Дәріс тақырыбы 21-25. АҚПАРАТТЫҢ САҚТАЛУЫ

Қатты дискінің баста параметрлері: сиымдылығы және өнімділігі. Сиымдылығы оларды дайындап шығару технологиясына байланысты: 20 40Гб.

Өнімділігі интерфейс түріне байланысты, бұл параметр ақпаратты санаулы секундтың ішінде алмасуын қамтамасыз етеді. EIDE типті интерфес үшін 1 секундта 13-16Мб, SCSI типі үшін 80-ге дейін Мб, IEEE үшін 50-ден жоғары Мб. Тағы бір қажетті параметрі қажетті ақпаратты жылдам іздеп табу – дискінің айналу жылдамдығына байланысты: 1 минутына 5400 айналым жасайтын дискілер қажетті ақпаратты 9-10мкс-та табады, 7200 айналым жасайтын дискілер ақпаратты 7-8 мкс-та табады.

Дискілердің белгіленуі:

a:\ - иілгіш магнитті диск;

c:\ - қатты диск;

d:\ - логикалық қосымша диск (егер с дискісі екіге бөлінсе);

e:\ - лазерлі диск.

Қатты дискіге ақпаратты жазбас бұрын форматтау арқылы секторлар мен кластерлерге бөледі. Сиымдылығы 512 Мб дискінің 1секторында 512 байттық кластер болады, сиымдылығы 32Гб дискінің 128 секторында 64Кбайттық кластер болады. Форматтау уақытында дискілік кеңістік реттеліп, ақпаратты қабылдауға дайындалады.

Егер ақпарат дискінің 1 кластеріне симаса басқа кластерге жазылады, ал алдыңғы кластерде бос орын пайда болады, осындай бос орындар көбейіп кетсе, дискіден қажетті кеңістік дұрыс пайдаға аспай, жай компьютер жадысын толтырып тастайды да оның жылдамдығына кері әсерін тигізеді. Сондықтан оларды реттейтін файлдық жүйені қолдану керек: FAT-32 жүйесі. Бұл жүйеде кластер, секторларда сақталған ақпараттың кестелік хаттамасы құрылады, кластерде бос қалған орынның сиымдылығы анықталып, сол кеңістікке көлемі жағынан сиятын ақпаратты тауып алып кластерді толықтырып отырады. Сонда бос орындар қалмайды. Бұл амалдарды орындау дискіні фрагментациялау, дискіні тексеру арқылы реттеу программаларымен орындалады: SpeedDisk, Norton Disk Doctor программаларын айына 1 рет қосып отырған дұрыс.

Видеокарта.

Экранды басқаруға арналған құрылғының бірі видеоадаптер немесе видеокарта деп аталады. Түрлері: MDA(монохромды), CGA (4түсті), EGA (16 түсті), VGA (256 түсті), SVGA (16,7 млн түсті). Экранның рұқсаты мен монитордың өлшемі маңызды параметрлердің бірі болып табылады:

14 дюймдік монитор өлшеміне 640х480 экранның тиімді рұқсаты сәйкес келеді, сол сияқты 15 дюймге 800х600, 17 дюймге 1024х768, 19 дюймге 1280х1024.

Видеоадаптердің жадысының көлемі 16Мбайт болғаны тиімді, сонда ең азы 256 түсті, ең көбі 16,7млн түсті ажыратады.

Оперативті жады (ОЖ).

Кэш-жады. Жоғары оперативті жадыны кэш жады дейді. Кэш - жадыны контроллер басқарады, яғни программада қай операцияны алғашқы немесе жедел орындау керек екенін анықтап, сол деректерді кэш - жадыға сақтайды. Кэш-жады статикалық жадының (SRAM) микросхемалары арқылы таралады. SRAM көлемі жағынан кішкентай, бірақ қымбат тұратын деректерді тасымалдау жылдамдығы өте жоғары жадының түрі. Қазіргі компьютерлерде кэш - жады микропроцессорға орнатылған, көлемі 8-16 Кбайт, 256Кбайт, одан жоғары болуы мүмкін.

Арнайы жады. Жадының бұл түрлеріне тұрақты жады (ROM), программаланатын тұрақты жады (FLASH Memory), батарейкадан қуат алатын (CMOS RAM) жады, видеожады т.б. жадылар атады. ROM тек қана оқу жадысы
Өзін – өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Мәліметтер неше бөліктерге жіктеледі

2. Кэш жады деген не

3. Мәліметтер құрылымын атаңыз

1.Основы информатики и вычислительной техники/ А.Г. Гейн, В.Г. Житомирский, Е.В. Линецкий и др. — М.: Просвещение, 1991.

