Ақпаратты сақтау, өңдеу, өлшеу және тасымалдау

 МАЗМҰНЫ

 

КІРІСПЕ............................................................................................................................3

 АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР

1. Ақпарат  ұғымы  және қасиеттері, түрлері................................................................4

2. Ақпаратты сақтау, өңдеу және тасымалдау..............................................................7

3. Ақпаратты өлшеу тәсілдері......................................................................................11

ҚОРЫТЫНДЫ ..............................................................................................................19

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИТЕТТЕР..............………………………....……..…...20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        

   КІРІСПЕ

   

     Ақпарат термині латынның “information” деген сөзінен шыққан, яғни қазақша баламасы “ түсініктеме, баяндама ”. Ақпарат істің жай-күйі және біреудің іс-әзекеті туралы ақпарат, мәлімдеме немесе қандайда бір нәрсе туралы мәліметтер жиыны.

        Ақпарат дегеніміз, оны алушы кісіге дейінқабылдау механизмінің қабылданды-түсінікті-бағаланды деген үш сүзгісінен өткен нәрсе. Мұндай анықтама ақрпаратты үш деңгейде қарауға мүмкіндік береді: синтаксистік,сематикалық және прогматикалық. Синтаксистік деңгейде, ақпаратты қандайда бір қабылдап алушы кісі үшін тек тілдегі белгілер арасындағы қатынасқарастырылып, бұл жерде оның мазмұны мен құндылығы ескерілмейді.

        Бұл ақпараттың сандық сипаты. Сематикалық сүзгі (тезаурус) мәлімдеменің мазмұның меңгеруге мүмкіндік береді. Мәлімдеменің мазмұны-белгілі бір түрде реттелген білім болып табылады. Кибернетикалық жағдайда ақпарат, объектінің жағдайын сипаттайтын жабдық ретінде, сондай-ақ, басқару кезеңіндегі мәліметтер мен оны қолданушылар арасындағы қатынас ретінде қарастырылады. Ал мәліметтерге кез келген объектінің жағдайы туралы деректер, мағұлматтар жатады.

       Ақпарат жүйесін жіктеуде оны келесі ішкі кластарға бөлуге болады:

- Ақпараттық –анықтамалық  жүйелер;

- Ақпараттық-кеңес беретін  жүйелер;

- Ақпараттық-қадағалаушы  жүйелер.

     Ақпараттық-анықтамалық жүйелер ақпаратты жинап, оны адамның пайдалануы үшін дайындайды. Ақпараттық-кеңес беретін жүйелер объектінің күйі мен жұмыс тәртібі туралы ақпаратты беріп, нақты жағдай үшін қажетті ұсыныстар мен пікірлерді ұсынады.

    Курстық жұмыстың  мақсаты - ақпарат ұғымын, оның берілу үрдістері мен объектілерді формальді түрде сипаттау әдістерін қолдана алу.

 

 

 

 

 

     АҚПАРАТТЫҚ ҮРДІСТЕР

1. Ақпарат ұғымы және қасиеттері, түрлері.  

 

Ақпараттың ең негізгі  ерекшелігі – ол бар адамға интуитивті түсінікті, екінші жағынан оның ғылыми дәл анықтамасын беру мүмкін емес, сондықтан ақпарат туралы ұғым қолданылады. «Ақпарат» термині латынның «informatio» - түсініктеме, баяндама, хабар басу деген сөзінен шыққан.

Ақпарат ұғымын бірнеше тұрғыдан анықтап көрейік. «Кең мағынада» философиялық тұрғыдан, ақпарат – біздің санамызбен қабылданатын, ақиқат өмірдің белгілі бір объектілері, үрдістері мен құбылыстарының қасиеттері мен қатынастарының бейнелері. Есептеу техникасы тұрғысынан, ақпарат ұғымы оның жадында сақталатын, қажеттігіне байланысты өңделетін және сыртқы ортаға берілетін мәліметтер.

Ақпарат ұғымын оның берілу үрдісін сызбалық сипаттаудан анықтайық. Яғни, ақпарат ұғымы таратқыш, қабылдағыш және байланыс арнасы арқылы берілетін хабар

Хабарды таратқыш және қабылдағыш адамдар немесе техникалық құрылғылар болуы мүмкін. Яғни, ақпаратты бейнелеуге және түсінуге болады. Сондықтан әрбір  ақпараттың бейнелену пішімі және мазмұны  болады.

Хабар – белгілі пішімде көрсетілген және беруге арналған ақпарат, яғни ақпараттың бейнелену пішімі. Хабар материалды-энергетикалық пішімде – сызбалар, мәтін, дыбыс, жарық, қимыл және т.б. түрінде беріледі. Яғни, хабар қандай да бір қатынас тілінің өрнегі болады, олар – табиғи тілдер, математика тіл, әуез тілі, мимика белгілері және т.б.

Ақпараттың қасиеттері.  Кез келген ақиқат өмірдегі объектілерге тән ішкі және сыртқы қасиеттерін анықтауға болады. Сыртқы қасиеттер объектінің басқа объектілермен әсерлесу барысында анықталатын қасиеттер болғандықтан, ақпарат үшін маңызды сыртқы қасиеттер оны тұтынушы (қабылдағыш) көзқарасынан анықтайтын қасиеттер. Ақпараттың аталған қасиеттері:

Объектілік және субъектілік  қасиеті. Ақпараттың  жеке көзқарастар мен талқылаудан тәуелсіздігін анықтайтын қасиет

Толықтық қасиеті.  Ақпараттың объектіні немесе үрдісті толық мінездеу қасиеті. Бұл қасиет ақпараттың сапасын және оның қажетті шешім қабылдауға жеткіліктігін анықтайды.

Өзектілік (дәлуақыттылық) қасиеті. Ақпараттық ағымдық уақыт мезетіне сәйкестік дәрежесін анықтайтын қасиет. Бұл қасиет ақпараттың толықтығымен біріге отырып оның құндылығын анықтайды.

Ақиқаттық қасиеті.  Ақпаратта жасырын қателіктердің болмауы қасиеті.  Ақпарат қабылдағыш алған уақытта белгілі мөлшерде «ақпараттық шуыл» болуы мүмкін, ол неғұрлым аз болса, ақпараттың ақиқаттығы жоғарылайды.

Қатынау мүмкіндігі қасиеті.  Пайдаланушының ақпаратты алу мүмкіндігі дәрежесін анықтайтын қасиет. Ақпаратқа қатынау мүмкіндігінің жоқтығы оны қатынауға мүмкін емес етеді.

Адекваттық қасиеті.  Ақпараттың өзі бейнелейтін объектіге немесе құбылысқа, үрдіске бірмәнді сәйкестігін анықтайтын қасиет. Бұл қасиет ақиқаттық және қолданушы мұқтаждығына сәйкес келу қасиеттерімен анықталады.

Эргономдық қасиеті. Белгілі қолданушы үшін ақпараттың пішімі мен көлемінің ықғайлылық дәрежесін көрсететін қасиет.

Ақпарат түрлері. Хабар таратқыштан қабылдағышқа жеткізілуі үшін ақпарат тасушы қажет. Тасушы көмегімен берілетін хабар сигнал деп аталады. Сигнал – уақыт ішінде өзгеретін физикалық үрдіс (мысалы, тізбекте жүретін электр тогы, жарықтың таралу үрдісі). Ақпарат физикалық үрдістің, яғни сигналдың бір немесе бірнеше параметрлерінің мәнімен беріледі

Ақпарат екі түрде, яғни : дискретті (цифрлы) және үздіксіз(аналогтық) болады. Дискретті ақпарат  кейбір шаманың кезектескен нақты  мәні арқылы, ал үздіксіз – кейбір шаманың  өзгеруінің үздіксіз процесі арқылы сипатталады. Үздіксіз ақпаратты атмосфералық қысымды немесе автокөліктің жылдамдығын  көрсететін құралдар береді. Дискретті  ақпаратты кез келген цифрлы индикатордан, яғни электорнды сағаттан, есептеуіш  құрылығысынан және т.б. алуға болады.

Дискреттік ақпарат- адаммен  жұмыс істеуге ыңғайлы, бірақ  үздіксіз ақпарат тәжірибелі жұмыстарда жиі кездеседі, сондықтан үздіксіз ақпаратты дискреттікке немесе керісінше  аударуды білу керек. Модем осындай  аударуға арналған құрылғы болып  саналады, ол компьютерден цифрлық  деректерді дыбысқа және  электормагниттік тербеліске аударады немесе керісінше.

Шығу сигналы

Дискретті сигнал

1-сурет. Үздіксіз шаманың мәнін анықтайтын, периодты анықтайтын дискреттеу жиілігі ( ).

Дискреттеу жиілігі жоғары болған сайын, үздіксіз ақпараттық дискреттіге ауысуы нақтырақ болады. Бірақ бұл жиіліктің өсуімен бірге,  дискретті деректер мөлшері мен оларды өңдеу, тасымалдау және сақтау қиыншылықтары да өсе түседі. Бірақ та дискреттеудің нақтылығын өсіру үшін, оның жиілігін шамадан тыс өсіру міндетті емес. Бұл жиілікті таңдау туралы теоремасымен немесе Найквист заңымен анықталатын шекке дейін өсірген жөн.

Кез келген үздіксіз шама, гормоника деп аталатын, функциясымен анықталатын( - амплитуда, -жиілік, - уақыт және -фаза),бір-бірімен қабаттасқан толқындық процесс жиынымен анықталады.

Таңдау туралы теоремада дискреттеу нақты болу үшін оның жиілігі дискреттеу шамаға енетін гармоника жиілігінен 2 есе үлкен болуы керек  деп айтылған.

Бұл теореманың қолдануының  мысалы ретінде дыбыстық ақпаратты цифрлы түрде сақталатын лазерлік компакт – дискілерді айтуға болады. Дискреттеу жиілігі жоғары болған сайын, дыбыстың шығуы нақтырақ болады және оны бір дискіге жазуға болады, бірақ адам 20 КГц – ке дейінгі жиіліктегі дыбыстарды айыра алатындықтан, дыбыстарды үлкен жиілікпен дәл жазудың пайдасы жоқ. Таңдау туралы теоремаға сәйкес дискреттеу жиілігі 40 КГц – тен аз болмауы керек(өнеркәсіптік стандартқа сәйкес компакт-дискіде 44,1 КГц жиілік қолданылады).

Дискретті ақпаратты үздіксізге ауыстырғанда, ауыстыру жылдамдығы анықтауыш болып табылады: егер ол неғұрлым жоғары болса, үздіксіз шама соғұрлым жоғары жиілікті гармоникалы болады. Бірақ бұл шамада үлкен жиіліктер кездескен сайын,  онымен жұмыс жасау қиынға түседі. Мысалы, кәдімгі телефон желілері 3 КГц-ке  дейінгі дыбыстарды тасымалдауға арналған. Тасымалдау жиілігімен жіберілетін жиілік арасындағы байланыс одан әрі түпкілікті қарастырылады.

Үздіксіз ақпаратты дискреттіге ауыстыру құрылғысы –АЦП (аналогты-цифрлы ауыстырғыш) немесе АДС(), ал дискретті ақпаратты аналогке ауыстыру құрылғысы – ЦАП() немесе ДАС() деп аталады.

 

2. Ақпаратты сақтау, өңдеу және тасымалдау

Ақпаратты сақтау үшін арнайы жад құрылғысы қолданылады. Дискретті ақпаратты үздіксізге қарағанда сақтау оңайырақ, себебі ол сандардың кезектестігі арқылы сипатталады. Егер әрбір санды есептеудің екілік жүйесінде қарастырсақ, онда дискреттік ақпарат нөл мен бірліктің кезектестігі түрінде болады. Кейбір құрылғыларда қайсыбір қасиеттерінің болуы немесе болмауы осы кезектестіктің кейбір сандарын анықтауы мүмкін. Мысалы, дискреттегі орналасуда санның орны, ал магниттіктің полярлығын – оның мәні анықтайды. Дискретті ақпаратты жазу үшін қосқыш құралдарын, перфокарталарды, перфоленталерды, магниттік және лазерлік дискілердің әр түрін, электронды тригтерді және т.б. қолдануға болады. Дискретті ақпаратты сипаттағанда екілік цифрдағы 1 позиция бит деп аталады(bit, binary digit). Бит ақпаратты өлшеу үшін арналған 1 бит көлеміндегі ақпарат “иә” немесе “жоқ” деген жауапты қамтитын сұрақтың жаубына жатады.

