Информациялық жүйе

Информатика тұрғысында ақпараттың негізгі қасиеттері мынадай:

• оның анықталған бір жүйемен үзіліссіз байланысы;
• құрылымдылығы – түскен сигналдардан ақпаратты айқындауға мүмкіндік береді.
• пайдалығы ақпараттың мақсаты мен міндетін анықтауға мүмкіншілік береді.
• құндылығы, ақпараттың тұтастығымен, анықтылығымен, актуальділігімен, пайдалылығымен анықталады.

 

Ақпаратты кодтау

 

Жоғарыда айтылғандай  ақпаратты қабылдаудың және өңдеудің әр түрлі екі әдісі бар: үздіксіз (аналогтік) және үзілісті (дискретті). Қазіргі аналогтік аппараттар сапалы, мысалы түрлі-түсті теледидар және бейнекөріністер т.б. Компьютерлік технология ақпаратты қабылдаудың дискретті түрін ұсынады. Әр түрлі типті мәліметтермен жұмысты автоматтандыру үшін оның берілу формасын бірыңғайлау өте маңызды, ол үшін көбіне кодтау қолданылады.

Техниканың, ғылымның және мәдениеттің кейбір саласында  кодтау проблемалары өте жақсы шешімін  табуда. Мысал ретінде математикалық  өрнектерді жазу жүйесін, телеграф азбукасын, соқырларға арналған Брайля жүйесін және т.б. айтуға болады.

С О М P U T E R

43    4F   4D   50    55    54   45    52                     ASCII коды

 - · - ·    - - -    · - - ·    · · -    -    ·    · - ·    Морзе коды

                                                                                

                                                                                 Брайл коды

 

Сурет 2. Әр түрлі кодтау жүйесіне мысалдар.

Есептеу техникасының өзінің жүйесі бар – ол екілік кодтау деп аталады және мәліметтерді 1 мен 0-ден тұратын екі белгінің тізбегімен жазуға мүмкіндік береді. Бұл белгілер екілік цифрлар немесе биттер деп аталады(bit- ағылшынша,   binary digit-тің қысқаша жазылуы).

Бит – ақпараттың ең кіші өлшем бірлігі. 8 биттің комбинациясы байт деп аталады. ЭЕМ-да кез-келген таңбаны және санды биттердің көмегімен жазуға болады. Практикада ақпаратты өлшеу үшін үлкен өлшем бірліктер қолданылады:

1 Кбайт = 2¹⁰ байт; 1 Мбайт = 2¹⁰ Кбайт; 1 Гбайт = 2¹⁰ Мбайт.

Текстік мәліметтерді кодтау. Егер алфавиттің әр символына белгілі бір санды сәйкестендіріп қойса (мысалы реттік номерін), онда текстік ақпаратты екілік кодтың көмегімен кодтауға болады. Қазіргі компьютерлерде ақпарат ASCII (American Standart Codе for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией) кодымен беріледі. ASCII коды АҚШ-тың (ANSI) американың стандарттық ұлттық институтында жасалған, бірақ оның 256 стандарт символдан тұратын бөлігі арнайы программаның көмегімен ұлттық алфавиттің символдарымен ауыстыруға болатындықтан басқа елдерде пайдалана алады.

Қазақстанда құрамында  кириллица символдары бар ASCII-ге алтернативті кодтау қолданылады. Онда үлкен және кіші орыс және латын әріптері, цифрлар, тыныс белгілер және арифметикалық амалдар және т.б. қамтылған. ASCII  символының әрқайсысына 8 биттік екілік код (байт) сәйкес қойылған, бұл 256 әр түрлі символды кодтауға мүмкіншілік береді.

Сонымен, егер адам текстік файл құрып және оны дискіге  жазса, онда адамның енгізген әр символы  компьютер жадында сегіз нольдер  мен бірлердің жиынымен сақталады. Тексті экранға немесе принтерге шығарғанда осы кодтарға сәйкес символдар бейнеленеді.

