Համակարգչային գիտության հանրագիտարան. Սովետական ​​մեծ հանրագիտարան - Համակարգչային գիտություն. Լեզուների սահմանում և դասակարգում

ԻՆՖՈՐՄԱՏԻԿԱ (անգլ. ինֆորմատիկա), հաղորդագրություններից տեղեկատվություն քաղելու, տեղեկատվական ռեսուրսների ստեղծման, մեքենայի վարքագծի ծրագրավորման և այլ սուբյեկտների գիտություն՝ կապված մարդ-մեքենա միջավայրի կառուցման և օգտագործման հետ՝ մոդելավորման, դիզայնի, փոխազդեցության, վերապատրաստման և այլնի խնդիրների լուծման համար։ Ուսումնասիրում է տեղեկատվության հատկությունները, այն հաղորդագրություններից հանելու և տվյալ ձևով ներկայացնելու մեթոդները. տեղեկատվության փոխազդեցության հատկությունները, մեթոդները և միջոցները. տեղեկատվական ռեսուրսների հատկությունները, դրանց ստեղծման, ներկայացման, պահպանման, կուտակման, որոնման, փոխանցման և պաշտպանության մեթոդներն ու միջոցները. Խնդիրները լուծելու համար ծրագրավորվող մեքենաների և մարդ-մեքենա միջավայրի կառուցման և օգտագործման հատկությունները, մեթոդներն ու միջոցները:

Համակարգչային գիտության գիտական ​​արտադրանք

Համակարգչային գիտության գիտական ​​արտադրանքը ծառայում է որպես մեթոդական հիմք՝ մարդ-մեքենա միջավայր կառուցելու համար՝ գործունեության տարբեր ոլորտներին առնչվող խնդիրների լուծման համար (նկ. 1):

Սուբյեկտների (սովորաբար գիտության մեջ անվանում են առարկաներ) ուսումնասիրությունների արդյունքները ներկայացված են դրանց խորհրդանշական և/կամ. ֆիզիկական մոդելներ. Սիմվոլիկ մոդելները ձեռք բերված գիտելիքների նկարագրություններ են [տես Խորհրդանշական մոդելավորում(s-modeling)], իսկ ֆիզիկականները ուսումնասիրվող օբյեկտների նախատիպերն են՝ արտացոլելով դրանց հատկությունները, վարքագիծը և այլն: Գիտական ​​արդյունքը գիտելիքի համակարգի մոդել է (կամ նախկինում սահմանված և հրապարակված մոդելի բաղադրիչ), որը նկարագրում է. օբյեկտների մի շարք, ներառյալ ուսումնասիրվող օբյեկտը և նրանց միջև կապերը: Մոդելի նկարագրությունը ներկայացված է հաղորդագրության տեսքով, որը նախատեսված է գիտական ​​հանրության կողմից ճանաչելի և մեկնաբանելու համար: Արդյունքի նշանակությունը կախված է մոդելի կանխատեսելիությունից, վերարտադրելիությունից և կիրառելիությունից, ինչպես նաև դրա նկարագրությունը պարունակող հաղորդագրության հատկություններից։

Արդյունքների օրինակները, որոնք ակնառու դեր են խաղացել խնդիրների լուծման համար մարդ-մեքենա միջավայրի կառուցման մեթոդական աջակցության մեջ, ներառում են. Ջ. ֆոն Նեյմանի կողմից հորինված թվային էլեկտրոնային մեքենայի մոդելը՝ ծրագրի հրահանգներով և ընդհանուր հիշողության մեջ պահվող տվյալներով [ հայտնի է որպես մոդել ֆոն Նոյմանը(ֆոն Նեյմանի մոդելը) և ֆոն Նեյմանի ճարտարապետությունը (ֆոն Նեյմանի ճարտարապետությունը)]; հորինել է վեբ ստեղծողը (տես Համաշխարհային ցանց) Տ. Բերներս-Լի HTTP արձանագրություն (English HyperText Transfer Protocol - հիպերտեքստի փոխանցման արձանագրություն), որը կիրառական մակարդակի արձանագրություն է, որը սահմանում է հիպերմեդիա (տես Մուլտիմեդիա) համակարգերում հաղորդագրությունների փոխանցման կանոնները, և ռեսուրսի միասնական նույնացուցիչ URI (Անգլերեն միասնական ռեսուրսների նույնացուցիչ), որը դարձել է. Ինտերնետում տեղադրված ռեսուրսների հասցեների գրանցման ստանդարտ: Դժվար է այս օրերին (2017թ.) գտնել գործունեության մի ոլորտ, որտեղ համակարգչային գիտության գիտական ​​արտադրանքները չեն կիրառվում: Դրա հիման վրա ստեղծվել են էլ. փոստը, համացանցը, որոնման համակարգերը, IP հեռախոսակապը, իրերի ինտերնետը և այլ ինտերնետային ծառայություններ (տես Համացանց); թվային աուդիո, ֆոտո և վիդեո ձայնագրում; համակարգչային նախագծման համակարգեր (CAD); համակարգչային սիմուլյատորներ և ռոբոտներ (տես. Համակարգչային մոդելավորում), թվային կապի համակարգեր, նավիգացիոն համակարգեր, 3D տպիչներ և այլն։

Հիմնական հասկացություններ

Համակարգչային գիտության շարունակական զարգացումն ուղեկցվում է նրա հայեցակարգային ապարատի մշակմամբ և հետազոտության առարկայի հստակեցմամբ։ 2006 թվականին Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ինֆորմատիկայի հիմնախնդիրների ինստիտուտում (IPI RAS) ստեղծվեց հետազոտության նոր տարածք. կամայական առարկաների խորհրդանշական մոդելավորում մարդ-մեքենա միջավայրում (կրճատ- Հետ կերպարների մոդելավորում կամ s-մոդելավորում): Այս ոլորտում առաջին գիտական ​​նախագծերից մեկը նվիրված էր մարդ-մեքենա միջավայրում համակարգչային գիտության գիտելիքների համակարգի խորհրդանշական մոդելի կառուցման մեթոդաբանությանը: . 2009 թվականին ստեղծված սիմվոլիկ մոդելավորման (s-modeling) տեսության մեջ առաջարկվել է համակարգչային գիտության հայեցակարգերի հիմնական համակարգի սիմվոլիկ մոդելի մեկ այլ տարբերակ՝ ներառելով հետևյալ հասկացությունները.

Հաղորդագրություն(անգլերեն հաղորդագրություն) համարվում է որպես վերջավոր կարգավորված խորհրդանիշների հավաքածու (տեսողական, աուդիո և այլն, տես Սիմվոլը համակարգչային գիտության մեջ) կամ դրա ծածկագիրը (տես Կոդը համակարգչային գիտության մեջ), որը բավարարում է աղբյուրի և ստացողի փոխազդեցության արձանագրությունը: Հաղորդագրության առկայությունը ենթադրում է հաղորդագրության աղբյուրի, ստացողի, կրողի, փոխանցման միջոցի, առաքման մեքենայի և աղբյուրի և ստացողի միջև փոխազդեցության արձանագրության առկայություն: Մարդ-մեքենա խնդիրներ լուծելու միջավայրում (s-միջավայր) մարդիկ, օգտագործելով ծրագրավորվող մեքենաներ (s-machines), կազմում են հաղորդագրություններ՝ ներկայացնելով դրանք հարցումների լեզուներով, ծրագրավորում և այլն; կատարել տարբեր փոխակերպումներ(օրինակ՝ անալոգայինից դեպի թվային ձև և հետադարձ; չսեղմվածից մինչև սեղմված և ետ; փաստաթղթերի ներկայացման մի ձևից մյուսը); ճանաչել և օգտագործել հաղորդագրությունները նոր հաղորդագրություններ ստեղծելու համար (ծրագրեր, փաստաթղթեր և այլն); մեկնաբանել կոնցեպտուալ համակարգերի մոդելների վրա (որոնք նույնպես պահվում են թարգմանչի հիշողության մեջ հաղորդագրությունների տեսքով). փոխանակեք հաղորդագրություններ՝ օգտագործելով ապարատային և ծրագրային ապահովման ներդրված կանոնների համակարգեր (ցանցային արձանագրություններ, տես Համակարգչային ցանց); պահպանել և կուտակել հաղորդագրություններ (էլեկտրոնային գրադարանների, հանրագիտարանների և այլ տեղեկատվական ռեսուրսների ստեղծում), լուծել հաղորդագրությունների որոնման և պաշտպանության խնդիրները.

Հաղորդագրության թարգմանիչուսումնասիրվում է որպես ելքային հաղորդագրության կառուցող՝ հիմնված մուտքային հաղորդագրության վրա՝ համաձայն մեկնաբանության կանոնների տվյալ համակարգի։ Հաղորդագրությունների թարգմանիչ կառուցելու համար անհրաժեշտ պայման է մուտքային և ելքային լեզուների մոդելների, ինչպես նաև հայեցակարգային համակարգերի մոդելների առկայությունը, որոնցում մուտքային և ելքային լեզուներով գրված հաղորդագրությունները պետք է մեկնաբանվեն:

Տվյալներ(Անգլերեն տվյալներ) – հաղորդագրություն, որն անհրաժեշտ է որոշակի խնդիր կամ խնդիրների մի շարք լուծելու համար, որը ներկայացված է լուծողի (ծրագրի կամ անձի) կողմից ճանաչման, փոխակերպման և մեկնաբանման համար նախատեսված ձևով: Մարդը տվյալներն (տեքստ, պատկերներ և այլն) ընկալում է սիմվոլիկ ձևով, իսկ համակարգչային ծրագիր կամ համակարգչային սարք(սմարթֆոն, թվային ֆոտոխցիկ և այլն) - կոդով:

Տեղեկություն(անգլերեն տեղեկատվություն) ուսումնասիրվում է հաղորդագրության մեկնաբանման արդյունքում՝ օգտագործելով հասկացությունների համակարգի մոդելը [տես. Խորհրդանշական մոդելավորում(ս-մոդելավորում)]: Հաղորդագրությունից տեղեկատվություն հանելու համար անհրաժեշտ է ստացված հաղորդագրությունը ներկայացնել հաղորդագրության ստացողի կողմից ճանաչվելու և մեկնաբանվելու համար նախատեսված ձևով. թարգմանչի հիշողության մեջ պահվող հայեցակարգային համակարգերի մոդելներ, ներառյալ ստացված հաղորդագրությունը մեկնաբանելու համար անհրաժեշտները. պահանջվող մոդելի որոնման մեխանիզմները, հաղորդագրությունը մեկնաբանելը, մեկնաբանության արդյունքը ստացողի համար նախատեսված ձևով ներկայացնելը (նկ. 2):

Օրինակ՝ a լեզվով ներկայացված ma հաղորդագրության մեկնաբանման արդյունքը, որը թարգմանիչը (մարդ կամ ռոբոտ) ստացել է b լեզվով mb հաղորդագրության տեսքով, ma հաղորդագրությունից քաղված տեղեկատվություն է։

Ծրագրավորվող առաջադրանք(s-task) համարվում է որպես բազմություն (Formul, Rulsys, Alg, Prog), որտեղ Formul-ը խնդրի հայտարարությունն է. Rulsys - Խնդիրը լուծելու համար պարտադիր և ուղղորդող կանոնների համակարգերի մի շարք, որը դրված է Formul-ի համաձայն. Alg – ալգորիթմների բազմությունների միություն, որոնցից յուրաքանչյուրին համապատասխանում է Rulsys-ի մեկ տարր; Prog-ը ծրագրերի հավաքածուների միություն է, որոնցից յուրաքանչյուրին վերագրված է Alg-ի տարրերից մեկին: Rulsys, Alg և Prog-ի յուրաքանչյուր տարրի համար պետք է նշվի հավելվածի նկարագրությունը: Rulsys-ի տարրերի օգտագործման նկարագրությունները ներառում են խնդիր լուծողի տեսակի հստակեցում (ինքնավար s-մեքենա, s-մեքենաների ցանցային համագործակցություն, համագործակցություն «մարդ - s-մեքենա» և այլն), տեղեկատվական անվտանգության պահանջներ և այլն: Նկարագրություններ Alg-ից տարրերի օգտագործումը ներառում է տվյալներ խնդրի լուծիչի աշխատանքի ընդունելի եղանակների վերաբերյալ (ավտոմատ տեղական, ավտոմատ բաշխված, ինտերակտիվ տեղական և այլն), ստացված արդյունքի պահանջները և այլն: Ծրագրերի օգտագործման նկարագրությունները ներառում են տվյալներ իրականացման վերաբերյալ լեզուներ, օպերացիոն համակարգեր և այլն:

Ալգորիթմ– Խնդիրը լուծելու համար քայլերի վերջնական հավաքածուի պաշտոնական նկարագրություն, որը համապատասխանում է Rulsys-ի տարրերից մեկին և թույլ է տալիս եզակիորեն համապատասխանեցնել մուտքային տվյալների տվյալ հավաքածուն ստացված ելքային տվյալների շարքին:

Ծրագիր– ալգորիթմ, որն իրականացվում է բարձր մակարդակի ծրագրավորման լեզվով, մեքենայի վրա հիմնված լեզվով և/կամ մեքենայական հրահանգների համակարգում: Ներկայացվում է հաղորդագրության տեսքով, որը սահմանում է տվյալ հատկություններով խնդրի s-մեքենա լուծողի վարքագիծը։ Գոյություն ունի սիմվոլիկ, կոդային և ազդանշանային մարմնավորումներում՝ կապված թարգմանական հարաբերություններով (տես Կազմող համակարգչային գիտության մեջ)։

Խորհրդանիշ(Անգլերեն խորհրդանիշ) փոխարինում է բնական կամ հորինված օբյեկտին, նշանակում է այս առարկան և հանդիսանում է որոշակի համակարգի տարր՝ մարդու կամ ռոբոտի կողմից ընկալման համար նախատեսված խորհրդանշական հաղորդագրությունների (տեքստեր, երաժշտական ​​նշումներ և այլն) կառուցման համար: Օրինակ՝ ռուսերեն այբուբենը համակարգ է տեքստային նիշեր; Այս համակարգում A տառը խորհրդանիշ է, որը փոխարինում է համապատասխան ձայնը ռուսաց լեզվի խոսքի աուդիո խորհրդանիշների համակարգից. A տառը համապատասխանում է շոշափելի հյուսվածքային խորհրդանիշին (ընկալվում է մատների հպումով) կույրերի համար տեքստային հաղորդագրությունների համակարգում, որը հայտնի է որպես Բրայլի համակարգ (տես Նկ. Բրայլյան տառատեսակ) Որոշակի տիպի հաղորդագրություններ կառուցելու համար ընտրված տեսողական, աուդիո և այլ նշանների հավաքածուն համարվում է տարրական կառուցողական օբյեկտների մի շարք, որոնցից յուրաքանչյուրն օժտված է մի շարք հատկանիշներով և թույլատրելի գործողությունների մի շարքով: Այս հավաքածուի տարրերից կառուցվածքների ստեղծումը որոշվում է սիմվոլիկ մոդելների կառուցման կանոնների համակարգով [մանրամասների համար տե՛ս «Սիմվոլը համակարգչային գիտության մեջ» հոդվածը (s-symbol)]:

Կոդ(անգլերեն կոդը) խորհրդանիշի կամ սիմվոլիկ հաղորդագրության փոխարինողն է, որն օգտագործվում է դրանք ներկայացնելու համար համակարգիչներում, սմարթֆոններում և այլ ծրագրավորվող մեքենաներում և նախատեսված է խորհրդանշական հաղորդագրություններ կառուցելու, պահելու, փոխանցելու և մեկնաբանելու համար [մանրամասների համար տե՛ս Կոդը համակարգչային գիտության հոդվածում ( s կոդը)].

Ազդանշան(անգլերեն ազդանշան) - օպտիկական, ձայնային կամ այլ ազդեցություն, որը ընկալվում է մարդու զգայարանների կամ մեքենայի սենսորների կողմից, կամ կոդի ներկայացում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հաճախականության, արժեքների բաղադրության տեսքով: էլեկտրական լարմանկամ այլ բան, որը նախատեսված է մեքենայի սարքաշարի կողմից ընկալվելու համար (օրինակ, կենտրոնական պրոցեսորհամակարգիչ, միկրոպրոցեսորմեքենայի նավիգատոր): Նշանները, ծածկագրերը և ազդանշանները փոխկապակցված են փոխակերպման հարաբերություններով: Յուրաքանչյուր խորհրդանիշ և խորհրդանշական կառուցվածք, որը նախատեսված է անձի կամ ռոբոտի ընկալման համար, կարող է վերագրվել եզակի համապատասխանություն կոդերի հետ, որոնք նախատեսված են դրանք շահարկելու համար՝ օգտագործելով ծրագրային ապահովումհամակարգիչներ և հաշվողական սարքեր:

Հայեցակարգային համակարգի մոդել.Հասկացությունների համակարգի S-model Cons-ը դիտարկվում է որպես զույգ (ConsSet, ConsRel), որտեղ ConsSet-ը հասկացությունների մի շարք է. ConsRel-ը ConsSet-ում սահմանված հարաբերությունների ընտանիք է: Հասկացությունների համակարգի սահմանում - դրա մոդելի նկարագրություն, որն ուղեկցվում է կիրառելիության շրջանակի նշումով: Նկարագրությունը ներկայացված է հաղորդագրության տեսքով, որը նախատեսված է ստացողի մեկնաբանության, ներկայացման, պահպանման, բաշխման, կուտակման և որոնման համար ինտելեկտուալ գործունեության մարդ-մեքենա միջավայրում: Հասկացությունների համակարգը, որը համարվում է որոշակի, չպետք է ներառի հասկացություններ, որոնք չունեն սահմանումներ (և միևնույն ժամանակ չեն առնչվում աքսիոմ հասկացություններին): Մոդելի կիրառելիության շրջանակի որոշում - թղթակցի տեսակների նկարագրություն (ում հասցեագրված է սահմանումը), նպատակը, որին հասնելու գործընթացում իմաստ ունի սահմանումը (խնդիրների դասեր, որոնց ուսումնասիրության մեջ կարելի է սահմանել. օգտակար), այն փուլը, երբ նպատակահարմար է օգտագործել սահմանումը (հայեցակարգը, լուծման մեթոդաբանությունը և այլն) .դ.):

Գիտելիքների համակարգի մոդել.«գիտեմ» հասկացությունը s-մոդելավորման մեջ [տես Խորհրդանշական մոդելավորում(s-modeling)] սահմանվում է որպես հաղորդագրություն ստացողի վիճակ, երբ մուտքագրման մեկնաբանությունից ստացված ելքային հաղորդագրությունը ճանաչվում է որպես արդեն հայտնի և չի պահանջում փոփոխություններ կոնցեպտուալ համակարգերի մոդելներում, որոնք պահվում են հիշողության մեջ: հաղորդագրություն ստացող. «Գիտելիք» հասկացությունը սահմանվում է որպես որոշակի դասի առաջադրանքների պայմաններ պարունակող հաղորդագրություններից տեղեկատվություն հանելու բարդ կարողություն (դա կարող է լինել օրինաչափության ճանաչման, մի լեզվից մյուսը թարգմանելու կամ առաջադրանքների այլ դասեր): Գիտելիքների համակարգի S-մոդելը համարվում է եռյակ (Cons, Lang, Interp), որտեղ Cons-ը հասկացությունների համակարգի s-մոդելն է. Lang - հաղորդագրությունների լեզուների հավաքածուի s-մոդել, որը մեկնաբանվում է Cons-ով; Interp-ը թարգմանիչների մի շարք s-մոդել է հաղորդագրությունների թերությունների վրա, որոնք կազմված են Lang-ից լեզուներով:

Դեմ մոդելի հաղորդագրության մեկնաբանումը ներառում է.

