«Информатиканың теориялық негіздері» Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
жүктеу/скачать 0.64 Mb.
|
| Қарастырылатын сұрақтар:
Информатиканың пайда болуы және дамуы. Есептеу техникасының даму тарихы. Информатиканың ғылым ретінде пайда болуы. Информатика құрылымы. Ғылыми зерттеулердің бағыттары (теориялық информатика, ақпараттандыру құралдары, ақпараттық технологиялар, әлеуметтік информатика). Информатика халық шаруашылық саласы ретінде, фундаментальды ғылым және қолданбалы пән. Информатиканың мақсаты мен міндеттері. Теориялық информатиканың зерттеу бағыттары. Кез келген ғылым ондағы теориялық және практикалық сипатта қарастырылып шешілетін мәселелер тобын анықтаудан басталады. Одан әрі ғылыми білім даму логикасы қатаң түсінікте аппарат - осы ғылымда қабылданған және мамандар түсіндіруінің бір мағынада баяндауын қамтамасыз ететін тілді талап етеді. Ғылыми тілде жаңа терминдерді аксиомалақ және операциялық жолдармен анықтауға болады. Бірінші жағдайда, соның ішінде математикада постулат түрінде қабылданған жағдайда бастапқы анықтамалардың кейбір жиынтығы қосылады да, сосын олар арқылы басқа қалған түсініктері айтылады. Мысалы, жылдамдықты материалды нүкте уақыт бірлігі үшін жасалған ауыспалылық ретінде анықтаса, онда ауыспалылық пен уақытты өлшеу тәсілдері бар екені, ал оларың қатынасы жаңа шаманы анықтайтыны өз-өзінен түсінікті болады. Ереже бойынша, жаратылыс ғылыми пән де ғылыми тілге операциялық жолмен анықталуы мүмкін шамаларды ғана енгізу орынды болып саналады. Ұғымдар мен оларды сипаттайтын шамалар анықталған соң олардың арасындағы байланыс сипатын анықтау қажет - кез келген ғылымның негізгі міндеті осыдан тұрады. Бұл байланыстарда заңдар, заңдылықтар немесе беталыстар сипаты болуы мүмкін. Практика тапсырмаларын шешу үшін бұл заңдарды пайдалану ғылыми зерттеудің тағы бір кезеңі-табиғи немесе абстрактілі жүйелермен және олардың үлгісі құрылымын анықтаумен сөзсіз байланысты. Барлық іс жүзінде қолданылатын "техникалық" аспектілер мен шешімдер осылай құрылған теориялық негізге сүйенеді, ал егер қажет болса оның салдары болып табылады. Ғылыми пәнде, оқып үйренуде информатиканың ерекшелігі оны құрайтын іс жүзіндегі қолданысын көп адамдар талап ететін болып шығатындығында, олардың ішінде ғылым саласы мүлде алыс адамдарға да қажеттілігін де. Мұндай ситуацияны ешқандай жағдайда дұрыс емес немесе қажетсіз санауға болмайды - керісінше. Информатика мен технология жетістіктері компьютер қондырғысын жасауға, сондай- ақ қара жәшік ережесінде жұмыс істеуге, яғни оның көмегімен шешім механизмін жүзеге асыруды ұғынбай- ақ, қоданбалы міндеттерді шешуге жол беретін қолайлы бағдарлама қамтамасыздығының мүмкіндігіне әкелді. Дәл осы жағдайдың арқасында компьютер қазіргі заман қоғамында соншалықты кең қолданысқа ие болады: тіпті "компьютерді игерудің пайдаланымдық деңгейі" деген термин де пайда болады. Инфоматика– оны оқыту құралы әлемнің бастапқы категорияларының бірі– ақпарат болып табылғандығы үшін болса да дүниетанымдық ғылым. Оқушылар инфоматика заңының негізділігі мен жан-жақтылығын түсінуі тиіс. Қазіргі көрсетілген бойынша ақпарат материямен және энергиямен қатар әлемнің бастапқы категорияларының бірі болып табылады. Бұл категориялар бір-бірімен өзара байланысты. Мұндай байланыстарды табиғи құбылыс ретінде қарастыруға болады. Материя, энергия