Шпаргалка по "Информатике"

2. Әртүрлі  типтегі информация сөздері (сандар  мен командалар) бір жадта сақталынады; олар бірдей кодталынады, бірақ оларды  пайдалану өзгеше болады.

3. Информацияның  сөздері машина жадысының ұяшықтарына  (ячейкаларына) орналасады; әрбір ұяшыққа  номер беріледі, ол номер сонда  жазылған сөздің адресі деп есептелінеді.

  Сөзді жадқа жазу үшін ұяшықтың  номері көрсетіледі, ал оны  пайдалану  қажет болса,  онда  оның адресі бойынша тауып  алынады. Сонымен, ұяшық адресі  онда жазылған команданың немесе  шаманың идентификаторы  (машиналық аты) болады. Ұяшықтан алынғанда ондағы сөз өзбетімен жойылмайды; оны өшіргенше қолдануға болады. Ұяшықтағы сөзді өшіру үшін оның орнына басқа сөзді жазу керек; сонда бұрынғы сөз өшіріліп, жаңа сөз соның орнына жазылады.

4. Алгоритм командалар деп аталынатын басқарушы сөздердің тізбегінен тұрады; әрбір команда орындалатын амалдар мен оған қатысушы информациялық сөздерді анықтайды. Машина командалары арқылы құрастырылған алгоритмді программа деп атайды.

5. Есептеулердің  орындалу тәртібі алгоритммен  анықталып, командалардың тізбегімен (программамен) сипатталынады.

10. Компьютерлік құрылғыларды қарастырғанда олардың архитектурасы мен құрылымы туралы сөз болады.

ЭЕМ–нің архитектурасы дегеніміз оның логикалық ұйымдастырылуы, функционалдық құралдарының құрамы мен міндеттері, кодтау принциптері және осы сияқты информацияны өңдеуге қажеттілердің барлығы.

ЭЕМ-нің құрылымы дегеніміз оның элементтері мен олардың арасындағы байланыстардың жиыны.

ЭЕМ–нің барлық құрылғылары бір-бірімен  байланысқан; байланыс жолдары арқылы информациялық және басқару сигналдары жеткізіледі. Сигналды информацияны жеткізудің материалдық (физикалық) тасымалдаушысы ретінде қарастыру керек. Қазіргі кезде информацияны жеткізу үшін электр сигналы пайдаланылады. Сигналды анықтайтын физикалық шама ретінде токтың күші немесе кернеуі болады.  Сигналдарды бір мезгілде (синхронизация) жеткізу үрдісі ырғақтық импульстер генераторының (ГТИ-генератор тактовых импульсов) шығаратын ырғақтық импульстері арқылы орындалады.

Информация  сақталынып,  қажет кезде оны  ешбір қиындықсыз пайдалана алатындай болуы   керек. Ол  міндеттерді орындайтын  компьютердің арнайы информацияны еске сақтайтын құрылғысы  -  оның жады болады.

Жад дегеніміз деректерді қабылдап, болашақта қажетке жаратуға мүмкіндік беретін компьютердің құрылғысы.

Информация  өңдеуші компьютерлік жүйелерде келесі негізгі жад түрлері қолданылады:

регистрлік жад;

негізгі жад,

кэш-жад (сache),

сыртқы жадтар.

Бұлардан бөлек  жадтардың болуы мүмкін, мысалы,  видеожад.

Регистрлік жад процессордың құрамында орналасқан, оның көлемі үлкен болмайды; ондағы информация есептеулерде немесе енгізу-шығару амалдарында тікелей қолданылады.

Негізгі жад өңдеу үрдісіне немесе деректер алмасуда тікелей қолданылатын информацияны оперативті (жедел) түрде сақтауға арналған. Ол интегралдық схема күйінде құрастырылып, екі түрге бөлінеді:

- тұрақты еске  сақтау құрылғысы (ROM – Read Only Memory – оқуға ғана арналған жад) өзгермейтін (тұрақты) программалар мен анықтама информацияны сақтау үшін қолданылады;

- оперативті  (жедел) еске сақтау құрылғысы  (RAM – Random Access Memory – еркін қол жететін жад) ағымдағы мерзімде орындалатын информациялық – есептеу үрдісіне қатысатын программалар мен деректерді сақтауға арналған.

Негізгі жад  өте көп  элементтерден тұрады. Элементтердің әрқайсысы екі (0 немесе 1 арқылы бейнеленген)  жағдайдың бірінде болады. Жадтың элементтері топталып, ұяшық  түрінде болады. Ұяшықтар сөздерді сақтау үшін қолданылады. Әрбір ұяшықтың номері сонда орналасқан сөздің адресі болып есептеледі; сол адрес бойынша қажетті информация сөзін табуға болады. Жадтың сапасын анықтайтын қасиеттері мен көрсеткіштері бар. Олардың негізгілері мыналар:информациялық  сыйымдылығы - сақталынатын информация көлемінің максимумы (байтпен есептеледі);

қол жеткізу уақыты – процессор адрестік шинаға қажетті ұяшықтың адресін берген уақыттан бастап, онымен байланыс орнатылғанға дейінгі мерзім;

жазу уақыты – деректер шинасындағы информацияны оған байланысқан ұяшыққа жазуға жұмсалынатын уақыт;құрылымы – жадтағы ұяшықтардың саны мен әрбір ұяшықтың разрядын көрсетеді.Бұлардан бөлек басқа да жадтың көрсеткіштері қолданылады, мысалы, бір бит құны, пайдаланатын электр қуаты, статикалық немесе динамикалық типке жатуы және т.б.Информацияны өңдейтін негізгі техникалық құрал компьютер болғандықтан, оның техникалық ерекшеліктеріне байланысты,  ондағы информация белгілі бір тәртіппен бейнеленуге тиісті. Біріншіден, компьютер - электрлік жүйе, электр қуатымен жұмыс істейді. Электр тогының екі ғана тұрақты жағдайы болады: өткізгіште ток бар немесе жоқ. Осыған байланысты, фон Нейманның принципі бойынша, информация компьютер жадында екілік жүйеде немесе екі цифрдың (0 және 1) көмегімен бейнеленеді. Оны екілік жүйедегі кодтау деп те атайды. Екілік жүйеде бейнеленген информацияны сақтауға арналған ЭЕМ-нің жадының ұяшықтары мен регистрлері болады. Ұяшық бірнеше биттерден тұрады. Бір бит (bit – binary digit – двоичная цифра – екілік цифр) дегеніміз бір екілік разрядты сақтауға арналған жад. Сегіз бит бір байтты құрайды.Ұяшықтсақталынатын информацияны сөз деп атайды.  Регистр (латын сөзі regestum – енгізілген, жазылған)  жадтың арнайы ұяшықтары; регистрлер орталық процессорда тікелей пайдаланылатын информацияны уақытша сақтау, жазу мен шығару үшін қолданылады. Регистр тек онда сақтауға болатын бит санымен сипатталынады.

11. Код (codex - латын сөзі) дегеніміз әртүрлі информацияны бейнелеуге қолданылатын  шартты белгілердің жиыны. Кодтау деп дискретті хабарламалардың жиынын кодтардың комбинациялары түріндегі сигналдардың  жиынына бертекті айналдыру. Әрбір код белгілі бір ережелер бойынша құрастырылып, шартты сигналдардың жиыны ретінде бейнеленеді. Кодтың негізгі параметрлері мыналар:кодтың негізі;

кодтың ұзындығы немесе разрядтығы;кодтың қуаты;

код қашықтығы;және т.б.Кодтың негізі дегеніміз кодты құрастыруда қолданылатын әртүрлі симводардың саны. Мысалы, екілік кодта екі символ (0 және 1) қолданылады, сондықтан оның негізі 2, ал ондық кодта он араб цифрлары қолданылады, оның негізі 10. Кодтың разрядтығы немесе ұзындығы дегеніміз әрбір код комбинациясындағы символдардың саны.Кодтың қуаты дегеніміз осы кодқа рұқсат етілген комбинациялардың саны.

Код қашықтығы дегеніміз бір код комбинациясының екіншісінен айырмасының разрядтар саны. Мысалы, екілік кодтауда код қашықтығы бірге тең.