Графикалық  мәліметтерді кодтау. ЭЕМ-дағы кез-келген басқа ақпарат секілді графикалық бейнелерді сақтауға, өңдеуге және екілік жүйеде кодталған түрінде байланыс жолдармен жіберіледі. Графикалық байланыс жолдармен жұмыс жасайтын әр түрлі программалар саны жеткілікті. Мұнда графикалық кодтау әдістері әр түрлі графиктік форматтар қолданылады.

Бейне сақталған  файлдың кеңеймесі мұнда қандай формат қолданғанын білдіреді, яғни қандай программаның көмегімен қарауға, өңдеуге және баспаға шығаруға болатынын аңғаруға болады. Осындай әр түрлі мүмкіншіліктеріне қарамастан бейнені кодтаудың негізінде растрлық және векторлық графика деген әр түрлі екі тәсілі бар.

Растрлық графиканы  қолданғанда бейненің әрбір кішкене элементінің түсі санаулы биттің көмегімен кодталады. Бейне пиксель деп аталатын ұсақ нүктелердің жиынын құрайды. Тастар немесе әйнектердің жиынтығынан құралған мозайка немесе вираж секілді түрлі-түсті нүктелердің көмегімен сурет салынады. ЭЕМ-де растрлық әдісті қолданғанда әр пиксель үшін биттік қалыңдық(глубина) деп аталатын санаулы биттер саны бөлінеді. Әр түске белгілі бір екілік код сәйкес келеді. Мысалы, егер биттік қалыңдық 1-ге тең болса, онда 0-қара, 1-ақ түске сәйкес келеді де, ал бейне тек қара-ақ түсті болады. Егер биттік қалыңдық 2-ге тең болса, яғни әр пикселге 2 бит бөлінсе, онда 00-ге қара, 01–ге қызыл, 10-ға көк, 11–ге ақ сәйкес келеді де, төрт түсті пайдалануға болады. Биттің қалыңдығы 3-ке тең болғанда 8 түсті пайдалануға болса, ал 4-те 16 түсті пайдалануға болады. Сонымен, графиктік программалардың көмегімен 2,4,8,16,32,64,…,256 және т.б. түсті бейнелерді құруға болады. Мүмкін түстің санының өсуіне байланысты бейнені есте сақтауға қажет жадыдан орынның көлемі де өседі. Бұл растрлық графиканың негізгі кемшілігі. Мысалы, орташа  өлшемдегі фотография компьютер жадынан бірнеше Мегабайт орын алады. Бұл бірнеше жүз, не бірнеше мың беттік текстке пара-пар.

Векторлық графиканы  пайдаланғанда бейнені құраушы  қарапайым графиктер – геометриялық объектілердің математикалық өрнегі (мысалы, кесінді, шеңберлер, тік бұрыштар және т.б.) ЭЕМ-нің жадында сақталады. Шеңберді салу үшін оның центрінің орнын, радиусын және сызықтық жуандығы мен түсін жадыда сақтау керек. Осы мәліметтер бойынша сәйкес программалар керек фигураны дисплей экранында тұрғызады.

 

 

 

Ақпараттық процестер және оның моделдері

 

Ақпараттық  процесс – бұл процесс нәтижесінде ақпаратты қабылдау, жинау, шығару, өңдеу және сақтауға болады.

Ақпаратты қабылдау – техникалық жүйеге немесе сыртқы өмірден тірі ағзаға түскен мәліметтің болашақта пайдалануға ыңғайлы формаға түрлендіру процесі.

Ақпаратты жинау – сыртқы ортадан ақпаратты қабылдау және оны берілген ақпараттық жүйеге сәйкестендіру. Ақпаратты шығару – арнайы программаның және ақпараттық құралдардың байланыс каналдарымен жүзеге асады.

Ақпаратты өңдеу – қазіргі дамыған ақпараттық жүйеде тізбектей және уақытқа сай есептеулерді шешу.

Ақпаратты сақтау бұл оның қайталанып пайдалануымен туындаған және ол ақпараттық массив түрінде машиналық тасымалдаушымен жүзеге асады.

Модель – қандай да бір объектінің, процестің немесе сыртқы өмірдегі құбылыстың математикалық немесе басқа арнайы символдың көмегімен өрнектеліп, шамамен сипатталуы.