және ақпарат арасындағы байланыс көрінетін табиғи құбылысқа мыналар мысал бола алады: қатты дене кристалды күйден сұйық күйге фазалық өтуі-мұнда материалдық өзгеру және энергетикалық шығынмен қатар атом орналасқаны жөнінде ақпарат жоғалуы да болада. ДНК малекулаларының ішіне алынған ақпараттар арқылы тірі табиғатқа тұқым қуалау белгілері берілуі, бұл бір жағынан храмосомалардың әртүрлі жиынтығы арқасында жануардың немесе өсімдіктің осы түрінің даминанттық белгілерін беруді, ал екініш жағынан тіршілік иесінің сыртқы жағдайдың өзгеруіне бейімделуін қамтамасыздандырады. Шартты және шартысыз рефлекстер – бұл сыртқы ортаның арқасында жануар миында пайда болып, сақталатын ақпарат. Материя– энергия- ақпараттың адам қоғамындағы байланыстарына мыналар масал бола алады. кез келген өндіріске материалдық объкетілерді түрлендіру үшін қажетті энергетикалық ресуртарды, сондай-ақ технология, әртүрлі құжаттама және тағы басқаларды баяндау түрінде ақпараттық қамсызданыдыруды құрайтын бастапқы материал кіреді; қоғамның жаңа мүшелерінің, білім – материалдық және энергетикалық қамсыздандыруды талап ететін ақпаратық процесс дайындалуы; кез келген саладағы басқарма мысалы, велосипед тең құлау немесе электрэнергиясының өшіп қалу сияқты нақты материалдық және энергетикалық көрсетулері болуы мүмкін бар ақпараттар негізінде шешімдерді өңдіруден тұрады. Осы аталған үш категориялардың қайсысы адам үшін маңыздырақ? Нақты ситуацияларда бұлардың әрқайсысының тиімділігіне көптеген мысал келтіруге әрқашанда болатындықтан сұрақты бұлай қою мәнсіз сияқты. Сонымен бірге адамзаттың жалпы көлемінің ұлғаюын болдырады, оның үстіне бұл көлем уақыт ағымымен жер шары халқы мен оның материалды қажеттіліктерінен гөрі анағұрлым жылдамырақ өседі. Осылайша, ақпарат маңыздылығын басқа категорияларға қарағанда өседі деп тұжырымдауға болады. Дәл осы себептен де адамзаттың әрі қарай дамуы құрылыммен және жаңа ақпаратқа- ақпараттық қоғам өтуімен байланыстырады. Ақпаратты өңдеудің информатика және ақпаратты компьютерлік технологисының ролі неліктен соңғы бірнеше онжылдықта ғана байқала бастады? Ақпараттық процестермен және ақпаратты қайта өңдеумен адамзаттың ісі әрқашан болғанмен информатика неліктен жарты ғасырдан бері ғана өзбетінше ғылыми пән болды? Бұл сұрақтарға жауап беру үшін тарихты ақпарттық процестерді дамыту деңгейінің көзқарасымен бағалай отырып, оған қысқа экскурс жасау қажет. Жануралар әлемінен адамдардың алғаш өз бетімен бөлініп шығуы мен алғашқы қоғам қалыптасуының біріккен мақсаты шешу барысындағы олардың қатынасымен, аңшылық, күрестің зілзала апаттармен байланыстылығын айта кеткен жөн. Қатынас жолға қатысты ситуация өткен мың жылдықтан бері еш өзгерген жоқ- қазірдің өзінде де бірден артық адам қатысатын кез келген тапсырма шешуі, әрекеті барлық қатысушыларға түсінікті түрде ұсынылған ақпарат алмасуды талап етеді. Тарихи дәуірлердің ақпараттық қамтамасыздандырылуын сипаттау үшін бірнеше параметрлерді ажыратамыз: кеңістікте ақпарта берілуін ұйымдастыру, яғни бір- бірінен алыстап кеткен адамдардың, оған қол жеткізуін қамтамасыздандыру мақсатымен ақпарат тарату; уақытында ақпарат беруді ұйымдастыру, яғни ақпарат жиналуы мен сақталуы келешек тұтынушылардың қызығушылығында; ақпарт өңдеудің ұйымдастырылуы, яғни бар ақпартты оны басқару, оқыту, жаңа ақпарат жасау т.