Алгоритм қасиеттері. Компьютерде орындалуға тиіс алгоритмдерге мынадай талаптар қойылады: алгоритм анық, әрі дәл өрнектелуі тиіс – детерминділік қасиеті; оның модульдік қасиеті, яғни алгоритмді шағын бөліктерге бөлу мүмкіндігі болуы қажет; алгоритм шектелген уақыттан соң нәтиже беруі тиіс, яғни алгоритм қадамдарының саны шексіз болмауы керек – нәтижелік қасиеті; бір типтегі (біртектес) есептерге жалпы бір ғана алгоритм қолданылуы тиіс – жалпылық қасиеті.
Ақпаратты философиялық категория ретінде қарастыру.
Ақпаратты шындығында да ғылыми ұғым ретінде қарастыруға болады. Өйткені бұған дейін ақпараттың құрлымы мен қасиеттері барлық ғылым салаларында зерттелінді. Мысалы, физика – ақпарат таситын сигналдардың қасиеттерін зерттейді. Табиғаттағы көптеген құбылыстардың сигнал шығаратыны белгілі. Ал тіркелінген сигналдар белгілі бір мәліметтерді құрайды. Мәліметтер түрленіп, тасмалданып, әдістердің көмегімен қолданыс табады. Мәліметтер мен әдістердің өзара әсерлесуінен ақпарат түзіледі. Өлі табиғаттағы процестер үздіксіз энергия алмасу түрінде өтеді. Энергия алмасумен қатар тірі табиғатта бағытталған зат алмасу процесі жүреді. Зат алмасу мен энергия алмасу процестерінің арасындағы өзара байланыс ақпарат алмасу түрінде өтеді немесе оны ақпараттық процес деп атайды.
Алгоритмдер теориясының негізгі ұғымдары.
«Алгоритм» ұғымы информатика ақпарат сияқты ілгері ұғымдар қатарына жатады. Алгоритм атауы атақты араб математигі Әбу-Жафар Мұхаммед ибн Мұса әл-Хорезми (763-850) есімінің латынша Algorithmi болып жазылуынан шыққан. Ол санаудың ондық жүйесінде көп орынды сандар мен арифметикалық амалдарды орындалу ережесін ұсынған. Бұл ережелер қосындыны мен көбейтіндіні табуға арналған амалдарды орындауға қажетті тізбектен құрылған. Сол ереже осы күнге дейін қолданылып келеді.
Әл - Хорезми көп орынды сандардың бәріне ортақ және барлық сандарға жарамды ереже ұсынған. Әл-Хореизмидің ұсынған тәсілін жақтаушыларды алгоритмдіктер деп, ал «алгоритм» ұғымын бірқатар қасиеттері бар ережелер жүйесі деп атайды.
Қазіргі кезде алгоритм ұғымы тек математикалық есеп шешу әдісімен ғана шектелмейді. Оның мағынасы әлде қайда кең. Әрбір компьютер алдын ала берілген алгоритммен, яғни жоспарлы жұмыс істейді. Алгоритмді реттеген амалдар жиыны, кезекпен орындалатын операциялар тізімі деп ұғынған жөн. Оның көптеген анықтамасы бар. Соның бірі алгоритм – берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегі түріне келтіру. Кез келген есепті қарапайым амалдарды тізбектей орындау арқылы шығаруға болады. Алгоритмді компьютерде орындау үшін оның программа түрінде жасап шығару керек. Программа компьютерге түсінікті командалардан тұрады.
Алгоритм қасиеттері:
1. Алгоритмнің айқын, дәл өрнектеу қасиеті. Алгоритмде келтірілген барлық іс-әрекеттің мағынасы айқын, нақты анықталған болу керек. Есеп шығаруға керектің бәрі біржақты анықталуды және орындаушыға түсінікті әрі нақты болуы тиіс. Атқарушы алгоритм командаларын орындау кезінде ешқандай ойланбауы тиіс.
2. Алгоритмнің үзіктілік қасиеті. Алгоритмнің үзік модульдерге бөлінуі, яғни үлкен алгоритмді бірнеше кішкене алгоритмдерге жіктеу мүмкін болуы керек. Бұл қасиет бойынша алгоритм аралық нәтиже беретіндей бірнеше ықшам бөліктерге, ал олар одан да кіші қадамдарға бөлінеді, яғни мәселелерді шешу процесінің тізбегі жеке - жеке әрекеттерге жіктеледі.
3. Алгоритмнің нәтижелік қасиеті. Кез келген алгоритмнің нәтижесі болуы керек. Әрекеттердің шектеулі санынан кейін белгілі бір уақытта қорытынды нәтиже алуымыз қажет. Әрбір алгоритм белгілі бір бастапқы мәліметтерді пайдаланады және олар нәтиже алуға жеткізеді.