1) տվյալ մուտքային հաղորդագրության հիման վրա ելքային հաղորդագրության կառուցում (տեղեկատվության դուրսբերում) (հաղորդագրությունները ներկայացված են Lang հավաքածուի լեզուներով).

2) ելքային հաղորդագրության վերլուծություն (արդյոք փոփոխություններ են պահանջվում Cons մոդելում);

3) եթե պահանջվում է, ապա փոխեք Cons մոդելը. եթե ոչ, վերջ:

Օրինակ, ժամանակակից համակարգչային նախագծման (CAD) համակարգի նյարդային կենտրոնը գիտելիքի համակարգն է: Դիզայնի արտադրողականությունը կախված է նրանից, թե որքան լավ է այն կառուցված:

Ծրագրավորվող մեքենա(s-machine) – ծրագրային և ապարատային կառուցվածք՝ խնդիրների լուծման համար: Սուպերհամակարգիչներ, հիմնական համակարգիչներ, անհատական ​​համակարգիչներ, դյուրակիր համակարգիչներ, սմարթֆոններ, նավիգատորներ, թվային ֆոտո և տեսախցիկներ. այս ամենը s-մեքենաներ են: Ստեղնաշարերը, մկները, trackballs, touchpad-ները և մուտքագրման այլ սարքերը s-մեքենաների բաղադրիչներն են, որոնք նիշերը փոխակերպում են համապատասխան սարքերի վարորդների կողմից ընկալվող կոդերի (տես Վարորդ համակարգչային գիտության մեջ): Անձնական համակարգչի մոնիտորները, նոութբուքերի էկրանները, նավիգատորները և այլն, վերափոխում են վիդեո կարգավարների կողմից ստեղծված կոդերը խորհրդանշական կոմպոզիցիաների, որոնք նախատեսված են մարդու տեսողական ալիքի համար:

(s-միջավայր) - համակարգչային ցանցերի և առանձին ծրագրավորվող մեքենաների համակցություն, որն օգտագործվում է տարբեր խնդիրներ լուծելու համար: Տարբեր տեսակի գործունեության տեղեկատվականացման գործիք: S-միջավայրը պետք է ապահովի խորհրդանշական մոդելների թվային կոդերի ներկայացում և նման կոդերի մանիպուլյացիա՝ օգտագործելով s-մեքենաներ: Ժամանակակից թվային հաղորդակցման տեխնոլոգիաների հիմքում համակարգչային նախագծման և այլնի հիմքում ընկած է մի գաղափար, որն ուշագրավ է դրա իրականացման հետևանքով. մնում է երկուական կոդ)] և հանձնարարում է աշխատել կոդերի հետ ծրագրավորվող մեքենաների համար, որոնք ինտեգրված են մարդ-մեքենա միջավայրում՝ խնդիրների լուծման համար։

Տեղեկատվական փոխազդեցությունը s-միջավայրում(նկ. 3) ուսումնասիրվում է որպես ինտերֆեյսների մի շարք, ինչպիսիք են «անձ - անձ», «անձ - ծրագիր», «անձ - ծրագրավորվող մեքենայի սարքավորում», «ծրագիր - ծրագիր», «ծրագիր - սարքավորում» (տես Պորտ. ինտերֆեյս համակարգչային գիտության մեջ): Մարդը ընկալում է մուտքային անալոգային ազդանշանները (լույս, ձայն և այլն) բիոինտելեկտի տեսողական, լսողական և այլ մուտքային սարքերի օգնությամբ (կենսաբանական համակարգ, որն ապահովում է բանականության գործունեությունը): Նա փոխակերպում է իրեն հետաքրքրող ազդանշանները խորհրդանշական տեսողական, ձայնային և մտածողության գործընթացներում օգտագործվող այլ կառույցների: Բիոինտելեկտի ելքային ազդանշաններն իրացվում են ժեստերի միջոցով (օրինակ՝ օգտագործվում է ստեղնաշարից և մկնիկից ներս մտնելիս), խոսքի և այլնի միջոցով։ Ծրագրերի մուտքն ու ելքը մուտքային տվյալների և արդյունքի կոդերն են (տես. Կոդհամակարգչային գիտության մեջ), իսկ սարքավորումների մուտքն ու ելքը ազդանշաններ են: Մուտքային անալոգային ազդանշանները վերածվում են թվային՝ օգտագործելով անալոգային թվային փոխարկիչներ(ADC), իսկ թվային ելքերը փոխակերպվում են անալոգային՝ օգտագործելով թվային-անալոգային փոխարկիչներ(DAC):

Ժամանակակից (2017թ.) միջավայրում մարդկային ազդանշանների ընկալման, մշակման և պահպանման բնական միջոցները համալրվում են հորինվածներով՝ թվային ֆոտո և տեսախցիկներ, սմարթֆոններ և այլն: Տեղեկատվական փոխազդեցության տեխնոլոգիաների լայնորեն հայտնի մասը ներկայացված է արագ զարգացող ինտերնետով։ ծառայություններ։ Օգտագործվում է մարդկանց միջև փոխգործակցության համար Էլ(անգլերեն էլ. փոստ), ինտերնետային կապի տարբեր տեսակներ [ Ինտերնետ հեռախոսակապ(IP հեռախոսակապ); օրինակ՝ ներդրված Skype ինտերնետ ծառայության մեջ; սուրհանդակներ (անգլերեն մեսենջեր - միացված); օրինակ՝ Telegram ինտերնետ ծառայությունը, սոցիալական ցանցերը և այլն: Մարդկանց կողմից օգտագործվող իրերի փոխազդեցության համար (լուսավորման համակարգեր, ջերմաստիճանի պահպանում և այլն) միմյանց և հետ արտաքին միջավայրդիմել ինֆորմացիոն տեխնոլոգիա«իրերի ինտերնետ» (տես Համացանց):

Հիմնական առաջադրանքների դասեր

Հատկությունների և օրինաչափությունների ուսումնասիրության հիման վրա խորհրդանշական մոդելավորում(ս-մոդելավորում) սահմանվում են համակարգչային գիտության հիմնարար խնդիրների հետևյալ դասերը.

Կամային օբյեկտների մոդելների ներկայացում, որը նախատեսված է մարդկանց և ծրագրավորվող մեքենաների ընկալման համար, կապված է հաղորդագրության լեզուների գյուտի հետ, որոնք բավարարում են որոշակի պահանջներ։ Այս դասը ուսումնասիրում է սիմվոլների և ծածկագրերի համակարգերը, որոնք օգտագործվում են համապատասխանաբար մարդու և մեքենայի վրա հիմնված լեզուներում: Առաջինը ներառում է հստակեցում, ծրագրավորում և հարցումների լեզուներ, իսկ երկրորդը ներառում է մեքենայական հրահանգների համակարգեր: Այս դասը ներառում է նաև տվյալների ներկայացման առաջադրանքներ: Այն ներառում է հայեցակարգային համակարգերի մոդելների ներկայացման խնդիր, որոնց վրա մեկնաբանվում են հաղորդագրությունները: Վրա վերին մակարդակԱյս դասի առաջադրանքների հիերարխիան պարունակում է գիտելիքների համակարգի մոդելների ներկայացում:

Խորհրդանշական մոդելների տեսակների և ներկայացումների փոխակերպումթույլ է տալիս համապատասխանություններ հաստատել մոդելների միջև: Առաջադրանքների անհրաժեշտ լրացում են տեսակների (օրինակ՝ խոսքը տեքստի և հակառակը) և ձևերի (օրինակ՝ անալոգային թվային և հակառակը, չսեղմվածը սեղմվածի և հակառակը, *.doc-ի և հակառակը) փոխակերպման խնդիրները։ մոդելների ներկայացում:

Հաղորդագրության ճանաչումենթադրում է այն ստացողին հայտնի ձևաչափով ներկայացնելու անհրաժեշտությունը: Երբ այս պայմանը բավարարվում է, հաղորդագրությունների ճանաչման համար լուծվում են նմուշների մոդելների հետ համապատասխանեցնելու կամ ճանաչված մոդելի հատկությունների նմուշների մոդելների հատկությունների հետ համեմատելու խնդիրները: Օրինակ՝ անձի կենսաչափական նույնականացման առաջադրանքում նրա կենսաչափական տվյալները (մուտքային հաղորդագրություն) համեմատվում են կենսաչափական համակարգի տվյալների բազայի կենսաչափական նմուշի հետ։

Մոդելի կառուցումհասկացությունների համակարգեր, գիտելիքների համակարգեր, հաղորդագրությունների մեկնաբանիչներ հասկացությունների համակարգերի մոդելների վրա. առաջադրանքների մոդելներ, ծրագրավորման տեխնոլոգիաներ, փոխազդեցություն s-միջավայրում; s-machine ճարտարապետության մոդելներ, համակարգչային ցանցեր, սպասարկման վրա հիմնված ճարտարապետություններ; հաղորդագրությունների մոդելները և դրանց կառուցման միջոցները, փաստաթղթերը և փաստաթղթերի հոսքը: Այս դասի հիերարխիայի վերին մակարդակում են s-միջավայրի մոդելների և խորհրդանշական մոդելավորման տեխնոլոգիաների կառուցման խնդիրները:

Հաղորդագրությունների մեկնաբանություն(տեղեկատվության արդյունահանումը) ենթադրում է ստացված հաղորդագրության, հայեցակարգային համակարգի մոդելի, որի վրա այն պետք է մեկնաբանվի, և մեկնաբանման մեխանիզմի առկայություն։ Խնդիրների լուծում մարդ-մեքենա միջավայրում - աղբյուրի տվյալների մեկնաբանություն (մուտքային հաղորդագրություն)՝ օգտագործելով ալգորիթմում ներկայացված հասկացությունների համակարգի մոդելը: Որոշման արդյունքը ելքային հաղորդագրությունն է (մուտքագրված հաղորդագրությունից քաղված տեղեկատվությունը): Եթե ​​թարգմանիչը գործարկվող ծրագիր է, ապա սկզբնաղբյուրի տվյալները, ծրագիրը և խնդրի լուծման արդյունքը ներկայացված են համապատասխան կոդերով (տես Կոդը համակարգչային գիտության մեջ)։ Ծրագրավորվող մեքենայի միկրոպրոցեսորի համար մեկնաբանվող հաղորդագրությունները և մեկնաբանման արդյունքները ներկայացված են մեքենայի հրահանգներին և տվյալների կոդերին համապատասխանող ազդանշաններով: Օրինակ՝ թվային տեսախցիկով նկարահանելիս հաղորդագրությունը (լուսային ազդանշանի տեսքով) գործում է լուսազգայուն մատրիցայի վրա, ճանաչվում դրա կողմից և այնուհետև վերածվում թվային պատկերի կոդի, որը մեկնաբանվում է ծրագրով, որը բարելավում է պատկերի որակը. Արդյունքում ստացված արդյունքը փոխակերպվում և գրանցվում է (տեսախցիկի ներկառուցված պահեստի կամ հիշողության քարտի վրա) որպես գրաֆիկական ֆայլ:

Հաղորդագրությունների փոխանակում.«անձ - մարդ», «անձ - ծրագիր», «անձ - ծրագրավորվող մեքենայի սարքավորում», «ծրագիր - ծրագիր», «ծրագիր - սարքաշար» տիպի ինտերֆեյսների կառուցման խնդիրները (տես Ինտերֆեյս համակարգչային գիտության մեջ), « hardware - hardware» (տես Պորտ համակարգչային գիտության մեջ); հաղորդագրությունների առաքման առաջադրանքներ մարդ-մեքենա խնդիրներ լուծելու միջավայրում (ուղարկողների և ստացողների մուտքագրմամբ, հաղորդագրություններ ուղարկելու, փոխանցելու և ստանալու միջոցներ, հաղորդագրությունների փոխանցման միջավայրեր): Հորինված են հաղորդագրությունների փոխանցման կանոնների համակարգեր (ցանցային արձանագրություններ); ցանցային ճարտարապետություններ; փաստաթղթերի կառավարման համակարգեր: Օրինակ, հաղորդագրությունները փոխանակվում են գործընթացների միջև օպերացիոն համակարգեր(OS), s-machine ծրագրեր համակարգչային ցանցում, էլփոստի օգտվողներ և այլն:

Հաղորդագրությունների պահպանում, կուտակում և որոնում.հիշողության և պահպանման սարքերը և դրանց կառավարման մեխանիզմները ուսումնասիրվում և տիպագրվում են. պահպանման և կուտակման ձևերը; լրատվամիջոցներ, պահպանման, կուտակման և որոնման մեթոդներ; տվյալների բազաներ և ծրագրերի գրադարաններ: Ուսումնասիրվում են որոնման առարկայի մոդելները (ըստ օրինաչափության, ըստ բնութագրերի, ըստ հատկությունների նկարագրության) և որոնման մեթոդները:

Տեղեկատվության պաշտպանություն.խոցելիության կանխարգելման և հայտնաբերման, մուտքի վերահսկման, ներխուժման պաշտպանության խնդիրները, չարամիտ ծրագիր, հաղորդագրությունների գաղտնալսում և չարտոնված օգտագործում:

Հետազոտության ոլորտները

Համակարգչային գիտության զարգացման վրա ազդող ամենակարևոր գիտական ​​գաղափարները մարմնավորված են ճանաչողական գործընթացների, տեղեկատվական փոխազդեցության և տարբեր խնդիրների ավտոմատացված լուծման համար գործիքների կառուցման մեթոդական աջակցության մեջ: Համակարգչային գիտության զարգացման ներկա փուլում (2017 թ.) արդիական են հետազոտական ​​ոլորտների հետևյալ փոխկապակցված համալիրները.

Հաշվարկների ավտոմատացում(ծրագրավորվող մեքենաների միջոցով հաշվարկներ). ուսումնասիրվում են ծրագրավորվող մեքենաների մոդելները, ճարտարապետությունը և հրամանատարական համակարգերը. ծրագրավորվող առաջադրանքների ալգորիթմացում [ալգորիթմներ և տվյալների կառուցվածքներ, բաշխված ալգորիթմներ (Բաշխված ալգորիթմներ), պատահականացված ալգորիթմներ (պատահական ալգորիթմներ) և այլն]; բաշխված հաշվարկ (Distributed Computing), ամպային հաշվարկ (Cloud Computing); հաշվարկների բարդությունը և ռեսուրսների ինտենսիվությունը:

Ծրագրավորում:ուսումնասիրվում են տեքստային նշանների և ծածկագրերի համակարգեր; ծրագրավորման լեզուներ և առաջադրանքի առանձնահատկություններ; թարգմանիչներ; ծրագրի գրադարաններ; համակարգի ծրագրավորում; ՕՀ; գործիքային ծրագրավորման համակարգեր; տվյալների բազայի կառավարման համակարգեր; ծրագրավորման տեխնոլոգիաներ; առցանց խնդիրների լուծման ծառայություններ և այլն:

Մարդ-մեքենա միջավայր՝ խնդիրների լուծման համար(ս-միջավայր). ուսումնասիրվում են s-միջավայրի կառուցման մոդելներ, մեթոդներ և միջոցներ, համակարգչային ցանցեր, թվային կապի ցանցեր և ինտերնետ:

Հաղորդագրությունների ընկալում և ներկայացում, փոխազդեցություն s-միջավայրում.ուսումնասիրվում են տեսողական, ձայնային, շոշափելի և այլ հաղորդագրությունների ընկալման և ներկայացման մոդելները, մեթոդներն ու միջոցները. համակարգչային տեսողության, լսողության և այլ արհեստական ​​սենսորներ; աուդիո, վիզուալ, շոշափելի և այլ հաղորդագրությունների ստեղծում (ներառյալ համակցված), որոնք նախատեսված են մարդու և ռոբոտի գործընկերոջ համար. աուդիո, վիզուալ և այլ հաղորդագրությունների ճանաչում (խոսք, ժեստ և այլն); պատկերների մշակում, համակարգչային գրաֆիկա, վիզուալիզացիա և այլն; հաղորդագրությունների փոխանակում (հաղորդագրությունների մոդելներ, դրանք ստանալու և փոխանցելու մեթոդներ և միջոցներ); օգտագործողի ինտերֆեյսեր, ծրագրեր, ապարատային սարքավորումներ, ծրագրեր ապարատով; առցանց փոխգործակցության ծառայություններ (մեսենջերներ, սոցիալական ցանցեր և այլն):

Ս-միջավայրում խնդիրների լուծման տեղեկատվական ռեսուրսներ և համակարգեր.ուսումնասիրվում են տեղեկատվական ռեսուրսների կառուցման, ներկայացման, պահպանման, կուտակման, որոնման, փոխանցման և պաշտպանության մոդելները, մեթոդներն ու միջոցները. էլեկտրոնային փաստաթղթերի կառավարում; էլեկտրոնային գրադարաններ և այլ տեղեկատվական համակարգեր. Վեբ (տես Համաշխարհային ցանց).

Տեղեկատվական անվտանգությունև ծածկագրություն.ուսումնասիրվում են խոցելիության կանխարգելման և հայտնաբերման մեթոդները. մուտքի վերահսկում; պաշտպանել տեղեկատվական համակարգերը ներխուժումներից, չարամիտ ծրագրերից և հաղորդագրությունների գաղտնալսումից. տեղեկատվական ռեսուրսների, ծրագրային ապահովման և սարքավորումների չարտոնված օգտագործումը:

Արհեստական ​​բանականություն:ուսումնասիրվում են խելացի ռոբոտների կառուցման մոդելները, մեթոդներն ու միջոցները, որոնք օգտագործվում են որպես մարդկային գործընկերներ (անվտանգության խնդիրներ լուծելու, իրավիճակի կառավարում և այլն); որոշումների կայացման փորձագիտական ​​մեթոդներ.

