімділігі де соғұрлым жоғары болғаны. IBM PC компьютерлері көбінесе INTEL фирмасының микропроцессорларын жиі қолданады. Жедел жады. ДК-дің негізгі жады оперативті және тұрақты жадтан құрастырылған. Оперативті жад немесе жедел жад және тұрақты есте сақтау құрылғысы компьютердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс барысында мәлімет алмасып отырады. өңдеуге тиісті мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан жедел жадқа көшіріледі. Осы мезетте компьютердің жедел жадында өңдеуге тиісті мәліметтер мен программалар сақталады. Ақпарат керек кезінде магниттік дискіден жедел жадқа көшіріліп өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылады. Ақпарат жедел жадта тек жұмыс сеансы кезінде ғана сақталады. Жедел жад әрбіреуінің сиымдылығы 1 байтқа тең миллиондаған ұяшықтардан құралған, сондықтан жедел жадтың негізгі сипаттамасы оның сиымдылығымен өлшенеді. Жедел жадтың көлемін көрсеткенде оның бірінші бөлігі туралы айтылады, кейбір программаларды орындау барысында ол жеткіліксіз болып қалуы да мүмкін. Мұндай сәттерде компьютердің жедел жадының кеңейтілген бөлігі және қосымшасы пайдаланылады. Компьютердің негізгі жадысы екі логикалық аймаққа бөлінеді: алғашқы 1024 Кбайт ұяшықта тікелей мекенжайы көрсетілген жад және кеңейтілген жад. Кеңейтілген жад ұяшықтарына жету үшін арнайы программалар қолданылады, олар кеңейтілген жад көлемін толық пайдалану мүмкіндігін береді, оларды драйверлер деп атаймыз. Прграммалардың өте шапшаң істейтін тағы бір шағын көлемді жады бар, оны КЭШ-жад деп атайды. Ол жедел жад пен процессор арасында дәнекерлік роль атқарып, жалпы жұмыс өнімділігін арттырады. Процессорға дерек керек болғанда, ол бірден кэш-жадқа ұсынады, егер одан табылмаса ол оперативтік жадтан ізделінеді. Сондықтан кэш-жад көлемі неғұрлым үлкен болса, процессор соғұрлым жылдам жұмыс жасайды. Кэш-жадты бірнеше деңгейге бөледі. Бірінші деңгейдегі кэштің көлемі оншақты Кбайт, ол процессор кристалында орналасады. Екінші деңгейдегі

46 кэшті процессор кристалында немесе сол торапта орналастырады. Бірінші, екінші деңгейдегі кэш процессор ядросының жиілігімен келіскен жиілікте жұмыс жасайды. Үшінші деңгейдегі кэш-жадын SRAM типті жедел орындалатын микросхемамен орындап аналық тақшасында процессор жанында орналастырады. Оның көлемі бірнеше Мбайт болуы мүмкін. Микропроцессор ЭЕМ-нің ақпаратты өңдейтін ең негізгі құрылғысы, оның миы деп аталады. Процессор арифметикалық құрылғы мен басқару қондырғыларынан тұрады. Арифметикалық құрылғы арифметикалық және логикалық амалдарды орындайтын регистрлерден құралады. ЭЕМ-нің жадында әр түрлі ақпарат нөмірленген ұяларда сақталады. Ұяда бір әріп, бір сан не бір таңба сақталады. Бақылау сұрақтары: 1. «ЭЕМ архитектурасы» деген терминді қалай түсінуге болады? 2. ЭЕМ архитектурасын құрастырудың классикалық принциптері кіммен және қашан ұсынылған? 3.Деректер шинасы деген не? 4. Регистрлер функциясы қандай? 5. Микропроцессордың негізгі функцияларын атаңыз? 6. Жадқа тікелей жету іс-тәртібі деген не? 7. Машиналық команда орындалуының негізгі кезеңдерін сипаттаңыз? 8. ОЗУ(ЖСҚ) адресі деген не? Әдебиет: 1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. СПб.: Питер, Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Вильямс, Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. СПб: Невский диалог, Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие. - 2-е изд.., стер..- М.: Издательский центр"академия", с. 5. Могилев А.В. Практикум по информатике: Учеб.пособие для студ.высш.учеб.заведений. М.: Издательский центр «Академия», с. 6. Информатика. Базовый курс./ под ред. С.В. Симоновича.- СПб.: Питер, с. 7. Алексеев А.П. Информатика М.: СОЛОН-Пресс, с.: ил.-(серия "Полное руководство пользователя") изд. 3-е Реферат тақырыптары: 1. Компьютерлер архитектурасына шолу. 2. Компьютердің логикалық элементтері. 3. Компьютер жадында деректерді ұсыну. 4. Биттермен негізгі операциялар.

47 5. Сандық деректер мен санақ жүйелерін ұсыну 6. ЭЕМ-ді ұйымдастыру. 7. Фон Нейман принциптері. 8. Командалар жүйелері. 9. Енгізу-шығару және тоқтату. 10. Негізгі жадты ұйымдастыру 11. Виртуалды жад. 12. Қазіргі аппараттық қамтамасыздану. СӨЖ бақылау сұрақтары: Тақырып 1 - Компьютерлер архитектурасына шолу Тақырып 1 - Компьютердің логикалық элементтері Тақырып 1 - Компьютер жадында деректерді ұсыну Тақырып 1 - Базовые операции с битами. Тақырып 1 - Представление числовых данных и системы счисления. Тақырып 2 - ЭЕМ-ді ұйымдастыру Тақырып 2 - Фон Нейман принциптері Тақырып 2 - ЭЕМ командалар жүйелері және деректерге қатынасу әдістері Тақырып 2 - Енгізу-шығару және тоқтату. Тақырып 2 - Негізгі жадты ұйымдастыру Тақырып 2 Виртуалды жад. Тақырып 2Тема 2 - Қазіргі аппараттық қамтамасыздану 4 бөлім Есептеудің алгоритмдік шешімі, алгоритмдік күрделілікті талдау (2 сағат) 1-тақырып Алгоритмдер және шешімдерді іздеу Жоспар: 1. Есептерді шығару стратегиясы 2. Алгоритмдер қасиеттері 3. Алгоритмдерді орындау стратегиясы 4. Деректер құрылымы: қарапайым түрлер, жолдар, сілемдер. 2-тақырып Алгоритмдердерді орындау Жоспар: 1. Алгоритмдерді орындаудың гафикалық түрі блок-схемалар. 2. Негізгі есептеуіш алгоритмдер 3. Алгоритмдерді талдау Есептерді шығару стратегиясы ЭЕМ-да белгілі бір есептерді шығару үшін арналған бағдарламаларды құруда, алдымен есептің алгоритмін берілген деректерден қажет нәтижеге жеткізетін нақты ұйғарымдарды құру - талап етіледі. Алгоритм түсінігі бұл ақпараттанудағы ең негізгі түсініктердің бірі. Белгілі бір алгоритмдерді орындау әртүрлі жүйелердегі басқару процесстеріне әкеледі, бұл алгоритм түсінігін кибернетикаға жақындатады. «Алгоритм» сөзі IX ғасырдағы ұлы математик аль-хорезмнің латындық

48 формадағы - algorithmi деген атынан шығады, ол арифметикалық әрекеттерді орындау ережелерін тұжырымдады. Алгоритм дегеніміз бастапқы мәліметтерді пайдаланып іздеген нәтижеге жеткізетін әрекеттер тізбегі. Ондағы әрбір әрекет оның қадамы, қандай да бір әрекетті аяқтау туралы нұсқау алгоритм командасы, ал атқарушы жүзеге асыра алатын командалар жиынтығы атқарушының командалар жүйесі деп аталады. Алгоритмдік процесс дегеніміз шешілетін есептің нақты бастапқы берілгендеріне алгоритмді қолдану процесі. Алгоритмді ұсыну құралдары: ауызша (формулалы-ауызша); алгоритмнің блок-схемасы түрінде; алгоритмдік тілдегі бағдарлама түрінде (алгоритмді ұсынудың аса толық түрі). Алгоритмдеу ЭЕМ-де есепті шығаруға арналған алгоритмдер мен бағдарламаларды құру техникасы. Алгоритм нұсқаланған бастапқы деректерден ізделініп отырған нәтижеге әкелетін есептеу үрдісін анықтайтын нақты ұйғарымдар. Алгоритм құру үлгісі оны орындаушының бір мағынада алгоритм командаларын дәлме-дәл орындай отырып, тиімді нәтиже алуына бейімделуі қажет. Белгілі бір орындаушы үшін құрылған алгоритмді түрлі әдістермен ұсынуға болады: графиктік (графикалық таңбалар сұлбасы); сөзбен сипаттау (табиғи тілдегі жазбалар); құрылымды-стильденген (псевдокод тіліндегі жазбалар); алгоритмдік тілде жазылған формулалар тізбегі (бағдарламалау тілінде) көмегімен. Алгоритмнің блок-схемасы дегеніміз алгоритмнің логикалық құрылымын графикалық бейнелеу. Оның әрбір кезеңі әрекет сипатына тәуелді формаға ие болатын геометриялық фигуралар (блок) түрінде беріледі. Блок-схема бұл алгоритм командаларының орындалу ретін көрсетуге бағытталған граф; мұндай графтың шыңы (басы) үш типтің біріндей болуы мүмкін: функционалдық (а) шың (бір кіріс және бір шығысы бар), предикаттық (б) шың, бір кіріс және екі шығысы бар, біріктірілген(в) шың (қосылу шыңы), екі кірістің бірінен басқаруды шығысқа беруді қамтамасыздандырады. (сур.4.1). F P О

49 Сурет граф шыңдарының үш түрі Кезкелген күрделі алгоритмдер практикасы үшін ерекше маңызы бар үш блок-схема құруға болады: 1. композиция немесе қозғалыс, 2. альтернатива немесе тармақталу (егер-онда-әйтпесе), 3. итерация немесе цикл (алдыңғы шартпен, соңғы шартпен, қайталанудың соңғы санымен). Бірінші негізгі құрылым. Композиция немесе қозғалыс алгоритмі әр кезеңі тізбектей, яғни сызықты орындалатын есептеу процесін бейнелейді және ондағы операторлар бір рет қана орындалады. Оператор деп небір әрекеттер тізбегін орындауға арналған формальды жазбаларды айтады. Екінші негізгі құрылым. Бұл - альтернатива немесе тармақталу. Тармақталған алгоритм есептеуді таңдау бастапқы шарттан немесе аралық нәтижеден тәуелді болатын есептеу процесін бейнелейді. Алдын ала қарастырылған бағыттар тармақтар деп аталады. Әрбір нақты жағдайда процесс бір тармақ бойынша орындалады. Бұл құрылым шартты тексеру нәтижесіне байланысты (ақиқат немесе жалған), алгоритм жұмысының альтернативтік жолдарының бірін таңдауды қамтамасыздандырады және әр жол жалпы шығысқа әкеледі. Алгоритм орындалуының мүмкін жолдары сәйкес таңбалармен белгіленеді: ақиқат/жалған, ия/жоқ, 1/0. Жеке жағдайда таңдалған жолдардың бірінде әрекет жасаудың қажеттілігі болмауы да мүмкін. Мұндай құрылымдар «айналып өту» немесе «егер-онда» деп аталады. ия тексеру жоқ ия Шартты тексеру жоқ Оператор 1 Оператор 2 оператор шығыс шығыс Егер-Онда-Әйтпесе құрылымы Егер-Онда (айналып өту)

50 Егер алгоритмде үштен артық тарамдалған бағыттар болса, онда оны бірнеше негізгі құрылымдар «егер-онда-әйтпесе» түрінде қарастыруға болады. Құрылымдардың мұндай түрлерін «көптік таңдау» деп атайды. Үшінші негізгі құрылым. Үшінші негізгі құрылым "цикл". Қайталанатын алгоритм бір типті, бірнеше рет қайталанатын есептеу аймағынан тұратын есептеу процесін бейнелейді. Циклдер қайталану саны белгілі және итерационды циклдер (қайталану саны белгісіз) болып бөлінеді. Цикл қайталап орындауды немесе операторлардың циклдық жұмысын қамтамасыздандырады. Бұл құрылымның үш түрі бар: 1. "цикл - әзірше" 2. "цикл - дейін". 3. Қайталаудың соңғы саны. Циклде қайталанатын операторлар тобын цикл денесі деп атайды. «Цикл-әзірше» құрылымының «цикл-дейін» құрылымынан айырмашылығы, бірінші құрылымдағы цикл денесінің операторлары шартқа сәйкес мүлдем орындалмауы да мүмкін, ал "цикл - дейін" құрылымындағы цикл денесі кем дегенде бір рет орындалады. "Цикл - әзірше" құрылымында шарт орындалуының тексерілуі цикл денесіндегі операторлардың орындалуынан бұрын басталады, ал "цикл - дейін" құрылымында - цикл денесі өткеннен кейін. Циклдер ішінде басқа циклдер болуы мүмкін. Мұндай құрылымдар ішке салынған циклдер деп аталады. Өз құрамында негізгі құрылым "цикл" бар алгоритмдер циклдік деп аталады. Шартты тексеру. кіріс жоқ кіріс Цикл денесі Цикл денесі Шарт шығыс шығыс Қарастырылған негізгі құрылымдар алгоритмді жасағанда құрылымдылық тәсілді қолдануға рекомендация ретінде қолданылады.

