Иерархиялық құрылымды мәліметтер

Иерархиялық құрылымды мәліметтер

Иерархиялық құрылымдардағы әрбір элементтің адресі құрылымның төбесінен берілген элементке дейінгі жолмен анықталады. Мысалы, Paint программасын іске қосатын командаға әкелетін жол былай көрсетіледі:

(Пуск  Программы  Стандартные  Paint
3. Информатика пәні мен оның мәселелері

Информатика есептеу техникасы құралдарының көмегімен мәліметтерді қабылдау, құру, сақтау, түрлендіру, өңдеу және жеткізу тәсілдерін жүйеге келтіретін жаңа техникалық ғылыми пән.

Информатика пәні келесідей ұғымдарды қарастырады:

• 
  Есептеу техникасы құралдарының аппараттық жасақтамасы;
  
• 
  Есептеу техникасы құралдарының аппараттық программалық жасақтамасы;
  
• 
  Аппараттық және программалық жасақтамалардың өзара әсерлесу құралдары;
  
• 
  Аппараттық және программалық құралдармен адамның өзара әсерлесу құралдары;
  

Информатиканың негізгі мәселесі – есептеу техникасының аппараттық және программалық құралдарымен жұмыс істеу тәсілдерін жүйелеу болып табылады.

Бүгінгі таңда информатиканың негізгі мәселелерінің құрамына келесі бағыттарды жатқызуға болады:

• 
  Есептеу жүйелерінің архитектурасы (мәліметтерді автоматты түрде өңдеуге арналған жүйелерді құрудың тәсілдері мен әдістері);
  
• 
  Есептеу жүйелерінің интерфейсі (аппараттық және программалық жасақтаманы басқару тәсілдері мен әдістері);
  
• 
  Программалау (компьютерлік программаларды даярлау әдістері);
  
• 
  Мәліметтерді түрлендіру;
  
• 
  Ақпаратты қорғау;
  
• 
  Автоматтандыру;
  
• 
  Стандарттау (әр түрлі есептеу техникасы құралдарына сәйкес аппараттық және программақ құралдар арасындағы, мәліметтердің беру пішімі арасындағы үйлесімдікті қамтамасыз ету).
  

Қазіргі кезде жаңа ЭЕМ – дер күнбе – күн пайда болып, олардың даму процесі үздіксіз ғылыми – техникалық процеске айналып отыр. Сонымен қатар ақпаратты өңдеу, жинау және беру тәсілдері де күннен күнге дамып келеді. Осы себептерге байланысты информатика жиі өзгеріске ұшырайтын ғылыми пән болып саналады да, оны оқып үйрену күннен күнге күрделеніп барады.

Информатиканың негізгі объектісі, яғни оның шикізаты мен беретін өнімі ақпарат болып саналады. Сондықтан “ақпарат” ұғымы информатика мен ЭЕМ – де жұмыс істеудің ең түбегейлі атауларының бірі болып есептеледі.

Лекция№2

Ақпараттардың компьютерде өрнектелуі.
Жоспар:

1. Символдарды кодтау. Ақпараттың өлшем бірлігі.

2. Санау жүйелері туралы түсінік.

3. Кодты және бүтін санды түрлі санау жүйелерінде өрнектеу.

Компьютер есептеу жұмыстарын есептеу мақсатында құрылғанымен онда ақпараттың түрлерін өңдеуге болатыны анықталды. Кез – келген ақпаратты сандық түрде беруге болады. Әр түрлі ақпаратты компьютерде өңдеу үшін ақпаратты сандық түрге айналдыратын және сандық түрден кері түрге айналдыратын құрылғы керек.

Сонымен компьютер сандық түрде ғана берілген ақпаратты ғана өңдей алады. Кез келген ақпаратты компьютерде өңдеу үшін сандық түрге келтіруі керек. Текстік ақпаратты компьютерде өңдеу үшін әрбір әріп қандай да бір санмен кодталады. Экранға немесе принтерге шығарылғанда адамның қабылдауы үшін кодталған сандарға сәйкес әріптер шығарады. Берілген сандар мен әріптер арасындағы сәйкестік символдарды кодтау деп аталады.