Խորհրդանշական մոդելավորում.ուսումնասիրվում են տեսողական, ձայնային, շոշափելի և այլ նշանների համակարգեր, որոնք դիտվում են որպես մարդկանց համար նախատեսված կամայական սուբյեկտների մոդելների կառուցման կառուցողական առարկաներ (հասկացությունների համակարգեր և գիտելիքների համակարգեր, առարկաներ. միջավայրըև մարդկանց կողմից հորինված առարկաներ); կոդային համակարգեր՝ համապատասխանեցնելով սիմվոլային համակարգերին, որոնք նախատեսված են ծրագրերի միջոցով մանիպուլյացիայի համար նախատեսված խորհրդանշական մոդելների կոդային համարժեքներ կառուցելու համար. խորհրդանշական մոդելների նկարագրության լեզուներ; սիմվոլիկ մոդելների և դրանց կոդերի համարժեքների մուտքագրում. հասկացությունների և գիտելիքի համակարգերի համակարգերի խորհրդանշական մոդելների կառուցման մեթոդներ (ներառյալ ծրագրավորվող առաջադրանքների վերաբերյալ գիտելիքների համակարգեր) [մանրամասների համար տե՛ս հոդվածը Խորհրդանշական մոդելավորում(ս-մոդելավորում)]:

Համակարգչային գիտության ձևավորում

Ուսումնասիրված օբյեկտների խորհրդանշական մոդելավորումվաղուց եղել է ձեռք բերված գիտելիքները ներկայացնելու հիմնական գործիքը: Սիմվոլների (ժեստային, գրաֆիկական և այլն) և դրանցից կառուցված խորհրդանշական հաղորդագրությունների մոդելների գյուտը, արտաքին միջավայրում նման մոդելների ներկայացումն ու կուտակումը դարձել են ինտելեկտուալ կարողությունների ձևավորման և զարգացման առանցքային միջոցներ։ Մտավոր գործունեության մեջ սիմվոլիկ մոդելների գերիշխող դերը որոշվում է ոչ միայն դրանց կոմպակտությամբ և արտահայտչականությամբ, այլև այն փաստով, որ դրանք պահելու համար օգտագործվող լրատվամիջոցների տեսակների վերաբերյալ սահմանափակումներ չկան: Մեդիան կարող է լինել մարդու հիշողությունը, թղթի թերթիկը, թվային ֆոտոխցիկի մատրիցը, թվային ձայնագրիչի հիշողությունը կամ այլ բան: Սիմվոլիկ մոդելների կառուցման, պատճենման, փոխանցման, պահպանման և կուտակման ծախսերն անհամեմատ ցածր են ոչ խորհրդանշական մոդելների հետ կապված նմանատիպ ծախսերից (օրինակ՝ նավերի, շենքերի մոդելներ և այլն): Առանց խորհրդանշական մոդելավորման գործիքների, դժվար է պատկերացնել գիտության, ճարտարագիտության և այլ գործունեության զարգացումը:

Մոդելավորման զարգացման սկզբնական փուլերում մոդելավորվող օբյեկտների բազմազանությունը սահմանափակվում էր այն, ինչ սովորաբար կոչվում էր շրջակա միջավայրի օբյեկտներ, իսկ այդ օբյեկտների մոդելները ֆիզիկական էին: Ձայնի, ժեստերի և իմաստների սիմվոլիկ մոդելավորման այլ միջոցների զարգացումը, որը պայմանավորված է վտանգի, որսորդական առարկաների և դիտման այլ առարկաների տեղակայման անհրաժեշտությամբ, նպաստել է ճանաչողության, փոխըմբռնման և ուսուցման մեխանիզմների կատարելագործմանը: Հաղորդագրությունների լեզուները սկսեցին առաջանալ, որոնք ներառում էին ձայնային և նշանների նշաններ: Վարքագիծը մոդելավորելու ցանկությունը (ներառյալ մեր սեփականը) նոր մարտահրավերներ է առաջացրել: Կարելի է ենթադրել, որ ի սկզբանե այդ ցանկությունը կապված էր որսի, առօրյա կյանքում և բնական աղետների ժամանակ ռացիոնալ վարքագիծ սովորելու հետ։ Որոշակի փուլում մենք սկսեցինք մտածել մոդելավորման գործիքներ ստեղծելու մասին, որոնք թույլ կտան մեզ ստեղծել այնպիսի մոդելներ, որոնք հնարավոր կլինի պահել, պատճենել և տեղափոխել:

Ցուցադրմանը ուղեկցող բացատրությունների արդյունավետությունը բարձրացնելու ցանկությունը հանգեցրեց հայեցակարգային ապարատի և դրա բանավոր մարմնավորման միջոցների կատարելագործմանը։ Խորհրդանշական մոդելների մշակումը գրաֆիկական դիագրամների տեսքով և խոսքի կատարելագործումը հանգեցրեց խոսքի գրաֆիկական մոդելի: Ստեղծվեց գիր. Այն դարձավ ոչ միայն խորհրդանշական մոդելավորման զարգացման կարևոր փուլ, այլև հզոր գործիք մտավոր գործունեության զարգացման գործում: Այժմ մոդելավորման օբյեկտների նկարագրությունները և դրանց միջև կապերը կարող են ներկայացվել տեքստերի, դիագրամների և գծագրերի կոմպոզիցիաներով: Ստեղծվել է գործիքակազմ՝ դիտարկումները, պատճառաբանությունները և պլանները խորհրդանշական մոդելներում ցուցադրելու համար, որոնք կարող են պահպանվել և փոխանցվել: Հրատապ դարձան մեդիա հորինելու, պատկերներ գրելու և ստեղծելու գործիքներ, գունանյութեր և այլն, սրանք առաջին առաջադրանքներն էին խորհրդանշական մոդելավորման միջավայր կառուցելու ճանապարհին։

Գրաֆիկական մոդելավորման կարևոր փուլը կապված է սխեմատիկ պատկերների (գծանկարների նախնիների) մոդելների հետ՝ դիզայնի հիմքում: Նախագծված եռաչափ օբյեկտի ներկայացումը երեք երկչափ պրոեկցիաներում, որոնք ցույց են տալիս մասերի չափերն ու անվանումները, որոշիչ դեր է խաղացել ճարտարագիտության զարգացման գործում։ Ձեռագիր տեքստերից, գծագրերից և դիագրամներից մինչև տպագրություն և դիզայնի գրաֆիկական մոդելներ, ձայնագրությունից, լուսանկարչությունից և ռադիոյից մինչև կինո և հեռուստատեսություն, համակարգիչներ և տեղական ցանցերԴեպի գլոբալ ցանց, վիրտուալ լաբորատորիաներ և հեռավար կրթություն, անընդհատ աճում է խորհրդանշական մոդելների դերը, որոնք մարդիկ ստեղծում են մեքենաների օգնությամբ։

Խնդիրներ լուծող արտադրողականությունը ինտելեկտուալ արտադրողականության հիմնական խնդիրն է, որը մշտական ​​ուշադրության կենտրոնում է գյուտարարների համար: Նյութական առարկաների քանակական գնահատումների անհրաժեշտությունը վաղուց խթանել է ձայնի, ժեստերի, ապա՝ գրաֆիկական սիմվոլների համակարգերի հայտնագործմանը։ Որոշ ժամանակ մենք բավարարվեցինք կանոնով. յուրաքանչյուր մեծություն ունի իր խորհրդանիշը: Խճաքարերի, փայտերի և այլ առարկաների միջոցով հաշվելը (առարկայական հաշվում) նախորդել է խորհրդանշական հաշվման գյուտին (հիմնված է մեծությունների գրաֆիկական պատկերի վրա): Քանի որ ավելանում էր այն առարկաների թիվը, որոնք պետք է օգտագործվեին, մեծությունները խորհրդանշական կերպով ներկայացնելու խնդիրը դարձավ ավելի կարևոր: «Թվեր» հասկացության ձևավորումը և թվերի մոդելավորման ժամանակ խորհրդանիշներ պահպանելու գաղափարը հանգեցրեց թվային համակարգերի գյուտին: Առանձնահատուկ հիշատակման է արժանի դիրքային թվային համակարգերի գաղափարը, որոնցից մեկը (երկուական) 20-րդ դարում։ վիճակված էր առանցքային դեր խաղալ թվային ծրագրավորվող մեքենաների գյուտի և խորհրդանշական մոդելների թվային կոդավորման գործում։ Խորհրդանիշի իմաստը փոխելը սիմվոլների հաջորդականության մեջ նրա դիրքի փոփոխությամբ շատ արդյունավետ գաղափար է, որն ապահովեց առաջընթաց հաշվողական սարքերի հայտնագործման մեջ (աբակուսից մինչև համակարգիչ):

Խնդիրներ լուծողների արտադրողականության բարձրացման գործիքներ. 1622–33-ին անգլիացի գիտնական Ուիլյամ Օութրեդը առաջարկեց մի տարբերակ սլայդի կանոն, որը դարձավ սլայդների կանոնների նախատիպը, որն ամբողջ աշխարհի ինժեներներն ու հետազոտողները օգտագործում էին ավելի քան 300 տարի (մինչ անհատական ​​համակարգիչների հասանելիությունը): 1642 թվականին Բ.Պասկալը, փորձելով օգնել հորը հաշվարկներով հարկեր հավաքելիս, ստեղծեց հնգանիշ ավելացնող սարք («Պասկալին» ), կառուցված փոխանցման անիվների հիման վրա։ Հետագա տարիներին նա ստեղծեց վեց և ութանիշ սարքեր, որոնք նախատեսված էին տասնորդական թվեր գումարելու և հանելու համար։ 1672 թվականին գերմանացի գիտնական Գ.Վ.Լայբնիցը ստեղծում է թվային մեխանիկական հաշվիչ տասներկուանիշ տասնորդական թվերի վրա թվաբանական գործողությունների համար: Դա առաջին հաշվիչն էր, որը կատարում էր բոլոր թվաբանական գործողությունները։ «Լայբնիցի անիվ» կոչվող մեխանիզմը մինչև 1970-ական թթ. վերարտադրված ձեռքի տարբեր հաշվիչներում: 1821 թվականին սկսվեց ավելացնող մեքենաների արդյունաբերական արտադրությունը։ 1836–48-ին Չ.Բեբիջ ավարտել է մեխանիկական տասնորդական համակարգչի նախագիծը (որը նա անվանել է Անալիտիկ շարժիչ), որը կարելի է համարել ապագա համակարգիչների մեխանիկական նախատիպ։ Հաշվարկային ծրագիրը, տվյալները և արդյունքները գրանցվել են դակված քարտերի վրա։ Ավտոմատ կատարումտրամադրվող ծրագրերը կառավարման սարք. Մեքենան չի կառուցվել։ 1934 – 38 Կ.Զուսե ստեղծել է մեխանիկական երկուական համակարգիչ (բառի երկարությունը– 22 երկուական բիթ; հիշողություն– 64 բառ; լողացող կետով գործողություններ): Սկզբում ծրագիրը և տվյալները մուտքագրվում էին ձեռքով: Մոտ մեկ տարի անց (նախագծման մեկնարկից հետո) պատրաստվեց ծակոտկեն ֆիլմի ժապավենից ծրագրեր և տվյալներ մուտքագրելու սարք, և մեխանիկական թվաբանական միավորը (AU) փոխարինվեց հեռախոսային ռելեների վրա կառուցված AC-ով: 1941թ.-ին Զուսեն ավստրիացի ինժեներ Գ.Շրեյերի մասնակցությամբ ստեղծեց աշխարհում առաջին աշխատող լիովին ռելեային երկուական համակարգիչը՝ ծրագրային կառավարմամբ (Z3): 1942 թվականին Զուսեն ստեղծեց նաև աշխարհում առաջին կառավարվող թվային համակարգիչը (S2), որն օգտագործվում էր հրթիռային ինքնաթիռների կառավարման համար։ Զուզեի կողմից իրականացվող աշխատանքների գաղտնիության պատճառով դրանց արդյունքները հայտնի դարձան միայն 2-րդ համաշխարհային պատերազմի ավարտից հետո։ Աշխարհի առաջին բարձր մակարդակի ծրագրավորման լեզուն Plankalkül (գերմ. Plankalkül - հաշվարկի պլան) ստեղծվել է Զուսեի կողմից 1943–45 թվականներին, հրատարակվել է 1948 թվականին: Առաջին թվային էլեկտրոնային համակարգիչները՝ սկսած ամերիկյան ENIAC համակարգչից [(ENIAC - Electronic Numerical Integrator): և Համակարգիչ - էլեկտրոնային թվային ինտեգրատոր և հաշվիչ); զարգացումը սկսվել է 1943 թվականին, ներկայացվել հանրությանը 1946 թվականին], ստեղծվել են որպես մաթեմատիկական հաշվարկների ավտոմատացման միջոց։

Ծրագրավորվող մեքենաների օգտագործմամբ հաշվողական գիտության ստեղծում: Բոլոր Ռ. 20 րդ դար Սկսվեց թվային համակարգիչների արտադրությունը, որոնք ԱՄՆ-ում և Մեծ Բրիտանիայում կոչվում էին համակարգիչներ, իսկ ԽՍՀՄ-ում՝ էլեկտրոնային համակարգիչներ (համակարգիչներ)։ Սկսած 1950-ական թթ Մեծ Բրիտանիայում և 1960-ականներից ԱՄՆ-ում սկսեց զարգանալ ծրագրավորվող մեքենաների օգտագործմամբ հաշվողական գիտությունը, որը կոչվում էր Համակարգչային գիտություն։ 1953 թվականին Քեմբրիջի համալսարանձևավորվել է համակարգչային գիտություն մասնագիտության ծրագիր. ԱՄՆ-ում նմանատիպ ծրագիրներկայացվել է 1962 թվականին Փրդյու համալսարանում։

Գերմանիայում համակարգչային գիտությունը կոչվում է Informatik (համակարգչային գիտություն): ԽՍՀՄ-ում ծրագրավորվող մեքենաների կառուցմանը և օգտագործմանը նվիրված հետազոտության և ճարտարագիտության ոլորտը կոչվում էր « Համակարգչային ճարտարագիտություն« 1948 թվականի դեկտեմբերին Ի. 1950-ական թթ ստեղծվել է կենցաղային համակարգիչների առաջին սերունդը (տարրերի բազան - վակուումային խողովակներ 1950 – MESM (առաջին խորհրդային էլեկտրոնային համակարգիչը, որը մշակվել է Ս.Ա. Լեբեդևա ); 1952 - M-1, BESM (մինչև 1953 թվականը Եվրոպայի ամենաարագ համակարգիչը); 1953 - «Նետ» (ԽՍՀՄ-ում առաջին զանգվածային արտադրության համակարգիչը); 1955 –«Ուրալ-1». «Ուրալ» թվային համակարգիչների ընտանիքից հիմնական նպատակ, գլխավոր նպատակ(գլխավոր դիզայներ Բ.Ի. Ռամեև):

Ավտոմատացման մեթոդների և գործիքների կատարելագործում: Օգտատերերի համար համակարգիչների աճող հասանելիությամբ տարբեր ոլորտներ 1970-ական թվականներին սկսված գործունեության ընթացքում նվազում է համակարգչի միջոցով լուծված մաթեմատիկական խնդիրների տեսակարար կշիռը (ի սկզբանե ստեղծվել է որպես մաթեմատիկական հաշվարկների ավտոմատացման միջոց) և ոչ մաթեմատիկական խնդիրների մասնաբաժնի աճ (հաղորդակցություն, որոնում և այլն): ) Երբ 1960-ականների երկրորդ կեսին. սկսեցին արտադրվել էկրաններով համակարգչային տերմինալներ, և սկսվեց էկրանի խմբագրման ծրագրերի մշակումը տեքստը մուտքագրելու, պահպանելու և ուղղելու և այն ցուցադրելու համար: ամբողջ էկրանով[Էկրանի առաջին խմբագրիչներից մեկը O26-ն էր, որը ստեղծվել է 1967 թվականին CDC 6000 սերիայի համակարգիչների կոնսոլային օպերատորների համար; 1970 թվականին մշակվել է vi - ստանդարտ էկրանի խմբագիր Unix և Linux օպերացիոն համակարգերի համար]: Էկրանի խմբագիրների օգտագործումը ոչ միայն բարձրացրեց ծրագրավորողների արտադրողականությունը, այլև նախադրյալներ ստեղծեց կամայական օբյեկտների խորհրդանշական մոդելների ավտոմատ կառուցման գործիքներում զգալի փոփոխությունների համար: Օրինակ, էկրանի խմբագրիչների օգտագործումը տարբեր նպատակներով տեքստեր ստեղծելու համար (գիտական ​​հոդվածներ և գրքեր, դասագրքեր և այլն) արդեն 1970-ական թթ. թույլ տվեց զգալիորեն բարձրացնել տեքստային տեղեկատվական ռեսուրսների ստեղծման արտադրողականությունը: 1975 թվականի հունիսին ամերիկացի հետազոտող Ալան Քեյը [Smalltalk օբյեկտի վրա հիմնված ծրագրավորման լեզվի ստեղծողը և անհատական ​​համակարգչի գաղափարի հեղինակներից մեկը] «Անձնական հաշվարկ» հոդվածում (« Անձնական հաշվարկ» ) գրել է. «Պատկերացրեք ձեզ որպես ինքնավար գիտելիքի մեքենայի սեփականատեր՝ շարժական պատյանում, սովորական նոթատետրի չափի և ձևի: Ինչպե՞ս կօգտագործեիք այն, եթե դրա սենսորները գերազանցեին ձեր տեսողությունը և լսողությունը, և նրա հիշողությունը թույլ տա ձեզ պահել և առբերել հազարավոր էջեր տեղեկատու նյութեր, բանաստեղծություններ, նամակներ, բաղադրատոմսեր, ինչպես նաև գծագրեր, անիմացիաներ, երաժշտություն, գրաֆիկներ, դինամիկ: մոդելներ և կա՞ որևէ այլ բան, որը կցանկանայիք ստեղծել, հիշել և փոխել»: . Այս հայտարարությունը արտացոլում էր այն շրջադարձը, որը տեղի էր ունեցել մինչ այդ ծրագրավորվող մեքենաների կառուցման և օգտագործման մոտեցման մեջ. հիմնականում մաթեմատիկական հաշվարկների ավտոմատացման միջոցներից մինչև գործունեության տարբեր ոլորտների խնդիրների լուծման միջոցներ: 1984 թվականին «Kurzweil Music Systems» ընկերությունը (KMS), որը ստեղծվել է ամերիկացի գյուտարար Ռայմոնդ Կուրցվեյլի կողմից, արտադրել է աշխարհում առաջին թվային երաժշտության սինթեզատորը՝ Kurzweil 250-ը: Դա աշխարհի առաջին մասնագիտացված համակարգիչն էր, որը ստեղնաշարից մուտքագրված ժեստային նշանները վերածում էր երաժշտական ​​հնչյունների:

Տեղեկատվական փոխգործակցության մեթոդների և միջոցների կատարելագործում: 1962թ.-ին ամերիկացի հետազոտողներ Ջ. Զեկույցը պարունակում էր գլոբալ ցանցի կառուցման իրագործելիության հիմնավորում՝ որպես ենթակառուցվածքային հարթակ, որն ապահովում է այս ցանցին միացված համակարգիչների վրա տեղակայված տեղեկատվական ռեսուրսների հասանելիությունը: Փաթեթների փոխարկման տեսական հիմնավորումը հաղորդագրություններ փոխանցելիս համակարգչային ցանցերտրված է 1961 թվականին ամերիկացի գիտնական Լ.Քլայնրոքի կողմից հրապարակված հոդվածում։1971 թվականին Ռ.Թոմլինսոնը (ԱՄՆ) հայտնագործեց էլեկտրոնային փոստը, իսկ 1972 թվականին այս ծառայությունը ներդրվեց։ Համացանցի ստեղծման պատմության առանցքային իրադարձությունը 1973 թվականին ամերիկացի ինժեներներ Վ. Սերֆի և Ռ. Կանի կողմից փոխանցման կառավարման արձանագրության՝ TCP-ի գյուտն էր: 1976 թվականին նրանք ցուցադրեցին ցանցային փաթեթի փոխանցումը TCP արձանագրության միջոցով։ 1983 թվականին TCP/IP արձանագրությունների ընտանիքը ստանդարտացվել է: 1984 թվականին ստեղծվեց Դոմեն Անվան Համակարգը (DNS) (տես.Դոմեն համակարգչային գիտության մեջ): 1988 թվականին մշակվել է զրույցի արձանագրությունը [Իրական ժամանակում տեքստային հաղորդագրությունների փոխանակման ինտերնետ ծառայություն (IRC - Internet Relay Chat)]։ 1989 թվականին իրականացվեց Վեբ նախագիծը (տես. Համաշխարհային ցանց), մշակել է Տ. Բերներս-Լի. 6.6.2012-ը նշանակալից օր է ինտերնետի պատմության մեջ. խոշոր ինտերնետ պրովայդերներ, սարքավորումներ արտադրողներ. համակարգչային ցանցերիսկ վեբ ընկերությունները սկսեցին օգտագործել IPv6 (IPv4-ի հետ մեկտեղ), գործնականում լուծելով IP հասցեների պակասի խնդիրը (տես Ինտերնետ): Ինտերնետի զարգացման բարձր տեմպերին նպաստում է այն փաստը, որ դրա ստեղծման օրվանից ինտերնետի ստեղծման գիտատեխնիկական խնդիրներով զբաղվող մասնագետները առանց հապաղելու փոխանակում են գաղափարներ և լուծումներ՝ օգտագործելով դրա հնարավորությունները: Համացանցը դարձել է ենթակառուցվածքային հարթակ մարդ-մեքենա միջավայրի համար՝ խնդիրների լուծման համար։ Այն ծառայում է որպես կապի ենթակառուցվածք Էլ, վեբ, որոնման համակարգեր, Ինտերնետ հեռախոսակապ(IP հեռախոսակապ) և այլ ինտերնետային ծառայություններ, որոնք օգտագործվում են կրթության, գիտության, տնտեսագիտության ինֆորմատիզացման համար, կառավարությունը վերահսկում էև այլ գործունեություն։ Ինտերնետում կառուցված էլեկտրոնային ծառայություններհնարավոր դարձրեց մի շարք առևտրային և ոչ առևտրային առցանց կազմակերպությունների՝ առցանց խանութների հաջող գործունեությունը, սոցիալական ցանցերը[Facebook, VKontakte, Twitter և այլն], որոնման համակարգեր [Google, Yandex և այլն], հանրագիտարանային վեբ ռեսուրսներ [Wikipedia, Webopedia և այլն], էլեկտրոնային գրադարաններ [World Digital Library, Scientific Electronic Library eLibrary և այլն], կորպորատիվ և պետական ​​տեղեկատվական պորտալներ և այլն:

2000-ականներից ի վեր ինտերնետ լուծումների թիվը արագորեն աճում է` «Խելացի տուն», «Սմարթ ցանց» և այլն, որոնք մարմնավորում են «Իրերի ինտերնետ» հասկացությունը: Հաջողությամբ մշակվում են M2M լուծումները (M2M – Machine-to-Machine), որոնք հիմնված են մեքենա-մեքենա փոխազդեցության տեղեկատվական տեխնոլոգիաների վրա և նախատեսված են ջերմաստիճանի տվիչների, էլեկտրաէներգիայի հաշվիչների, ջրաչափերի և այլնի մոնիտորինգի համար. GLONASS և GPS համակարգերի հիման վրա շարժվող օբյեկտների գտնվելու վայրի հետևում (տես. Արբանյակային դիրքորոշման համակարգ); պաշտպանված օբյեկտների մուտքի վերահսկում և այլն:

Համակարգչային գիտության պաշտոնական գրանցում ԽՍՀՄ-ում. Համակարգչային գիտության պաշտոնական պաշտոնականացումը ԽՍՀՄ-ում տեղի ունեցավ 1983 թվականին, երբ ԽՍՀՄ Գիտությունների ակադեմիայի կազմում ձևավորվեց Ինֆորմատիկայի, համակարգչային տեխնիկայի և ավտոմատացման բաժինը։ Այն ներառում էր նույն թվականին ստեղծված ԽՍՀՄ ԳԱ Ինֆորմատիկայի պրոբլեմների ինստիտուտը, ինչպես նաև ԽՍՀՄ ԳԱ Կիրառական մաթեմատիկայի ինստիտուտը, ԽՍՀՄ ԳԱ հաշվողական կենտրոնը, տեղեկատվության փոխանցման ինստիտուտը։ ՍՍՀՄ ԳԱ եւ մի շարք այլ ինստիտուտների հիմնախնդիրները։ Առաջին փուլում հիմնական են համարվել հետազոտությունները զանգվածային հաշվարկների տեխնիկական և ծրագրային միջոցների և դրանց վրա հիմնված համակարգերի բնագավառում։ Ստացված արդյունքները պետք է հիմք դառնան կենցաղային անհատական ​​համակարգիչների (ՀՀ) ընտանիքի ստեղծման և գիտական, կրթական և այլ համապատասխան գործունեության տեղեկատվականացման համար դրանց օգտագործման համար:

Խնդիրներ և հեռանկարներ

Անձնական s-միջավայրի կառուցման մեթոդական աջակցություն. Առաջիկա տարիներին s-միջավայրի բարելավման մեթոդաբանական աջակցության ընթացիկ ոլորտներից մեկը կապված կլինի անհատականացված խնդիրների լուծման համակարգերի ստեղծման հետ, որոնց սարքավորումները տեղադրվում են օգտագործողի սարքավորումներում: Առաջատար տեխնոլոգիայի արագությունը անլար կապարդեն բավարար են ինտերնետ ծառայությունների վրա հիմնված բազմաթիվ խնդիրներ լուծելու համար։ Ակնկալվում է, որ մինչև 2025 թվականը անլար կապի տեխնոլոգիաների արագությունն ու տարածվածությունը կհասնեն այնպիսի մակարդակների, որ մեր օրերի լարային ինտերֆեյսներից մի քանիսը կփոխարինվեն անլարներով: Ինտերնետային ծառայությունների գների իջեցումը կնպաստի նաև օգտատերերի միջավայրի անհատականացման տեխնոլոգիաների խթանմանը։ Ս-միջավայրի անհատականացման հետ կապված ընթացիկ խնդիրներն են. ավելի առաջադեմ սիմվոլիկ և կոդային համակարգերի ստեղծումը. անձի կողմից ուղարկված աուդիո և շոշափելի հաղորդագրությունների ծրագրային և ապարատային փոխակերպումը գրաֆիկականի, որը ներկայացված է տեքստի, հիպերտեքստի, հատուկ նիշերի և պատկերների կազմով. անլար ինտերֆեյսների տեխնոլոգիական բարելավում և միավորում [հիմնականում վիդեո ինտերֆեյսներ (օգտագործողի ընտրությամբ՝ հատուկ ակնոցների, մոնիտորների էկրանների, հեռուստացույցի կամ տեսաելքային այլ սարքի)]:

Անձնական s-միջավայրի կառուցման մեթոդական աջակցությունը պետք է հիմնված լինի արհեստական ​​ինտելեկտի ոլորտում հետազոտությունների արդյունքների վրա, որոնք ուղղված են ոչ թե մարդկային բանականության մեքենայական սիմուլյատորի, այլ անձի կողմից վերահսկվող ինտելեկտուալ գործընկերոջ ստեղծմանը: Անձնական s-միջավայր ստեղծելու տեխնոլոգիաների զարգացումը ենթադրում է հեռավար ուսուցման, փոխազդեցության և այլնի մեթոդոլոգիաների կատարելագործում:

M.: FIZMATLIT, 2006. - 768 էջ.

Հանրագիտարանային բառարան-տեղեկագիրքը պարունակում է ավելի քան 18 հազար ռուսերեն և անգլերեն տերմիններ, որոնք թեմատիկորեն համակարգված են հետևյալ հիմնական բաժիններում. I. Տեղեկատվական տեխնոլոգիաների հիմունքներ. II. Տեղեկատվական գործընթացների ավտոմատացում և ավտոմատացված համակարգեր(AC); III. Բարձրախոսների տեխնիկական աջակցություն; IV. AS ծրագրակազմ; V. Մուլտիմեդիա, հիպերմեդիա, վիրտուալ իրականություն, համակարգչային տեսլական; VI. Ցանցային տեխնոլոգիաներ տվյալների մշակման և փոխանցման համար; VII. Համակարգչային և ցանցային ժարգոն; VIII. Սրբապատկերներ, որոնք օգտագործվում են էլ. IX. Համացանցում օգտագործվող բառերի և արտահայտությունների հապավումները:

Բառարանի գրառումները ընդլայնված բնույթ ունեն և ներառում են տեղեկատու տվյալներ նկարագրության օբյեկտների մասին, ինչպես նաև հղումներ առաջնային փաստաթղթային աղբյուրներին՝ դրանով հետաքրքրված օգտատերերի համար դրանց ավելի ամբողջական ծանոթության համար:

Բառարանի կառուցվածքը և բովանդակությունը հնարավորություն են տալիս այն օգտագործել ընթերցողին հետաքրքրող թեմատիկ բաժինների և ենթաբաժինների վերաբերյալ նյութերի համակարգված ուսումնասիրության, տարբեր ավտոմատացված տեղեկատվական և հեռահաղորդակցության համակարգերի նախագծման հետ կապված լուծումների նախնական ուսումնասիրության համար, ինչպես նաև դրա հիման վրա պատրաստել ուսումնական, մեթոդական, վերանայման, տեղեկանք և այլն:

Բառարանը ուղղված է օգտատերերի լայն շրջանակին, որոնց մասնագիտական ​​գործունեությունը կամ հետաքրքրությունները կապված են ժամանակակից տեղեկատվական տեխնոլոգիաների հետ։

Ձևաչափ: djvu

Չափ: 7,1 ՄԲ

Ներբեռնել: yandex.disk

ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅՈՒՆ
Բառարանի հանրագիտարանային հրատարակության նախաբան................................... 7
Բառարանի երրորդ հրատարակության նախաբան, բառարան-տեղեկատուի և նրա հեղինակի մասին... 9
Հեղինակից ..................................................... .... .... տասնմեկ
Բառարանից օգտվելու մասին ...................................... ..... 13
I. Տեղեկատվական տեխնոլոգիաների հիմունքներ................................. 15
1.1. Տվյալներ, տեղեկատվություն, գիտելիք, տրամաբանություն................................. 15
1.2. Տեղեկատվական ռեսուրսներ, տեղեկատվության տեսություն, համակարգչային գիտություն 19
1.3. Տեղեկատվական լրատվամիջոցներ, փաստաթղթեր, փաստաթղթեր, հրապարակումներ ................................ 22
1.4. Փաստաթղթերի և տվյալների կառուցվածքային ներկայացման սկզբունքներ....... 27
1.4.1. Տեղեկատվական տարրերը և դրանց տեսակները ...................................... 27
1.4.2. Ձայնագրություն, ֆայլ, զանգված, բանալի ................................... 30
1.4.3. Կառուցվածքներ, տվյալների մոդելներ և հարակից տերմիններ 34
1.4.4. Ձևաչափ, տվյալների դաշտ և հարակից տերմիններ......45
1.5. Ինֆորմացիոն տեխնոլոգիա................................................ ... 49
1.5.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ................................... 49
1.5.2. Փաստաթղթերի և տվյալների մշակում և մշակում................................ 52
1.5.3. Փաստաթղթերի և տվյալների մուտքագրում համակարգիչ ................................ 58
1.5.4. Տեղեկատվության որոնում^ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................. 63
1.5.5. Ինդեքսավորում, փաստաթղթերի և հարցումների պատկերի որոնում 66
1.6. Տեղեկատվական տեխնոլոգիաների անվտանգություն.......................................... 74
1.6.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ................................... 74
1.6.2. Փաստաթղթերի և տվյալների կոդավորում և վերծանում ................................ 83
1.6.3. Կրիպտոլոգիա և հարակից հասկացություններ ................................ 87
II. Տեղեկատվական գործընթացների և ավտոմատացված տեղեկատվական համակարգերի ավտոմատացում 93
2.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ...................................... ...... 93
2.2. Տեղեկատվական և գրադարանային գործընթացների ավտոմատացում................................ 95
2.2.1. Ավտոմատացման հետ կապված տերմիններ ................................ 95
2.3. Ավտոմատացված համակարգեր ................................ 98
2.3.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ................................... 98
2.3.2. Ֆունկցիոնալ կողմնորոշված ​​ավտոմատացված համակարգեր..... 106
2.4. Լեզվական և տեղեկատվական աջակցություն ավտոմատացված համակարգերի համար 117
2.4.1. Լեզվաբանական աջակցություն^ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ......... 117
2.4.2. Տեղեկատվության որոնման լեզուներ և AIS-ի բառարանային գործիքներ... 119
2.4.3. AIS 128 մետատվյալներ և ձևաչափեր
2.4.4. Տեղեկատվական աջակցությունԱԻՍ.......................... 147
2.5. Անձնակազմը և ավտոմատացված համակարգերի օգտագործողները................................ 153
2.5.1. AIS մշակողները և անձնակազմը ................................ 153
2.5.2. AIS օգտվողներ................................. 157
2.5.3. Մասնագետների սերտիֆիկացում AIS-ում........................ 159
2.6. Ավտոմատացված համակարգերի ստեղծման և շահագործման գործընթացներ.......... 162
2.6.1. Ավտոմատացված համակարգերի նախագծում................... 162
2.6.2. Կյանքի ցիկլ AIS և համակարգի ինտեգրում.......................... 165
III. Ավտոմատացված համակարգերի տեխնիկական աջակցություն.......... 169
3.1. Համակարգիչներ, դրանց տեսակները և ընդհանուր դասակարգումը 169
3.2. Ճարտարապետություն, կոնֆիգուրացիա, համակարգչային հարթակ................................................ 175
3.3. Անհատական ​​համակարգիչներ (ՀՀ) ...................................... ....... 178
3.4. Դյուրակիր համակարգիչներ և տարբեր նպատակների համար առանձին թվային սարքեր... 185
3.4.1. Նոութբուք ԱՀ-ների տեսակները................................... 185
3.4.2. Թվային սարքերի նվագարկում և ձայնագրում 188
3.5. Համակարգի միավորև դրա ձևավորման տարրերը................................ 191
3.5.1. Պրոցեսորներ, դրանց տեսակները և հարակից տերմինները................................ 192
3.5.2. Համակարգչային հիշողություն ^հասկացություններ և տերմիններ.......................... 202
3.5.3. Համակարգչային հիշողության ֆունկցիոնալ սարքեր................................... 208
3.5.4. Ադապտերներ, ինտերֆեյսներ և հարակից տերմիններ................................. 216
3.5.5. Տախտակներ, նավահանգիստներ, ավտոբուսներ, վարդակներ................................... 224
3.6. Ծայրամասային (արտաքին) համակարգչային սարքեր................................... 233
3.6.1. Համակարգչի արտաքին հիշողություն, կրիչներ և հարակից տերմիններ..... 233
3.6.2. Կոմպակտ սկավառակներ և հարակից տերմիններ................................... 251
3.6.3. Տվյալների մուտքագրման սարքեր, մանիպուլյատորներ ................................ 260
3.6.4. Ելքային սարքեր ..................................................... ... 271
3.6.5. Մոդեմներ, գաղտնագրիչներ, սնուցման սարքեր................................... 286
3.7. PC քարտեր ...................................................... ......... .. 289
3.8. Միկրոէլեկտրոնային համակարգչային բազա................................... 294
3.9. Օպտիկաէլեկտրոնային սարքեր ................................... 299
IV. Ավտոմատացված համակարգերի ծրագրային ապահովում......... 303
4.1. Ալգորիթմներ, ծրագրեր, ծրագրավորում................................... 303
4.1.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ 303
4.1.2. Ծրագրավորման լեզուներ................................... 307
4.1.3. Ծրագրավորման պայմաններ ................................ 319
4.2. Ընդհանուր ծրագրակազմ ................................ 327
4.2.1. Օպերացիոն համակարգեր ................................ 328
4.2.2. Ընդհանուր ծրագրային սպասարկման գործիքներ 338
4.3. Կիրառական ծրագրակազմ ավտոմատ համակարգերի համար....... 339
4.3.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................... 339
4.3.2. Կիրառական ծրագրեր................................... 342
4.3.3. Համակարգչային վիրուսներ և հակավիրուսներ................................... 346
4.4. Ծրագրային ապահովման 350 շահագործման հետ կապված պայմաններ
4.4.1. Որոշ ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ.......................... 350
4.4.2. Տվյալների գրառումների արխիվացում, սեղմում-վերականգնում................... 352
4.4.3. Մուտք գործելու, հասցե և հարակից տերմիններ................................. 364
V. Մուլտիմեդիա, հիպերմեդիա, վիրտուալ իրականություն, համակարգչային տեսլական: 372 թ
5.1. Մուլտիմեդիա համակարգեր և հարակից տերմիններ: ................. 372
5.2. Երաժշտական ​​և խոսքի նվագակցության ապահովման միջոցներ.......... 375
5.2.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................... 375
5.2.2. Ձայնային ֆայլեր, դրանց ստանդարտները և ձևաչափերը................................. 380
5.3. Մեքենայի (համակարգչային) գրաֆիկա ................................ 389
5.3.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................... 389
5.3.2. Գրաֆիկական ֆայլերը և դրանց ձևաչափերը ................................ 392
5.3.3. Համակարգչային գրաֆիկայի տեխնոլոգիա ................................ 400
5.4. Համակարգչային տեսանյութ, թվային հեռուստատեսություն և անիմացիա................... 408
5.4.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ................................... 408
5.4.2. Տեսատեխնոլոգիա ................................ 412
5.4.3. Անիմացիոն տեխնոլոգիա ................................ 416
5.4.4. Թվային հեռուստատեսություն 420
5.5. Վիրտուալ իրականություն, Զուգահեռ աշխարհներ. .......................... 424
5.6. Համակարգչային տեսողություն........................................ 427
VI. Ցանցային տեխնոլոգիաներ. Տեղեկատվության մշակման և փոխանցման միջոցներ 430
6.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ ...................................... .... 430
6.2. Տեղական ցանցեր ................................ 433
6.3. Բաշխված համակարգչային ցանցեր................................. 441
6.3.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................... 441
6.3.2. Ինտրանետ ................................................ 450
6.3.3. ETHERNET ..................................... 455
6.4. Համաշխարհային համակարգչային ցանցեր, ինտերնետ........................ 471
6.4.1. Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ................................... 471
6.4.2. Վեբ տեխնոլոգիա ..................................................... ... 482
6.4.3. Ինտերնետի միջոցով տվյալների փոխանցման տեխնոլոգիաներ................................... 489
6.4.4. Ծառայություններ և սպասարկման գործիքներ ինտերնետում................................... 499
6.4.5. Ինտեգրված թվային ցանցային ծառայություններ - ISDN ...................... 518
6.4.6. բջջայինեւ համակարգչային հեռախոսակապ................. 520
6.4.7. Հեռահաղորդակցության սարքավորումներ շենքերի համար................... 526
6.4.8. Հեռահաղորդակցության տեխնոլոգիաների կիրառման վրա հիմնված տեխնիկական միջոցների և համալիրների մշակում 532
6.4.9. Իրավական հարաբերությունների սուբյեկտները ինտերնետում.................. 533
6.5. Պաշտպանության միջոցներ և տեխնոլոգիաներ համակարգչային ցանցեր................. 536
6.6. Տվյալների փոխանցման ցանցերի հիմնական ստանդարտները. ...................... 541 թ
6.6.1. ISO ստանդարտներ ..................................... 541 թ
6.6.2. IEEE ստանդարտներ ..................................... 543
6.6.3. ITU-T ստանդարտներ .............................................. ...... 554
6.6.4. Այլ ստանդարտներ և արձանագրություններ ................................ 560
VII. Համակարգչային և ցանցային ժարգոն................................... 565
VIII. Սրբապատկերներ և էմոցիոնների խորհրդանիշներ էլ.փոստի համար........... 592
IX. Համացանցում օգտագործվող բառերի և արտահայտությունների հապավումները...... 594
Հղումներ ..................................................... ....... 597 թ
Անգլերեն այբբենական ինդեքս ..................................................... .. 644
Ռուսալեզու այբբենական ցուցիչ................................. 708