51 Нақты алгоритмдер қарастырылған барлық негізгі алгоритмдердің жиынтығынан тұрады. Қайталаудың берілген санындағы цикл (есептеуіш цикл) кейбір әрекеттердің көрсетілген сан рет қайталанатынын белгілейді. I=n1, n2, h әрекет Алгоритм келесі қасиеттерді қанағаттандыруы қажет: 1. анықталғандық алгоритм, алгоритмді өңдеушіге де, және алгоритмді орындаушыға да бір мағынада түсінікті түрде берілу керек. 2. нәтижелілік міндетті түрде кейбір нәтижелердің алынуы (сандар, кестелер, дыбыстар, кескіндер) немесе берілген алгоритмді қойылған есепке қолдануға болмайтыны туралы сигналдар; 3. жалпылық ұқсас есептер класстары үшін әртүрлі бастапқы деректермен нәтижеге жету мүмкіндігі; 4. дискреттік алгоритмді бірнеше бөлек элементар әрекеттерге бөлу мүмкіндігі. Алгоритмнің өз-өзіне қосымша ретінде қатынасы болуы мүмкін, бұл жағдайда оны рекурсивтік қатынас деп атайды. Егер алгоритмнің өз-өзіне қатынасы командасы алгоритмнің өзінде болса, онда мұнда рекурсия тура рекурсия деп аталады. Егер берілген алгоритмді шақыру осы алгоритмге қатынасы бар қосымша алгоритмнен болса онда мұндай рекурсияны жанама деп атайды. Күрделі есептер үшін алгоритмді жобалауда декомпозицияны (төмендетіп жобалау, жоғарыдан төменге) және синтезді (төменнен жоғарыға бағдарламалау) қолдана отырып жүйелік амал пайдаланылады. Алгоритмді пішімдеу кезінде дедуктивтік және индуктивтік әдістер қолданылады. Дедуктивтік принціп модельді жекешеліктен жалпыға құрастыру принціпі. Индуктивтік принціп модельді жалпыдан жекешелікке құрастыру принціпі. Алгоритмдік тіл дегеніміз алгоритмдерді біркелкі, дәл жазуға және оларды орындауға арналған белгілеулер мен ережелер жүйесі. Алгоритмдік тілде пайдаланылатын сөздер қызметші сөздер деп аталады. Алгоритмнің бірінен соң бірі орындалатын бірнеше командалар тізбегін серия деп атайды. Серия тек бір командадан да тұра алады. Алгоритмдік тілде келесі қызметші сөздер қолданылады.

52 1. АЛГ қызметші сөзі. Алгоритмнің басында, оның атауының алдында жазылады. 2. БАСЫ және СОҢЫ қызметші сөздері (begin, end). Алгоритмнің басы мен соңында жазылады және алгоритмнің басы мен соңын көрсетеді. 3. АРГ и НӘТ аргументті және алгоритм нәтижесін жазу үшін қолданылады. 4. ЕНГІЗУ және ШЫҒАРУ берілгендерді енгізу және шығару үшін қолданылады. 5. ЕГЕР, ОНДА, ӘЙТПЕСЕ, БІТТІ қызметші сөздері (if, then, else, end). Тармақталған командаларды жазу үшін қолданылады (бітті команданың соңы). 6. ӘЗІР, ДЕЙІН, ҚАЙТАЛАУ, ЦБ, ЦС қызметші сөздері (while, do, repeat, until, for, to, do). Қайталау командаларын жазу үшін қолданылады.

53 Алгоритмді құруға арналған негізгі блоктар: 1.Оындалатын процесс b a 2.Алдын ала анықталған процесс (ішкі бағдарлама) a a b 3. Аындар сызығы R=o,25a 4. Басы- соңы O,5 b 5. Шарт a b

54 6. Енгізу-шығару a b 0,25 a a 7. Қайталану a b 8. Түсініктемелер a 5 9.Ішкі беттердегі жалғастырушы 0,5a 10.Бетаралық жалғастырушы 0,5a 0,5 a 0,2a

55 Алгоритмдерді талдау Алгоритмдерді талдаудың негізгі әдістері: 1. Сөздік-формулалық (табиғи тілдерде); 2. құрылымды немесе блок-схемалар; 3. арнайы алгоритмдік тілдерді қолдану; 4. граф-схемалар көмегімен (граф әр сызық екі нүктені қосатын, нүктелер мен сызықтар жиынтығы). Нүктелер шыңдар деп аталады, сызықтар қабырғалар; 5. Петри торының көмегімен. Бағдарламаны жасау алдында көбінесе сөздік-формулалық және блоксхемалық әдістер қолданылады. Кейде ассемблер сияқты төменгі деңгейдегі тілдерде бағдарламаны жасау алдында, бағдарлама алгоритмін кейбір жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілінің конструкцияларын қолдана отырып жазады. Күрделі бағдарламалық жүйелер алгоритмдерінің бағдарламалық сипаттамаларын қолдану ыңғайлы. Мысалы, ОЖ жұмыс істеу принциптерін сипаттау үшін Алголға ұқсас жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілі қолданылды. Сөздік-формулалық әдіс. Сөздік-формулалық әдісте алгоритм әрекеттер тізбегін анықтайтын, құрамында формулалары бар мәтіндік түрде жазылады. Мысалы, келесі өрнектің мәнін анықтау қажет болсын: у=2а-(х+6). Сөздік-формулалық әдістпен бұл есептің алгоритмі келесі түрде жазылуы мүмкін: 1. а және х мәндерін енгізіңіз. 2. х және 6-ны қосу. 3. а на 2-ге көбейту. 4. 2а дан (х+6) қосындысын азайту. 5.Өрнектің есептелген нәтижесі ретінде у-ті шығару. Блок-схемада бағдарламадағы барлық тармақтар, циклдар және ішкі бағдарламалар болуы қажет. Бақылау сұрақтары: 1.Алгоритм түсінігін алғаш рет кім енгізді? 2.Алгоритмдерді жүзеге асырудың қандай әдістері мен тәсілдері бар? 3.Қандай негізгі алгоритмдер бар? 4.Алгоритмдік тілдер мен бағдарламалау тілдерінің қандай айырмашылықтары бар? 5.Есептеу алгоритмдерін көрсетіңіз?

56 6.Тьюренг машинасы туралы айтыңыз? 7.Блок-схема деген не? Әдебиеттер: 1.Вирт Н. Основы программирования. Харьков: Фолио: Ростов н/д.: Феникс, Могилев А.В. Информатика. М.: Издательский центр «Академия», Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмов. М.: Вильямс, 2007 Реферат тақырыптары: 1.Деректер құрылымы. 2.Есептерді шішудің негізгі алгоритмдері. 3.Алгоритмдер мен әдістерді талдау. 4.Есептегіш алгоритмдер. 5.Алгоритмдерді жүзеге асыру. 6.Тьюренг машиналары. СӨЖ бақылау жұмыстары: 1. Алгоритмдерді құрастыру принциптері. 2.Деректер құрылымы. 3.Алгоритмдердің графикалық ұсынылуы. 4. Есептегіш алгоритмдер 5.Соңғы автоматтар. 6.Алгоритмдер қасиеттері. 5-бөлім Бағдарламалау тілдерімен танысу (2сағат) 1-тақырып Бағдарламалау тілдері Жоспар: Бағдарламалау тілдеріне шолу. Бағдаламалаудың негізгі құрылысы: синтаксис, семантика, айнымалылар, өрнектер, меншіктеу операторлары, енгізу-шығару операторлары, тармақтау және итерация операторлары. 2-тақырып Бағдарламалау тілдерімен танысу Жоспар: Процедуралық бағдарламалау. Модульдік және құрылымдық бағдарламалау. Объектіге-бағытталған бағдарламалау. Бағдарламалау тілдеріне шолу Кезкелген адам жаңа бір бағдарламалау тілімен кездескенде қоятын бірінші сұрағы: «Бұл тіл не істей алады?» жауабы өте қарапайым, барлық бағдарламалау тілдері есептеулер жасай алады.

57 Егер олардың бәрі тек есептеулер жасаса, онда жаңа бағдарламалау тілдері пайда болуына не себеп? Анықтама берейік: Бағдарлама бұл есептеулерді анықтайтын таңбалар тізбегі. Бағдарламалау тілдері бұл бағдарламаны қандай таңбалар тізбегі құрайды және бағдарлама қандай есептеуді сипаттайтынын анықтайтын ережелер жиыны. Бұл анықтамада «компьютер» - деген сөз еске алынбайды. Бағдарламалар және тілдер формальды математикалық объектілер түрінде берілуі мүмкін. Компьютер «екілік» машина болғандықтан, ЭЕМ-де бағдарламаны сақтау техникалық қарапайым, бірақ практикалық ыңғайсыз, әр команда «екілік» цифр (биттер) түрінде жазылуы қажет, оларды механикалық немесе электрлік түрде түсінуге болады. Ең бірінші бағдарламалық құралдардың бірі ретінде символикалық ассемблер болды. Ассемблер, ассемблер тілінде жазылған (мұнда, әр команда символдық түрде ұсынылған) бағдарламаны алады да, оның символдарын компьютерде орындауға жарайтындай етіп, «екілік» көрсетімге трансляциялайды. Мысалы: Load R3 54 командасы үшінші регистрге 54-ші ұяшықтағы деректерді жүктеу деген мағынада. Бұл биттердің эквиваленттік тізбегін оқудан әжептәуір оңай. Бағдарламалау тілдері бұл абстракциялау механизмі. Ол бағдарламалаушыға есептеулерді абстрактілі сипаттауға және сол кезеңде бағдарламаға осы сипаттамаларды компьютер орындауға қажетті детальданған формаға айналдыруға мүмкіндік береді. Неліктен екі әр түрлі сыныптардағы есептер үшін жүздеген бағдарламалау тілдері болатындығы осыдан түсінікті: екі әр түрлі сыныптардағы есептер үшін абстракциялық әр түрлі деңгейлер қажет және әр бағдарламалаушының бұл абстракциялар туралы өз көрсетілімі болады. Абстракция концепциясынан келесі ереже шығады: абстракция деңгейі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп детальдар жоғалады. Тілдер жіктемесі Б.Т Процедуралық Процедуралық емес Төменгі Жоғары объективті декларативті деңгейдегі деңгейдегі Сурет 1 тілдер классификациясы