Компьютер үшін пайдаланатын код 0 мен 1 цифрларынан тұратын тізбек. 0 мен 1 екілік санау жүйесінің цифрлары. Сандарды компьютерге енгізу және шығару өзімізге үйреншікті ондық санау жүйесінде орындалады. Қажетті басқа өңдеулердің барлығын компьютердегі программа орындайды. Есептеу техникасында ақпараттың өлшем бірлігі ретінде бит және байт алынған. Бір байтта бір символды кодтауға болады. Іс жүзінде байттан үлкен килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт) өлшемдері де пайдаланылады.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 1024 Мбайт

Сан түсінігі - математикадағы сияқты информатикада да басты негіз. Бірақ егер математикада сандарды өңдеу әдістеріне көп көңіл бөлетін болса, онда информатика үшін сандарды ұсыну әдістерін айналып өтуге болмайды, өйткені тек солар ғана жадтың қажетті қорын, жылдамдықты және есептеуде жіберетін қатені анықтайды.

Күнделікті өмірде біз ондық санау жүйесінен пайдаланағанымыз үшін барлық сандарды ондық санау жүйеде түсінеміз. Біз бала күнімізден ондық санау жүйесіне үйренгенбіз және барлық есептеулерде осы санау жүйесін қолданамыз. Ондық санау жүйесінің принциптерін және оларда түрлі амалар орындау заңдылықтарын негіздеуде біріншілерден болып Ал-Хоразмий өзінің “Хисаб ал Хинд” жазбасында қолданған және оны есептеулерде пайдалануды ұсынған. Оған дейін ғалымдар сандарды сөз арқылы жазып келген және сол кездегі заманға сай Рим цифраларын қолданып келген, бырақ бұл цифралар позицион болмағаны үшін есептеулер қиындықтар туғызған. Сонымен, ондық санау жүйесі араб цифралары деп қабылданған 10 цифрадан олар 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 дан тұрады. Бүгінгі күнде барлық сандар осы 10 цифралар жәрдемінде жазылады.

Бұл санау жүйеден басқа, екілік, сегіздік, оналтылық санау жүйелері де бар. Кей деректерге сенсек, ежелгі Вавилондықтарда 60 тық санау жүйесінен де пайдаланған.

Екілік санау жүйесі есептеулерді автоматтандыруда қолдану өте қолайлы. Екілік санау жүйесінің маңызы да электрон есептеу машиналарының дамуымен артты. Екілік санау жүйесі тек 0,1 сандарынан тұрады. Екілік санау жүйесі тек осы екі сан көмегімен сипатталады.

Сегіздік санау жүйесі де ЭЕМ қолданады. Сегіздік санау жүйесі барлық сандар тек сегіз цифралар көмегімен сипатталады олар 0,1,2,3,4,5,6,7.

Оналтылық санау жүйенің де ЭЕМ- да қолдану ерекше. Бұл санау жүйеде ондық санау жүйенің цифраларын және латын әріптерін қолданады. Бұл санау жүйедегі сандарға он алты цифраларда (10 цифра және алты латын әріп) тұрады. Олар 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,А,B,C,D,E,F.

Жалпы, санау ж‰йесі дегеніміз сандарды цифрлыќ тањбалар арќылы жазу мен оќу тєсілдерініњ жиынтыѓы. Санау ж‰йесі позициялыќ жєне позициялыќ емес болып екіге бµлінеді.

Ќандай да бір санды ќ±райтын цифрлар тізбегіндегі цифрлардыњ орналасуы µзгергенде сол цифрдыњ мєні де µзгеретін болса, онда оны позициялыќ деп атайды. Б±ѓан араб санау ж‰йесі жатады. Мысалы, 555 санында єр бестіњ мєні орналасу позициясына байланысты µзгереді.