2.Аветисян Р.Д., Аветисян Д.В. Теоретические основы информатики. — М.: РГГУ, 1997.

3.Могилев А.В. и др. Практикум по информатике: Учеб.пособие для студентов высш. Учеб.заведений/ А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер; Под ред. Е.К.Хеннера. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 608 с.

4.Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 312 с., ил.

5.Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд./ Под ред.проф. Н.В.Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 768 с.: ил.

6.Савельев А.Я. Основы информатики: Учеб. Для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001 – 328 с., ил. (сер. Информатика в техническом университете)

7.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных: пер. с англ. – 2-е изд., испр.- СПб.: Невский Диалект, 2001. – 352 с.: ил.

8.Дж.Макконнелл. Анализ алгоритмов. Вводный курс. – М.: Техносфера, 2002. – 304 с.

9.БешенковС.А. Ракитина Е.А. Моделирование и формализация. Методическое пособие. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 336с.: ил.

10.Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ, м: Центр непрер.матем. образ-я, 2000

11.М.Д.Князева. Алгоритмика: от алгоритма к программе. КУДИЦ-ОБРАЗ- М.: 2006

12.Информатика в понятиях и терминах. — М.: Просвещение, 1991.

13.Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. — М.: Педагогика – Пресс, 1994.

14.Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. Вводный курс: В2–х ч. Ч.2: Пер. с нем. — М.: Мир, 1990.

15. Решетников В.Н., Сотников А.Н. Информатика — что это? — М.: Радио и связь, 1989.

1. 
   Программалау түрлері.Программалау ілдерінің дәрежелері. Трансляция. Трансляторлар.
   
2. 
   Программалау тілдерінің кезеңдері.
   
3. 
   Программалау жүйелері.
   
4. 
   Программаларды өңдеу сатылары.
   
5. 
   Алгоритмдік программалау.
   
6. 
   Құрылымдық программалау.
   

Программалық қамсыздандыруды орындайтын функцияларына сәйкес 3 топқа бөлуге болады:

1. жүйелі (базалық) ПҚ

1. 
   қолданбалы ПҚ
   
2. 
   құрылғылар ПҚ
   

Барлық программалау тілдерін төмен және жоғары дәрежелік программалау тілі деп бөлуге болады.

Жоғары дәрежелі программалау тілінде жазылған программа мәтіні компьютерге түсінікті емес, сондықтан оны машина тіліне аудару керек.

Программаны жоғары дәрежелі программалау тілінен машиналық код тіліне ауыстыру трансляция деп аталады. Бұл аударулар арнайы программалармен –трансляторлармен жүзеге асады.

Трансляторлар компиляторлар және и интерпретаторларға бөлінеді.

Программалау тілдерін бес кезеңге бөледі. Бірінші кезеңге 50- жылдардың басында компьютер алғаш пайда болғанда пайда болған тілдер жатады. Ол «бір инструкция-бір жол» принципі бойынша құрылған ассемблердің бірінші тілі болып табылады. Екінші кезеңнің өрлеуі 50-жылдардың соңы мен — 60-жылдардың басында болды. Онда айнымалы ұғымы пайда болған , символдық ассемблер құрылған. Ол программалау тілінің бірінші толық дәрежелі тілі болды.Программалау тілінің үшінші кезеңі 60- жылдарды қатиды. Бұл кезде кез келген облыстағы есептерді шешетін жоғары дәрежелі әмбебап тіл пайда болды. 70-жылдардың басынан бүгінге дейін программалау тілінің төртінші кезеңі.

Бұл тілдер үлкен көлемді проектілерді жүзеге асыруға арналған. Олар әдетте арнайыланған қолдану обылысына бағытталған, онда әмбебап тілдерді емес, пәндік облыстың нақты ұғымдарын операциялайтын мәселеге бағытталған тілдерді қолдану арқылы жақсы жетістіктерге жетуге болады. Бесінші кезең тілдерінің пайда болуы 90-жылдардың ортасында.Оларға программалауды білмей,өңдеудің визуалды құралдары көмегімен құрылған қолданбалы программаларды автоматты құру жүйесі жатады. Бұл тілдерге қолданылған басты идея әмбебап программалау тілдерінде нәтижелі мәтінді автоматты түрде түрлендіру мүмкіндігі(оны артынан компиляциялау қажет).