58 Процедуралық тілдер Fortran. Ассемблерлік тіл деңгейінен асып шыққан бірінші бағдарламалау тілі Fortran болды. Ол 1950ж. IBM фирмасының мамандары және Джон Бекустың басқаруымен ғылыми есептеулерді абстракциялық сипаттауға арналды. Бағдарламалаушылардың көпшілігі fortranға қарсы болды, олар компьютермен генерацияланған бағдарламалық код ассемблер арқылы қолмен жазылған кодтан жақсы болуы мүмкін емес деп түсінді. Компьютерде басында ғылыми есептер шығарылғандықтан, fortran ғылым мен техникада стандартты тілге айналды, ол 1966ж., 1970ж., 1990ж. қазіргі дәуірдегі бағдарламалық құралдарға сәйкес модернизацияланды. Cobol және PL / 1. Cоbol тілі 1950ж коммерциялық деректерді өңдеу үшін құрастырылды. Ол АҚШ қорғаныс министрлігі өкілдерінен сақтау компаниясы түріндегі коммерциялық ұйымдар және компьютер жасаушыларынан тұратын комитетпен құрылды. Коммерциялық деректерді өңдегенде деректердің үлкен санды күрделі жазбалары үшін қарапайым есептеулер жасау қажет, ал деректерді құрылымдау мүмкіндігі бойынша Cobоl fortran және С түріндегі алгоритмдік тілдерден бірталай жоғары. IBM фирмасы соңынан Fortran, Cobоl тілдерінің барлық қасиеттерін иемденген, әмбебап PL/ 1 тілін жасады. РL/1 IBM -нің көп компьютерлерінде fortran мен Cobоl -ді алмастырды. Algol және оның ұрпақтары Ертеректегі бағдарламалау тілдерінен Algol тілдерді құруға бірінші көп әсер етті. Алдымен жалпы және ғылыми қосымшалар үшін халықаралық топпен құрастырылған ол Fortran сияқты кең тарамады. Algol-дың бірінші нұсқасы 1958ж басылды. Algol 60 нұсқасы компютерлік зерттеулерде кең қолданылды және әсіресе, Еуропадағы көптеген машиналарда өткізілді, ал келесі нұсқасы онша әйгілі болған жоқ. Algol тілінен екі тіл тарады: нақты уақыт жүйесі үшін АҚШ-тың әуе соғыс күштері қолданған Jobial немесе модельдеудің алдыңғы тілдерінің бірі Sіmula. Ең әйгілі ұрпағы Pascal. Pascal-ді 1960 жыл соңында Никлаус Вирт құрастырған. Құрастыру мақсаты типтерді жариялау идеясын көрсету және олардың сәйкестігін бақылау үшін қолдануға болатын тілді жасау. Н.Вирт модульде кез-келген практикалық тілдердің қажетті бөліктері болатынын бірдей түсініп, Modula тілін құрастырды. С тілін 1970 жылы Bell Laboratories қызметкері Денис Риччи операциялық жүйе Unix-ті өткізу тілі ретінде жасады. Операциялық жүйе ассемблерде жазылды, өйткені жоғарғы деңгейдегі тілдер тиімсіз деп есептелді. С тілі ассемблерге тән бағдарламалау детальдарынан абстракцияланады, ол ассемблерлік төмен деңгейдегі бағдарламалаудың барлық иілімділігін (бит деңгейіндегі көрсеткіштерді) сақтай отыра құрылымды басқару

59 операторларын және деректер (сілемдер мен жазулар) құрылымдарын ұсынады. С тілі ассемблер тіліне жақындау жобаланды. Бұл оған төтенше иілімділікті жасайды. Бірақ бұл иілімділік жасырын қателері бар программа құру жеңілдігін шарттандырады, өйткені, тіл конструкциясы Pascal жасайтындай компилятормен тексерілмейді. С тілі 1989ж стандарттардың Американдық Ұлттық институтымен (АNSI) стандартталды. С ж Bell laborotories-дегі Бьярн Строуструп С тілін С++ тілінің негізі ретінде қолданды. Оған Simula тілі ұсынған объектіге бағытталған программалауды қолдауды қосты. С тілінің көптеген қателері С++ тілінде түзетілді. 1994ж С++ тілі стандартталды. Adа тілі 1997ж АҚШ-тың қорғаныс министірлігі әр түрлі соғыс жүйелеріне құрылған бағдарламаларды қолдайтын операциялық жүйелерді үйрену бағасын арзандату мақсатында бағдарламалау тілдерін бірегейлеуді шешуге тырысты. Нақты бар тілдерді бағаланғаннан кейін Pascal тілі негізінде жаңа тілді құруға, конкурс жариялауға шешімге келді. Нәтижесінде Adа тілі құрылды. Тілдің стандарты 1983ж қабылданды. Adа 95 осы тілдің бірінші стандарты қабылданғаннан кейін 12 жыл өткен соң, жаңа стандартпен шықты. Adа 95 деп аталған жаңа нұсқа объектіге бағытталған бағдарламалауды қолдады. Деректерге бағытталған тілдер Бағдарламалау дәуірінде соңғы жылдары олардың дамуына өте әсер еткен бірнеше тілдер құрылды және өтімді болды. Олардың ортақ бір қасиеті болды: әр тіл өзіне қажет деректер құрылымынан және оған арналған кең көлемді командалар жиынтығынан тұрды. Бұл тілдер Fortrаn типіндегі тілдерде жасау қиын бағдарламаларды құруға мүмкіндік берді. LISP тіліндегі деректердің негізгі құрылымы - байланысқан тізімдер. Алдымен бұл тіл есептеу теориясын зерттеу үшін құрылды және жасанды интеллект бойынша көп жұмыстар LISP тілінде жасалды. Бұл тілдің маңыздылығы сондай, тіпті компьютердің өзі LISP бағдарламаның орындалуын тиімдеу үшін сәйкестендіріліп құрылды. Қазіргі кезде объектіге бағытталған бағдарламаларды қолдайтын Lisp-CLOS тілінің диалектісі әйгілі. APL матрицалық формуланың дамуы болып есептеледі. Ондағы деректердің негізгі құрылымы векторлар мен матрицалар және ондай құрылымдарда жасалатын массивтер циклсіз тікелей орындалды. Бұл тілдегі бағдарламалар, қалыптасқан тілдегі ұқсас бағдарламалармен салыстырғанда өте қысқа. Матрицалық сиымдылардың көп жинағы тілге ауысқандықтан оны пайдалану және дамыту, қымбат аппараттық құралдарсыз қиынға түсті. Snobol, Icon. Алғашқы тілдер тек сандармен жұмыс істеді. Табиғи тілдерді өңдеу аймағында Snobol (және оның туындысы Icon )өте ыңғайлы. Өйткені олардың негізгі құрылымы жолдар болды. Snobol тілінің негізгі операциясы үлгіні жолмен салыстыру және жанама нәтижесі, жолды ішкі жолдарға бөлшектеу. Icon тіліндегі негізгі операция - өрнектерді есептеу, бұл

60 өрнектер жолдармен жасалатын күрделі операцияларды қамтыды. Бұл тіл жолдардың күрделі өңделуін орындайтын бағдарламалар үшін ыңғайлы. SETL - дегі деректердің негізгі құрылымы - көпшелер. Көпшелер - өзінің көмегімен басқа құрылымдар анықталатын жалпы матрицалық құрылым болғандықтан, мұндай бағдарламалар логикалық бағдарламаларға ұқсас, оларда матрицалық сипаттаулар тікелей орындалуы мүмкін. Процедуралық емес тілдер Қарастырылған тілдердің бәріне ортақ бір ерекшелік: олардағы негізгі оператор бұл меншіктеу операторы, ол компьютерді деректерді бір орыннан екінші орынға ауыстыруға мәжбүр етеді. Шындығында бұл компьютер көмегімен шешілетін проблемалар деңгейімен салыстырғанда абстракцияның төменгі деңгейінде. Қазіргі бағдарламалық пакеттер, шындығында, абстракцияның жоғары деңгейіндегі тілдер. Қосымшалар генераторлары сізге экран жүйелілігін және деректер қоры құрылымын сипаттауға мүмүкіндік береді және осы сипаттамалар бойынша, сіздің есепті шығаратын командаларды автоматты түрде генерациялайды. Дәл осылай ЭК, үстелдік баспа жүйелері, моделдеу пакеттері және басқа жүйелер абстрактілі бағдарламалаудың көлемді құралдарына ие. Бағдарламалау тілдерінің негізгі констукциялары Синтаксис. Кәдімгі тілдердегідей, бағдарламалау тілдері элементтерінің синтаксисі бар. Бағдарламалау тілдері элементтерінің синтаксисі - бұл тілдегі қандай символдар тізбегі мүмкін өрнектер болып есептелетінін анықтайтын ережелер жиыны. Синтаксис формальды шартты белгілер көмегімен беріледі. Синтаксистің кең таралған формальды шартты белгісі бұл Бекус Наураның кеңейтілген формасы (БНКФ). БНКФ-де біз ең жоғарғы деңгейдегі обьектіден (бағдарламалардан) бастауымыз керек, және обьектілерді декомпозициялау ережелерін қолдана отырып, белгілі бір символ деңгейіне жеткенге дейін. Мысалы: Айнымалыны- жариялау::= тип-спецификаторы идентификатор {, идентификатор}; Бұл былай оқылады: Айнымалыны жариялау тип спецификаторын көрсетеді, одан соң идентификатор (айнымалының аты) ұсынылады және бір-бірінен үтірмен ажыратылған міндетті емес идентификаторлар тізбегі, соңында нүктелі үтір қойылады. Семантика - бұл бағдарламалау тілдері сөйлемдерінің (бағдарламаның) мағынасы, бағдарламалау тілінің семантикасын құрастыру қосымша үстемділік - бағдарламаның дұрыстығын дәлелдеу мүмкіндігін береді. Бағдарламаның орындалуын, қалай оператор кірістегі бекітілімдерді қанағаттандыратын күйді шығыстағы бекітілімдерді қанағаттандыратын күйге айналдыратынын сипаттайтын аксиомалар көмегімен қалыптастыруға болады. Деректер. Бағдарламалау тілдерімен алғашқы танысқанда көңіліңіз оператор мен командаларға бөлінеді. Операторларды үйреніп, оларды қолдана бастаған кезде, деректерге көңіл аударасыз. Қазіргі тілдерде

61 операторлар белгілі бір обьект үшін қолданылатын деректерді манипуляциялау құралдары деп есептеледі. Бағдарламалаудың орталық концепциясы: Тип - бұл шамалардың көпшесі және оларға жасалатын көптеген операциялар. Типті анықтау тілге байланысты. Деректерді талдау үшін кейбір анықтамалар қажет. Шама. Қарапайым анықталмаған түсінік. Литерал. Бағдарламада таңбалар тізбегі түрінде берілген нақты мән. Мысалы: 154, FALSE, «бағдарламалау». Көрсеткіш (представление). Компьютер ішінде нақты биттер жолымен көрсетілген мән. Мысалы: символдық мән ' х ' сегіз бит жолымен көрсетілуі мүмкін. Айнымалы. Нақты типтегі мән көрсетілімінен тұратын жад ұяшығына немесе ұяшықтарына берілген ат. Мәні бағдарлама жұмысы үрдісінде өзгере алады. Тұрақты. Нақты типтегі мән көрсетілімінен тұратын ұяшық немесе ұяшықтар аты. Программа орындалу барысында мәні өзгермейді. Обьект- бұл айнымалы немесе тұрақты. Меншіктеу операторы. Әдеттегі бағдарламалау тілдерінде нақты жұмыс істейтін бір ғана оператор бар. Ол- меншіктеу операторы. Басқа операторлар (шарт операторы, процедураларды шақыру) тек меншіктеу операторының орындалу тізбегін басқару үшін қолданылады. Меншіктеу операторы әртүрлі үш есептерді орындайды: Оператордың оң жағындағы өрнек мәнін есептеу. Оператордың сол жағындағы өрнекті есептеу; өрнек жад ұяшығының адресін анықтау керек. 1 қадамда есептелген мәнді 2 қадамда алынған адрестен бастап, жад ұяшықтарына көшіру. Тип сәйкестіктерін бақылау. Тип сәйкестіктерін бақылау - бұл өрнек типі меншіктеу кезінде адрестелген айнымалы түрімен сәйкестігін тексеру. Бұған процедураны шақырғанда фактілік параметрді формалдыққа меншіктеу де кіреді. Тип сәйкестіктерін бақылауға келесі лайықты мүмкіндіктер бар: Ештеңе істемеу; меншіктеу мағыналы болуына тек бағдарламалаушы жауапты; Сол жағы талап ететін типке өрнек мәнін айқындамай түрлендіру. Қатаң түрде тип сәйкестіктерін бақылау: егер тип айырмашылығы болса, меншіктеуден бастартамыз. Басқару операторлары. Меншіктеу операторлары әдетте қандай тізбекте жазылды, сол тізбекпен орындалады. Басқару операторлары орындалу ретін өзгерту үшін қолданылады. Құрылымды бағдарламалау - бұл оқуға және түсінуге жеңіл, жақсы құрылымдағы бағдарламаларды қаматамасыздандыратын, басқару операторларын қолдануды мүмкіндейтін бағдарламалау стилі.