Ќандай да бір санды ќ±райтын цифрлар тізбегіндегі цифрлардыњ орналасуы µзгергесе де цифрлардыњ мєні µзгермейтін болса, онда оны позициялыќ емес деп аталады. Б±ѓан римдік санау ж‰йесі жатады. Мысалы, ХХХ санында 1-ші, 2-ші, 3-ші разрядтыњ мєні 10.

1-кесте

q	Базистік цифрлар
2 8 10 16	0, 1 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, F

Дербес компьютер негізінен екілік, ондық, он алтылық санау жүйелерінде жазылған кодтармен не сандармен жұмыс істейді (базистік цифрларын 1 – кестеден қараңыз).

Он алтылық санау жүйесіндегі A, B, C, D, F әріптері осы жүйенің сәйкес 10, 11, 12, 13, 14, 15 цифрларын анықтайтын символдар.

Бір санау жүйеден екінші санау жүйеге өтуден алдын ондық санау жүйеге өтіп соң екінші санау жүйеге өткізген қолайлы.

Мысалы: Оналтылық санау жүйеден сегіздік санау жүйеге өту ‰шін алдын оналтылықтан ондыққа соң ондықтан сегіздікке өткізген жөн.

Бірақ бір санау жүйеден екінші санау жүйеге өтуде санның мәні өзгермей қалады тек оның көрінісі ғана өзгеретіне көңіл бөлген дұрыс.

1 – ереже. Кез келген жүйеде берілген кодты не бүтін санды ондыќ санау ж‰йесінде өрнектеу үшін оны

а_n * qⁿ + а_n-1 * q^n-1 +… + а₁ * q + а₀ * q⁰

түрінде жазып, есептеуді ондық жүйеде жүргізсе болғаны (q = 2, 16,…). Мысалы, латынша А әрпінің екілік коды (01000001)₂ ондық кодта өрнектеу тәсілі мынадай (n =7)

0 * 2⁷ + 1 * 2⁶ + 0 * 2⁵ + 0 * 2⁴ + 0 * 2³ + 0 * 2² + 0 * 2¹ +1 * 2⁰ = 65₁₀

N₁₀ = (p_k r_k-1 r_k-2…r₁) ; k >= 1, p_k < q

Мысал. 65 ондық кодын екілік және он алтылық жүйелерде өрнектеу керек.
1) 65 = 2 * 32 + 1

32 = 2 * 16 + 0 65₁₀ = 1000001₂

16 = 2 * 8 + 0

8 = 2 * 4 + 0

4 = 2 * 2 + 0

2 = 2 * 1 + 1

1<2
Бұл кодтың байт түрінде жазылуы: 01000001
2) 64 = 16 * 4 + 1 65₁₀ = 41₁₆

4 < 16

41₁₆ = (4 * 16¹ + 1 * 16⁰)

Жоспары:

1. 
   Логика алгебрасы
   
2. 
   Компьютердің логикалық схемасы
   

Логика алгебрасы ХІХ ғасырдың ортасында ағылшын математигі Джордж Бульдің еңбектерінде пайда болды. Ол традициялық логикалық есептерді алгебралық жолмен шешуге әрекет жасады.

Логикалық пікір – ақиқат және жалған болатын кез келген хабарлы сөйлем.

Мысалы. «6 - ол жуп сан» сөйлемін пікір деп есептеуге болады, өйткені ал ақиқат. «Рим –Франция астанасы» сөйлем де пікір бола алады, себебі ол жалған.

Кез – келген сөйлем логикалық піків бола алмайды. Мысалы «оныншы сынып оқушысы» және «информатика - қызықты пән» сөйлемдері пікрі бола алмайды. Бір інші сөйлемде оқушы туралы ешқандай мәлімет бермейді, ал екінші сөйлемдегі «қызықты пән» түсініксіз ұғым. Сұраулы және лепті сөйлемдерде пікір бола алмайды, себебі онда ақиқат немесе жалған екені туралы айтылмайды.