б. сияқты практика тапсырмаларын шешу үшін пайдалану мақсатымен түрлендіру. Адамзат тарихы барысында аталған процестердің даму деңгейін сипаттайтын көрсеткіштердің жақсаруы бірқалыпты болған, бұл бірнеше ақпараттық кедергілердің тууына, кейін оларды жеңуге әкеп соқты. Ақпараттық кедергілер қоғамның ақпаратқа сұранысы мен олардың қамтамасыздандырылуының техникалық мүмкіндіктрері арасындағы қарама-қарасылық нәтижесінде туындалған. Бұл тосқауылдар қоғамның алға жылжу жолында қиындық болып шықты да, сондықтан да материалдық немесе энергетикалық кедергілер жағдайында адамзат әрқашан оларды жеңудің тәсілін тапқан. Мұндай үш ақпаратты кедергіні көрсетуге болады. 1-ші ақапарттық кедергі біздің заманымызға дейінгі шамамен V мың жылдықта жеңілген болатын. Ол уақытқа дейін ақпараттың жалғыз қоймасы адамның миы болған. Ақпарат берілуі адамның өзінің механикалық ауысымдылығымен байланысты болған, сондықтан берілу жылдамдығы өте төмен, ал берілу сенімсіз болған. Ақпарат өңдеуді сондай- ақ адам жасаған. Қарама – қарсылық адамзатқа уақытында келесі буынға берілуі үшін алдыңғы буыннан жиналған білім мен тәжірибені жазбаның пайда болуы арқасында жеңген. Ақпарат таратушылар тастар, саз балшық тақтайшалар, папирус, жарғақ, қабық, материя болған кейіннен қағаз пайда болды. 2-ші ақпарттық кедергі өңдіріс дамуымен- цех, мануфактуралар пайда болуына байланысты осы өңдірісті басқаруға қабілетті білімді адамдар қажеттілігі туғандықтан XV ғасырға қарай қалыптасты. Қарама-қайшылық ақпарат көздерінің көбі қол жазбалар болғандықтанда еді, қолжазба кітаптар көп мөлшерде адамдарды оқытуды қамтамасыздандыра алмады. Кітап басу өнерін XV ғасырда Еуропада И. Гутенберг және XVI ғасырда И. Федоров тапқандығы осы қайшылықты жеңуге мүмкіндік берді. Ол кезде ақпарат беру оны қағаз таратуының механикалық ауысымдылық жылдамдығымен анықталған. Өңдеуді адам жасаған. Ақпараттың негізгі таратушысы қағаз болғандықтан жинақталу техонглогиялары мен ақпарат таралуы дәл осымен анықталған, В.М. Глушковтың анықтамасы бойынша бұл жағдайды қағаз ақпарат деп атауға болады. XX ғасырдың басына қарай 1-ші кезекте ақапарат таралуының жылдамдығына қатысты ситуация өзгереді: алдымен XIX ғасырда телеграф, сосын телефон, 1905 жылы радио, 1920-30 жылдары теледидар пайда болды. Осы өнертабулар нәтижесінде ақпарат жер шарының кез келген нүктесіне сол сәтте- қ жете алатын болды. Сақтауға арнаған- фото сурет, сосын кино, одан кейін магнитті жазба сияқты ақпарат жазудың басқа принциптерін қамтамасыздандыратын қондырғылар пайда болды. Еш өзгеріссіз қалғаны ақпаратты қайта өңдеуге байланысты ситуация ғана - бұл қызметті бұрынғысынша тек адам атқарады. 3-ші ақпараттық кедергіге адамзат билігінде болған ақпараттың жалпы көлемі өскендігі сонша адамзат миының жиынтық істеп шығару қабілеті оны қайта өңдеуге жеткіліксіз болып шыққан кез- XX ғасырдың екінші жартысында таяды. Адамзаттың алға озуы ақпаратты өңдеуді автоматтандыру мәселесін шеше алуына байланысты болды. Шешу нұсқалары 1945-46 жалдарда американдық инженерлер П. Экрет пен Дж Мочли "Эниак" деп аталатын алғашқы сандық есептеуіш машинаны құрастырып, математик Дж фон Нейман автоматты есептеуіш қондырғы жұмысының принциптерін жүйелеп баяндаған кезде пайда болады, ал 1948 жылы К.