62 Басқару операторларының екі класы бар: 1. таңдау операторы, бір немесе бірнеше альтернативті тізбектердегі орындауларды таңдайды; шарт операторы (if) және ауыстырып қосқыштар (переключатели) (Case switch); 2. цикл операторы, операторлар тізбегінің орындалуы қайталанады: for, repeat және while. Ішкі бағдарламалар. Ішкі бағдарламалар бұл бағдарламаның әр жерінде шақыруға болатын деректері және орындалатын операторлары жарияланған бағдарлама сегменті. Ішкі бағдарламаларды процедура, функция, ішкі бағдарлама немесе әдістер деп те атайды. Ішкі бағдарламаны шақырғанда оған параметр деп аталатын мәндер тізбегі беріледі. Параметрлер, ішкі бағдарламалар орындалуының әртүрлі варианттарын өткізу үшін, оған деректерді беру және есептеу нәтижесін алу үшін қолданылады. Ішкі бағдарламаларды қолдау құралдарының пайда болуы бағдарламалық қамсыздануды бірнеше бағдарламалаушыларға параллельді жасауға мүмкіндік берді. Модульдер. Қазіргі бағдарламалау тілдері деректер мен ішкі бағдарламаларды үлкенірек объектілерге инкапсуляциялау үшін, модуль деп аталатын тағы бір құрылымдау әдісін ұсынады. Бағдарламалау ортасы Тіл бұл таңбалар тізбегінен құрылатын бағдарламаны жазуға қажет ережелер жиыны. Бағдарламалау ортасы- бұл таңбаларды орындалатын есептеулерге түрлендіруге қажет саймандар жинағы. Редактор- бұл бағдарламалау тілінде жазылған бағдарламадан құрылған таңбалық файл болатын алғашқы файлды құру және өзгерту үшін қажет саймандық құрал. Компилятор- алғашқы файлдағы таңбаларды нақты компьютер үшін машиналық кодтағы командалардан құрылған объектілік модульге аударады. Кітапханашы - кітапхана деп аталатын объектілік файлдар жиынтығын қолдайды. Құрастырушы (компоновщик) немесе байланыс редакторы - бағдарлама компоненттерінің объектілік файлдарын жинақтайды, және орындалатын файлды құрастыра отырып, бір компьютерден екіншіге сыртқы сілтемелерді рұхсаттайды. Жүктеуші - бағдарлама орындалар алдында дискіден орындалатын файлды жадқа көшіреді де, компьютерді инициализациялайды. Өңдеуші(Отладчик) бұл саймандық құрал, ол бағдарламалаушыға жеке операторлар деңгейінде қателерді диагностикалау үшін бағдарлама орындалуын басқаруға мүмкіндік береді. Тестілеу құралдары бағдарламаны тестілеу үрдісінде тестілеу нәтижесін құруды және орындауды автоматтандырады.

63 Конфигурациялау құралдары бағдарлама жасауды және файлдың бастапқы деңгейіне дейінгі өзгерістерді қадағалауды автоматтандырады. Интерпретатор бастапқы файлды объектілікке аударатын компиляторға қарағанда, ол бағдарламаның бастапқы кодын тікелей орындайды. Бағдарламалау ортасын жекеленген саймандар құралдарынан құрастыруға болады. Бұдан басқа көптеген жабдықтаушылар интегралданған бағдарламалау орталарын сатады. Процедуралық бағдарламалау. Тілдерде ішкі бағдарламалармен жұмыс істеуді мүмкіндейтін құралдардың пайда болуы нәтижесінде көптеген есептегіш және қызметші ішкі бағдарламалардың үлкен кітапханалары пайда болды. Оларды қажет уақытта негізгі бас бағдарламадан шақыруға болады. Сол кездегі бағдарлама бас бағдарламадан, глобальды деректер аймағынан және барлық деректерді немесе олардың бөліктерін өңдей алатын ішкі бағдарламалар жиынынан тұрды. Мұндай архитектураның әлсіз жері, ішкі бағдарламалар саны өскен сайын кейбір ішкі бағдарламалардағы глобальды деректер бөліктерінің бұрмалану ықтималдылығы өсіп отырды. Осындай қателерді азайту үшін ішкі бағдарламаларда локальды деректерді орналастыру ұсынылды. Ішкі бағдарламаларды қолдау құралдарының пайда болуы бірнеше бағдаламалаушыларға паральлельді түрде БҚАМ құрастыруға мүмкіндік берді. Бағдарламаны жобалауға арналған әр түрлі амалдар мен тәсілдер бар. Қазіргі кездегі амал абстракцияны қолданып декомпозициялауға негізделген. Архитектурасын жобалау әдістері екі топқа бөлінеді: өңдеуге бағытталған және деректерге бағытталған. Өңдеуге бағытталған әдістер келесі идеялардан тұрады: модульдік бағдарламалаудан, функционалдық декомпозициядан, деректер ағымын қолдана отырып жобалаудан, жобаны құрылымдық талдау технологиясынан. Деректер құрылысын қолдануға бағытталған жобалау әдісін, Джексон әдістемесіне, Уорнер әдістемесіне, иерархиялық диаграмма әдістемесіне, жобалаудың объектіге-бағытталған әдістемесіне бөледі. Модельдерді құру барысында екі принціпті қолданады: дедуктивті (жалпыдан жекеге) және индуктивті (жекеден жалпыға). Есептегіш емес алгоритмге сұрыптау және іздеу жатады. Сызықтық іздеу процедурасы сілемнің барлық элементтерін қарапайым тізбектеп қарап шығудан және оларды эталонмен салыстырудан тұрады. Тең бөліп іздеу реттелген деректерге қолданылады. Келесі сұрыптаулар аса кеңінен қолданылады: қосу, таңдау және алмастыру көмегімен. Екілік қосу әдісі. Қосумен жақсартылған сұрыптау. Ағаш көмегімен сұрыптаудың жақсартылған әдісі. «Шейкерлі» сұрыптау. Қабыршақ әдісі. Файлдарды сұрыптау. Құрылымдық бағдарламалау негізінде күрделі жүйелерді декомпозициялау (бөлшектерге бөлу) әдісі, яғни соңынан орындалу мақсатында бөлек кішігірім ( операторлардан тұратын) ішкі бағдарламаларға бөлу жатыр. Құрылымдық әдіс есептерді қарапайым құрылымдағы ішкі есептер иерархиясы түрінде ұсынуды талап етті. Сонымен жобалау "жоғарыдан төмен" жасалды және ішкі бағдарламалар интерфейсін қамти отыра, жалпы

64 идеяны орындауды тұспалдады. Бірмезгілде алгоритмдер конструкцияларына шектеулер және алгоритмдерді арнайы жобалау әдісі қадаммен детальдау енгізілді. Тілдер PL/1, ALGOL-68, Pascal, C. Ішкі бағдарламалар. Ішкі бағдарламалар бұл бағдарламаның әр жерінде шақыруға болатын деректері және орындалатын операторлары жарияланған бағдарлама сегменті. Ішкі бағдарламаларды процедура, функция, ішкі бағдарлама немесе әдістер деп те атайды. Ішкі бағдарламаны шақырғанда оған параметр деп аталатын мәндер тізбегі беріледі. Параметрлер, ішкі бағдарламалар орындалуының әртүрлі варианттарын өткізу үшін, оған деректерді беру және есептеу нәтижесін алу үшін қолданылады. Ішкі бағдарламаларды қолдау құралдарының пайда болуы бағдарламалық қамсыздануды бірнеше бағдарламалаушыларға параллельді жасауға мүмкіндік берді. Модульдік бағдарламалау. Қазіргі бағдарламалау тілдері деректер мен ішкі бағдарламаларды үлкенірек объектілерге инкапсуляциялау үшін, модуль деп аталатын тағы бір құрылымдау әдісін ұсынады. Модульдер арасындағы байланыс арнайы интерфейс арқылы жасалады. Объектіге бағытталған тілдер. Обьектіге бағытталған бағдарламалау (ОББ) тілдерінің негізін обьект құрайды. Обьект ретінде абстрактілі деректер(сандар, символдар, файлдар және т.б.) болуы мүмкін немесе мәселе аймағында модельденетін мәндер және олардың өзара байланысы хабарларды жіберу арқылы жүргізіледі. Қазіргі замандағы тілдердің және бағдарламалау жүйелерінің көпшілігі бағдарлама құруда көбінесе обьектілік әдісті қолдану бағытында дамуда. Бұл тілдер: Паскаль, C++, Смолток, Дельфи, Modula, Java, керек десе Бейсик. Объектілік әдіс бағдарламалар ұйымдастырудың мұрағайлық, полиморфизм, композиция, толтыру механизмдеріне негізделген жаңа түрлерін ұсынады. ОББ-ға негізделген бағдарламалау технологисының дамуына байланысты, визуалды бағдарламалауды қолдайтын бағдарламалау орталарын жасауға мүмкіндік берді. Мысалы: Delphi, C++Builder, Visual C++. Компоненттік әдіс және CASE - технологиялар(xxғ. 90-ж. ортасынан қазіргі уақытқа дейін). Бұл әдіс жеке компоненттерден - бір-бірімен стандартталған екілік интерфейстермен байланысқан, нақты бар бөлек БҚАМ бөлшектерінен - БҚАМ құруды шамалайды. Компоненттік әдіс COM(Component Object Model - объектілердің компоненттік моделі) негізінде құрастырылған және CORBA(Common Object Request Broker Architecture - объектілер сұраныстарын өңдеу келістірушісі бар жалпы архитектура) негізінде жасалған технологиялар және таратылған қосымшаларды құру технологиясы негізіне жатады. Microsoft фирмасының COM технологиясы OLE 1 (Object Linking and Embedding обьектілерді байланыстыру және ендіру) технологиясының дамуы болып табылады. COM технологиясы кезкелген типтегі бағдарламалар (библиотекалар, қосымшалар, операциондық жүйелер), байланысының жалпы схемасын анықтайды, яғни БҚАМ-ның бір бөлшегіне, екінші