4. Программалау жүйесі

Программа құру құралы

Жалпы жағдайда программалаудың таңдалған тілінде программа құру үшін, келесі компоненттер болу керек:

1. Мәтіндік редактор. Программаның мәтіні ағылшын сөздерінен және стандартты символдардан тұратын кілттік сөздер арқылы жазылғандықтан, бұл мәтінді нәтижесінде негізгі мәтін алатындай кез келген редакторда түрлендіруге болады. Жақсысы программалаудың нақты тіліне бағытталған және мәтінді енгізу прцесінде кілттік сөздер мен идентификаторларды түрлі түстер мен және қаріптермен ерекшелейтін арнайыланған редакторды қолдану.

2. Программы-компилятор арқылы негізгі мәтін машина кодына ауысады. Әдетте компилятор аралық

3. Үлкен пограмманың негізгі мәтіні бірнеше модульдерден тұрады( негізгі мәтін файлдарынан), сондықтан барлық мәтіндерді бір файлда сақтау ыңғайсыз. Әр модуль жекеленген файлға обьектілі код арұылы компиляцияланады. Оларды кейінірек бір бүтінге біріктіру қажет .

Сонымен қатар, оларға әртүрлі стандартты функцияларды жүзеге асыратын ішкі программаның машиналық кодын қосу керек (мысалы, математикалық функцияларды есептейтін sin немесе ln функциялары). Ондай функциялар компиляторлармен бірге жүретін библеотекаларда саталады(стандартты кеңейтілімі.LIB болатын файлдарда ).

Обьектілі код обьектілі модульдер мен стандартты функциялардың машиналық кодын библеотекадан тауып, байланыстыратын арнайы программамен өңделеді— байланыстар редакторімен немесе жинақтаушымен, және шығысында жұмыс істеуге жарамды қосымша — орындаушы код құрады.

4. Орындаушы код— бұл осы программа арналып құрылған операциялық жүйесі орнатылған кез келген копьютерде орындауға жіберуге болатын аяқталған программа. Ереже бойынша соңғы программаның кеңейтілімі .ЕХЕ.

Программалаудың интеграцияланған жүйелері

Сонымен, программаны құру үшін:

• 
  мәтіндік редактор;
  
• 
  компилятор;
  
• 
  байланыстар редакторы;
  
• 
  функциялар библиотекасы
  

1. Есептің математикалық қойылымы:

а) не берілген–негізгі берілгендерді есептеу;

б) не алу қажет– нәтижені есептеу;

в) негізгі берілгендердің мүмкіндігінің шарты.

2. Математикалық модельді құру – нәтиже алу үшін қажеттілердің барлығы ережелер мен заңдар.

3. Шешу әдісі– қолда бар математикалық моделдерді оптималды қолдану.

4. Есептің алгоритмизациясы– математикалық сипаттау негізінде шешу алгоритмін құру.

5. Программалау– компьютерде алгоритмді орындау мүмкіндігін қамтамасыз ететін программа құру.

6. Программаны және негізгі берілгендерді ЭЕМ– ға енгізу.

7. Программаны тестілеу және жөндеу. Бұл этапта алгоритмді ЭЕМ– нің көмегімен орындау орындалады, іздеу және қатенің болмауы.

8. Жөнделген программаны орындау және нәтижені талқылау.

Алгоритмдік программалаудың негізгі идеясы— программаны әр қайсысы бір немесе бірнеше әрекетті орындайтын модульдердің жүйелілігі бойынша бөлу. Модульге қойылатын басты талап— оның орындалуы әрқашан бірінші командадан басталып, соңғы командадан аяқталатындай болуы керек. Таңдалған программалау тіліндегі алгоритм берілгендерді сипаттау, мәндерді есептеу және программаның орыдалуының кезектілігін басқару командасы көмегімен жазылады.