Ընդհանուր անվանումը «փաստաթղթավորում» է, որը երբեմն հոմանիշ է «ես» տերմինի հետ։ 1931 թվականին Պ.Օտլետի և բելգիացի իրավաբան-հասարակական գործչի կողմից հիմնադրվել է Միջազգային մատենագիտական ​​ինստիտուտը։ 1895 թվականին Լաֆոնտենը վերանվանվել է Փաստաթղթերի միջազգային ինստիտուտ, իսկ 1938 թվականին՝ Փաստաթղթերի միջազգային ֆեդերացիա, որը շարունակում է մնալ մասնագետներին միավորող հիմնական միջազգային կազմակերպությունը: և գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեություն (տես Միջազգային ֆեդերացիայի փաստաթղթեր): 1945 թվականին ամերիկացի գիտնական և ինժեներ Վ. Բուշը հրատարակեց «Մեր մտածողության հնարավոր մեխանիզմը», որտեղ առաջին անգամ լայնորեն բարձրացվեց տեղեկատվության որոնման մեքենայացման անհրաժեշտության հարցը: Միջազգային գիտաժողովներ գիտական ​​տեղեկությունների համաձայն (Լոնդոն, 1948; Վաշինգտոն, 1958) նշանավորվել են տեղեկատվության զարգացման առաջին փուլերը Գիտական ​​հրապարակումների ցրման օրինաչափությունների ուսումնասիրությունն իրականացվել է . Բրեդֆորդ (Մեծ Բրիտանիա, 1948): Մինչև 60-ականների կեսերը։ 20 րդ դար մշակվել են հիմնականում տեղեկատվության որոնման սկզբունքներն ու մեթոդները և դրանց իրականացման տեխնիկական միջոցները։ W. Batten (Մեծ Բրիտանիա), . Մյուերսը և. Taube (ԱՄՆ) հիմք դրեց կոորդինատային ինդեքսավորման համար. . Վիկերի, . Ֆոսկետ (Մեծ Բրիտանիա), Ջ. Փերի, Ա. Քենթ, Ջ. Կոստելլո,. P. Luhn, . Բերնիեր (ԱՄՆ), . Կ. Գարդենը (Ֆրանսիա) մշակել է տեղեկատվության որոնման տեսության և մեթոդաբանության հիմունքները. Ս. Քլևերդոնը (Մեծ Բրիտանիա) ուսումնասիրել է տարբեր տեսակի տեղեկատվության որոնման համակարգերի տեխնիկական արդյունավետությունը համեմատելու մեթոդները. Ռ. Շոուն (ԱՄՆ) և Ջ. Կ.Մյուլլերը և Ք.Կարլսոնը (ԱՄՆ) առաջարկել են փաստաթղթերի վերարտադրման նոր մեթոդներ, որոնք հիմք են հանդիսացել վերարտադրման ժամանակակից տեխնիկայի համար։ Տեղեկատվության զարգացման ներկա փուլը (20-րդ դարի 70-ական թթ.) բնութագրվում է գիտական ​​տեղեկատվական գործունեության ընդհանուր գիտական ​​նշանակության ավելի խորը ըմբռնմամբ և դրանում էլեկտրոնային համակարգիչների ավելի ու ավելի լայն կիրառմամբ: Դ. Փրայսը (ԱՄՆ), զարգացնելով Ջ. Բերնալի (Մեծ Բրիտանիա) գաղափարները, մատնանշեց գիտության զարգացման գործընթացները ցուցիչների և տեղեկատվական գործիքների միջոցով չափելու հնարավորությունը. . Գարֆիլդը (ԱՄՆ) մշակել և ներդրել է գիտական ​​տեղեկատվական ծառայությունների նոր մեթոդներ. Գ. Մենզելը և Վ. Հարվին (ԱՄՆ) ուսումնասիրել են գիտնականների և մասնագետների տեղեկատվական կարիքները, գիտական ​​հաղորդակցության տարբեր գործընթացների կարևորությունը։ Արտերկրում Ի.-ի ընդհանուր տեսությունը ձևավորվել է Ա.Ավրամեսկուի (Ռումինիա), Ա.Վիսոցկու և Մ.Դեմբովսկայի (Լեհաստան), Ի.Կոբլիցի (ԳԴՀ), Ա.Մերտայի (Չեխոսլովակիա), Ի.Պոլզովիչի (Հունգարիա) աշխատություններում։ ), . Պիչ (Գերմանիա), Ա. Ռիս, Ռ. Թեյլոր, Ջ. Շիրա (ԱՄՆ), Ռ. Ֆերթորն (Մեծ Բրիտանիա) և այլն ԽՍՀՄ-ում գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեության զարգացումը ընթացել է խորհրդային գիտության ձևավորմանը զուգահեռ. և ազգային տնտ. 30-ական թթ 20 րդ դար Աշխատել է գիտական ​​գրականության ինդեքսների (ինդեքսների) հրապարակման հանձնաժողով, սկսել են հրատարակվել ՍՍՀՄ ԳԱ ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների, քիմիայի և այլնի վերացական ամսագրեր (տես Մատենագիտություն)։ Այս գործունեությունը սկսեց հատկապես ինտենսիվ զարգանալ 50-ական թթ. Պատմության՝ որպես անկախ գիտական ​​դիսցիպլինայի ձևավորումը սկիզբ է առնում 40-ականների վերջից և 50-ականների սկզբից։ ԽՍՀՄ-ում տեղեկատվությունը կազմակերպչական ձև է ստացել 1952 թվականին, երբ ստեղծվել է ԽՍՀՄ ԳԱ գիտական ​​տեղեկատվության ինստիտուտը, այժմ՝ Տեղեկատվության համամիութենական գիտատեխնիկական ինստիտուտը (VINITI): 1959 թվականից ԽՍՀՄ Նախարարների խորհուրդն ընդունեց մի շարք որոշումներ, որոնք ուղղված էին գիտատեխնիկական տեղեկատվության միասնական ազգային համակարգի կատարելագործմանը և զարգացմանը։ ԽՍՀՄ-ում տեղեկատվության զարգացման կարևոր փուլերն էին գիտական ​​տեղեկատվության ավտոմատացված մշակման երեք համամիութենական կոնֆերանսները (1961, 1963 և 1966 թթ.): Տեղեկատվության տեսության զարգացման համար մեծ նշանակություն ունեցավ Փոխադարձ տնտեսական աջակցության խորհրդի և Հարավսլավիայի միջազգային սիմպոզիումը համակարգչային գիտության տեսական խնդիրների վերաբերյալ (Մոսկվա, 1970), իսկ տեղեկատվության տեխնիկական միջոցների կատարելագործման համար՝ միջազգային ցուցահանդեսները։ «Inforga-65» և «Interorgtechnika-66», որոնք ցուցադրել են գիտական ​​տեղեկատվության մշակման, պահպանման, որոնման և տարածման գործընթացների համալիր մեքենայացման և ավտոմատացման տեխնիկական միջոցներ: Կենցաղային I.-ի բազմաթիվ ուսումնասիրություններ հիմք են հանդիսացել դրա հետագա զարգացման համար. I.-ի ընդհանուր տեսության ոլորտում - Վ. Ա. Ուսպենսկու, Յու.Ա. շենքի տեղեկատվության որոնման համակարգեր - G. E. Vledutsa, D. G. Lahuti, E. Սկորոխոդկո, Վ.Պ. Չերենինա; գիտական ​​խնդիրներ I. - G. M. Dobrov, V. V. Nalimova; վավերագրական ֆիլմ - G. G. Vorobyova, K. R. Simon, . Ի.Շամուրինա; տեղեկատվության որոնման սարքերի և այլ տեխնիկական միջոցների ստեղծում - . Կալմանսոն, Բ. գործունեություն), տեղեկատվության որոնում, գիտական ​​տեղեկատվության տարածում և օգտագործում, գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեության կազմակերպում և պատմություն: Տեղեկատվության հիմնական տեսական խնդիրներն են բացահայտել գիտական ​​տեղեկատվության ստեղծումը, դրա փոխակերպումը, փոխանցումը և օգտագործումը մարդկային գործունեության տարբեր ոլորտներում կարգավորող ընդհանուր օրենքները: I.-ն չի ուսումնասիրում և չի մշակում գիտական ​​տեղեկատվության ճշմարտացիության, նորության և օգտակարության գնահատման չափանիշներ, ինչպես նաև դրա տրամաբանական մշակման մեթոդներ՝ նոր տեղեկատվություն ստանալու համար: Տեղեկատվական գիտության կիրառական խնդիրներն են մշակել տեղեկատվական գործընթացների իրականացման ավելի արդյունավետ մեթոդներ և միջոցներ և որոշել օպտիմալ գիտական ​​հաղորդակցությունը ինչպես գիտության, այնպես էլ գիտության և արդյունաբերության միջև: Առանձին խնդիրներ ուսումնասիրելու և տեղեկատվության կիրառական խնդիրները լուծելու համար օգտագործվում են որոշակի մեթոդներ. մաթեմատիկական տեղեկատվության տեսություն (տեղեկատվության ընդհանուր հատկությունները ուսումնասիրելիս, ապահովելու դրա օպտիմալ կոդավորումը, երկարաժամկետ պահպանումը, հեռավորության վրա փոխանցումը); մաթեմատիկական տրամաբանություն (տրամաբանական եզրակացության գործընթացների պաշտոնականացման, տեղեկատվական ալգորիթմների ծրագրավորման մեթոդների մշակման համար և այլն) Պ.); սեմիոտիկա (տեղեկատվության որոնման համակարգեր կառուցելիս, բնական լեզուներից արհեստականի թարգմանության կանոններ մշակելիս և հակառակը, ինդեքսավորման սկզբունքներ մշակելիս, ուսումնասիրել տեքստի կառուցվածքի փոխակերպումները, որոնք չեն փոխում դրա իմաստը և այլն); լեզվաբանություն (ավտոմատ թարգմանության և տեղեկատվության որոնման լեզուների, ինդեքսավորման և վերացականման, տառադարձման և տառադարձման մեթոդների, թեզաուրուսների կազմման, տերմինաբանության կազմակերպման սկզբունքների մշակման մեջ); հոգեբանություն (գիտական ​​տեղեկատվության ստեղծման և օգտագործման մտքի գործընթացներն ուսումնասիրելիս, բնությունը տեղեկատվական կարիքները և դրանց ձևակերպումը հարցումների, ընթերցանության արդյունավետ մեթոդների, համակարգչային տեղեկատվական սպասարկման համակարգերի և տեղեկատվական սարքերի նախագծման գործում. գրքագիտություն, գրադարանագիտություն, մատենագիտություն, արխիվային գիտություն (գիտական ​​փաստաթղթերի օպտիմալ ձևերի մշակման, գիտական ​​հաղորդակցության ֆորմալ գործընթացների բարելավման, երկրորդական հրապարակումների համակարգը); գիտական ​​հետազոտություններ (գիտական ​​հաղորդակցության ոչ ֆորմալ գործընթացներն ուսումնասիրելիս, տեղեկատվական ծառայության համակարգի կազմակերպչական սկզբունքները մշակելիս, գիտության զարգացումը կանխատեսելիս, դրա մակարդակն ու տեմպերը գնահատելիս, գիտական ​​տեղեկատվության սպառողների տարբեր կատեգորիաներ ուսումնասիրելիս). տեխնիկական գիտություններ (տեխնիկական միջոցներ տրամադրել գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեության գործընթացների, դրանց մեքենայացման և ավտոմատացման համար). Տեղեկատվական որոշ մեթոդներ իրենց հերթին կիրառություն են գտնում գրադարանագիտության և մատենագիտության մեջ (կատալոգների, ինդեքսների կազմման և այլն): Գիտական ​​տեղեկատվությունը արտացոլում է բնության, հասարակության և մտածողության օբյեկտիվ օրենքները գիտության ժամանակակից վիճակին համարժեք և օգտագործվում է սոցիալ-պատմական պրակտիկայում: Քանի որ ճանաչողության գործընթացի հիմքը սոցիալական պրակտիկան է, գիտական ​​տեղեկատվության աղբյուրը ոչ միայն գիտական ​​հետազոտությունն է, այլև բնությունը և հասարակությունը փոխակերպելու համար մարդկային ակտիվ գործունեության բոլոր տեսակները: Գիտական ​​տեղեկատվությունը բաժանվում է տեսակների՝ ըստ դրա ստացման և օգտագործման ոլորտների (կենսաբանական, քաղաքական, տեխնիկական, քիմիական, տնտեսական և այլն), ըստ նպատակի (զանգվածային և հատուկ և այլն): Վարկածներն ու տեսությունները, որոնք հետագայում պարզվում է, որ սխալ են, գիտական ​​տեղեկատվություն են, քանի դեռ դրանց դրույթները համակարգված ուսումնասիրվում և փորձարկվում են գործնականում: Սոցիալ-պատմական պրակտիկայում կիրառման չափանիշը հնարավորություն է տալիս տարբերել գիտական ​​տեղեկատվությունը հայտնի կամ հնացած ճշմարտություններից, ֆանտաստիկայի գաղափարներից և այլն: Գիտական ​​տեղեկատվության ներկայացման, փոխանցման և ստացման գործընթացների ամբողջությունը գիտական ​​հաղորդակցություն է: Առանց բացառության գիտնականները կամ մասնագետները, անշուշտ, մասնակցում են գիտական ​​հաղորդակցության բոլոր գործընթացներին։ Նրանց մասնակցության աստիճանը կարող է տարբեր լինել և կախված է գործընթացի առանձնահատկություններից: Կան «ոչ ֆորմալ» և «ֆորմալ» գործընթացներ։ «Ոչ ֆորմալ»-ը ներառում է այն գործընթացները, որոնք հիմնականում իրականացվում են հենց գիտնականների կամ մասնագետների կողմից. նրանց միջև ուղիղ երկխոսություն շարունակական հետազոտությունների կամ մշակումների վերաբերյալ, այցելել իրենց գործընկերների լաբորատորիա և գիտատեխնիկական ցուցահանդեսներ, խոսել լսարանի հետ, նամակներ փոխանակել և հրապարակումների վերատպումներ: , հետազոտության արդյունքների կամ մշակումների պատրաստում հրապարակման համար։ «Ֆորմալ»-ը ներառում է՝ խմբագրական, հրատարակչական և տպագրական գործընթացներ. գիտական ​​հրապարակումների, ներառյալ գրավաճառության, գրադարանային և մատենագիտական ​​գործունեության տարածում. գիտական ​​գրականության փոխանակման գործընթացներ; արխիվային աշխատանք; փաստացի գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեությունը: Բոլոր «ֆորմալ» գործընթացները, բացառությամբ վերջինի, հատուկ չեն գիտական ​​հաղորդակցությանը և ընդգրկված են զանգվածային հաղորդակցության ոլորտում, որի հիմնական միջոցներն են տպագիր, ռադիո, հեռուստատեսություն և այլն: Գիտական ​​աշխատանքի բարդությունը և անհրաժեշտությունը. դրա արդյունավետության բարձրացումը հանգեցնում է դրա հետագա բաժանմանը, որը տեղի է ունենում տարբեր հարթություններում` տեսական և փորձարարական հետազոտություններ, գիտական ​​հետազոտություններ, գիտական ​​տեղեկատվություն և գիտական ​​կազմակերպչական գործունեություն: Տեղեկատվական ծառայություններին վստահված են գիտական ​​տեղեկատվության ընտրության և մշակման ավելի ու ավելի բարդ խնդիրներ, որոնք կարող են լուծվել միայն ինչպես տեղեկատվության, այնպես էլ գիտության հատուկ ճյուղերի տեսությունների և տեխնիկայի ձեռքբերումների միաժամանակյա օգտագործմամբ: Գիտական ​​տեղեկատվական գործունեությունը ներառում է փաստաթղթերում ամրագրված գիտական ​​տեղեկատվության հավաքագրումը, մշակումը, պահպանումը և առբերումը, ինչպես նաև այն գիտնականներին և մասնագետներին տրամադրելը` հետազոտության և մշակման արդյունավետությունը բարձրացնելու նպատակով: Այս գործունեությունն ավելի ու ավելի է իրականացվում ինտեգրված տեղեկատվական համակարգերով, որոնք հիմնված են բարձր որակավորում ունեցող մասնագետների կողմից յուրաքանչյուր գիտական ​​փաստաթղթի միանգամյա սպառիչ մշակման սկզբունքի վրա, նման մշակման արդյունքների մուտքագրումը մեքենայական համալիր, որը բաղկացած է համակարգչից և ֆոտոտպագրող մեքենայից, և Այս արդյունքների կրկնակի օգտագործումը տարբեր տեղեկատվական խնդիրներ լուծելու համար. վերացական ամսագրերի հրատարակում, ազդանշանային տեղեկատվության տեղեկագրեր, վերլուծական ակնարկներ, թարգմանությունների ժողովածուներ, տեղեկատվության ընտրովի տարածման համար (տես Տեղեկատվական լեզու), տեղեկանք և տեղեկատվական աշխատանք, փաստաթղթերի պատճենում և տեղեկատվության այլ տեսակներ: ծառայություններ։ 40-ականների կեսերից։ 20 րդ դար Վ տարբեր երկրներԻ–ի մասին առաջին խոշոր ամսագրերը հայտնվում են՝ «Journal of Documentation» (Լ., 1945 թվականից); «Tidskrift for Documentation» (Ստոկ., 1945 թվականից); «American Documentation» (Վաշ., 1950 թվականից, 1970 թվականից՝ «Տեղեկատվական գիտության ամերիկյան հասարակության ամսագիր»); «Nachrichten fur Documentation» (Fr./M., 1950-ից); «Փաստաթղթավորում» (Լպզ., 1953-ից, 1969-ից՝ «Ինֆորմատիկ»)։ 1961 թվականի հոկտեմբերից ԽՍՀՄ-ը հրատարակում է ամենամսյա ժողովածուն «Գիտ Տեխնիկական տեղեկատվություն», որը հրատարակվում է 1967 թվականից երկու շարքով՝ «Տեղեկատվական աշխատանքի կազմակերպում և մեթոդիկա» և «Տեղեկատվական գործընթացներ և համակարգեր»։ 1963 թվականից VINITI-ն սկսեց հրատարակել նախ 2 ամիսը մեկ անգամ, իսկ 1966 թվականից՝ ամսական «Գիտական ​​և տեխնիկական տեղեկատվություն» վերացական ամսագիրը, որը 1970 թվականից հրատարակվում է «Ինֆորմատիկա» անունով։ 1967 թվականից այս ամսագիրը հրատարակվում է նաև անգլերեն լեզվով։ Արտերկրում հրատարակվում են տեղեկատվության վերաբերյալ հետևյալ վերացական ամսագրերը. Մեծ Բրիտանիայում՝ «Library and Information Science Abstracts» (L., 1969-ից, 1950-68-ին կոչվում էր «Library Science Abstracts»), ԱՄՆ-ում՝ «Information Science Abstracts». » (Phil. , 1969-ից, 1966-68-ին կոչվում էր «Documentation Abstracts»), Ֆրանսիայում՝ «Bulletin signaletique. Տեղեկատվական գիտություն և տեխնիկա» (Պ., 1970-ից)։ 1964 թվականից հրատարակվում է «Գիտական ​​տեղեկատվության տեսություն և պրակտիկա» էքսպրես տեղեկատվություն, իսկ 1965 թվականից՝ տեղեկատվական գիտության վերաբերյալ արտասահմանյան հրատարակությունների թարգմանությունների ժողովածուներ, իսկ 1969 թվականից հրատարակվում է «Գիտական ​​ուսումնասիրություններ և ինֆորմատիկա» պարբերական ժողովածուն։ Կիև. Տեղեկատվական գիտության մեջ գիտաշխատողների վերապատրաստումն իրականացվում է 1959 թվականից՝ VINITI-ի ասպիրանտուրայի միջոցով, գիտական ​​և տեղեկատվական գործունեության համար կադրերի վերապատրաստումն իրականացվում է 1963 թվականից ինժեներական, տեխնիկական և գիտական ​​առաջատար աշխատողների խորացված վերապատրաստման դասընթացներում ( 1972 թվականից՝ Տեղեկատվական աշխատողների խորացված վերապատրաստման ինստիտուտ), 1964 թվականից՝ երիտասարդ գիտնականների՝ տեղեկատվության ապագա սպառողների վերապատրաստումը Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի գիտական ​​տեղեկատվության ամբիոնում։ Լոմոնոսով, տեղեկատվական գործընթացների մեքենայացման և ավտոմատացման ինժեներներ - մի շարք պոլիտեխնիկական և մեքենաշինական ինստիտուտներում: Արտերկրում տեղեկատվական առարկաներ են դասավանդվում բուհերում և բարձրագույն տեխնիկումներում։ Նկատվում է տեղեկատվական տեխնոլոգիաների և համակարգչային տեխնիկայի մի շարք խնդիրների համադրման միտում մեկ կրթական մասնագիտացման մեջ: Լիտ.՝ Միխայլով Ա.Ի., Չեռնի Ա.Ի., Գիլյարևսկի Ռ.Ս., Ինֆորմատիկայի հիմունքներ, 2-րդ հրատ., Մ., 1968; իրենցը, Տեղեկատվական խնդիրներժամանակակից գիտության մեջ, Մ., 1972; Համակարգչային գիտության տեսական խնդիրներ. Շաբ. Արտ., Մ., 1968; Ինֆորմատիկայի միջազգային ֆորում. Շաբ. Արվեստ, տ 1-2, Մ., 1969; Bush V., Ինչպես մենք կարող ենք մտածել, Atlantic Monthly, 1945, July, p. 101-108; Տեղեկատվական գիտության և տեխնոլոգիաների տարեկան վերանայում, գ. 1-7, N. Y. - ա. օ., 1966-72; Dembowska M., Documentation and Scientific information, Warsaw, 1968. A. I. Mikhailov, A. I. Cherny, R. S. Gilyarevsky.