«А қаласында миллионнан аса халық бар», «оның көздері көк» сөйлемдері пікір бола алмайды, олардың жалған не ақиқат екенін анықтау үшін қосымша мәліметтер қажет. Нақты қандай қала немесе адам туралы сөз болып жатқаны жай ғана айта салу түрі деп аталады, тікелей немесе жанама бір айнымалысы бар және ол айнымалы өзінің мәнін қабылдғанда пікірге айналатын хабарлы сөйлем.

Қарапайым сөйлемдерде қолданылатын «емес, «және», «немесе», «егер, онда», «сонда және тек сонда» сөздері мен сөз тіркестері берілген пікірлер арқылы жаңа пікірлер құруға мүмкіндік береді. Мұндай сөздер мен сөз тіркестері логикалық байланысты сөздер деп аталады.
2. Компьютердің логикалық схемасы

Компьютердің логикалық схемасы - қазіргі замаңғы барлық компьютерлерде Джордж Бульдің жаратқан логикалық жүйесі қолданылады. Мыңдаған электрондық микроскоптых қосылғыштар кристаллдық схемалар жүйеде топтастырылған. Олар логикалық амалдарды іске асырады яғни алдын ала болжамдалатын нәтижелердің операциясын орындайды. Төмендегі суретте элементарлы амалдар «Және, немесе, емес» көрсетілген. Компьютерлердегі қалған барлық логикалық схемалар осы үш амалдар негізінде құрылған.

Логикалық элемент “Және”.

А және В логикалық элементтерінің кірісне екі сигнал беріледі (00, 01, 10 немес 11). Ал шығыста ол сигнал 0 немесе 1 кестеге сай логикалық көбейту амалы орындалады.

Логикалық элемент “Немесе”.

А және В логикалық элементтерінің кірісне екі сигнал беріледі (00, 01, 10 немес 11). Ал шығыста ол сигнал 0 немесе 1 кестеге сай логикалық қосу амалы орындалады.

Логический элемент “емес”.

А және В логикалық элементтерінің кірісне екі сигнал беріледі 0 немес 1. Ал шығыста ол сигнал 0 болса 1-ге, ал егер 1 болса 0-ге ауысады.





Лекция 4
Информатиканың алгоритмдік негіздері

Лекцияның жоспары:

1. 
   Алгоритмдер туралы түсінік.
   
2. 
   Алгоритм және оның қасиеттері.
   
3. 
   Блок-схема тілінің алфавиті.
   

Лекцияның мақсаты: Студенттерді алгоритмдер туралы түсінікпен, алгоритм және оның қасиеттерімен және блок-схема тілінің алфавитімен таныстыру.

Лекцияның мазмұны: Алгоритм- математикадағы ең бір іргелі ұғымдардың бірі. Алгоритм сөзі lX ғасырда өмір сүрген, адамдарды квадрат теңдеулерді жүйелей құрып оны шеше білуге үйреткен ұлы математик Әл- хорезмидің атының латынша жазлуы algorithmi сөзінен алынған.

Алгоритм деп берілген есепті шешудегі жасалатын әрекетерді дәл және қарапайым етіп жазуды айтамыз. Алгоритм белгілі бір реттілікпен бірінен соң бірі орындалатын бірнеше қадамдардан тұрады. Алгоритмнің әр бір қадамы бір немесе бірнеше қарапайым операцияларды қамтиды.

Алгоритм ұғымының мәнін аша түсетін оның мынадай қасиеттері бар:

1. Алгоритм дискретті информациялармен жасалатын әрекеттерді тағайындайды және өрнектейді. Алгоритмнің жұмысына қажетті материалдар ретінде символдық мәтіндер және сандар пайдаланады.

2. Алгоритм біздің қалауымызға қарай өзгертуге болмайтын нақты нұсқау. Алгоритмде не істеу керектігі алдын ала айқын беріледі.