Ішкі программалар

Өлшемі бойынша орташа қосымшаларды құрғанда (бірнеше мың негізгі код жолдары) негізгі мәтіннен шешу алгоритмі көрінетін, программа құрылымы шешетін есептің құрылымына әсер ететін құрылымдық программалау қолданылады.Ол үшін программаны тек үш қарапайым оператордың көмегімен ғана емес, алгоритмнің нақта құрылымын бейнелейтін құралдар көмегімен құру керек. Осы мақсатта программалауда ішкі программа ұғымы енгізілген. Ішкі программа— қажеттіәрекеттерді орындайтын және негізгі кодтың басқа бөліктеріне тәуелсіз операторлар терілімі. Программа әрқайсысы негізгі тапсырма қарастырған әрекеттердің біреуін орындайтын көптеген ішкі программаларға бөлінеді(50 —ге дейінгі оператордан тұратын — ішкі программаның мақсатын жылдам түсінуге арналған критический порог). Осы ішкі программаларды комбинациялау арқылы қарапайым операторлардан емес, аяқталған блок кодтарынан тұратын, анықталғн мәнді жүктемеден тұратын қорытынды алгоритмді құруға болады, сонымен қатар ондай блоктарға атымен байланысуға болады. Сонымен, ішкі программалар— бұл программистер анықтаған тілдің жаңа операторлары немесе операциялары . Ішкі программаларды қолдану мүмкіндігі программалау тілін процедуралық тілдерге жатқызады.

Құрастырылымды емес объектінің негізгі күрделілік бағасы оның шексіз көп элементтерінің болуымен байланысты. Элементтердің мұндай жиыны дискреті әлі үзіліссіз ұйымдастырылуы мүмкін.

Құрастырылымды емес объектілер негізінен сапалық жағынан бағаланады.

Егер объект күйі белгілі заңдылықтарға бағынып, бастапқы шарттармен бірмәнді анықталса, сейкес детерминациялық модельдер белгілі физикалық, математикалық, экономикалық заңдар негізінде оның болжамдылығы тұрғысынан сандық бағалануы мүмкін.

Символдарды ауыстыру үшін бірнеше алфавит қолданылады және алфавит ауысуы кезекпен және цикл бойынша болады. Яғни 1 символ бірінші алфавит символымен, 2 символ екінші алфавит символымен және т.с.с. алфавит түрі бітпегенше және қайтадан басталып ауыстырылады. Вижинер кестесі көмегімен шифрлеуді шешейік. n қолданылатын алфавит символдарының саны болатын n-элементі бар квадрат матрица.

Матрицаның 1-ші жолында берілген жолында болады. Әрбір келесі жол алдыңғы жолдың бір орынға солңға жылжу циклынан болады. Шифровалдау үшін кілт қажет. Кілт ретінде қайталанбайтын символдары бар сөз болады.

Ауыстыру кестесі келесі жолмен алынады. «Шифрлеген текст символы» жолы Вижинер матрицасының 1-ші жолынан құрылады. Қатардағы символдарды ауыстыратын жолдар 1-ші символы кілттік сөз символымен сәйкес келетін Вижинер матрицасының жолынан құралыды. Шифрлеу және дешифрлеу кезінде толықтай Вижинер матрицасын жадыда сақтаудың керегі жоқ. Жылжу циклының қасиеттерін қолдана отырып, матрицаның кез-келген жолын бірінші жолы мен номері бойынша анықтауға болады. Шифрлеу кезінде 1-ші жолдың символдары қалған жолдардың символдарымен ауыстырылады. Мысалға, , мұндағы - жолды шифрлеу үшін қолданылатын номер. Солға жылжу циклының қасиеттері қолданылып, жолының элементтерін 1-ші жол элементтері арқылы көрсетуге болады.

Дешифрлеу кезінде кері ауысым болады. , сондықтан келесі есепті шешу керек. келесі дешифрленетін мәтін болсын және дешифрлеу үшін Вижинер матрицасының жолы қолданылсын. жолында элементінің номерін табу керек. Сонда

Осылайша Вижинер матрицасының жолы бойынша дешифрлеу кезінде мәндері -ге сәйкес келетін шифрленген мәтін ішіндегі символдарда кері құрылым жүреді.

Әдіс тұрақтылығы алфавитті шифрлеу кезіндегі қолданылған х саны құрылым әдісінің тұрақтылығына тең болады, яғни кілттік сөздің ұзындығына. , -кілттік сөздің ұзындығы.

Шифрлеу тұрақтылығын көбейту мақсатымен Вижинер кестесін келесідей шыңдау көзделіп отыр.

• 
  Кестенің бірінші жолында әріптер еркін орналасқан жағдайдан басқа жағдайлардың бәрінде;
  
• 
  Кілт ретінде шифрлеу үшін Вижинер матрицасының қолданылған жолдарының номерін беретін сандардың кездейсоқ тізбектілігі алынады.
  

Монофониялық құрылым өте қарапайым болуы мүмкін. Бірақ та қатал монофониялық құрылымды практикада іске асыру әлде-қайда қиын. Ал монофоникалықтан кез-келген бастартушылықтар шифр тұрақтылығын төмендетеді.