Ақпараттық  модель – объектінің, процестің, құбылыстың күйін және қасиетін, сол сияқты олардың сыртқы ортамен өзара байланысын сипаттайтын ақпараттың жиынтығы.

Ақпараттық  модель былай жіктеледі:

• Ауызша (ақпараттық модель ойша немесе сөзбен).
• Таңба (ақпараттық модель таңбаның көмегімен беріледі, яғни кез-келген формальді тіл арқылы).

 

Мәліметтер  қорының классификациясы

 

Мәлiметтер қорын  басқару жүйесi (МҚБЖ) мәлiметтер құрылымы типтерiнiң бiрiне бағытталады. Олар: иерархиялық МҚБЖ, желiлiк МҚБЖ, реляциялық МҚБЖ болып үшке бөлiнедi.

МҚБЖ – бағдарламалық жабдық, оның көмегiмен МҚ (мәлiметтер қоры) құрылады, соның негiзiнде ақпаратты iздеу жүйесi (АIЖ) құрылады және жұмыс iстейдi. Ақпаратты iздеу жүйесi дегенiмiз – мәлiметтер қорының жиынтығы және оларға қызмет көрсетушi бағдарламалар.

Кез-келген мәліметтер қоры деректердің реляционды моделіне негізделеді.

Мәліметтердің реляционды моделінің негізінде  қатынастар (relation - ағылшын тілінде  қатынас) ұғымы жатыр. Егер белгілі  шарттарды орындасақ, қатынасты  екі өлшемді кесте түрінде  берген ыңғайлы болады. Кесте көрнекті, әрі адамға түсінікті бейнелеу болып табылады.

Реляционды  мәліметтер қоры – бұл өзара байланысқан қатынастар жиыны. Әрбір қатынас (кесте) компьютерде файл түрінде беріледі.

Қатынастарға  қолданылатын негізгі амалдарға:

• Жиындарға қолданылатын амалдар: қиылысу, айырма, декарттық көбейту, бөлу, біріктіру;
• Арнайы реляционды амалдар: проекциялау, біріктіру, таңдау (селекция, шектеулер) жатады.

Мәліметтер  қорын басқару жүйесінің деңгейі  осы айтылған амалдарды орындауда  қолданылатын құралдардың бар болуымен және олардың қолайлылығымен өлшенеді. Қатынастарда, реляционды мәліметтер қорында бұл амалдарды орындауда қолданатын тілдерді екі класқа бөлуге болады:

• Реляционды алгебра тілдері;
• Реляционды есептеулер тілдері.

Реляционды  алгебра тілдері реляционды алгебраға негізделген. Қатынастарға қолданылатын амалдарды тізбектей белгілі ретпен жазып, қажетті нәтиже аламыз. Сондықтан реляционды алгебра тілдері процедуралық тіл болып, ал мәліметтер қорын басқару жүйелері тілдерінің көбі процедуралық программалау тілдері болып табылады.

Бұтақ тәрізді  объектілердің кестесі иерархиялық құрылым болады. Бұндай құрылым үшін төменгі деңгейдегі объекті жоғарғы деңгейдегі  объектіге бағынышты.

Мәліметтер  құрылымының үшінші түрі – желілік МҚБЖ.

Керектi ақпараттарды жинау ғана емес, оларды жақсылап құрылымдау да маңызды. Кез-келген ақпараттық құрылым келешекте қажеттi ақпаратты алу үшiн құрылады. Сондықтан да ол мәлiметтердiң құрылымын жасау мына әдiстерге сүйену арқылы жасалады:

1. объектiнiң сипаттамаларын анықтау;
2. осы объектiлердiң атрибуттарын (атрибут – қатынас бағандары) анықтау;
3. объектiлердiң арасындағы байланысты көрсететiн құрылым типтерiн таңдау (кесте, иерархиялық, желiлiк).
4. ақпараттық құрылымның дәл экземплярын құру.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1. Б.Бөрібаев. Информатика және компьютер. Алматы, 1995 Ж.
2. Г.Григас. Бағдарламалау негіздері. Москва, 1987.
3. А.И.Гусева. Turo Pascal 7.0 – де бағдарламалау. Москва6 1996 ж.