3. Бір алгоритмнің өзін бірнеше есептің шешімін табу үшін пайдалану мүмкіндігі яғни бастапқы деректер мәндерінің жиынына пайдалану мүмкіндігі бар .

4. Әр бір алгоритм белгілі бір бастапқы деректердің болуын талап етеді және іздеген нәтижені алуға жеткізеді. Мысалы, екі санды қосу алгоритмінде қосылғыштар бастапқы деректерге, ал қосынды нәтижеге жатады. Осылайша, алгоритмдегі әрекеттердің белегілі бір санының орындалуынан кейін қажетті нәтиже алу мүмкіндігі алгоритмнің нәтижелігі деп аталады.

Осы айтылғандарадан алгоритм бастапқы деректерді пайдаланып іздеген нәтижеге қол жеткізетін реттелген әрекеттер тізбегі деген қортынды жасауға болады. Мұндай әрекеттер тізбегінің орындалуы алгоритмдік процесс, ал әрбір оның қадамы, әрбір нұсқау алгоритмдік командасы болып табылады.

Алгоритмнің ең маңызды қасиеті жоғарыда анықталғандық қасиетінде айтылғандай оның орындалу нәтижесінің атқарушыға тәуелсіздігі.

Сонымен алгоритм туралы мына төмендегідей тұжырымдар жасауға болады:

• 
  Алгоритмдер әр түрлі есептерді шешу үшін пайдаланылады;
  
• 
  Алгоритмді құрушыға қарағанда алгоритмді атқарушыдан аз білім талап етілгендіктен есеп шығаруды айтарлықтай оңайлатады;
  
• 
  әрбір алгоритм толық аяқталған әрекеттерді орындайтын атқарушыға арналған командалардан тұрады;
  
• 
  командалардың атқарылу реттілігін алгоритм анықтайды;
  
• 
  атқарушы орындайтын командалардың жиынын атқарушының командалар жүйесі деп атайды;
  
• 
  алгоритмдегі командалар атқарушының командалар жүйесінен алынады;
  
• 
  алгоритмдегі командалар тізбегінің орындалуы алгоритмдік процесс деп аталады;
  
• 
  алгоритмдегі әрбір команда оның қадамы деп аталады;
  
• 
  санаулы әрекеттен кейін ғана алгоритмде іздеген нәтижеге қол жетеді;
  
• 
  алгоритмдегі әрбір әрекет атқарушыға түсінікті және нақты болуы керек;
  
• 
  бірнеше есептің шешімін табу үшін бір ғана алгоритмді пайдалануға болады;
  
• 
  құрылған алгоритмді атқару есептің мазмұнына ой жүгіртіп оны талдауды қажет етпейді, тек командаларды формальді орындай береді;
  
• 
  алгоритм әрбір атқарушыға арналып құрылады;
  
• 
  алгоритмнің командалары атқарушыға түсінікті және орындалатын болуы тиіс;
  
• 
  алгоритмді атқаруды тек адамға емес, компьютерге де жүктеуге болатындығы есептеу процесін автоматтандыруға мүмкіндік береді.
  

Алгоритмнің құрамы дараланып және оның әрекеттері анықталғаннан кейін алгоритмді жазып көрсету тәсілін және тілін білу керек.

Алгоритмдік тілді пайдалану оны құрушының өзіне ғана түсінікті командаларды көпшілік қауымның пайдалануына мүмкіндік береді.

Алгоритмді жазудың бірнеше тәсілдері бар. Алгоритмді бейнелеу әдістерінің ішінен біз блок-схема мен мектептік алгоритмдік тілді пайдаланамыз.

Блок – схема.
Блок – схема компютерге програмалар жасау практикасында кеңінен қолданылатын алгоритмдерді жазудың графикалық тәсілі, басқаша айтқанда алгоритімнің логикалық құрылымын график түрінде бейнелейтін тіл десек болады.

Мына кестеде стандартты блок – схема тілінің алфавиті көрсетілген.

жүктеу/скачать 2.54 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: