Информатика ұғымы және оны қолданудың негізгі бағыттары

Сонымен, “қоғамды ақпараттандыру" түсінігінің мағынасы "қоғамды компьютерлендіру" түсінігінен кең және ол информацияны өңдеу ісіндегі күннен күнге өсіп келе жатқан біздің талаптарымызды қанағаттандыруға бағытталған.

“Қоғамды ақпараттандыру" түсінігінде техникалық құралдарға емес, әлеуметтік-техникалық прогрестің негізіне және оның орындалуға тиіс өзекті мәселелері мен мақсаттарына көп көңіл бөлінеді.

9 Есептеу техникасы,компьютер,дербес компьютер ұғымдары

Есептеу техникасы – кез келген ақпарат түрін автоматты түрде жылдам өңдеуге арналған электрондық құрылғылар жиыны. Бір-бірімен нақты түрде байланысып, біртұтас кешендік қызмет атқара алатын құрылғылар жиыны есептеу жүйесі деп аталады.

Есептеу жүйелерінің  орталық құрылғысы электрондық  есептеу машинасы (ЭЕМ) немесе компьютер болып саналады.

Компьютер (ағылшынша computer — есептеуіш) әр түрлі мәліметтерді автоматты түрде өңдеп, есептеу жұмыстарын атқара алатын және де кез келген символдарды түрлендіру істерін жылдам орындайтын программаланатын электрондық құрылғы.  

Компьютер негізін  электрондық және электромеханикалық элементтерден тұратын аппаратура (HardWare) құрайды.

Компьютерлердің жұмыс істеу принципі программаларды (SoftWare) — алдын ала берілген арифметикалық, логикалық және басқа да операциялардың нақты тізбегін орындаудан тұрады.

Электрониканың  дамуы компьютердің жаңа түрін –  жеке пайдаланылатын дербес компьютерлерді (ДК) көптеп шығаруға жол ашты.

ДК – бір  адамның басқаруымен жұмыс істеуге  арналған жеке компьютер.

Компьютерлерді  өндіріс пен жобалау ісінде, ғылыми зерттеу істері мен білім беруде жұмыстар мазмұны мен орындалуын түбегейлі түрде өзгертті деуге  болады.

 

 

 

 

 

 

 

10 Компьютерлік жүйе құрамы

ІВМ фирмасының (АҚШ) анықтамасы бойын-ша есептеу машиналарын  компьютерлік жүйелер деп айтқан дұрыс, ол негізгі төрт бөліктен тұрады:

КОМПЬЮТЕРЛІК  ЖҮЙЕЛЕР

Аппараттық жабдықтама (hardware)

Программалық жабдықтамалар (software)

Мәліметтер файлы

Жұмыс істейтін адам

Компьютерлік  программалық жабдықтама  –             тұрақты  жадта  сақтаулы бағдарламалар  жиыны . Программалық  жабдықтама түрлері

Жүйелік  ПЖ,Қолданбалық ПЖ,Программалау жүйелері

Компьютерде программаның дұрыс жұмыс істеуі үшін ол қатесіз, дұрыс құрастырылып, өзінің жеке түсініктеме құжаты (документация) болуы тиіс. Сондықтан оны программалық жабдықтама (программное обеспечение - software) деген терминмен атайды. Программалық жабдықтама қызметі:

• ЭЕМ жұмысын қамтамасыз ету (обеспечить работоспособность) ;
• тұтынушы мен ЭЕМ байланысын жеңілдету;
• есептеу жүйесінің мүмкіндігін кеңейту;
• құрылғыларды пайдалану тиімділігін арттыру;
• адамның жұмыс сапасы мен өнімділігін көтеру (повысить производительность и качество труда пользователя).

Мәліметтер  файлы (Файл данных; data file) — командалық немесе программалық файлдан ерекшелігі — тек мәліметтер ғана болатын файл; атқарылуға тиіс командалары бар программалық файлдан өзгеше мәліметтер мәндерін (мәтін, сандар немесе графиктік кескіндер секілді) сақтайтын файл.

Есептегіш жүйенің программалық жабдықтау  құрамын программалық конфигурация деп атайды. Программалар арасында да, физикалық тораптар мен одақтар  арасындағыдай байланыс болады- көп  программалар көп төмен дәрежедегі программаларға арқа сүйеп жұмыс  істейді, яғни программа аралық интерфейс  туралы айтуға болады. Ондай интерфейстің бар болуы, техникалық жағдайлар  мен бір әрекетті протоколдардың болуына байланысты, ал іс жүзінде  программалық жабдықтаудың бір-бірімен  бірге әрекет ететін дәрежелердің бөлінуін қамтамасыз етеді.