65 бөлшекте тағайындалған функцияларды қолдануға мүмкіндік береді. COM технологиясы бойынша қосымшалар - арнайы COM класстарының даналары болатын COM обьектілерін қолдана отырып - өз қызметтерін ұсынады. OLE- automation немесе Automation(автоматтау) - бағдарланатын қосымшаларды жасау технологиясы, ол осы қосымшалардың ішкі қызметтеріне бағдарламалық жетуді қамтамасыз етеді. Обьектілер функциясын шақыру үшін арнайы интерфейс - диспинтерфейс(dipinterface) түсінігін енгізеді. Бұл технологияны, мысалы Microsoft Excel қолдайды, ол басқа қосымшаларға өз қызметтерін ұсыны алады. ActiveX - технология, OLE-automation негізінде құрылған технология, бір ДК-де шоғырланған, сондай-ақ желіде таратылған БҚАМ -ды құру үшін арналған. CORBA технологиясы, CORBA обьектілері және интерфейстері негізіндегі COM-ға ұқсас әдісті орындайды. Бұл технологияны барлық негізгі таратылған БҚАМ-дарды жасау үшін әртекті есептеу орталарында қолдануға болады. Бақылау сұрақтары: 1. Бағдарламалау тілдеріне анықтама беріңіз? 2. Процедуралыққа қандай тілдер жатады? 3. Деректерге бағытталған қандай тілдерді білесіз? 4. Объектіге-бағытталған бағдарламалауға анықтама беріңіз? 5. Тіл стандарты деген не? 6. Тіл синтаксисіне анықтама беріңіз? 7. Тіл семантикасына анықтама беріңіз? 8. Деректерге анықтама беріңіз? 9. Меншіктеу операторы деген не? 10. Бағдарламалау ортасы деген не? Әдебиет: 1.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. СПб: невский диалог, Гуськов А. Спецификация объектно ориентированных языков программирования.- М., с. 3.Голицына О.Л., Попов И.И. Основы алгоритмизации и программирования: учеб.пособие.-м.: ФОРУМ: ИНФРА-М, с. 4.Бабушкина И.А. Практикум по объектно-ориентированому программированию. М: -М:БИНОМ, с. 5.Иванова Г.С. Технология программирования: учебник для вузов.- М.:изд-во МГТУ им.н.э. Баумана, с. Реферат тақырыптары: 1.Бағдарламалау тілдеріне шолу. 2.Тілдердің негізгі конструкциялары. 3.Енгізу-шығару операторлары. 4.Басқару операторлары.

66 5.Бағдарламалау парадигмдері. 6.Процедуралық бағдарламалау. 7. Құрылымды бағдарламалау. 8. Объекіге-бағытталған бағдарламалау. СӨЖ бақылау сұрақтары: 1. Бағдарламалау тілдерінің даму тарихы. 2. Тілдердің негізгі операторлары. 3.Қарапайым және құрылымды операторлары. 4.Деректерді енгізу-шығару. 5.Деректер түрлері және оларды өңдеу 6. Бағдарламалау этаптары 7. Бағдарламалау орталары 6-бөлім Операциялық жүйелер мен желілердің негіздері (2 сағат) 1-тақырып Операциялық жүйелердің негіздері Жоспар: 1. Қазіргі қолданбалы программамен қамтамасыз етуге шолу. 2. Операциялық жүйелердің негізгі концепциялары 3. Операциялық жүйелердің даму тарихы 4. Типтік операциялық жүйелердің жұмыс істеуі 5. Процесстерді басқару. Жоспарлау жне диспетчеризациялау. 6. Файлдық жүйелер 7. Утилиттер. Драйверлер 2-тақырып Желілер мен телекоммуникациялар Жоспар: 1. Желілер мен телекоммуникациялар. 2. Желілік қауіпсіздік Операциялық жүйелердің негіздері Қызметіне байланысты барлық бағдарламалық құралдарды бірнеше класстарға бөлуге болады: операциондық жүйелер; бағдарламалау жүйесі; аспаптық бағдарламалық құралдар және интегралданған пакеттер; қолданбалы бағдарламалар. Есептеу жүйесінің бағдарламалық қамтамасыздандыру құрамын бағдарламалық конфигурация деп атайды. Бағдарламалар арасында физикалық блоктар мен түйіндер арасындағы сияқты өзара байланыс болады көптеген бағдарламалар аса төмен деңггейдегі басқа бағдарламаларға сүйене отырып жұмыс жасайды. Бағдарламалық қамтамасыздандыру деңгейлері: базалық, жүйелік, қызметтік, қолданбалы. Операциондық жүйе келесілермен қамтамасыз ететін бағдарламалар жиынтығы: ресурстармен басқару, компьютердің барлық аппараттық құралдары жұмысымен келісілген; процесстерді басқару, яғни бағдарламаларды орындау, олардың компьютер құрылғысымен, деректермен өзара әрекеті; қолданушы интерфейсі, яғни компьютер мен қолданушы

67 арасындағы сұқбат, айқындалған қарапайым командаларды ақпаратты өңдейтін операцияларды орындау. Қарапайым жағдайда ОЖ келесі негізгі компоненттерден тұрады: файлдық жүйеден, сыртқы құрылғылар драйверлерінен, командалық тіл процессорынан. Командалық процессор қолданушы беретін қарапайым командаларды интерпретациялауға және орындауға, және оның ОЖ ядросымен өзара әрекеттесуіне жауап беретін бағдарлама. Операциондық жүйенің негізігі функциялары. ОЖ қызметі бойынша, есептерді өңдеу режимі бойынша, жүйемен өзара әрекеттесу тәсілі бойынша, құрастырылу (жүйенің архитектуралық ерекшеліктері) тәсілі бойынша жіктеуге бөледі. Жалпыға және арнайы тағайындалған ОЖ бөліп көрсетеді. Арнайы тағайындалған ОЖ келесілерге бөлінеді: тасымалданатын микрокомпьютерлер және әр түрде құрастырылған жүйелер үшін, деректер қорын ұйымдастыру және басқару, нақты уақыттағы есептерді шешу және т.б. Есептерді өңдеу режимі бойынша бір бағдарламалық (мысалы, MS DOS) және мульти бағдарламалық (мысалы, Unix, Linux) режимді қаматамсыз ететін ОЖ ерекшелеп көрсетуге бөледі. Сұқбаттық режимде есептеуіш жүйемен жұмысты ұйымдастыру кезінде жеке қолданушылық (біртерминалдық) және мультитерминалдық (желілік) ОЖ туралы айтып кетуге болады. Нақты уақыттағы ОЖ (НУОЖ). ДК үшін аса кең таралған НУОЖ бірі QNX ОЖ болып табылады. Файл кез келген ұзындықтағы байттардың есімделген тізбегі. Барлық қазіргі заманғы дискілік опреациондық жүйелер деректерді дискілерде сақтау үшін арналған және оларға жетуді қамтамасыздандыратын файлдық жүйені құрумен қамтамасыз етеді. Файлдық құрылымға қызмет көрсетін функциялар. Файлдық жүйені ұйымдастыру принціпі. ҒАТ-кестелер, секторлар, кластерлер. HPFS, NTFS файлдық жүйелер. Файлдардың қысқа және ұзын аттары. Файл атрибуттары: тек қана оқу үшін арналған (Read only), жасырынған (Hidden), жүйелік (System), архивтік (Archive). Каталог (бума). Трансляторлар. Редакторлар. Қолданбалы бағдарламалық қамтамасыздандыруды жіктеудің әр түрлі әдістері бар. Олардың ішіндегі ең қарапайымы қолданбалы БҚ үш категорияға бөлінеді: жалпыға тағайындалған, арнайы тағайындалған және кәсіби БҚ. Жалпыға тағайындалған БҚ келесілерді жатқызуға болады: мәтіндік редакторлар, графиктік жүйелер, ДҚБЖ, интегралданған жүйелер. Арнайы тағайындалған БҚ келесілер жатады: авторлық жүйелер, эксперттік жүйелер, гипермәтіндік жүйелер, мультимедиалық жүйелер. Кәсіби деңгейдегі БҚ келесілер жатады: АРМ, ЖАЖ (САПР), АЖБ (АСУ), АСУП ПТ, педагогикалық комплекстер, телекоммуникациялық жүйелер. Мәтіндік редакторлар дегеніміз қолданушыға қолайлы түрде мәтіндік ақапараттарды енгізу, өңдеу, сақтау, басып шығару үшін арналған бағдарлама. Мәтіндік процессорлардың мәтіндік редакторлардан

68 айырмашылығы, олар мәтінді тек енгізіп және редактрлеп қана қоймай, сонымен қоса оларды форматтауға, яғни безендіріп дайындауға болады. Сәйкесінше, мәтіндік процессордың негізгі құралына мәтіннің өзара әрекетін, кестені және тағы басқа қорытынды құжаттарды беретін объектілерді қамтамсыз ету құралы жатады, ал қосымша құралына форматтау процесін автоматтандыратын құралдар жатады. Графиктік редакторлар. Ол графиктік бейнелерді бейнелеу және өңдеу үшін арналған бағдарламаның көлемді класы. Берілген класста келесі категориялар ажыратылады: растрлі редакторлар, векторлы редакторлар және үш өлшемді графиканы (3D-редакторлар) құру және өңдеу үшін арналған бағдарламалық құралдар. Растрлі редакторлар, графиктік объектілер растрді құрайтын нүктелер комбинациясы түрінде ұсынылғанда және кисть пен түс қасиеттеріне ие болған жағдайда қолданылады. Векторлық редакторлар растрлі редакторлардан бейне берлігендерін ұсыну тәсілімен ерекшеленеді. Векторлық бейненің қарапайым объектісі нүкте емес, ал үшінші реттегі математикалық қисық түрінде қарастырылатын және математикалық формуламен ұсынылатын сызық болып табылады. Векторлық редакторлар бейнені құру үшін қолайлы, бірақ дайын суреттерді өңдеу үшін қолданылмайды. Үш өлшемді графика редакторлары үш өлшемді композицияларды құру үшін қолданылады. Олар жарық түсіру көзінің қасиеттерімен бейнеленген объектілердің беттік қасиеттердің өзара әрекеттесуін ыңғайлы түрде басқаруға және үш өлшемді анимацияны құруға мүмкіндік береді. Сондықтан үш өлшемді графика редакторын 3D-аниматорлар деп те атайды. Деректер қоры деп кестелік құрылыммен дайындалған деректердің аса үлкен сілемін айтады. Деректер қорын компьютерлік өңдеу үшін деректер қорын басқару жүйесі қолданылады. ДҚБЖ ол деректер қорындағы жазбаларды құру, өңдеу және шығару үшін қажетті бағдарламалық қаматамсыз ету құралы. ДҚБЖ бірнеше түрлері бар: иерархиялық, желілік, реляциялық. ДҚБЖ жұмыс жасағанда бірнеше тізбектелген кезеңдерді бөліп көрсетеді: деректер қорын жобалау; деректер қоры құрылымын құру; деректер қорын толтыру, деректер қорын қарап шығу және редактрлеу; деректер қорын сұрыптау; қажет жазбаларды іздеу; ақпаратты іріктеу; есеп беруді дайындау. Әмбебап интегралданған жүйелер элементтері ретінде мәтіндік және графиктік редакторлар, электрондық кестелер және деректер қорын басқару жүйесінен тұратын бірегей жүйе принціпі бойынша дайындалды. Бағдарламалық құралдар интеграциясының қазіргі кездегі концпециясы типі бойынша аса кеңінен танымал Microsoft Office пакеті қолданбалы бағдарламалық жүйе кооперациясы. Қандай да бір пәндік аймақта мамандар үшін мақсатқа тағайындалған арнайы бағдарламалық жүйелерді авторлық аспаптық жүйелер деп атайды. Авторлық жүйе қолданушы өзінің пәндік аймағында ақпараттық