Нақты санды кодтау үшін ол алдымен қалыпты формаға келтіріледі. Нақты сандық информация ЭЕМ-де бейнеленгенде белгілі бір дәлдікпен ғана жазылады. Мұнда жіберілетін қате санның жазылу формасы мен компьютердің разрядтық деңгейіне (разряд ұзындығына) байланысты. Сан ең көп қолданылатын қалыпты формада жазылғанда, дәлдік оның   мәніне байланыссыз, тек мантиссаға бөлінген разрядтардың санымен ғана анықталады. Оның таңбасын, мантиссасы мен дәрежесін, олардың арасындағы нүктені бейнелеуге белгілі бір  разрядтар бөлінеді.3.2 Символдық (әліппелік-цифрлық) информация ЭЕМ-де цифрлық код күйінде сақталынып, өңделеді. Әрбір символдың екілік цифрлар арқылы бейнеленген өзіндік коды болады.

Нақты компьютерде  пайдалауға қажетті символдардың барлық жиынын келесі топтарға бөлуге болады:әліппенің  әріптері мен цифрлары;

арнайы белгілер (жақшалар, дыбыс белгілері, ашық жер және т.б.);амалдар белгілері.Сонымен бірге, белгілі бір функцияларды орындайтын басқарушы символдарды да  осы құрамға жатқызады.

Символдардың  жиынын кодтаудың ең көп тараған  түрлері ASCII (ASCII – American Standard Code for Information Interchange) – информация алмасудың америкалық стандартты коды мен EBCDIC (EBCDIC – Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) – информация алмасудың кеңейтілген екілік-ондық коды. EBCDIC көбінесе үлкен машиналарда қолданылса, ал мини-және микроЭЕМ - дерде, сонымен қатар, дербес компьютерлерде ANSI (ANSI – American National Standard Institute) – Америка ұлттық стандарттар институты енгізген кодтаулар жиыны пайдаланылады.Адамзат тарихында әртүрлі есеп жұмыстарын орындау үшін есептеу жүйелері қолданылған. Барлық есептеу жүйелерін позициялық және позициялық емес жүйелерге бөледі.

Егер  санды белгілейтін таңбаның мәні оның орналасқан орнына байланысты болса, ондай есептеу жүйесін позициялық деп, ал  байланыссыз болса, позициялық емес деп атайды.

Позициялық  емес есептеу жүйесіндегі санды келесі түрде жазуға болады:

A_d = d ₁ + d₂ + . . . + d_n = ,

мұндағы A_d – А санының d есептеу жүйесіндегі жазылуы, d_i – жүйенің таңбалары. Позициялық емес есептеу жүйесіне рим цифрларын жатқызуға болады.

Позициялық есептеу жүйесінде  цифрлардың мәні сандағы орнына байланысты болады. Санды бейнелеге пайдаланылатын цифрлардың жиыны жүйенің әліппесі деп аталады. Ал ол цифрлардың саны есептеу  жүйесінің  негізін анықтайды. Мысалы, ондық есептеу жүйесінің негізі 10, ал әліппесін келесі он араб цифрлары құрайды: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Позициялық есептеу жүйесіндегі санның мысалы қарастырылсын:

213985,4067  = 2 х 10⁵ + 1 х 10⁴ + 3 х 10³ + 9 х 10² + 8 х 10¹ + 5 х 10⁰ +

                          + 4 х 10^-1 + 0 х 10^-2 + 6 х 10^-3 + 7 х 10^-4

Сонымен, кез-келген А санын  10-ның дәрежелері бойынша  полином түрінде жазуға болады екен:

A₁₀ = a_n x 10ⁿ + a_n-1 x 10^n-1 + . . . + a₁ x 10¹ + a₀ x 10⁰ + 

          + a_-1 x 10^-1 + . . . + a_-m x 10^-m  + . . .

Осындағы  полиномның коэффициенттері (цифрлар) санның ондық есептеу жүйесіндегі жазылуын көрсетеді:

       A₁₀ = a_n a_n-1  . . .  a₁  a₀ , a_-1 . . . a_-m . . . ,

мұндағы үтір санның бүтін және бөлшек бөліктерінің арасын бөледі; үтірдің сол жағына санның бүтін бөлігі, ал оң жағына бөлшек бөлігі орналасқан.

3.5 Күнделікті пайдаланылатын есептеу  жүйесі ондық жүйе деп аталынады.  Мұнда арабтың он цифры арқылы  барлық сандар белгіленіп, есептеулер  сол жүйеде жүргізіледі. Ал  есептегіш машиналарда тек екі  санды (0 және 1) ғана пайдалануға  болады екен. Сондықтан есептегіш машиналардың жұмыс істеуінің арифметикалық негізі осы екілік есептеу жүйесіне байланыстырылған.