 

11 Компьютерлердің жұмыс  істеу принциптері. Компьютерлердің жұмыс істеу негіздері олардың барлығына ортақ бірнеше қағидаларға (принциптерге) негізделген. Оларды алғаш рет 1945 ж. АҚШ ғалымы Джон фон Нейман ұсынған еді. Программалық басқару принципі     Бұл принцип бойынша компьютердегі программа командалар тізбегінен құралып, олар белгілі бір кезекпен автоматты түрде біртіндеп орындалу арқылы атқарылады. Программалық басқару ісінің тиімділігі бастапқы мәліметтерді өзгерте отырып бір программаны бірнеше рет қайталап пайдалану болып табылады. Программа компьютер жадынан командалар санауышы (счетчик ) көмегімен бір-бірлеп шақырылады. Процессор бір команданы орындап болған соң, санауыш регистрі адресін бірге өсіріп, келесі команданы шақырып орындайды, т.с.с. Командалар реттесіп бірінен кейін бірі орналасқандықтан, программа машина жадында қатар тұрған ұяларда сақталып, жылдам орындалады.   Программаны жадта сақтау принципі  Программа командалары жадта сандар секілді сақ-талып, сандар сияқты өңделеді. Мәліметтер мен сандардың компьютер үшін еш айырмасы жоқ.     Бір программа командалары басқа программаның нәтижесі ретінде шығарылуы мүмкін. Осы принцип негізінде трансляция тәсілдері  — программалау тіліндегі команда-ларды нақты компьютер тіліндегі командаға түрлендіру жасалады.Программалар мен мәліметтер жедел жадының кез келген жеріне жазыла береді, кейіннен оны берілген адресі бойынша алдыңғы мәліметтерді қарамастан тауып алуға болады. Адрестелу принципі  Жедел жадындағы мәліметтерді кез келген тәртіппен жазуға немесе оқуға болады (произвольный доступ к памяти).Жад ұялары нөмірленетін болғандықтан, програм-малар мен мәліметтер жедел жадының кез келген жеріне жазыла береді, кейіннен оны берілген адресі бойынша алдыңғы мәліметтерді қарамастан тауып алуға болады. Жад бөлігіне ат қойып, кейіннен осы ат бойынша оны пайдалануға (өзгертіп жазуға, оқуға) болады.

 

 

 

 

12. Компьютер функциональдық схемасы

СЫРТҚЫ ЖАДЫ ОРТАЛЫҚ ПРОЦЕССОР Арифметикалық-логикалық құрылғы;Басқару құрылғысыІШКІ ЖАДЫ Жедел жады Тұрақты жады Иілгіш диск Енгізу/шығару құрылғысы Қатты дискЕнгізу/шығару құрылғысы (пернетақта, дисплей, принтер) компьютерге мәлімет енгізу және жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады.Есте сақтау құрылғысы (ішкі, сыртқы жады) программаларды, мәліметтерді, нәтижелерді сақтауға арналған.Орталық процессор жедел жадтағы программаларды орындап, мәліметтерді түрлендіреді және де барлық құрылғыларды басқарады. Әрбір процессордың өз командалар жиыны болады. Командалар екілік кодтардан тұрады, әр команда жедел жадтанарифметикалық-логикалық құрылғыға жіберіліп айқындалады (декодируется).Арифметикалық-логикалық құрылғы – программа командалары бойынша арифметикалық амалдарды орындап, мәлімет кодтарын түрлендіреді. Басқару құрылғысы компьютердің барлық блоктарының жұмысын қадағалайды. Ол белгілі бір кезекпен компьютер жедел жадындағы командаларды біртіндеп орындатып отырады. Басқару құрылғысы компьютер блоктарының барлығының жұмысын басқарады.Санауыштағы нөмірлерге сәйкес ол жедел жадтан керекті командаларды шақырады.Арифметикалық-логикалық құрылғы оны айқындап(+, не -, не *, не / ) орындайды. Командада енгізушығару құрылғыларын пайдалану да болуы мүмкін.Соңында келесі команда жадтан шақырылады, т.с.с.Командаларды орындау мәлімет біткенде немесе программа аяқталғанда (ток өшкенде) тоқталады.Осы принциптер бойынша жұмыс атқару фон-Нейман архитектурасы деп аталады.ДК-нің ішкі жады немесе оперативті есте сақтау құрылғысы (RАМ – Random Access Memory),сондай-ақ тұрақты есте сақтау құрылғысы (RОМ –Read-only Memory) компьютердің ішкі жадын құрай-