69 мазмұндармен толтыра алатын, берілген интерфейстік қабықшамен интегралданған ортаны береді. Эксперттік жүйелер. Білім қорында болатын деректерді талдау үшін және қолданушы сұранысы бойынша нұсқауларды беруге арналған. Мұндай жүйелер бастапқы берілгендер жақсы іске асырылған жағдайда қолданылады, бірақ шешім қабылдау үшін кеңейтілген арнайы білімдер қажет. Эксперттік жүйелерді қолданудың сипаттық аймақтары юриспруденция, медицина, фармакология, химия болып табылады. Гипермәтіндер концепциясын графикалық және дыбыстық ақпараттарға кеңейту гипермедиа түсінігіне алып келеді. Гипермедиа идеясы желілік технологияларды, дербес жағдайда Интернет-технологияларды кеңінен таралды. Мультимедиа бұл интерактивті бағдарламалық қамтамасыздандырудың басқаруымен жасалатын визуалды және аудиоэффектілі өзара әрекеттер. Компакт-дискілердің (CD-ROM) пайда болуы және кеңінен таралуы мультимедианы жарнамалық және ақпараттық қызметте, желілік телекоммуникациялық технологияларды, оқытуда қолдануды тиімді етті. Операциялық жүйелердің даму тарихы ОЖ тарихы жарты ғасырдай уақытты қамтиды. Ол көбінесе есептеуіш аппаратураның және элементтік базасының дамуымен байланысты анықталады. Бірінші сандық есептеуіш машиналар 40ж. басында пайда болып, операциялық жүйелерсіз жұмыс істеді, ұйымдардың есептеу процессіндегі барлық есептері бағдарламалаушымен басқару пультінен қолмен істелінді. 50ж. ортасынан мониторлық жүйелер пайда болды, олар тапсырмалар пакетін орындауда операторлар жұмысын автоматтандырды ж. интегральным микросхемаларға өту компьютерлердің келесі ұрпағына жол ашты, олардың өкілі IBM/360. Осы кезеңде қазіргі ОЖ лерге қатысты барлық коцепциялар: мультипрограммалау, мультипроцесстеу, көптерминалды іс-тәртіп, виртуальды жад, файлдық жүйелер, қол жетуді шектеу және желілік жұмыстар жасалды. 60-ж. аяғында ARPANET глобальды желісін жасау жұмыстары басталды, ол Интернет желісінің аттану нүктесі болды 70-ж. ортасына қарай мини-компьютерлер кең тарала басталды. Миникомпьютерлердің архитектурасы мэйнфреймдармен салыстырғанда қарапайым болды, бұл олардың ОЖ лерінде де кескінделді. 70-ж. ортасынан бастап UNIX ОЖ-ні қолдану компьютерлердің әртүрлі типтеріне жеңіл түрде көше бастады. ОЖ UNIX алдымен миникомпьютерлерге жасалған болса да, оның икемділігі, элеганттылығы, қуатты функционалдық мүмкіндіктері және ашықтығы компьютерлердің барлық класстарында орнықты позицияда болуына жағдай туғызды. 80ж. басы операциялық жүйе тарихында дербес компьютерлердің пайда болуымен айрықша мәнді болды. 80 жылдарда коммуникациялық технологияларға локальдық желілер үшін негізгі стандарттар: 1980 жылы Ethernet, 1985 Token Ring, 80ж. аяғында FDDI қабылданды. Бұл

70 төменгі деңгейдегі желілік ОЖ үйлесімділігін, сондай-ақ желілік адаптер драйверлерімен ОЖ интерфейсін стандарттауды қамтамасыз етті. 90ж. басында барлық ОЖ-лар әртекті клиенттер және серверлермен жұмысты қолдай алатын қабілеті бар желілік ОЖ айналды. Тек қана коммуникациялық есептерді (Cisco Systems компаниясының IOS жүйесі) орындауға арналған мамандандырылған желілік ОЖ-лер пайда болды.. Соңғы онжылдықтар ішінде корпоративтік желілік ОЖ-лерге ерекше көңіл бөлінді, олар үшін масштабтаудың жоғарғы дәрежесі, желілік жұмысты қолдау, қауіпсіздіктің дамыған құралдары, гетерогендік орталықта жұмыс істеу мүмкіндігі, орталықтан әкімшілік ету және басқару құралдарының болуы сипатты. Әдеттегі операциялық жүйенің қызметі. Процесстерді басқару. Жоспарлау және диспетчеризациялау. ОЖ қызметі келесі негізгі функцияларды орындаудан тұрады. Процесстерді басқару. Процесс (немесе басқаша, есеп) бұл орындалатын бағдарламаны сипаттайтын абстракция. Операциялық жүйе үшін процесс жұмыс бірлігін білдіреді, жүйелік ресурстарды қолдануға мәлімдеме береді. Процесстерді басқару ішкіжүйесі процесстердің орындалуын жоспарлайды, яғни жүйедегі бірмезгілде бар бірнеше процесстер арасында уақытты бөледі, сондай-ақ процесстерді құру жне жоюмен айналысады, процесстерді қажет жүйелік ресурстармен қамтамасыз етеді, процесстер арасындағы байланысты қолдайды. Ресурстарды тарату және тағайындау. Операциялық жүйе компьютер ресурстарын орындалу кезегінде тұрған қосымшалар арасында таратады. Мысалы, операциялық жүйе есептеріне әрбір жіберілген қосымшаларға және оған қажет деректерге жадтың бөлек аймағын белгілеу, сондай-ақ енгізушығару құрылғыларын басқару(пернетақта, принтер, монитор, желілік карта және т.б.) жатады. Жоспарлау. Компьютер бірнеше бағдарламаларды бірмезгілде орындайды. Әр есеп көптеген "тілімдерге" немесе "бөліктерге" бөлінеді, компьютер есептер арасында көшіп отырып, оларды өңдейді. Мыңдаған осындай бөліктер компьютердің әртүрлі құрылғыларымен орындалуы тиіс бір бағдарламаға электрондық кестені есептеу қажет, екіншісі құжатты принтерге басуды, үшіншісі деректер қоймасы орналасқан ұйым серверіне қатынасады және т.б. ОЖ міндеті компьютердің барлық компоненттерінің жұмысын барлық қосымшалар тез және тиімді орындалатындай етіп үйлестіру. Ол үшін операциялық жүйеге компьютердің әртүрлі ресурстарын (алдымен, ОП, ОЗУ және қатты диск) қолдануды жоспарлау қажет. Әр есепке орындалу басымдылығы меншіктеледі, соған сәйкес жоспарлау жасалады. Біздің мысалда баспаға басу тапсырмасынан кестені есептеу жоғары басымдылықта болуы мүмкін. Бақылау. ОЖ компьютер жұмысын бақылайды. Ол әр есептің орындалу стадиясын қадағалайды, сонымен бірге тіркеу журналын жүргізеді кім компьютерді қолданып отыр, қандай бағдарламалар жіберілді, деректерді немесе бағдардамаларды санкцияланбаған қолдану жағдайлары болды ма.

71 Кезкелген жағдайда кезкелген компьютердің ОЖ және мэйнфрейм мен ДКөз бетінше үлкен бағдарлама. Сондықтан оперативті жадта әрқашан ОЖ-нің тек ядро (kernel) деп аталатын бөлігі ғана сақталады. ОЖ-нің үлкен бөлігі қатты дискіде сақталады. Операциялық жүйе сақталатын диск жүйелік (system disk) деп аталады. Файлдық жүйелер. Файл (англ. file папка) бұл сыртқы сақтау құрылғыларында сақталған, жіберілетін және өңделетін біртұтас кезкелген деректердің есімделген аймағы. Файлда бағдарламалар, сандық деректер, мәтіндер кодталған кескіндер және т.б. болуы мүмкін. Файлдық жүйе бұл белгілі бір жинақтауышта файлдарды сақтауды ұйымдастыруға арналған құрал. Файлдар сыртқы тасымалдауыштарда магниттік дискілерде немесе CD-ROM-да физикалық орналасады. Әр файл дискінің жадында бірнеше блоктарда орналасады. Әдетте блок ұзындығы 512 байт. Файлдармен ОЖдағы файлдық жүйенің драйвері деп аталатын арнайы модуль жұмыс істейді. Әр файлдың каталогта файлдар мазмұнында тіркелген аты болады. Каталог (кейде оны директорий немесе бума деп те атайды) пайдаланушыға ОЖ-нің командалық тілі арқылы қол жетерлік болады. Оны қарап шығуға, онда тіркелген файлдардың атын өзгертуге, олардың мазмұнын басқа жерге ауыстыруға және жоюға болады. Каталогтың өзінің меншікті аты болуы мүмкін және ол әдеттегі файлдармен бірге басқа каталогта сақталуы мүмкін: осылай иерархиялық файлдық құрылымдар ұйымдастырылады. Файлдық жүйелер функцияларына ОЖ басқаруымен жасалатын әрекеттер жатады: 1. файлдарды құру және оларға ат беру; 2. каталогтарды (бумаларды) құру және оларға ат беру; 3. компьютер дискілері арасында және бір дискінің каталогтары (бумалары) арасында файлдарды көшіру және аттарын өзгерту; 4. файлдарды және каталогтарды (бумаларды) жою; 5. берілген файлға, каталогқа (бумаға) жету үшін файлдық құрылымда қозғалу; 6. файл атрибуттарын басқару. Утилиттер. Драйверлар Утилиттер бұл ОЖ нің көмекші модульдеріне қатысты бағдаламалық өнім. Көмекші бағдарламалар (утилиттер) әдетте пайдаланушының нақты есептерін шығаруға емес, есептеу жүйесіне қызмет етуге және оның жоғарғы тиімділігін арттыруға тағайындалған. Көмекші бағдарламалардың негізгі түрлеріне қысқаша тоқтап өтейік. Драйвер - бұл операциялық жүйеге компьютердің белгілі бір құрылғысымен жұмыс істеуді мүмкін ететін қызметші бағдарламалар жиынтығы. Драйвердің міндеті: жүйелік және қосымша бағдаламалардан

72 түсетін сұраныстарды өңдеу, оларды физикалық құрылғыға түсінікті тілге аудару, оның инициализациялық процессін басқару, деректермен алмасу, параметрлерді тұрғызу, бір қалып-күйден екішісіне ауыстыру. Драйвер операциялық жүйеге, берілген құрылғының ерекшеліктерімен санаспай, жалпы интерфейс арқылы нақты құрылғымен байланысуды мүмкін етеді. Басқаша айтқанда, драйвер жоғарғы деңгейдегі сұраныстарды, компьютердің аппараттық ресурстарына тікелей қатынасу арқылы, төменгі деңгейдегі машиналық тілдегі сұраныстарға трансляциялайды. Операциялық жүйелерге қондырылған драйверлар да бар. Мысалы - пернетақта, таймер, ішкі модем, коммуникациялық порттар. Ал бірақ құрылғы функционалдық мүмкіндіктері басқаша құрылғымен алмастырылса, онда оған міндетті түрде драйвер орналастыру қажет. Желілер және телекоммуникациялар. Желілік қауіпсіздік Есептеу жүйелері немесе компьютерлік желілер, сол сияқты деректерді тарату желілері деп те аталады, олар осы заманғы өте маңызды екі ғылымитехникалық салалардың негізінде компьютерлік және телекоммуникациялық технологиялар пайда болды. Негізгі қағидалары. Таратылған есептеу жүйелері. Ақпараттарды өте алыс қашықтықтарға тарату жүйелері. Деректерді ортақтаса қолдану мақсатында, компьютерлік желілер практикалық қажеттілікке пайда болды. Қолданушылардың, желілер болмаған кезде, құжатпен жұмыс істеуі үшін, әр құжатты басып шығарып отыруына немесе ақпаратты дискетке көшіріп отыруына тура келді. Бірнеше қолданушылардың құжатпен бір мезетте жұмыс істеуге мүмкіншілігі болмады. Мұндай жұмыс істеу реті автономды ортадағы жұмыс деп аталады. Желілер деп біріктірілген компьютерлердің және басқа да құрылғылардың тобын айтамыз. Ең қарапайым желі, (Network) бір бірімен кабель арқылы қосылған, кем дегенде екі компьютерден тұрады. Ал компьютердің біріктірілген және бірге қолданылатын ресурстары желілердің өзара әсерлесуі деп аталады. Желілерде қосылған компьютерлер: 1. деректерді; 2. принтерлерді; 3. факсимильді аппараттарды; 4. модемдерді; 5. басқа құрылғыларды қолдана алады. Бұл тізім ресурстардың жаңадан біріктіріліп, қолданатын әдістердің пайда болуынан, әр уақытта толықтырылып отырады. Бастапқыда компьютерлік желілердің байланысу ауқымы кең болған жоқ. Олар тек 10 компьютер мен 1 принтерді біріктіріп отырды. Ол кезеңдегі технология желілердің мөлшерін, сонымен қатар желідегі компьютердің санын және оның физикалық ұзындығын шектеп отырды. Мысалы: 80-ші жылдардың басында желілердің белгілі түрінің өзі, кабелінің ұзындығы 185 метрден аспайтын, небары 30 компьютерден тұратын болған. Мұндай

73 желілер мекемелердің бір қабатында немесе үлкен емес ұйымдарда ғана оңай орналасқан. Мұндай желілерді кәзіргі уақытта кішігірім фирмаларда қолдануға болады. Бұл желілер жергілікті желілер деп аталады. Ең алғашқыда пайда болған жергілікті желілер, офистері әр жерде орналасқан ірі кәсіпорындарда қолданыла алмады. Желілік программалық өнімдер нарықты толтырып, компьютерлік желілердің артықшылығы даусыз бола бастағаннан кейін, бәсекеде орнықтылығын сақтау үшін, корпорациялар алдында желілерді кеңейту міндеттерін қойды. Сөйтіп, жергілікті желілердің негізінде іріжүйелер пайда болды. Бүгінгі күні әр түрлі қалалар мен мемлекеттердің қолданушыларын байланыстыру үшін жергілікті есептеуіш желілер глобальды есептеуіш желілерге айналды. Ал желідегі компьютерлер саны оннан бірнеше мыңға дейін жететін болды. Компьютерлік желілердің басты белгісі ол ресурстардың бірге қолданылуы және бір фирманың ішкі және сыртқы интерактивтік байланысын іске асыру. Жергілікті желілер, олардың негізгі қағидалары, мақсаты. Жергілікті желілер (Local Area Networks, LAN). Компьютерлерді желіге біріктіру стандарттары. Желілер топалогиясы. «Топология» немесе «желі топологиясы» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желілер компоненттерінің орналасуын суреттейді. Топология бұл стандартты термин, бұл терминді профессионалдар желінің негізгі компоновкасын суреттегенде қолданады. Топологиядан басқа компоновканы суреттеу үшін келесі терминдер қолданылады: - физикалық орналасуы; - компоновка; - диаграмма; - карта. Желілер топологиясын оның мінездемесі түсіндіреді. Негізінде кезкелген топологияны таңдау, төмендегілерге әсер етеді: - қажетті желілік жабдықтар құрамына; - желілік жабдықтар мінездемесіне; - желілердің кеңею мүмкіншілігіне; - желілерді басқару тәсіліне. Ресурстарды бірігіп қолдану немесе басқа да желілік амалдарды орындауда компьютерлер бір-бірімен байланыста болуы керек. Бұл үшін көп жағдайда кабельдер қолданылады. Бірақ та компьютерлерге тек қосу жеткілікті емес. әр түрлі желілік платалардағы әр түрлі кабельдер желілік операциялық жүйелер мен басқа да компоненттер компьютерлердің әр түрлі жағдайда орналасуын қажет етеді. Желілердің әр түрлі топологиясы әр түрлі жағдайда кездеседі. Мысалы, ол кабель типін ғана баяндамайды, сонымен қоса оның қосылуын қарастырады.

74 Топология сонымен қоса желілердегі компьютерлердің өзара әрекет ету тәсілін анықтайды. Топологияның әр түрлеріне әрекет етудің әр түрлі әдістері сәйкес келеді және бұл әдістер желіге тікелей әсер етеді. Негізгі топологиялар.барлық желілер үш базалық топология негізінде құрылады: шина, жұлдыз, сақина Егер компьютерлер бір кабель бойымен жалғанса, онда топология шина деп аталады. Егер компьютерлер кабель сегменттеріне жалғанып және олар бір нүктеден немесе концентратордан шығатын болса, онда олар жұлдыз деп аталады. Егер компьютерлер жалғанған кабель сақина тәрізді тұйықталып тұрса, онда мұндай топология сақина деп аталады. Негізінде базалық топологиялар күрделі емес болса да, шындығында жиіжиі күрделі комбинациялар кездесіп тұрады, және бұл комбинациялар бірнеше топология құрылымдарын біріктіреді. Шина. Шина топологиясын көбінесе «сызықтық шина» деп атайды. Мәліметтер топологиясы қарапайым және кең жайылған топологияға кіреді, онда барлық компьютерлер желілеріне жалғанған бір кабель қолданылады. Желіде «шина» топологиясымен компьютерлер мәліметтерді нақты компьютерге мекенжайлайды, оларды сигналдар түрінде кабель арқылы береді. Желіде шина топологиялы кабель 2 тәсілмен ұзартылады. Екі кабельдің қосындысын қосу үшін баррел-коннекторды қолдануға болады. Бірақ бұл кезде сигнал әлсіздейді. Ең жақсысы қысқа бірнеше қиындыларды қосқанша бір ұзын кабель сатып алу. Екі қиынды кабельдің қосылуы үшін жұмыс істейді. Коннектордан айырмашылығы ол оны келесі сегментке берер алдында сигналды көбейтеді. Сондықтанда баррел-коннектор мен ұзын кабельден гөрі репитерді қолданған дұрыс. Жұлдызша. Топология ішіндегі жұлдызша барлық компьютерлер кабель сегментінің көмегімен орталық компонент концентраторға қосылады. Компьютерлерден берілетін сигналдар концентратор арқылы басқаларына түседі. Бұл топология есептеуіш техника негізінде компьютерлер орталық, бастапқы компьютерге қосылып тұрғанда пайда болған. Желіде жұлдызша топологиялы кабельдің қосылуы және желі конфигурациясымен басқару орталықтанған. Бірақ кемшілік бар: барлық компьютерлер орталық нүктеге жалғанғандықтан үлкен желі үшін кабель шығыны көбейеді. Сонымен егерде орталық компонент істен шықса, онда желінің барлық жұмысы бұзылады. Егер бір компьютер немесе оны концентратормен жалғайтын кабель жұмыс істемей қалса, онда тек бұл компьютер ғана мәліметті бере де ала да алмайды. Желідегі басқа компьютерге бұл әсер етпейді. Сақина.Сақина топологиясында компьютерлер кабельге тұйықталған сақина түрінде жалғанады. Сондықтан кабельде қосымша терминатор қосатын бос ұшы болмайды. Сигнал сақина бойымен бір бағытта жылжиды және барлық компьютерден өтеді. Шина топологиясына қарағанда бұл топологияда әр компьютер репитер ролін атқара алады, ол сигналды күшейте аладыжәне келесі компьютерге бере алады. Сондықтан егер бір компьютер

75 жұмыстан шығып қалса, барлық желі жұмыс істей алмай қалады.маркердің берілуі. Сақиналық жүйеде мәліметті берудің бірден-бір принціпі маркердің берілуі деп аталады. Меркердің қызметі мынада: мәлімет бір компьютерден екіншіге, одан үшіншіге т.с.с.сол мәліметті қажет еткен компьютерге жеткенше өте береді. бастапқы компьютер маркерді өзгертіп, электрондық адресті белгілеп сақина бойымен жібереді. Мәліметтер әр компьютерден өтіп, дұрыс электрондық адресті көрсеткен қолданушыға келіп жетеді. осыдан соң мәліметті сұраушы мәліметті алғандығы туралы ақпарат жібереді, ал бастапқы компьютер бұл кезде жаңа маркер құрып, оны желіге келтіреді. Бір қарағанда маркермен мәлімет беру көп уақыт алатын сияқты, ал бірақ маркердің берілужылдамдығы жарықтың таралу жылдамдығымен бірдей. 200 м диаметрлі сақиналы желіні маркерлік ақпарат берілу 1сек ішінде 10 мың айналады. Концентраторлар. Активті концентраторлар. Пассивті концентраторлар. Гибридті концентраторлар. Аралас топология. Жұлдызша шина. Жұлдызша сақина. Бүкіләлемдік желі (Wide Area Networks, WAN)-әрбір қалалардағы, мемлекеттердегі, аумақтық компьютерлерді біріктіру мақсаты бар. Деректер пакеті. Тораптарда ақпараттық процесстерді ұйымдастыру. Хабарларды құрастыру, сигналдары апарып беру. Хабарлардың түрі мен құрылымдары. АЖ-да хабарларды құрастыру схемасы. Хабарларды бөгетке тұрақты кодпен құрастыру. Сингалдар. Сигналдарды түрлендіру және модуляциялау. Деректерді жеткізу. Коммутациялау тәсілдері және ақпаратты желіде тарату процесстері. Коммутациялық схемалардың теориялық негізі. Коммутациялау тәсілдерінің ерекшеліктері. Пакеттерді коммутациялағандағы пакеттің тиімді ұзындығы. Коммутациялау тәсілдерін салыстыру. АЖ-де өңдеу және ақпараттық үрдістерді басқару. Желілік хаттамалар. OSI эталондық үлгісінің деңгейлері. Хабарларды маршруттау. АЖ қорына кіруге болатын тәсілдер. АЖ сипаттамаларын өлшеу және тестілеу. Тест жүргізудің схемасы. АЖ-де ақпаратты қорғау. Қорғау тәсілдері мен амалдарының жіктелуі. Желілік хаттамалар. OSI эталондық үлгісінің деңгейлері. Хабарларды маршруттау. АЖ қорына кіруге болатын тәсілдер. АЖ сипаттамаларын өлшеу және тестілеу. Тест жүргізудің схемасы. АЖ-де ақпаратты қорғау. Қорғау тәсілдері мен амалдарының жіктелуі. Электрондық почта. Хатты дайындау. Файлдық серверлер. Телеконферен-циялар. Файлдарды тығыздау және архивтеу. Үлкен файлдарды бөліктерге бөлу. Вирустардың пайда болу тарихы. Компьютерлік вирустардың өмір циклі былай жіктеледі: 1.Ену; 2.Инкубациялық кезең; 3.Репродуктивтік кезең; 4.Деструктивтік кезең (жоятын функция). Дербес компьютер жадына вирус программамен қоса кіреді. Программа іске қосылғанда вирус та іске қосылады. Вирус программасы активті күйде бола тұрып өзінің деструтивтік функциясын іске асыра алады. Вирустар мына жағдайларға қарай жіктеледі: 1. программада орналасу жағдайы бойынша

76 2. есептеу ортасына таралу жағдайына байланысты 3. активтену тәсілі бойынша 4. шағын келтіру сипаты бойынша Вирус операциялық жүйеде орналаса алады. Бұл жерде ол жүйелік диск программаларымен тіркеседі де оның ішкі кеңістігін өзгертеді, яғни ол файылдардың орналасу кестесін бүлдіреді. Компьютерлік вирустар траизитті немесе резидентті түрде тарала алады.оперативті есте сақтау құрылғысына бола тұрып вирус өзін троизитті түрде дискідегі программаларға жазады. Операциялық жүйе программаларынада бола тұрып вирус резидентті түрде өзін жұмыс істеуге дайын программаларға жұқтырады. Вирус енген уақыттан бастап қандай да бір анықталған уақыт өткенге дейін активті күйге өте алады ( дата, уақыт, кездейсоқ сандардың датчигі). Бақылағыш қосынды арқылы салыстыру. Белгілі вирустарды программа детекторларымен тексеру. Зақымдалған программаны верификациялау. Егер вирус активті күйде болса,онда жоғаыда көрсетілген басқа мыналар қолданылады. Программалар мен перефершілік құрылғылардың жұмыс уақытын бақылау. Рұқсат етілген (санкциясыз) енуден сақтау мақсатында информациялы және программалық қамсыздандыру сақтау орнату. Вирустарды анықтау үшін мыналар керек: Эталондық программалардың банкілері; Компьютерлік вирустың банкісі программалық және информацияның жабдықтарын қорғау құрылғыларын енгізу; Детектор программаларының және антивирустық программалардың банкісі. Вирустан қорғану шаралары. Вирустардан сақтану үшін қолданылатын шаралар. Жергілікті желілерде ақпараттарды қорғау. Ақпараттарды қорғаудың жалпы шаралары. Бақылау сұрақтары: 1. "Бағдарламалық қамтамасыздану " түсінігіне не кіреді? 2. Бағдарламалық қамтамасызданудың негізгі категорияларын атаңыз және сипаттаңыз. 3. Операциялық жүйенің тағайындалуы? 4. Операциялық жүйелердің негізгі класстарын сипаттаңыз. 5. Файлдық жүйе қалай ұйымдастырылған? 6. Драйвер деген не? 7. Утилит-бағдарламалардың негізгі түрлерін атаңыз және оларға қысқаша сипаттама беріңіз. 8. Windows-NT және Windows 2000 ОЖ негізгі ерекшеліктерін атаңыз және оларға қысқаша сипаттама беріңіз. 9. Бағдарламалардың интегралданған пакеттеріне анықтама беріңіз. 10. Желілік бағдарламалалық қамтамасызданудың тағайындалуы қандай?

77 Әдебиет: 1. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие. - 2-е изд.., стер..- М.: Издательский центр"академия", с. 2. Могилев А.В. Практикум по информатике: Учеб.пособие для студ.высш.учеб.заведений. М.: Издательский центр «Академия», с. 3. Информатика. Базовый курс./ под ред. С.В. Симоновича.- СПб.: Питер, с. 4. Острейковский В.А. Информатика: Уч. для вузов. М.: Высш.шк., с. 5. Алексеев А.П. Информатика М.: СОЛОН-Пресс, с.: ил.-(серия "Полное руководство пользователя") изд. 3-е Реферат тақырыптары: 1. Әр түрдегі компьютерлердің операциялық жүйелерінің эволюциясы 2. Бірінші операциялық жүйе. 3. Windows ОЖ даму тарихы. 4. ОЖ дамуының перспективалары 5. ОЖ декомпозициялау әдістері. 6. Файлдық жүйені құру. 7.Утилиттер. 8.Драйверлар. 9.Желілер. 10.Желі қауіпсіздігі. СӨЖ бақылау сұрақтары: 1.Қолданбалы бағдарламалық қамтамасыздану. 2.Жүйелік қамтамасыздану. 3. Операциялық жүйелердің негізгі функциялары 4. ОЖ даму тарихы. 5.Диспетчеризациялау және жоспарлау 6.Файлдық жүйе. 7.Қабық бағдарламалары. 8.Желілер. 9. Желілер қауіпсіздігі. 10.ОЖ декомпозициялау әдістері. 7-бөлім Графика және Интернет(3 сағат) 1-тақырып Графика Жоспар: 1. Графикалық бағдарламалық қамтамасызданудың иерархиясы 2. Қарапайым түс моделдері: rgb, hsb, cmyk. 3. Графикалық жүйелер. 4. Растрлік және векторлық графика жүйелері. 5. Видеоақпаратты шығару құрылғысы.

78 6. Графикалық редакторлар. 7. Графикалық коммуникацялар. 2-тақырып Интернет Жоспар: 1. Интернет тарихы. 2. Интернеттің теориялық негіздері. 3. Интернет қызметтері. 3-тақырып Ақпараттық қауіпсіздік және оның құрамы Архиваторлар. Антивирустік бағдарламалар Жоспар: 1. Ақпарат қауіпсіздігінің қатерлері және олардың жіктемелері 2. Архиваторлар 3. Антивирустік бағдарламалар Графикалық бағдарламалық қамтамасызданудың иерархиясы Компьютерлік графика бұл ЭЕМ көмегімен модельдерді және олардың кескіндерін құруға, сақтауға және өңдеуге арналған информатиканың бір бөлімі, яғни бұл бөлім компьютерде әртүрлі кескіндерді(суреттерді, сызбаларды, мультипликацияларды) жасау мәселелерімен айналысады. Компьютерлік графикада келесі есептер қарастырылады: 1. Компьютерлік графикада кескіндерді ұсыну; 2. Кескінді көрсетуге дайындау; 3. Кескіндерді құру; 4. Кескіндермен әрекеттер жасау. Компьютерлік графиканың үш түрі бар. Бұл растрлік графика, векторлық графика және фрактальдық графика. Олар кескіндерді экранда бейнелеуді құрастыру немесе баспаға басу принциптерімен ажыратылады. Растрлік әдіс кескін боялған нүктелер жиынтығы түрінде ұсынылады. Растрлік графиканы электрондық (мультимедиалық) және полиграфиялық баспаларды жасауда қолданады. Ол үшін көбінесе суретшілермен, фотографтармен дайындалған иллюстрациялардың сканирлері қолданылады. Соңғы кездері растрлік кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық фото және видеокамералар кең қолданулар тапты. Интернетте әзірше тек растрлік иллюстрациялар қолданылады. Векторлық әдіс бұл кескінді доғалар, кесінділер және т.б. түрінде бейнелейтін әдіс. Берілген жағдайда вектор бұл белгілі бір обьектіні сипаттайтын деректер жиыны. Векторлық графикамен жұмыс істейтін бағдарламалық құралдар алдымен иллюстрацияларды құруға, аз дәрежеде оларды өңдеуге арналған. предназначены в первую очередь для создания й и в меньшей степени для их обработки. Мұндай құралдар жарнамалық агенттікте, дизайндық бюрода редакцияда және баспаларда кең қолданылады. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических

79 элементов, решаются средствами Шрифтерді және қарапайым геометриялық элементтерді қолдануға негізделген безендіру жұмыстарын векторлық графика құралдарымен жасау анағұрлым қарапайым. Фрактальды графикамен жұмыс істеуге қажет бағдарламалық құралдар кескіндерді математикалық есептеулер арқылы автоматты түрде генерациялауға арналған. Фрактальды көркем композицияларды құру сурет салу немесе безендіруден емес, бағдарламалаудан тұрады. Фрактальды графика, векторлы сияқты есептеуші, бірақ одан айырмашылығы, ешқандай обьектілер компьютер жадында сақталмайды. Кескіндер теңдеу бойынша (немесе теңдеулер жүйесі) бойынша жасалады, сондықтан формуладан басқа ештеңені сақтау қажет емес. Теңдеудегі коэффициенттерді өзгерту арқылы мүлде басқа суретті алуға болады. Фрактальды графиканың тірі табиғат образдарын есептеу жолымен моделдеу мүмкіндігі ерекше суреттерді автоматты генерациялау үшін жиі қолданылады. Қарапайым түс модельдері. Түстік модель құралушы компоненттердің түстік реңін ажырату әдісін анықтайды. RGB модель (аддитивтік) күн сәулесінің физикалық қасиеттеріне негізделген: кезкелген түс ең әуелгі үш түстердің бірін (Red - қызыл, Green - жасыл, Blue көк) араластырудан пайда болады. Ақ түс барлық үш түсті араластырудан пайда болады. CMY-модель (субтрактивтік немесе алып тастау) Ең әуелгі түсті ақ түстен алып тастау арқылы қосымша түстер пайда болады: Көгілдір (Gyan)= ақ қызыл = жасыл + көк Қызыл күрең (Magenta) = ақ жасыл = қызыл + көк Сары (Yellow) = ақ көк = қызыл + жасыл CMYK-модель. CMY моделіне ұқсас, бірақ оған таза қара түс енгізілген (black). Қара реңді «таза» түсті алуға арналған. Түсті принтерлерде көбінесе төрт бояғыштар қолданылады. Осы жүйе полиграфияда кең қолданылады.. Өмірде бірде бір бояу мүлде таза емес және араласқан түрде болады. Сондықтан қосымша түстерді бірінің үстіне бірін салу таза қара түсті бермейді. Видеоақпаратты шығару құрылғысы Компьютерге ыңғайлы түрдегі ақпаратты пайдаланушыға ыңғайлы түрде түрлендіруге арналған. Компьютер ішінде ақпарат цифрлық түрде, сақталады, ал пайдаланушы ақпараттарды мәтін, кескіндеме, дыбыс түрінде түсінуге әдеттелген. Шығару құрылғыларының кең тарағандары: Видеоплата - видеомониторға кескіндерді құрастыратын негізгі құрылғы. Қазіргі видеоплаталар компьютердің өзі сияқты құрылған: оларда видеосигналдарды өңдейтін процессор (видеопроцессор), кескіндерді сақтайтын видеожад, видеопроцессордың жұмысы үшін қажет бағдарламадан тұратын тұрақты жады(bios ұқсас) бар. Қазіргі видеоплаталар телевизорға, екінші мониторға және т.б. қосуға арналған шығыстармен жабдықталуы мүмкін.

80 Видеомонитор ақпаратты видеоплатадан алып оны мәтін немесе кескін түрінде бейнелейді. Қазіргі мезгілде мұндай құрылғылыардың келесі түрлері шығарылады: электронды-сәулелік трубка негізіндегі мониторлар сұйық кристаллды мониторлар плазмалық мониторлар электронды-сәулелік трубка негізіндегі монитор сұйық кристаллды монитор Проектор - видеоақпаратты үлкен экранға шығаруға арналған. плазмалық монитор Принтерлер ақпаратты қағазға шығаруға арналған. Принтерлер түрлері 1. матрицалық 2. бүріккіш 3. лазерлік 4. термиялық

81 Бүріккіш принтер Лазерлік принтер Матрицалық және термиялық принтерлер қазіргі кезде бөлек құрылғы ретінде шығарылмайды. Олар енді кассалық және факстік аппараттардың құрамына енеді. Графсалғыш - конструкторлық бюрода сызбаларды сызу үшін қолданылады. Дыбыстық түрлендіреді. плата сандарды адамға түсінікті дыбыстар ретінде. Head Mounted Display. Виртуальдық шындық жүйелерде дисплейлердің басына (Head Mounted Display HMD) бинокулярлы барлық жаққа бағытталған монитордың (Binocular Omni Orientation Monitor BOOM) бас қалпын қадағалайтын (head tracking) және тіпті көз қалпын да қадағалайтын (eye tracking) монтаждалған түрдегі шығару құрылғылары қолданылады. Бұл стереоскоптік кескіндеумен бастың және/немесе көздің бұрылуындағы көріністердің оперативті өзгеруін құру үшін қажет. Графикалық редакторлар Графикалық редактор компьютер көмегімен екіөлшемді кескіндерді құру және редактірлеуді мүмкіндейтін бағдарлама (немесе бағдарламалар пакеті). Графикалық редакторлар түрлері: Растрлік графикалық редакторлар. Ең таралғандары: Adobe Photoshop операциялық жүйе Microsoft Windows үшін және Mac OS X, GIMP GNU/Linux үшін және басқаларына POSIX-үйлесімділік.