Екілік  және ондық есептеу жүйелерінен  басқа да жүйелер практикада кездеседі. Программалау ісінде пайдаланылатын жүйелерге  сегіздік және оналтылық жүйелерді жатқызуға болады. Бұл жүйелер екілік есептеу жүйесіндегі сандарды ЄĀȁЕкілік және ондық есептеу жүйелерінен басқа да жүйелер практикада кездеседі. Программалау ісінде пайдаланылатын жүйелерге сегіздік және оналтылық жүйелерді жатқызуға болады. Бұл жүйелер екілік есептеу жүйесіндегі сандарды белгілеуге ыңғайлы. Алғашқы компью  3  -  0 1 1       5  -  1 0 1       7  -  1 1 1

12. 3.1 ЭЕМ-нің жады сөздердің шектелген тізбегінен тұрады, ал сөздер – биттердің шектелген тізбегі, сондықтан ЭЕМ-дегі информация көлемі оның жадымен шектеледі. Ондай шектеу сандық информацияның белгілі бір дәлдікпен ғана жазылатынын, оның ЭЕМ-нің архитектурасына байланысты екендігін көрсетеді. Есептегіш машиналарда екілік сандарды жазу үшін екі түрлі  форма пайдаланылады:табиғи форма немесе бекітілген нүктелі (үтірлі) жазу формасы;қалыпты (нормальді) форма немесе жылжымалы нүктелі (үтірлі) формасы.Табиғи форма түрінде сан цифрлардың тізбегі түрінде жазылып, оның бүтін және бөлшек бөліктерінің арасына нүкте (үтір) қойылады. Ал қалыпталған (жылжымалы нүктелі) санды жазу үшін цифрлардың екі тобы пайдаланылады. Бірінші топты санның мантиссасы, ал екіншісін дәрежесі деп атайды. Мантиссаның мәні бірден кіші болуы тиіс, ал дәреже бүтін сан болады. Мысалы, 125,458 саны бекітілген нүктелі формада жазылған болса, ал оның жылжымалы нүктелі формасында ол келесі түрде жазылады: 0.125458 ∙10³ , мұндағы 0.125458 – санның мантиссасы, ал 3 – дәрежесі.  Қазіргі заманғы ЭЕМ-дерде табиғи форма қосымша роль атқарады және ол көбінесе бүтін сандарды жазу үшін қолданылады, ал қалыпты форма сандық информацияны бейнелеудің негізгісі деп есептелінеді. Бүтін сандарды екілік жүйеде бейнелеу өте қарапайым. Мысалы, 0-ден 255-ке дейінгі бүтін сандарды кодтау үшін 8 бит жеткілікті, себебі екі таңба ( 0 және 1) арқылы 2⁸ немесе 256 вариант құрастыруға болады. Егер кодтау үшін 16 бит қолданылатын болса, онда 2¹⁶ немесе 65536 вариант құрастыруға болады; бұл жағдайда  0-ден 65535-ке дейінгі бүтін сандарды кодтауға болады.Сандарды бір жүйеден екіншісіне аудару ережелері. Алдымен  санды бір жүйеден екіншісіне аударудың жалпы ережесі қарастырылсын.  Кез-келген  негізі p  болатын  A санын негізі  d  болатын жүйеге аудару қажет болсын делік. Берілген санның p жүйесіндегі жазылуы белгілі болсын:

A_p =  ,

 

мұндағы  a_k -  p жүйесіндегі цифрлар,  0≤ a_k≤ p-1.

Осы  A  санының   негізі d болатын  жүйедегі жазылуын табу керек: A_d =   

мұндағы  b_k – табылуға тиісті негізі d болатын жүйенің цифрлары, 0≤ b_k≤ d-1.Бір жүйеден екіншісіне аудару қандай жүйенің арифметикасының ережелерімен орындалуына байланысты. Мысалы, егер A_p → A_d аудару p- арифметикасы бойынша орындалса, онда санның бүтін бөлігін аудару бөлу арқылы, ал бөлшек бөлігін көбейту арқылы орвндалады.

Мысалы, ондық жүйедегі бүтін санды екілік жүйеге аудару келесі тәртіппен орындалады:

57 : 2 = 28 (1)   Жақшаның ішіне бөлудің қалдығы жазылған;8 : 2 = 14 (0)  осы жақшаларда жазылған қалдықтар «кері»