ды, осы екеуімен процессор  жұмыс кезінде мәлімет алмасып  отырады. Өңделуге тиісті кез келген мәліметалдымен компьютердің сыртқы жадынан (магниттік дискілерден) жедел жадына жазылады. Компьютердің жедел жадында  осы мезетте дереу өңделуге тиіс мәліметтер мен программалар ғана сақталады. Оның көлемі32  Мбайттан жоғары (64, 128, 256  Мб) болады. Компьютердің процессорында  тағы тұрақты есте сақтау құрылғысы  – тұрақты жады өзгертілмейтін информацияны сақтайды,  ешкім оны өшіріп қайта  жаза алмайды,  оны тек оқуға  болады.  Әдетте тұрақты жадтың көлемі шағын 64 – 128 Кб шамасында болады.Қатты  магниттік диск (винчестер) ДК программалары  мен көлемді мәліметтерді есте сақтайды. Олардың көлемі оншақты Гбайттан жүздеген Гбайттарға дейін бола береді. Алмалы-салмалы мәлімет жинақтауыш болып табылатын иілгіш магниттік  дискінің (флоппи-дискілер немесе дискеттер) диаметрі 3,5 дюйм (88 мм), ал сақтайтын  информация көлемі – 1,44 Мбайт болады.

 

 

13) Компьютерлерді жіктеу  тәсілдері Атқаратын қызметіне қарай жіктеу  1)Үлкен электрондық есептеу машиналары (ЭЕМ); 2) миниЭЕМ;3) микроЭЕМ;  4)дербес компьютерлер;  Үлкен ЭЕМ-дер Халық шаруашылығының ірілендірілген аймақтарында қолданылады. Олар 64-разрядты параллель жұмыс істейтін процессорлармен жабдықталады, процессорлардың біріктірілген жылдамдығы секундына ондаған миллиард операцияларға дейін болады, бұларда көптеген тұтынушылар қатар істей береді.  МиниЭЕМ-дер Үлкен ЭЕМ-дерге қарағанда, шағындау болады.Көбінесе өндірістік процестерді басқару мақсатында қолданылады. Бұлар да мультипроцессорлы архитектурамен сипатталады, дискілерінің көлемдері жүздеген гигабайтқа дейін жетіп, сыртқы құрылғыларының да саны аз болмайды, 200-ге тарта терминалдар қосыла береді. МиниЭЕМ-дер кішігірім есептеу орталықтарында да жұмыс істейді.  МикроЭЕМ-дер көптеген мекемелерде болады, бұлардың жұмыс істеуі үшін құрамында программалаушы мамандары бар шағын лабораториялар жеткілікті. Керекті жүйелік программаларды микроЭЕМ-мен бірге сатып алу қажет, ал қолданбалы программаларды дайындауда есептеу орталықтарымен байланыс орнатылып, соларға тапсырма беріледі. Дербес компьютерлер ғылымда, білім алуда, ойындарда жиі қолданылып келеді. ДК-лерді шартты түрде мамандандырылған және тұрмыстық деп екіге бөлетін еді, бірақ олардың бағасының түсуіне байланысты бұл екі топ араласып кетті.  Мамандандырылу деңгейіне қарай жіктеу әмбебап компьютерлер кез келген бағытта – графикамен, мәтінмен, музыкамен, бейнелік құжаттармен, т.б. жұмыс істей алатын конфигу-рация жасауға болады. Арнайы компьютер белгілі бір жұмыс түрін орындауға бейімделген, олар нақты бір жұмысты жақсы атқара алады, мыс., ұшақтарды немесе автомобильдерді басқару компьютерлері.      Көлемдеріне қарай жіктеу 1)үстелге қойылатын ком-р;  2)алып жүруге ыңғайлы портативті ком-р;  3)қалтаға салынатын ком-р.   Ең көп таралған топқа үстелге қойылатын компьютерлер жатады, олардың конфигурациясын жеңіл өзгертуге болады. Портативті компьютерлердің байланысу мүмкіндіктері жоғары, олар жолда жүргенде пайдалануға ыңғайлы, ал қалтаға салынатын модельдерді "интеллектуальды" қойын кітапшалары тәрізді керекті жазбаларды сақтап қоюға, тауып алуға мүмкіндік беред.  Үйлесімділігі бойынша (по совместимости) топтау Саналуан фирмалар жасап шығарған әр түрлі типтегі элементтерден құрастырылған көптеген компьютерлер бар. Солардың бір-бірімен үйлесімді түрде байланысып, бірігіп жұмыс атқаруы үшін мынадай сәйкестіктер болуы тиіс: 1)аппараттық үйлесімділік; 2)әр түрлі операциялық жүйелердің бір-бірімен үйлесімді жұмыс істеуі; 3)программалық үйлесімділік; 4)мәліметтер деңгейіндегі үйлесімділік.     