Шеннон кодтаудың математикалық принциптер мен ақпарат беру мазмұндалған "Байланыстың математикалық теориясы" деп аталатын танымал жұмысын жариялады, сондай- ақ ақпарат санын объективті өлшеу тәсілін ұсынады- дәл осы идеялар жаңа ғылыми - информатиканың негізін жеңу ақпараттың автоматтандырылған өңдеуін қамтамасызданыратын құрылғы жасалуының қажеттілігін тудырды. Жаңа ғылыми атауын білдіретін "информатика" термині бірден пайда болып, сіңісіп кеткен жоқ. Біздің елде ХХ ғасырдың 60 жылдарында ақпарат өңдеудің автоматандырырылған жүйесін жасау, жұмыс істеп, қодануға байланысты сұрақтар "кибернетика" терминімен бірікті, әйткенмен Н. Винердің анықтамасы бойынша кибернетика - бұл тірі және өлі табиғаттағы басқару заңы туралы ғылым, яғни оның мүддесі тек адамзат пайдаланатын ақпараттық процестер мен жүйелерді ғана қамтитын болғандықтан бұл онша дұрыс болмады. Ағылшын тілді елдерде ақпарат зерттеуіне байланысты анағұрлым жалпы ғылыми пәнді "Compute Science" -"есептеуіш ғылым" деп атаса, францияда "Informatigue" - "информатика" термині пайда болады- сол атау 1970 жылдардың ортасынан бастап үлгіге алынады, алдымен ғылыми - техникалық қолданысқа нықтап енді де, сосын жалпыға белгілі және ортақ қабылдауда болды. Алайда информатика пәнін пәндік салада орныққан деп санауға болмайды. Информатика жөніндегі халықаралық конгресс 1978 жылы мына анықтаманы ұсынды: "Информатика ұғымы ақапарат өңдеу жүйесінің туындауы, жасалуы, пайдаланылуы мен материалды техникалық қызмет көрсетуіне байланысты саланы, оның ішінде машиналар, қоңдырғылар, математикалық қамсыздандырулар, ұйымдастыру аспектілерін, сондай-ақ өнеркәсіптік, коммерциялық, әкімшілік және әлеуметтік әсерлер жиынтығын қамтиды". Біздің қарастыруымыз үшін академиктер А. П. Ершов пен Б. Н. Наумовтың анықтамасын әбден жарамды деп санауға болады. Информатика - ақпараттың ортақ қасиеттерін, оның өңделу процесстерін, әдістері мен құалдарын оқытатын негізгі жаратылыс ғылымы. Инфоматиканың негізгі ғылымға жатқызылуы онда жалпы ғылыми мәнділік бар екенін, яғни оның ғылымның өз шеңберінде ғана емес, басқа да ғылыми және қолданбалы пәндерде ұғымы, заңдары мен әдістері қолданылатындығын біліреді. Информатика екі бағытқа бөлінеді: терориялық және қолданбалы. Теорялық информатиканың зерттеу нәтижесі ақпарат пен ақпарат процестеріне қатысты ортақ заңдарды анықтап, қалыптастыру, ақпараттық роцестермен және дисккретті ақпараттарды өңдеумен байланысты техникалық жүйелердің жұмыс істеуін анықтау, сондай-ақ, ақпараттық үлгілерідің құрылуымен пайдаланылуының методологиясын құрастыру болып табылады. Қолданбалы информатика ақпарттық жүйенің тікелей жасалуын және оларға арналған бағдарламалық қамтамасыздандыруды, сондай-ақ олардың практикалық тасырмаларды шешу үшін қолданылуын қамтамасызданыдырады. Теориялық информатика - математика әдістерін пайдаланатын пән. Кез келген ақпарат дискретті түрде көрсетіле алатын болғандықтан ақпараттық процессті баяндап беру үшін дискретті математика аппараты пайдаланылуы мүмкін. Алайда теориялық информатикада бұл аппарат ақпараттық объкетіге қоданылатындықтан нақты әрі өзгеше мазмұнға толы болды. Теориялық информатикаға мына пәндер кіреді: ақпарат теориясы, алгоритм теориясы, кодтау теориясы, жүйелер мен үлгілер теориясы, негізгі автоматтар теориясы, есептеу математикасы, математикалық бағдарламалау және басқа да толып жытыр. жүктеу/скачать 0.64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|