Անգլախոս երկրներում օգտագործվում է համակարգչային գիտություն տերմինը։

Համակարգչային գիտության տեսական հիմքը հիմնարար գիտությունների խումբն է, ինչպիսիք են՝ տեղեկատվության տեսությունը, ալգորիթմների տեսությունը, մաթեմատիկական տրամաբանությունը, ֆորմալ լեզուների և քերականության տեսությունը, կոմբինատոր վերլուծությունը և այլն։ Բացի դրանցից, համակարգչային գիտությունը ներառում է այնպիսի բաժիններ, ինչպիսիք են համակարգչային ճարտարապետությունը, օպերացիոն համակարգերը, տվյալների բազայի տեսությունը, ծրագրավորման տեխնոլոգիաները և շատ ուրիշներ: Համակարգչային գիտությունը որպես գիտություն սահմանելու հարցում կարևորն այն է, որ մի կողմից այն զբաղվում է համակարգչային տեխնիկայի սարքերի և աշխատանքի սկզբունքների ուսումնասիրությամբ, իսկ մյուս կողմից՝ ծրագրերի հետ աշխատելու տեխնիկայի և մեթոդների համակարգմամբ։ որոնք վերահսկում են այս տեխնոլոգիան:

Տեղեկատվական տեխնոլոգիան իրենից ներկայացնում է կոնկրետ տեխնիկական և ծրագրային գործիքների ամբողջություն, որոնց օգնությամբ կատարվում են տեղեկատվության մշակման տարբեր գործողություններ մեր կյանքի և գործունեության բոլոր ոլորտներում։ Տեղեկատվական տեխնոլոգիաները երբեմն կոչվում են համակարգչային տեխնոլոգիա կամ կիրառական համակարգչային գիտություն:

Տեղեկատվությունը անալոգային և թվային է:

«Տեղեկատվություն» տերմինը. վերադառնում է լատիներեն տեղեկատվությանը, – բացատրություն, ներկայացում, իրազեկում:

Տեղեկությունները կարող են դասակարգվել տարբեր ճանապարհներ, և տարբեր գիտություններ դա անում են տարբեր ձևերով: Օրինակ՝ փիլիսոփայության մեջ տարանջատում են օբյեկտիվ և սուբյեկտիվ տեղեկատվության միջև։ Օբյեկտիվ տեղեկատվությունը արտացոլում է բնության և մարդկային հասարակության երևույթները: Սուբյեկտիվ տեղեկատվությունը ստեղծվում է մարդկանց կողմից և արտացոլում է նրանց տեսակետը օբյեկտիվ երևույթների վերաբերյալ:

Համակարգչային գիտության մեջ անալոգային և թվային տեղեկատվությունը դիտարկվում է առանձին: Սա կարևոր է, քանի որ մարդիկ իրենց զգայարանների շնորհիվ սովոր են գործ ունենալ անալոգային տեղեկատվության հետ, մինչդեռ համակարգչային տեխնիկան, ընդհակառակը, հիմնականում աշխատում է թվային տեղեկատվության հետ։

Մարդը տեղեկատվությունը ընկալում է զգայարանների միջոցով: Լույսը, ձայնը, ջերմությունը էներգետիկ ազդանշաններ են, իսկ համն ու հոտը քիմիական միացությունների ազդեցության արդյունք են, որոնք նույնպես հիմնված են էներգետիկ բնույթի վրա։ Մարդը անընդհատ զգում է էներգետիկ ազդեցությունները և երբեք չի կարող հանդիպել նույն համադրությանը երկու անգամ: Նույն ծառի վրա չկա երկու նույնական կանաչ տերև և բացարձակապես նույնական երկու հնչյուններ. սա անալոգային տեղեկատվություն է: Եթե ​​դուք թվեր եք տալիս տարբեր գույների, իսկ նշումներ տարբեր հնչյունների, ապա անալոգային տեղեկատվությունը կարող է վերածվել թվային տեղեկատվության:

Երաժշտությունը, երբ լսվում է, կրում է անալոգային տեղեկատվություն, բայց երբ գրվում է նոտայով, այն դառնում է թվային:

Անալոգային տեղեկատվության և թվային տեղեկատվության միջև տարբերությունն առաջին հերթին այն է, որ անալոգային տեղեկատվությունը շարունակական է, մինչդեռ թվային տեղեկատվությունը դիսկրետ է:

Թվային սարքերը ներառում են անհատական ​​համակարգիչներ, որոնք աշխատում են թվային տեսքով ներկայացված տեղեկատվության հետ, դրանք նաև թվային են: երաժշտական ​​նվագարկիչներլազերային կոմպակտ սկավառակներ.

Կոդավորման տեղեկատվություն:

Տեղեկատվության կոդավորումը որոշակիի ձևավորման գործընթացն է տեղեկատվության ներկայացում.

Ավելի նեղ իմաստով «կոդավորում» տերմինը հաճախ հասկացվում է որպես տեղեկատվության ներկայացման մի ձևից մյուսին անցում, որն ավելի հարմար է պահպանման, փոխանցման կամ մշակման համար:

Համակարգիչը կարող է մշակել միայն թվային տեսքով ներկայացված տեղեկատվությունը: Բոլոր մյուս տեղեկությունները (ձայններ, պատկերներ, գործիքների ընթերցումներ և այլն) պետք է վերածվեն թվային ձևի՝ համակարգչում մշակելու համար: Օրինակ, երաժշտական ​​ձայնը քանակականացնելու համար կարելի է կարճ ընդմիջումներով չափել ձայնի ինտենսիվությունը որոշակի հաճախականություններում՝ յուրաքանչյուր չափման արդյունքը թվային տեսքով ներկայացնելով: Օգտագործելով համակարգչային ծրագրերԴուք կարող եք վերափոխել ստացված տեղեկատվությունը, օրինակ՝ «գերադրել» տարբեր աղբյուրներից հնչող հնչյունները միմյանց վրա:

Նմանապես, տեքստային տեղեկատվությունը կարող է մշակվել համակարգչում: Համակարգչում մուտքագրվելիս յուրաքանչյուր տառ կոդավորվում է որոշակի թվով, և երբ արտածվում է արտաքին սարքեր (էկրան կամ տպագիր), այդ թվերից տառերի պատկերները կառուցվում են մարդու ընկալման համար: Մի շարք տառերի և թվերի միջև համապատասխանությունը կոչվում է նիշերի կոդավորում:

Որպես կանոն, համակարգչի բոլոր թվերը ներկայացված են զրոների և մեկերի միջոցով (ոչ տասը նիշ, ինչպես դա սովորական է մարդկանց համար): Այլ կերպ ասած, համակարգիչները սովորաբար գործում են երկուական տարբերակով թվային համակարգ, քանի որ այս դեպքում դրանց մշակման սարքերը շատ ավելի պարզ են։

Տեղեկատվության չափման միավորներ. Բիթ. Բայթ.

Bit-ը տեղեկատվության ներկայացման ամենափոքր միավորն է: Բայթը տեղեկատվության մշակման և փոխանցման ամենափոքր միավորն է .

Տարբեր խնդիրներ լուծելիս մարդն օգտագործում է տեղեկատվություն մեզ շրջապատող աշխարհի մասին։ Մենք հաճախ ենք լսում, որ հաղորդագրությունը քիչ տեղեկատվություն է պարունակում կամ, ընդհակառակը, պարունակում է համապարփակ տեղեկատվություն, մինչդեռ նույն հաղորդագրությունը ստացած տարբեր մարդիկ (օրինակ՝ թերթում հոդված կարդալուց հետո) տարբեր կերպ են գնահատում այն։ տեղեկատվության ծավալըդրանում պարունակվող. Սա նշանակում է, որ մարդկանց գիտելիքներն այս իրադարձությունների (երևույթների) մասին մինչև հաղորդագրություն ստանալը տարբեր են եղել։ Ուստի հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակությունը կախված է նրանից, թե որքան նոր է հաղորդագրությունը ստացողի համար: Եթե ​​հաղորդագրություն ստանալու արդյունքում այս հարցում ամբողջական հստակություն է ձեռք բերվում (այսինքն՝ անորոշությունը վերանում է), ասում են, որ համապարփակ տեղեկատվություն է ստացվել։ Սա նշանակում է, որ այս թեմայի վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների կարիք չկա։ Ընդհակառակը, եթե հաղորդագրությունը ստանալուց հետո անորոշությունը մնում է նույնը (հաղորդված տեղեկությունը կա՛մ արդեն հայտնի է եղել, կա՛մ ոչ տեղին), ապա տեղեկություն չի ստացվել (զրո տեղեկատվություն):

Մետաղադրամը նետելը և դրա անկումը դիտելը որոշակի տեղեկատվություն է տալիս: Մետաղադրամի երկու կողմերն էլ «հավասար են», ուստի հավասարապես հավանական է, որ այս կամ այն ​​կողմը դուրս գա: Նման դեպքերում ասում են, որ իրադարձությունը կրում է 1 բիթանոց տեղեկատվություն։ Եթե ​​տոպրակի մեջ դնենք երկու տարբեր գույնի գնդիկներ, ապա կուրորեն նկարելով մեկ գնդակ, 1 բիթում տեղեկություն կստանանք նաև գնդակի գույնի մասին։

Տեղեկատվության չափման միավորը կոչվում է bit (bit) - անգլերեն երկուական թվանշան բառերի հապավումը, Ի՞նչ է նշանակում երկուական թվանշան:

Համակարգչային տեխնոլոգիայի մեջ մի քիչ համապատասխանում է տեղեկատվության կրիչի ֆիզիկական վիճակին՝ մագնիսացված - մագնիսացված չէ, անցք կա - անցք չկա: Այս դեպքում մի վիճակը սովորաբար նշվում է 0, իսկ մյուսը՝ 1 թվով։ Երկու հնարավոր տարբերակներից մեկի ընտրությունը թույլ է տալիս նաև տարբերակել տրամաբանական ճշմարտությունը կեղծից։ Բիթերի հաջորդականությունը կարող է կոդավորել տեքստ, պատկեր, ձայն կամ ցանկացած այլ տեղեկատվություն: Տեղեկատվության ներկայացման այս մեթոդը կոչվում է երկուական կոդավորում (երկուական կոդավորում) .

Համակարգչային գիտության մեջ հաճախ օգտագործվող արժեքը կոչվում է բայթ և հավասար է 8 բիթ: Եվ եթե մի բիթ թույլ է տալիս երկու հնարավոր տարբերակներից ընտրել մեկ տարբերակ, ապա բայտը, համապատասխանաբար, 1-ն է 256-ից (2 8): Բայթերի հետ մեկտեղ ավելի մեծ միավորներ են օգտագործվում տեղեկատվության քանակը չափելու համար.

1 ԿԲ (մեկ կիլոբայթ) = 2\up1210 բայթ = 1024 բայթ;

1 ՄԲ (մեկ մեգաբայթ) = 2\ up1210 KB = 1024 KB;

1 ԳԲ (մեկ գիգաբայթ) = 2\ up1210 ՄԲ = 1024 ՄԲ:

Օրինակ, գիրքը պարունակում է 100 էջ; յուրաքանչյուր էջ ունի 35 տող, յուրաքանչյուր տող ունի 50 նիշ: Գրքում պարունակվող տեղեկատվության քանակը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.

Էջը պարունակում է 35 × 50 = 1750 բայթ տեղեկատվություն: Գրքում առկա բոլոր տեղեկատվության ծավալը (տարբեր միավորներով).

1750 × 100 = 175,000 բայթ:

175,000 / 1024 = 170,8984 ԿԲ:

170,8984 / 1024 = 0,166893 ՄԲ:

Ֆայլ. Ֆայլի ձևաչափեր.

Ֆայլը տեղեկատվության պահպանման ամենափոքր միավորն է, որը պարունակում է բայթերի հաջորդականություն և ունի յուրահատուկ անուն:

Ֆայլերի հիմնական նպատակը տեղեկատվության պահպանումն է: Դրանք նաև նախատեսված են տվյալներ ծրագրից ծրագիր և համակարգից համակարգ փոխանցելու համար: Այլ կերպ ասած, ֆայլը կայուն և շարժական տվյալների պահեստ է: Բայց ֆայլը ավելին է, քան պարզապես տվյալների պահեստավորում: Սովորաբար ֆայլն ունի անունը, հատկանիշները, փոփոխության ժամանակը և ստեղծման ժամանակը:

Ֆայլի կառուցվածքը համակարգ է՝ ֆայլերը պահելու սարքի վրա, օրինակ՝ սկավառակի վրա: Ֆայլերը կազմակերպվում են գրացուցակների մեջ (երբեմն կոչվում են գրացուցակներ կամ թղթապանակներ): Ցանկացած գրացուցակ կարող է պարունակել կամայական թվով ենթագրքեր, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է պահել ֆայլեր և այլ գրացուցակներ:

Տվյալների բայթերի կազմակերպման եղանակը կոչվում է ֆայլի ձևաչափ .

Ֆայլը, օրինակ՝ աղյուսակը կարդալու համար, դուք պետք է իմանաք, թե ինչպես են բայթերը ներկայացնում յուրաքանչյուր բջիջի թվերը (բանաձևերը, տեքստը); ֆայլը կարդալու համար տեքստային խմբագիր, դուք պետք է իմանաք, թե որ բայթերն են ներկայացնում նիշերը և որ տառատեսակները կամ դաշտերը, ինչպես նաև այլ տեղեկություններ։

Ծրագրերը կարող են տվյալներ պահել ֆայլում ծրագրավորողի կողմից ընտրված ձևով: Այնուամենայնիվ, հաճախ ենթադրվում է, որ ֆայլերը կօգտագործվեն տարբեր ծրագրեր, այնքան շատ կիրառական ծրագրեր աջակցում են ամենատարածված ձևաչափերից մի քանիսին, որպեսզի մյուս ծրագրերը կարողանան հասկանալ ֆայլի տվյալները: Ծրագրային ապահովման ընկերությունները (ովքեր ցանկանում են, որ իրենց ծրագրերը դառնան «ստանդարտներ») հաճախ հրապարակում են տեղեկատվություն իրենց ստեղծած ձևաչափերի մասին, որպեսզի դրանք օգտագործվեն այլ հավելվածներում։

Բոլոր ֆայլերը կարելի է բաժանել երկու մասի՝ տեքստային և երկուական:

Տեքստային ֆայլերը համակարգչային աշխարհում ամենատարածված տվյալների տեսակն են: Յուրաքանչյուր նիշ պահելու համար ամենից հաճախ հատկացվում է մեկ բայթ, և տեքստային ֆայլերը կոդավորված են հատուկ աղյուսակների միջոցով, որոնցում յուրաքանչյուր նիշը համապատասխանում է 255-ը չգերազանցող որոշակի թվի: Այն ֆայլը, որի համար կոդավորման համար օգտագործվում են միայն առաջին 127 համարները, կոչվում է: ASCII- ֆայլ (համառոտ Ամերիկյան ստանդարտ կոդը տեղեկատվության փոխանակման համար), սակայն նման ֆայլը չի ​​կարող պարունակել այլ տառեր, բացի լատիներենից (ներառյալ ռուսերենը): Ազգային այբուբեններից շատերը կարող են կոդավորվել ութ բիթանոց աղյուսակի միջոցով: Ռուսաց լեզվի համար ներկայումս առավել տարածված են երեք կոդավորումներ՝ Koi8-R, Windows-1251 և այսպես կոչված այլընտրանքային (alt) կոդավորումը:

Լեզուները, ինչպիսիք են չինարենը, պարունակում են զգալիորեն ավելի քան 256 նիշ, ուստի նրանք օգտագործում են մի քանի բայթ յուրաքանչյուր նիշը կոդավորելու համար: Տարածք խնայելու համար օգտագործվող ընդհանուր տեխնիկան որոշ նիշերի կոդավորումն է՝ օգտագործելով մեկ բայթ, իսկ մյուսները՝ երկու կամ ավելի բայթ: Այս մոտեցումը ընդհանրացնելու փորձերից մեկը Յունիկոդ ստանդարտն է, որն օգտագործում է զրոյից մինչև 65536 թվերի տիրույթ՝ նիշերը կոդավորելու համար։ լայն շրջանակթույլ է տալիս թվային տեսքով ներկայացնել մոլորակի ցանկացած անկյունի լեզվի խորհրդանիշները:

Սակայն մաքուր տեքստային ֆայլերը գնալով հազվադեպ են դառնում: Փաստաթղթերը հաճախ պարունակում են նկարներ և դիագրամներ և օգտագործում են տարբեր տառատեսակներ: Արդյունքում հայտնվում են ձևաչափեր, որոնք տեքստի, գրաֆիկայի և տվյալների այլ ձևերի տարբեր համակցություններ են:

Երկուական ֆայլերը, ի տարբերություն տեքստային ֆայլերի, այնքան էլ հեշտ չեն դիտվում, և դրանք սովորաբար չեն պարունակում ծանոթ բառեր. տարօրինակ կերպարներ. Այս ֆայլերը նախատեսված չեն մարդկանց կողմից ուղղակիորեն կարդալու համար: Երկուական ֆայլերի օրինակներ են գործարկվող ծրագրերը և գրաֆիկական ֆայլերը:

Տեղեկատվության երկուական կոդավորման օրինակներ.

Համակարգչով մշակվող տեղեկատվության բազմազանության մեջ զգալի մասը կազմում են թվային, տեքստային, գրաֆիկական և ձայնային տեղեկատվությունը: Եկեք ծանոթանանք համակարգչում այս տեսակի տեղեկատվության կոդավորման որոշ եղանակներին։

Համարների կոդավորում.

Համակարգչի հիշողության մեջ թվերը ներկայացնելու երկու հիմնական ձևաչափ կա. Դրանցից մեկը օգտագործվում է ամբողջ թվերի կոդավորման համար, երկրորդը (այսպես կոչված՝ թվի լողացող կետով ներկայացումը) օգտագործվում է իրական թվերի որոշակի ենթաբազմություն նշելու համար։

Համակարգչի հիշողության մեջ ներկայացված ամբողջ թվերի շարքը սահմանափակ է: Արժեքների միջակայքը կախված է թվերը պահելու համար օգտագործվող հիշողության տարածքի չափից: IN կ- մի բիթ բջիջը կարող է պահել 2 կտարբեր ամբողջ թվեր .

Դրական ամբողջ թվի ներքին ներկայացում ստանալու համար Ն, պահվում է կ-բիթ մեքենայի բառ, ձեզ հարկավոր է.

1) N թիվը փոխակերպել երկուական թվային համակարգի.

2) ձախից ստացված արդյունքը լրացնել աննշան զրոներով մինչև k թվանշանները.