14) Интерфейстер.  Әр түрлі құрылғылар мен блоктарды үйлестіру ісін атқаратын өтпелі аппараттық-логикалық құрылғылар аппараттық интерфейс деп аталады.Есептеу техникасында аппараттық интерфейске арналған стандарттарды хаттама немесе протокол деп атайды.Протокол — бір құрылғыны екінші бір құрылғымен үйлестіру үшін қамтамасыз етілуге тиіс техникалық шарттар жиыны. Саналуан интерфейстер түрлерін шартты түрде тізбекті және параллель деп екі үлкен топқа бөлуге болады.  Параллель интерфейстер тізбектілерге қарағанда күрделірек құрылғыдан тұрады, бірақ олар жоғары жұмыс өнімділігін қамтамасыз ете алады. Параллель интерфейстердің мәлімет алмасу жылдамдығын бір секундтағы байттар санымен беру қалыптасқан.  Тізбекті интерфейстер «баяу» істейтін құрылғыларды (қарапайым баспа құрылғыларын, таңбалық мәліметтерді енгізу-шығару құрылғыларын, жай істейтін байланысу құрылғыларын, т.б.) бір-бірімен қосу үшін және мәлімет алмасу мерзіміне шек қойылмайтын кездерде (цифрлық фотокамералардың көпшілігі) пайдаланылады.

 

15.ЭЕМ-дердің қысқаша  даму тарихы

1946 жылы алғаш пайда  болған ENIAC (АҚШ, Массачусетс технологиялық институты) ЭЕМ-і элект-

рондық шамдар негізінде  жұмыс істейтін, үлкен залдарда орналасқан, көлемді электрондық жабдық бо-

латын. Электрондық шамдардан  жасалған компьютерлер ЭЕМ-дердің бірінші  буыны (1946-1950 ж.)

болып саналады. Бірақ 1948 жылдың өзінде-ақ шамдар жартылай өткізгіштермен (транзисторлар, диодтар) алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы жұмыс  өнімділігі сақталынғанмен, көлемі жүз  есеге дейін төмендеді.Жартылай өткізгіштер тұратын компьютерлер

ЭЕМ-дердің екінші буынын(1950-1960 ж.) құрайды. 1960 жылдары интегралдық  схемалар шыға бастады да, олардан  жасалған компьютерлер көлемі тіпті  кішірейіп,жылдамдықтары ондаған  есе артты. Интегралдық схемалардан  жасалған ЭЕМ-дер үшінші буынға (1960-

1970) жатады.Кейіннен (1975-1985) үлкен  интегралдық схемалардан немесе  чиптерден жасалған миниЭЕМ-дер  шыға бастады (транзисторлар мен  олардың арасындағы қажетті

байланыстар бір пластинада орналасқан). Осындай микропроцессорлардың (біріктірілген интегралдық

схемадан – БИС элементтерінен тұратын) шығуы төртінші буын – дербес компьютерлер заманының

басталғанының белгісі болды. Соңғы кезде (1990-2000) бесінші буын – электрондық-оптикалық элемент-

терден жасалған ЭЕМ-дер  шығарыла бастады.

 

16) Компьютердің жұмыс  ерекшеліктері  Жұмыс өнімділігі. Компьютерді пайдаланудың 1-себебі - жұмыс өнімділігін арттыру. Мыс., машин-када шебер оператор минутына 60-тан 80 сөзге дейін (6-8 жол) мәтін басатын болса, орташа мүмкіндікті компьютер минутына 1200 жол баса алады. Демек, бір компьютер 150-200 адамды алмастыра алады. Мәліметтерді өңдеу жылдамдығы. Компьютерді пайдаланудағы 2-себеп мәліметті үлкен жылдам-дықпен өңдеу. Дайындығы мол маман минутына 250 сөз оқып шыға алатын болса, компьютер 1000 000 сөз оқи алады екен. Сол себепті телефондарда, анықтамалық қызметтерде ЭЕМ кең қолданылады. Дәлдік пен ұқыптылық. Компьютерлік жүйелерді пайдаланудағы 3-себеп – олардың дәлдігі мен ұқыптылығы. Егер біз компьютерге нақты мәліметтер беріп, оларды өңдеудің дұрыс жолдарын көрсетсек, ол ешқашанда қате жібермейді. Кейде компьютер қате нәтиже берді деп айтылады. Мұндайда компьютердің қателеспейтінін, қатенің себебі – мәліметтердің оған дұрыс берілмегенінен немесе осы мәліметтерді өндеу алгоритмінің қате болғанынан екенін ашып айту кажет.