4.Алгоритмнің жалпылық немесе ортақтық қасиеті. Алгоритм құрғанда белгілі бір жеке проблемаға ғана арналмай, осы тәріздес мәселелер шешуін толық қамтуға мүмкіндік беретіндей етіп құрылуы қажет. Бұл қасиетті алгоритмнің жалпылық немесе жалпыға бірдейлік қасиеті дейді.
5.Алгоритмнің формалды орындалуы. Алгоритмді орындағанда орындаушы оның әр командасының мағынасын түсінуі де, түсінбеуіде мүмкін. Бірақ алгоритмнің әр командасы орындаушының нақты бір әрекетті орындауын талап етеді.
Алгоритмдеу дегеніміз - ол объект процестерін зерттеу жұмыстары қарастырылған есеп шешуінің алгоритмін құрастыру.
Ақпаратты түрлендіру.
Ақпаратты белгілі бір алфавит арқылы ұсынуды кодтау деп атайды.
Бір ғана ақпаратты әр түрлі әдістермен (жолдармен) ұсынуға болады. Бір белгі тобынан екінші белгі тобына көшіру ережесін код деп атайды.
Мысалы, мектепте оқитын балалар санын: тоғыз жүз алпыс жеті, 967, 1707, 3С7, 1111000111 сияқты жазуға болады, яғни қазақ тілі алфавитті де ондық, сегіздік, он алтылық және екілік санау кодында жазылады. Мұнда оқушылардың саны туралы ақпараттың өзі өзгермейді, тек оның жазылу түрі ғана әр түрлі.
Ақпаратты сақтау, қабылдау, ұсыну және өңдеу әдістері іс жүзінде ақпараттың ұсынылу (кодтау) түріне байланысты болады.
Ақпараттың кодталуы (кейде оны шифрлау деп те атайды) оның кері кодталу (декодталу-декодирование) процесімен тікелей байланысты.
Кодтауға қолданылған алфавиттің әріптері неғұрлым аз болса, кері кодтау құрылысы соғұрлым қарапайым болады. Техникада ақпаратты кодтау үшін, Морзе әліппесін — екілік алфавиттің телеграфтық кодының таңбаларын теруді қолданудың маңызы зор.
Мысалы, XIX ғасырда ойлап табылған ескілік телеграфтың көмегімен ақпарат жібергенде, жолдаушы түйіспені (контакт) ажыратып және қосып отырып. Жалғасу жерін қосқанда (ұштастырғанда(, қабылдаушының қағазында ұзындығы түйісү уақытының ұзақтығына байланысты сызық сызылатын, сонда сәйкес нүктелер мен сызықшалар шығатын. Мұндай хабарларды жіберу үшін, Морзе әліппесі пайдаланылған.000000000000
Екілік алфавит 0 және 1 таңбаларымен ұсынылады, оларды жай екілік таңбалар деп те атайды. Ағылшын тіліндегі екілік таңбаны Binary digit сөзінен қысқартып, бит ден атайды. Бұдан кейін біз екілік белгінің бірін (0 немесе 1) бит деп атаймыз. Барлық біз қабылдап жатқан ақпаратымыз осы кодтармен енгізіледі.
0 және 1 белгілері төрт символды ғана таңбалауға мүмкіндік береді., олар: 00, 01, 10, 11, бұл өте аз. Тек орыс тілдінің сөздерін кодау үшін кемінде 33 символ қажет. Кез-келген мәтіндік ақпаратты кодтау үшін, кемінде 200-ден астам символ қажет. Сондықтан символдарды кодтау үшін, 8 биттен тұратын тіркестерді қолдану қабылданған. 8 биттен тұратын кодты байт деп атайды. Символдардың кодталу комбинацияларының жиынтғын кодталу кестесі деп атайды.
Қолданбалы есептерді шешу алгоритмдерін құру қағидалары.
у=2х + 2 және у=х2 функциялары берілген. Осы функцияны салып, қиылысу нүктесін анықтандар.Тапсырманы орындау алгоритмі:
*Кестені жасауда х мәнін мысалы, [-4; 4] дейін 1 қадаммен алайық.
*Берілген х мәнін у=2х + 2 функциясына салып, у мәнін есептеу үшін функцияға сәйкес =2*А1+2 формуласын В3 ұяшығына енгізіп, В13 ұяшығына дейін көшіріп қоямыз.
*Берілген х мәнін у=х2 функциясына салып, у мәнін есептеу үшін функцияға сәйкес =2*А1+6 формуласын С3 ұяшығына енгізіп, С13 ұяшығына дейін көшіріп қоямыз.