Օրինակ՝ 2 բայթանոց բջիջում 1607 ամբողջ թվի ներքին ներկայացումը ստանալու համար թիվը վերածվում է երկուական համակարգի՝ 1607 10 = 11001000111 2: Բջջում այս թվի ներքին ներկայացումը հետևյալն է՝ 0000 0110 0100 0111:

Բացասական ամբողջ թվի (–N) ներքին ներկայացումը գրելու համար անհրաժեշտ է.

1) ստացեք դրական թվի ներքին ներկայացում Ն;

2) ստանալ այս թվի հակադարձ կոդը՝ 0-ը փոխարինելով 1-ով, իսկ 1-ը 0-ով.

3) ստացված թվին ավելացրեք 1.

Բացասական ամբողջ թվի ներքին ներկայացում –1607: Օգտագործելով նախորդ օրինակի արդյունքը՝ 1607 դրական թվի ներքին ներկայացումը գրվում է. –1607 թվի ներքին երկուական ներկայացում:

Լողացող կետի ձևաչափը օգտագործում է իրական թվերի ներկայացում Ռորպես մանտիսայի արտադրանք մթվային համակարգի հիման վրա nորոշ չափով էջ, որը կոչվում է կարգ. R = մ * n p.

Թիվը լողացող կետի տեսքով ներկայացնելը միանշանակ չէ: Օրինակ՝ ճշմարիտ են հետևյալ հավասարումները.

12,345 = 0,0012345 × 10 4 = 1234,5 × 10 -2 = 0,12345 × 10 2

Ամենից հաճախ համակարգիչները օգտագործում են թվի նորմալացված ներկայացում լողացող կետի տեսքով: Այս ներկայացման մեջ մանտիսան պետք է բավարարի հետևյալ պայմանը.

0,1 p Ջ մէջ Այլ կերպ ասած, մանտիսան 1-ից փոքր է, իսկ առաջին նշանակալից նիշը զրո չէ ( էջ- թվային համակարգի հիմք):

Համակարգչային հիշողության մեջ մանտիսան ներկայացված է որպես ամբողջ թիվ, որը պարունակում է միայն նշանակալից թվեր (0 ամբողջ թիվ և ստորակետ չեն պահվում), ուստի 12.345 համարի համար 12345 թիվը կպահվի մանտիսա պահելու համար հատկացված հիշողության բջիջում: Միանշանակ: վերականգնել սկզբնական համարը, մնում է միայն պահպանել այն կարգը, մեջ այս օրինակում- սա 2 է:

Տեքստի կոդավորում:

Տեքստ գրելու համար օգտագործվող նշանների ամբողջությունը կոչվում է այբուբեն։ Այբուբենի նիշերի թիվը կոչվում է դրա կարդինալություն:

Տեքստային տեղեկատվությունը համակարգչում ներկայացնելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է 256 նիշ հզորությամբ այբուբեն։ Նման այբուբենի մեկ նիշը կրում է 8 բիթ տեղեկատվություն, քանի որ 2 8 = 256: Բայց 8 բիթը կազմում է մեկ բայթ, հետևաբար, յուրաքանչյուր նիշի երկուական կոդը զբաղեցնում է 1 բայթ համակարգչային հիշողություն:

Նման այբուբենի բոլոր նիշերը համարակալված են 0-ից մինչև 255, և յուրաքանչյուր թիվը համապատասխանում է 8-բիթանոց երկուական կոդի 00000000-ից մինչև 11111111: Այս կոդը երկուական թվային համակարգում նիշի սերիական համարն է:

Համար տարբեր տեսակներՀամակարգիչները և օպերացիոն համակարգերը օգտագործում են կոդավորման տարբեր աղյուսակներ, որոնք տարբերվում են կոդավորման աղյուսակում այբուբենի նիշերի տեղադրման հաջորդականությամբ: Անհատական ​​համակարգիչների միջազգային ստանդարտը արդեն նշված ASCII կոդավորման աղյուսակն է:

Այբուբենի հաջորդական կոդավորման սկզբունքն այն է, որ ASCII ծածկագրերի աղյուսակում լատինատառերը (մեծատառերը և փոքրատառերը) դասավորված են այբբենական կարգով: Թվերի դասավորությունը նույնպես դասավորված է մեծացող արժեքներով։

Այս աղյուսակում ստանդարտ են միայն առաջին 128 նիշերը, այսինքն՝ զրոյից (երկուական կոդ 00000000) մինչև 127 (01111111) թվերով նիշերը։ Սա ներառում է լատինական այբուբենի տառերը, թվերը, կետադրական նշանները, փակագծերը և որոշ այլ նշաններ: Մնացած 128 ծածկագրերը՝ սկսած 128-ով (երկուական կոդ 10000000) և վերջացրած 255-ով (11111111), օգտագործվում են ազգային այբուբենների տառերը, կեղծոգրաֆիկ նիշերը և գիտական ​​նշանները կոդավորելու համար։

Գրաֆիկական տեղեկատվության կոդավորում:

Տեսանյութի հիշողությունը պարունակում է երկուական տեղեկատվությունէկրանին ցուցադրվող պատկերի մասին։ Համակարգչի միջոցով ստեղծված, մշակված կամ դիտված գրեթե բոլոր պատկերները կարելի է բաժանել երկու մեծ մասի՝ ռաստեր և վեկտորային գրաֆիկա։

Ռաստերային պատկերները կետերի միաշերտ ցանց են, որոնք կոչվում են պիքսել (պատկերի տարր): Պիքսելային կոդը պարունակում է տեղեկատվություն իր գույնի մասին:

Սև-սպիտակ պատկերի համար (առանց կիսատոնների) պիքսելը կարող է ընդունել միայն երկու արժեք՝ սպիտակ և սև (վառված կամ չվառված), իսկ այն կոդավորելու համար բավական է հիշողության մեկ բիթը՝ 1 – սպիտակ, 0 – սև։ .

Գունավոր էկրանի պիքսելը կարող է ունենալ տարբեր գույներ, ուստի մեկ պիքսելից մեկ բիթը բավարար չէ: 4 գունավոր պատկերի կոդավորումը պահանջում է երկու բիթ յուրաքանչյուր պիքսելում, քանի որ երկու բիթ կարող է ընդունել 4 տարբեր վիճակ: Օրինակ՝ գունային կոդավորման հետևյալ տարբերակը կարող է օգտագործվել՝ 00 – սև, 10 – կանաչ, 01 – կարմիր, 11 – շագանակագույն:

RGB մոնիտորների վրա գույների ողջ բազմազանությունը ստացվում է հիմնական գույների համադրմամբ՝ կարմիր (Կարմիր), կանաչ (Կանաչ), կապույտ (կապույտ), որոնցից կարող եք ստանալ 8 հիմնական համակցություններ.

Իհարկե, եթե դուք հնարավորություն ունեք վերահսկելու հիմնական գույների փայլի ինտենսիվությունը (պայծառությունը), ապա ավելանում է դրանց համադրությունների տարբեր տարբերակների քանակը, որոնք առաջացնում են տարբեր երանգներ: Տարբեր գույների քանակը - TOև դրանց կոդավորման բիթերի քանակը - Նմիմյանց հետ կապված են պարզ բանաձևով. 2 Ն = TO.

Ի տարբերություն ռաստերային գրաֆիկայի վեկտորային պատկերը բազմաշերտ է: Վեկտորային պատկերի յուրաքանչյուր տարր՝ գիծ, ​​ուղղանկյուն, շրջան կամ տեքստի հատված, գտնվում է իր շերտում, որի պիքսելները դրված են այլ շերտերից անկախ։ Վեկտորային պատկերի յուրաքանչյուր տարր այն առարկան է, որը նկարագրված է հատուկ լեզվով (գծերի, աղեղների, շրջանների մաթեմատիկական հավասարումներ և այլն) Բարդ առարկաներ (կոտրված գծեր, տարբեր երկրաչափական պատկերներ) ներկայացված են որպես տարրական գրաֆիկական օբյեկտների հավաքածու։

Վեկտորային պատկերի օբյեկտներ, ի տարբերություն ռաստերային գրաֆիկա, կարող են փոխել իրենց չափերը՝ առանց որակի կորստի (քանի որ պատկերը մեծանում է, հատիկավորությունը մեծանում է)։

Աուդիո կոդավորում:

Ֆիզիկայից հայտնի է, որ հնչ -Դրանք օդի թրթռանքներ են։ Եթե ​​ձայնը վերածում եք էլեկտրական ազդանշանի (օրինակ՝ օգտագործելով խոսափողը), կարող եք տեսնել, որ լարումը սահուն կերպով փոխվում է ժամանակի ընթացքում: Համակարգչային մշակման համար նման անալոգային ազդանշանը պետք է ինչ-որ կերպ վերածվի հաջորդականության երկուական թվեր.

Դա արվում է, օրինակ, այսպես. լարումը չափվում է կանոնավոր ընդմիջումներով, և ստացված արժեքները գրանցվում են համակարգչի հիշողության մեջ: Այս գործընթացը կոչվում է նմուշառում (կամ թվայնացում), իսկ այն իրականացնող սարքը կոչվում է անալոգային-թվային փոխարկիչ (ADC):

Այս կերպ կոդավորված ձայնը վերարտադրելու համար հարկավոր է կատարել հակադարձ փոխակերպում (դրա համար օգտագործեք թվային-անալոգային փոխարկիչ – DAC), այնուհետև հարթեցրեք ստացված քայլի ազդանշանը:

Որքան բարձր լինի նմուշառման արագությունը և որքան շատ բիթ հատկացվի յուրաքանչյուր նմուշի համար, այնքան ավելի ճշգրիտ կներկայացվի ձայնը, բայց չափը նույնպես կմեծանա: ձայնային ֆայլ. Հետևաբար, կախված ձայնի բնույթից, դրա որակի պահանջներից և զբաղված հիշողության քանակից, ընտրվում են որոշ փոխզիջումային արժեքներ:

Ձայնային տեղեկատվության կոդավորման նկարագրված մեթոդը բավականին ունիվերսալ է, այն թույլ է տալիս ներկայացնել ցանկացած ձայն և վերափոխել այն տարբեր ձևերով: Բայց լինում են դեպքեր, երբ ավելի ձեռնտու է այլ կերպ վարվել։

Երաժշտությունը ներկայացնելու բավականին կոմպակտ միջոց է վաղուց կիրառվում՝ երաժշտական ​​նշումը։ Այն օգտագործում է հատուկ սիմվոլներ՝ ցույց տալու համար, թե ինչ բարձրության է ձայնը, ինչ գործիք նվագել և ինչպես նվագել: Իրականում այն ​​կարելի է համարել երաժշտի համար նախատեսված ալգորիթմ՝ գրված հատուկ ֆորմալ լեզվով։ 1983 թվականին համակարգչային և երաժշտական ​​սինթեզատորների առաջատար արտադրողները մշակեցին ստանդարտ, որը սահմանում էր կոդերի նման համակարգը: Այն կոչվում էր MIDI:

Իհարկե, նման կոդավորման համակարգը թույլ չի տալիս ձայնագրել յուրաքանչյուր ձայն, այն հարմար է միայն գործիքային երաժշտության համար: Բայց այն ունի նաև անհերքելի առավելություններ՝ չափազանց կոմպակտ ձայնագրություն, բնականություն երաժշտի համար (գրեթե ցանկացած MIDI խմբագիր թույլ է տալիս աշխատել երաժշտության հետ սովորական նոտաների տեսքով), գործիքներ փոխելու հեշտություն, մեղեդու տեմպն ու ստեղնը փոխելը:

Կան երաժշտություն ձայնագրելու այլ, զուտ համակարգչային, ֆորմատներ։ Դրանց թվում է MP3 ֆորմատը, որը թույլ է տալիս կոդավորել երաժշտությունը շատ բարձր որակով և սեղմման հարաբերակցությամբ, մինչդեռ 18–20 երաժշտական ​​ստեղծագործությունների փոխարեն ստանդարտ կոմպակտ սկավառակի (CDROM) վրա կարելի է տեղադրել մոտ 200-ը։ Մեկ երգը զբաղեցնում է մոտավորապես 3,5։ Mb, որը թույլ է տալիս ինտերնետից օգտվողներին հեշտությամբ փոխանակել երաժշտական ​​ստեղծագործությունները:

Համակարգիչը ունիվերսալ տեղեկատվական մեքենա է:

Համակարգչի հիմնական նպատակներից մեկը տեղեկատվության մշակումն ու պահպանումն է: Համակարգիչների հայտնվելով հնարավոր դարձավ գործարկել նախկինում աներևակայելի տեղեկատվության ծավալներ: IN էլեկտրոնային ձևթարգմանել գիտական ​​և գեղարվեստական ​​գրականություն պարունակող գրադարաններ։ Դառնում են հին ֆոտո և կինոարխիվներ նոր կյանքթվային տեսքով։

Աննա Չուգայնովա

Հոդվածների ցանկ

1. Տեղեկատվության չափում - այբբենական մոտեցում

2. Տեղեկատվության չափում` բովանդակալից մոտեցում

3. Տեղեկատվական գործընթացներ

4. Տեղեկություն

5. Կիբեռնետիկա

6. Տեղեկատվության կոդավորում

7. Տեղեկատվության մշակում

8. Տեղեկատվության փոխանցում

9. Համարների ներկայացում

10. Թվային համակարգեր

11. Տեղեկատվության պահպանում

Համակարգչային գիտության ուսումնասիրության հիմնական օբյեկտներն են տեղեկատվությունԵվ տեղեկատվական գործընթացները. Համակարգչային գիտությունը որպես անկախ գիտություն առաջացել է քսաներորդ դարի կեսերին, սակայն գիտական ​​հետաքրքրությունը այս ոլորտում տեղեկատվության և հետազոտությունների նկատմամբ ի հայտ է եկել ավելի վաղ:

սկզբին ակտիվորեն զարգանում էին կապի տեխնիկական միջոցները (հեռախոս, հեռագիր, ռադիո)։
Այս առումով ի հայտ է գալիս «Հաղորդակցության տեսություն» գիտական ​​ուղղությունը։ Դրա զարգացումից առաջացավ կոդավորման տեսությունը և տեղեկատվության տեսությունը, որի հիմնադիրն էր ամերիկացի գիտնական Կ.Շենոնը։ Տեղեկատվության տեսությունը լուծեց խնդիրը չափումներ տեղեկատվությունփոխանցվում է կապի ուղիներով: Տեղեկատվության չափման երկու հայտնի մոտեցում կա. իմաստալիցԵվ այբբենական.

Կապի տեսության առաջ քաշած ամենակարեւոր խնդիրը տվյալների փոխանցման ուղիներում տեղեկատվության կորստի դեմ պայքարն է։ Այս խնդրի լուծման ընթացքում ձևավորվեց տեսություն կոդավորում , որի շրջանակներում հորինվել են տեղեկատվության ներկայացման մեթոդներ, որոնք հնարավորություն են տվել առանց խեղաթյուրման հաղորդագրության բովանդակությունը հասցնել հասցեատիրոջը, նույնիսկ եթե փոխանցված կոդում կորուստներ են եղել։ Այս գիտական ​​արդյունքները մեծ նշանակություն ունեն այսօր, երբ տեղեկատվական հոսքերի ծավալը տեխնիկական կապի ուղիներով մեծացել է բազմաթիվ պատվերներով։

Ժամանակակից համակարգչային գիտության նախորդը եղել է «Կիբեռնետիկայի» գիտությունը, որը հիմնադրվել է Ն. Վիների աշխատություններով 1940-ականների վերջին - 50-ականների սկզբին։ Կիբեռնետիկայի մեջ խորացել է տեղեկատվության հասկացությունը, որոշվել է տեղեկատվության տեղը կենդանի օրգանիզմների կառավարման համակարգերում, սոցիալական և տեխնիկական համակարգերում։ Կիբեռնետիկան ուսումնասիրել է ծրագրի վերահսկման սկզբունքները: Առաջին համակարգիչների ի հայտ գալուն զուգահեռ՝ կիբեռնետիկան գիտական ​​հիմքեր դրեց ինչպես դրանց կառուցողական զարգացման, այնպես էլ բազմաթիվ կիրառությունների համար:

ՀԱՄԱԿԱՐԳԻՉ (համակարգիչ) - ավտոմատ սարք, որը նախատեսված է տեղեկատվական պրոցեսների իրականացման միջոցով տեղեկատվական խնդիրներ լուծելու համար: պահեստավորում, վերամշակում Եվ տեղեկատվության փոխանցում. Կիրառվում է նաև տեղեկատվական գործընթացների հիմնական սկզբունքների և օրինաչափությունների նկարագրությունը տեսական հիմքերըՀամակարգչային գիտություն.

Համակարգիչը չի աշխատում տեղեկատվական բովանդակության հետ, որը միայն մարդիկ կարող են ընկալել, այլ այն տվյալների հետ, որոնք ներկայացնում են տեղեկատվություն: Ուստի համակարգչային տեխնիկայի համար ամենակարեւոր խնդիրն է տեղեկատվության ներկայացումմշակման համար հարմար տվյալների տեսքով։ Տվյալները և ծրագրերը կոդավորված են երկուական ձևով: Համակարգչում ցանկացած տեսակի տվյալների մշակումը կրճատվում է երկուական թվերով հաշվարկներով: Ահա թե ինչու Համակարգչային տեխնոլոգիաներկոչվում է նաև թվային: Թվային համակարգերի հայեցակարգը, մոտ թվերի ներկայացումհամակարգիչներում վերաբերում են համակարգչային գիտության հիմնական հասկացություններին:

«Լեզու» հասկացությունը գալիս է լեզվաբանությունից: Լեզու - Սա տեղեկատվության սիմվոլիկ ներկայացման համակարգ, որն օգտագործվում է դրա պահպանման և փոխանցման համար. Լեզվի հասկացությունը համակարգչային գիտության հիմնական հասկացություններից մեկն է, քանի որ համակարգչում և՛ տվյալները, և՛ ծրագրերը ներկայացված են խորհրդանշական կառուցվածքների տեսքով: Համակարգչի և մարդու միջև հաղորդակցության լեզուն գնալով մոտենում է բնական լեզվի ձևերին:

Համակարգչային գիտության հիմնարար սկզբունքները ներառում են ալգորիթմների տեսությունը: Հայեցակարգ ալգորիթմներկայացված է «Տեղեկատվության մշակում» հոդվածում։ Այս թեման մանրամասնորեն քննարկվում է հանրագիտարանի հինգերորդ բաժնում։

1. Տեղեկատվության չափում. Այբբենական մոտեցում

Չափման համար օգտագործվում է այբբենական մոտեցում տեղեկատվության ծավալըտեքստում, որը ներկայացված է որպես ինչ-որ այբուբենի նիշերի հաջորդականություն։ Այս մոտեցումը կապված չէ տեքստի բովանդակության հետ։Տեղեկատվության քանակն այս դեպքում կոչվում է տեքստի տեղեկատվական ծավալը, որը համաչափ է տեքստի չափին. նիշերի քանակըտեքստը կազմելը. Տեղեկատվության չափման այս մոտեցումը երբեմն կոչվում է ծավալային մոտեցում:

Տեքստի յուրաքանչյուր նիշ կրում է որոշակի քանակությամբ տեղեկատվություն: Նրա անունն է խորհրդանիշի տեղեկատվական կշիռը. Հետեւաբար, տեքստի տեղեկատվական ծավալը հավասար է տեքստը կազմող բոլոր նիշերի տեղեկատվական կշիռների գումարին։

Այստեղ ենթադրվում է, որ տեքստը համարակալված նիշերի հաջորդական շղթա է։ Բանաձևում (1) ես 1 նշանակում է տեքստի առաջին նիշի տեղեկատվական կշիռը, ես 2 - տեքստի երկրորդ նիշի տեղեկատվական կշիռը և այլն; Կ- տեքստի չափը, այսինքն. տեքստի նիշերի ընդհանուր թիվը.