Үздіксіз ақпараты сақтау өте қиын. Көбінесе бұл үшін конденсатор негізіндегі электрлік схемалар қолданылады. Үздіксіз ақпарат та битпен өлшенеді.

Бит- бұл өте кішкентай бірлік, сондықтан екі 4 биттік полубайт немесе тетрадьан тұратын, шамасы 8 есе үлкен байт типі қолданылады. Байт үлкен В немесе Б әрпімен белгілінеді. Басқа да стандартты бірліктер сияқты бит немесе байт үшін кили(К), мега(М), геге(Г), тера(Т), пета(Р немесе П) арқылы құралатын туынды бірліктері болады. Бірақ бит және байт үшін олар 10-дық дәрежені емес, екілік дәрежені білдіреді: кило -  210=1024 103, мега -  220 106, гига -  230 109, тера -  240 1012, пета -  250 1015 . Мысалы, 1 КБ=8 Кbit=1024 B=8192 bit, 1MБ =1024 KБ =1048576 Б =8192Кбит.

Ақпаратты өндеу – алдын-ала анықталған мақсатқа жету үшін есепті шешудің белгілі ретпен орындалатын нұсқауларына (операциялардың) сәйкес ақпаратты түрлендіру үрдісі. Ал ақпаратты электрондық өңдеу технологиясында бұл үрдіс – «адам-машиналық» алғашқы ақпаратты қорытынды ақпаратқа түрлендіру үрдісі.

Ақпаратты электрондық өңдеу  үрдісі ЭЕМ мен басқа техникалық құралдардың көмегімен жүзеге асады. Есептеу техникасының дамуы барысында оларды пайдалану әдістері және қатынас құру тәсілдері қолданылады. Пайдалану әдістері - орталықтандырылған өңдеу, орталықтандырылмаған (жеке) өңдеу, қазіргі уақытта аралас формалы өңдеу. Орталықтандырылған өңдеу ЭЕМ-ң бір жерде шоғырлануын, ақпараттық-есептеу орталықтарын (жеке және ұжымдық пайдаланатын) қажет етеді.

Есептеу техникасын орталықтандырылмаған пайдалану әдісі 80-жылдардың екінші жартысында дербес ЭЕМ-дің шығуымен дамыды. Орталықтандырылмаған әдіс ДЭЕМ-ң ақпараттың пайда болатын және қолданалатын орнында орналасуын, сол жерде автономдық өңдеуді жүзеге асыруға мүмкіндік берді. Соның негізінде абоненттік пункттер мен автоматтандырылған жұмыс орындары пайда болды. Автоматтандырылған жұмыс орны – техникалық құралдардың тиісті кешендерімен (ДЭЕМ) жарақтандырылған және тиісті программалық, ақпараттық жасақтамамен жабдықталған дара жұмыс орны.

Аралас пайдалану формасы – орталықтандырылған және орталықтандырылмаған әдістердің үйлесімі барысында дамыған. Оның алғышарты әртүрлі байланыс құралдарының үйлесімі негізінде ЭЕМ желілерінің құрылуы болып табылады.

Қатынас құру тәсілдерінің ішінде пайдаланушының ЭЕМ-мен әрекеттесуінің келесі режімдерін атауға болады:

-   дестелік режім;

-   интерактивті режім, оның ішінде сұранысты және диалогтық режімдер.

Дестелік режім - өңдеу үрдісі кезінде пайдаланушы қатынасуынсыз күні бұрын жинақталған ақпараттарды өңдеу немесе тапсырмаларды орындау, яғни дестеге біріктіріліп, содан кейін өңделетін ақпараттар мен тапсырмаларды өңдеу.

Интерактивті режім – пайдалушының ақпараттық-есептеу жүйесімен үрдіске түрлі әсер түрінде тікелей әрекеттесуі, ол сұранысты немесе диалог түрінде жүзеге асады.

Сұранысты режім – ақпараттық-есептеу жүйесінен керекті ақпарат беруді талап ету, көбінесе анықтама – ақпараттық жүйелерде жүзеге асады.

Диалогтық режім – пайдаланушының әрбір сұратуы ақпараттық-есептеу жүйесінің тарапынан дереу жауап әрекетін тудыратын режім. Есептеу жүйесі мен пайдаланушы арасындағы әрекеттесу адам үлгере алатын жылдамдықпен жүреді.