*у=2х + 2 функциясының графигін салу үшін А1:А13 және В1:В13 ұяшықтарды көшіріп Кірістіру(Вставка) – Нүктелік(Точечная)-Тегіс нүктелі иір сызық(Точечная с гладкими кривыми и маркерами) командаларын орындап, көк түсті сызықтық түзуді аламыз.
*у=х2 функциясының графигін осы диаграммаға кірістіру үшін С3:С13 арасындағы ұяшықтарды көшіріп, диаграмманы ерекшелеп алып, Кірістіру(Вставить) командасын басамыз. Диаграммада қызыл түсті сызықтық түзу пайда болады. Функцияның графиктерінің қиылысу нүктесін шыққан суреттен қарап анықтауға болады.
Ақпараттар көзі, ақпарат қабылдаушы және жеткізу каналы.
Бізді дүние жүзіндегі күнделікті жаңалықтармен таныстыратын газеттерді, радио мен теледидарды «бұқаралық ақпарат құралдары» деп атайды. Біз теледидардан жаңалқтарды көреміз, радиодан естиміз, бір-бірімізден қызықтырған нәрселерді сұраймыз, яғни ақпарат аламыз. Бұл мысалдардан біз «ақпарат» деген сөз белгілі бір хабардың, жаңалықтың, өткен оқиғаның мазмұнын білдіретінін көреміз.
Ал археологиялық қазба жұмыстары арқылы табылған бұйымдар бізге сол кездегі тұрмыс-тіршілік туралы, адамдар жөнінде, қандай жағдайда өмір сүргендері туралы аса бағалы ақпарат береді.
Тас бөктерлерінде, жер қатпарларында ертеден сақталып қалған хайуанаттар сүйектерін, өсімдіктер жапырақтарын зерттеу нәтижесінде де біз жер бетінде көне заманда өмір сүрген жануарлар, өсімдіктер туралы көп мәлімет аламыз.
Шексіз алыс әлемді, физиканың жұлдыздар жүйесін зерттеу барысында физиктер, астрономдар олардан жерге жетіп жатқан электромагниттік сигналдар арқылы олардың құрылыс, шығу тегі жөнінде көп мағлұматтар алады.
ХІХ-ХХ ғасырларда телеграфтың, радиның пайда болуы ақпаратты кез-келген қашықтыққа жарық сәулесінің тарау жылдамдығымен жеткізуге, ал теледидардың шығуы үйде отырып-ақ, дүние жүзінде не болып жатқанын көріп-білуге мүмкіндік тудырды.
Ақпарат тек қарым-қатынас нәтижесінде алынып қоймайды. Оны адам миы қабылдаған мәліметтерді, хабарларды өңдеу процесінде де тууы мүмкін. Мысалы «біздің футбол командамыз қатарынан үш рет жеңілді» деген хабардан кейін біздің команда жақсы командалар қатарында емес екен деген ой туады.
Сонымен ақпарат тірі табиғатта да, өлі табиғатта да болады, ол тек сөзбен жеткізілмейді, яғни ақпарат алудың сан алуан түрі бар. Ақпарат қарым-қатынас жаса, өз бетімен ойлану, зерттеу және т.б. әрекеттер нәтижесінде пайда болады.
Ақпаратқа үзілді-кесілді анықтама бере алмаймыз. Оны қоршаған орта туралы және онда жүріп жатқан процестер туралы хабарлар мен мағлұматтар деп түсінуге болады.
Неігізінде ол ғылымдар шегінде анықталмайтын ұғым болып табылады. Бұл ұғым тек материалдық ақпарат тасуыш, ақпарат көзі ақпарат жеткізуші, оны қабылдаушы, көзі мен қабылдаушы арасындағы байланыс арнасы арқылы түсіндіріледі.
Кім ақпарат хабарласа сол ақпарат көзі болып табылады.
Ал кімде-кім ақпаратты қабылдап алса, онда ол ақпарат қабылдаушы болып табылады.
Ал ақпарат тасуыш: сынып тақтас, журнал, ауа бөлшектері, радиотолқындар, қағаз, ағаш, металл, тас, кассета, дискета, сурет, слайд, перфокарта т.б. бола алады.
Ақпарат көзі мен қабылдаушы арасындағы байланыс арнасы телекоммуникациялық арна да, ауа да дыбыс толқындарын тасушы бола алады.
Ақпарат көзі мен қабылдаушы жанды (тірі организм), жансыз (ДК) заттар, айқын (мұғалім-оқушы) және жанама (су шуылы сарқыраманың жақын екенін білдіреді) болуы мүмкін.
Іздеу алгоритмдері.
Достарыңызбен бөлісу: |