Տեքստեր գրելու համար օգտագործվող տարբեր նշանների ամբողջությունը կոչվում է Այբուբեն. Այբուբենի չափը կոչվում է ամբողջ թիվ այբուբենի ուժը. Պետք է հիշել, որ այբուբենը ներառում է ոչ միայն որոշակի լեզվի տառերը, այլ բոլոր մյուս նշանները, որոնք կարող են օգտագործվել տեքստում՝ թվեր, կետադրական նշաններ, տարբեր փակագծեր, բացատներ և այլն:

Խորհրդանիշների տեղեկատվական կշիռների որոշումը կարող է տեղի ունենալ երկու մոտավորությամբ.

1) տեքստում ցանկացած նիշի հավասար հավանականություն (առաջացման հավասար հաճախականություն) ենթադրելը.

2) հաշվի առնելով տեքստի տարբեր նիշերի տարբեր հավանականությունները (առաջացման տարբեր հաճախականությունը).

Տեքստում նիշերի հավասար հավանականության մոտարկում

Եթե ​​ենթադրենք, որ ցանկացած տեքստում այբուբենի բոլոր նիշերը հայտնվում են նույն հաճախականությամբ, ապա բոլոր նիշերի տեղեկատվական կշիռը նույնը կլինի։ Թող Ն- այբուբենի ուժը. Այնուհետև տեքստի ցանկացած նիշի կոտորակը 1/ է Նտեքստի րդ մասը։ Ըստ հավանականության սահմանման (տես «Տեղեկատվության չափում. Բովանդակային մոտեցում») այս արժեքը հավասար է տեքստի յուրաքանչյուր դիրքում նիշի հայտնվելու հավանականությանը.

Համաձայն Կ. Շենոնի բանաձևի (տես. «Տեղեկատվության չափում. Բովանդակային մոտեցում»), խորհրդանիշով փոխանցվող տեղեկատվության քանակը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.

i = log2 (1/ էջ) = log2 Ն(քիչ) (2)

Հետևաբար, խորհրդանիշի տեղեկատվական կշիռը ( ես) և այբուբենի հզորությունը ( Ն) կապված են միմյանց հետ՝ ըստ Հարթլիի բանաձևի (տես « Չափիչ տեղեկատվություն. Բովանդակային մոտեցում» )

2 ես = Ն.

Իմանալով մեկ նիշի տեղեկատվական կշիռը ( ես) և տեքստի չափը՝ արտահայտված նիշերի քանակով ( Կ), կարող եք հաշվարկել տեքստի տեղեկատվական ծավալը՝ օգտագործելով բանաձևը.

Ես = Կ · ես (3)

Այս բանաձևը (1) բանաձևի հատուկ տարբերակն է այն դեպքում, երբ բոլոր նշաններն ունեն նույն տեղեկատվական կշիռը։

Բանաձևից (2) հետևում է, որ երբ Ն= 2 (երկուական այբուբեն) մեկ նիշի տեղեկատվական կշիռը 1 բիթ է:

Տեղեկատվության չափման այբբենական մոտեցման տեսանկյունից 1 բիթ -սա երկուական այբուբենի կերպարի տեղեկատվական կշիռն է:

Տեղեկատվության չափման ավելի մեծ միավոր է բայթ.

1 բայթ -սա 256 հզորությամբ այբուբենից խորհրդանիշի տեղեկատվական կշիռն է:

Քանի որ 256 = 2 8, բիթ-ի և բայթի հարաբերությունը բխում է Հարթլիի բանաձևից.

2 ես = 256 = 2 8

Այստեղից. ես= 8 բիթ = 1 բայթ

Համակարգչում պահվող և մշակված տեքստերը ներկայացնելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է 256 նիշ հզորությամբ այբուբեն։ Հետևաբար,
Նման տեքստի 1 նիշը «կշռում է» 1 բայթ:

Բացի բիթից և բայթից, տեղեկատվության չափման համար օգտագործվում են նաև ավելի մեծ միավորներ.

1 ԿԲ (կիլոբայթ) = 2 10 բայթ = 1024 բայթ,

1 ՄԲ (մեգաբայթ) = 2 10 ԿԲ = 1024 ԿԲ,

1 ԳԲ (գիգաբայթ) = 2 10 ՄԲ = 1024 ՄԲ:

Տեքստում նիշերի առաջացման տարբեր հավանականությունների մոտարկում

Այս մոտարկումը հաշվի է առնում, որ իրական տեքստում տարբեր նիշեր են առաջանում տարբեր հաճախականությամբ։ Այստեղից հետևում է, որ տեքստի որոշակի դիրքում տարբեր կերպարների հայտնվելու հավանականությունները տարբեր են և, հետևաբար, նրանց տեղեկատվական կշիռները տարբեր են։

Վիճակագրական վերլուծությունՌուսերեն տեքստերը ցույց են տալիս, որ «o» տառի առաջացման հաճախականությունը 0,09 է: Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր 100 նիշի համար «o» տառը հայտնվում է միջինը 9 անգամ: Նույն թիվը ցույց է տալիս «o» տառի տեքստում որոշակի դիրքում հայտնվելու հավանականությունը. էջ o = 0,09: Հետևում է, որ ռուսերեն տեքստում «o» տառի տեղեկատվական կշիռը հավասար է.

Տեքստերի ամենահազվագյուտ տառը «f» տառն է: Դրա հաճախականությունը 0,002 է։ Այստեղից.

Սա հանգեցնում է որակական եզրակացության. հազվագյուտ տառերի տեղեկատվական կշիռն ավելի մեծ է, քան հաճախակի հանդիպող տառերի կշիռը:

Ինչպե՞ս հաշվարկել տեքստի տեղեկատվական ծավալը՝ հաշվի առնելով այբուբենի նիշերի տարբեր տեղեկատվական կշիռները: Դա արվում է հետևյալ բանաձևի համաձայն.

Այստեղ Ն- այբուբենի չափը (ուժը); n ժ- խորհրդանիշի թվի կրկնությունների քանակը ժտեքստում; ես ժ- խորհրդանիշի համարի տեղեկատվական քաշը ժ.

Համակարգչային գիտության դասընթացում այբբենական մոտեցումը դպրոցի հիմքն է

Հիմնական դպրոցի համակարգչային գիտության դասընթացում ուսանողների ծանոթությունը տեղեկատվության չափման այբբենական մոտեցմանը առավել հաճախ տեղի է ունենում տեղեկատվության համակարգչային ներկայացման համատեքստում: Հիմնական հայտարարությունը հետևյալն է.

Տեղեկատվության քանակը չափվում է երկուական կոդի չափով, որով ներկայացված է այս տեղեկատվությունը

Քանի որ ցանկացած տեսակի տեղեկատվություն համակարգչի հիշողության մեջ ներկայացված է երկուական կոդի տեսքով, այս սահմանումը ունիվերսալ է: Այն վավեր է խորհրդանշական, թվային, գրաֆիկական և աուդիո տեղեկատվության համար:

Մեկ նշան ( արտանետում)երկուական կոդը կրում է 1մի քիչ տեղեկատվություն:

Համակարգչային գիտության հիմնական դասընթացում տեքստի տեղեկատվական ծավալի չափման մեթոդը բացատրելիս այս հարցը լուծվում է հասկացությունների հետևյալ հաջորդականության միջոցով. Այբուբեն-նիշերի երկուական կոդի չափը-տեքստի տեղեկատվական ծավալը.

Պատճառաբանության տրամաբանությունը ծավալվում է առանձին օրինակներից՝ ընդհանուր կանոն ստանալու համար: Թող որոշակի լեզվի այբուբենը ունենա ընդամենը 4 նիշ: Նշանակենք դրանք՝ , , , . Այս նշանները կարող են կոդավորվել չորս երկնիշ երկուական կոդերի միջոցով՝ - 00, - 01, - 10, - 11: Այստեղ օգտագործվում են երկու սիմվոլների տեղադրման բոլոր տարբերակները, որոնց թիվը 2 2 = 4 է: Այստեղից էլ եզրակացությունը. գծված է՝ խորհրդանիշի տեղեկատվական կշիռը 4 նիշանոց այբուբենից հավասար է երկու բիթ:

Հաջորդ հատուկ դեպքը 8 նիշանոց այբուբենն է, որի յուրաքանչյուր նիշը կարող է կոդավորվել 3 բիթանոց երկուական կոդով, քանի որ 3 հոգանոց խմբերում երկու նիշերի տեղադրման թիվը 2 3 = 8 է: Հետևաբար, տեղեկատվության կշիռը. 8 նիշանոց այբուբենի նիշը 3 բիթ է: և այլն:

Ընդհանրացնելով առանձին օրինակներ՝ մենք ստանում ենք ընդհանուր կանոն: օգտագործելով բ-բիթային երկուական կոդը կարող է կոդավորել այբուբենը, որը բաղկացած է Ն = 2 բ- խորհրդանիշներ.

Օրինակ 1. Տեքստ գրելու համար բառերն առանձնացնելու համար օգտագործվում են միայն ռուսերեն այբուբենի փոքրատառերը և «տիեզերքը»: Որքա՞ն է 2000 նիշից բաղկացած տեքստի տեղեկատվական ծավալը (մեկ տպագիր էջ):

Լուծում. Ռուսական այբուբենում կա 33 տառ: Կրճատելով այն երկու տառով (օրինակ՝ «е» և «й») և ներմուծելով բացատ նիշ՝ մենք ստանում ենք նիշերի շատ հարմար քանակ՝ 32։ Օգտագործելով նիշերի հավասար հավանականության մոտավորությունը՝ գրում ենք Հարթլիի բանաձևը.

2ես= 32 = 2 5

Այստեղից. ես= 5 բիթ - ռուսերեն այբուբենի յուրաքանչյուր նիշի տեղեկատվական կշիռ: Այնուհետև ամբողջ տեքստի տեղեկատվական ծավալը հավասար է.

I = 2000 5 = 10000 քիչ

Օրինակ 2. Հաշվեք 2000 նիշից բաղկացած տեքստի տեղեկատվական ծավալը, որի ձայնագրման համար օգտագործվում է համակարգչային տեքստի ներկայացման այբուբեն՝ 256 հզորությամբ:

Լուծում. Այս այբուբենում յուրաքանչյուր նիշի տեղեկատվական կշիռը 1 բայթ է (8 բիթ): Հետեւաբար, տեքստի տեղեկատվական ծավալը 2000 բայթ է։

Այս թեմայի գործնական առաջադրանքների ժամանակ կարևոր է սովորել ուսանողների հմտությունները՝ տեղեկատվության քանակությունը տարբեր միավորների փոխակերպելու համար՝ բիթ - բայթ - կիլոբայթ - մեգաբայթ - գիգաբայթ: Եթե ​​օրինակ 2-ից տեքստի տեղեկատվական ծավալը վերահաշվարկենք կիլոբայթների, ապա կստանանք.

2000 բայթ = 2000/1024 1,9531 ԿԲ

Օրինակ 3. 2048 նիշ պարունակող հաղորդագրության չափը 1/512 մեգաբայթ էր: Որքա՞ն է այն այբուբենի չափը, որով գրված է հաղորդագրությունը:

Լուծում. Փոխակերպենք հաղորդագրության տեղեկատվական ծավալը մեգաբայթից բիթերի։ Դա անելու համար այս արժեքը կրկնակի բազմապատկեք 1024-ով (մենք ստանում ենք բայթ) և մեկ անգամ 8-ով.

I = 1/512 · 1024 · 1024 · 8 = 16,384 բիթ:

Քանի որ տեղեկատվության նման ծավալը կրում է 1024 նիշ ( TO), ապա յուրաքանչյուր նիշի համար կան.

ես = Ի/Կ= 16,384/1024 = 16 բիթ:

Դրանից բխում է, որ օգտագործված այբուբենի չափը (հզորությունը) 2 16 = 65,536 նիշ է։

Ծավալային մոտեցում ավագ դպրոցում համակարգչային գիտության դասընթացներում

Համակարգչային գիտությունը 10-11-րդ դասարաններում սովորելով հիմնական ընդհանուր կրթական մակարդակում, հնարավոր է ուսանողների գիտելիքները տեղեկատվության չափման ծավալային մոտեցման վերաբերյալ թողնել նույն մակարդակում, ինչ վերը նկարագրված է, այսինքն. երկուական համակարգչային կոդի ծավալի համատեքստում։

Համակարգչային գիտությունը պրոֆիլային մակարդակում ուսումնասիրելիս ծավալային մոտեցումը պետք է դիտարկել ավելի ընդհանուր մաթեմատիկական տեսանկյունից՝ օգտագործելով գաղափարներ տեքստում նիշերի հաճախականության, հավանականությունների և նիշերի տեղեկատվական կշիռների հետ հավանականությունների կապի մասին:

Այս հարցերի իմացությունը պարզվում է, որ կարևոր է միատեսակ և ոչ միատեսակ երկուական կոդավորման օգտագործման տարբերությունների ավելի խորը հասկանալու համար (տես. «Տեղեկատվության կոդավորում»), հասկանալու տվյալների սեղմման որոշ տեխնիկա (տես «Տվյալների սեղմում») և ծածկագրման ալգորիթմները (տես. «Գաղտնագրություն» ).

Օրինակ 4. MUMU ցեղի այբուբենն ունի ընդամենը 4 տառ (A, U, M, K), մեկ կետադրական նշան (կետ) և բացատ է օգտագործվում բառերն առանձնացնելու համար։ Հաշվարկվել է, որ հայտնի «Մումուկա» վեպը պարունակում է ընդամենը 10000 նիշ, որից՝ A տառերը՝ 4000, U տառերը՝ 1000, տառերը Մ՝ 2000, Կ տառերը՝ 1500, կետերը՝ 500, բացատները՝ 1000: այն պարունակում է գիրք?

Լուծում. Քանի որ գրքի ծավալը բավականին մեծ է, կարելի է ենթադրել, որ դրանից հաշվարկված տեքստում յուրաքանչյուր այբուբենի նշանի առաջացման հաճախականությունը բնորոշ է MUMU լեզվի ցանկացած տեքստի: Հաշվենք գրքի ամբողջ տեքստում յուրաքանչյուր նշանի առաջացման հաճախականությունը (այսինքն՝ հավանականությունը) և սիմվոլների տեղեկատվական կշիռները։

Մենք հաշվարկում ենք գրքում առկա տեղեկատվության ընդհանուր քանակը որպես յուրաքանչյուր խորհրդանիշի տեղեկատվական քաշի արտադրյալների գումար և գրքում այս խորհրդանիշի կրկնությունների քանակը.

2. Տեղեկատվության չափում. Բովանդակային մոտեցում

1) մարդը հաղորդագրություն է ստանում ինչ-որ իրադարձության մասին. նախապես հայտնի է գիտելիքների անորոշությունմարդ սպասվող իրադարձության մասին. Գիտելիքի անորոշությունը կարող է արտահայտվել կամ իրադարձության հնարավոր տարբերակների քանակով, կամ իրադարձության համար սպասվող տարբերակների հավանականությամբ.

2) հաղորդագրությունը ստանալու արդյունքում վերացվում է գիտելիքների անորոշությունը՝ որոշակի հնարավոր թվով տարբերակներից ընտրվել է մեկը.

3) բանաձևը հաշվարկում է ստացված հաղորդագրության տեղեկատվության քանակը՝ արտահայտված բիթերով:

Տեղեկատվության քանակի հաշվարկման համար օգտագործվող բանաձևը կախված է իրավիճակներից, որոնցից կարող են լինել երկուսը.

1. Իրադարձության բոլոր հնարավոր տարբերակները հավասարապես հավանական են: Նրանց թիվը վերջավոր է և հավասար Ն.

2. Հավանականություններ ( էջ) միջոցառման հնարավոր տարբերակները տարբեր են և նախապես հայտնի են.

(pi), i = 1.. Ն. Այն դեռ այստեղ է Ն- միջոցառման հնարավոր տարբերակների քանակը:

Նույնքան հավանական իրադարձություններ. Եթե ​​նշվում է տառով եսհաղորդագրության մեջ եղած տեղեկատվության քանակն այն մասին, որ տեղի է ունեցել իրադարձություններից մեկը Նհավասարապես հավանական իրադարձությունները, ապա արժեքները եսԵվ Նկապված են Հարթլիի բանաձևով.

2ես=Ն (1)

Մեծություն եսչափված բիթերով: Սա հանգեցնում է հետևյալ եզրակացության.

1 բիթը երկու հավասարապես հավանական իրադարձություններից մեկի մասին հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակն է:

Հարթլիի բանաձեւը էքսպոնենցիալ հավասարում է։ Եթե եսանհայտ մեծություն է, ապա (1) հավասարման լուծումը կլինի.

i = մատյան 2 Ն (2)

(1) և (2) բանաձևերը նույնական են միմյանց հետ: Երբեմն գրականության մեջ Հարթլիի բանաձեւը կոչվում է (2).

Օրինակ 1. Որքա՞ն տեղեկատվություն է պարունակում այն ​​հաղորդագրությունը, որ բահերի թագուհին նկարվել է քարտերի տախտակամածից:

Տախտակամածում կա 32 քարտ: Խառնված տախտակամածում ցանկացած քարտի կորուստը հավասարապես հավանական իրադարձություն է: Եթե ես- հաղորդագրության տեղեկատվության քանակն այն մասին, որ որոշակի քարտ է ընկել (օրինակ, բահերի թագուհին), այնուհետև Հարթլիի հավասարումից.

2 ես = 32 = 2 5

Այստեղից. ես= 5 բիթ:

Օրինակ 2. Որքա՞ն տեղեկատվություն է պարունակում վեցակողմանի 3 թվով կողմը գլորելու մասին հաղորդագրությունը:

Ցանկացած եզրի կորուստը համարելով նույնքան հավանական իրադարձություն, մենք գրում ենք Հարթլիի բանաձևը. ես= 6. Հետևաբար. ես= մատյան 2 6 = 2,58496 քիչ.

Անհավասար հավանական իրադարձություններ (հավանական մոտեցում)

Եթե ​​ինչ-որ իրադարձության հավանականությունը մեծ է էջ, Ա ես(բիթ) հաղորդագրության մեջ եղած տեղեկատվության քանակն է, որ տեղի է ունեցել այս իրադարձությունը, ապա այս մեծությունները միմյանց հետ կապված են բանաձևով.

2 ես = 1/էջ (3)

Լուծելով էքսպոնենցիալ հավասարումը (3). ես, ստանում ենք.

i = log 2 (1/ էջ) (4)

Բանաձևը (4) առաջարկվել է Ք. Շենոնի կողմից, ուստի այն կոչվում է Շենոնի բանաձև։

Հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակի և դրա բովանդակության միջև փոխհարաբերությունների քննարկումը կարող է տեղի ունենալ խորության տարբեր մակարդակներում:

Որակական մոտեցում

Որակական մոտեցում, որը կարող է օգտագործվել համակարգչային գիտության հիմնական դասընթացի պրոպեդեւտիկայի մակարդակում (5–7 դասարաններ) կամ հիմնական դասընթացում (8–9 դասարաններ):

Վրա այս մակարդակըքննարկվում է հասկացությունների հետևյալ շղթայի ուսումնասիրությունը. տեղեկատվություն - հաղորդագրություն - հաղորդագրության տեղեկատվականություն:

Բնօրինակ փաթեթ. տեղեկատվությունայն գիտելիքն է, որը մարդիկ ստանում են տարբեր հաղորդագրություններից:Հաջորդ հարցը՝ ո՞րն է ուղերձը։ Հաղորդագրություն- սա տեղեկատվական հոսք է (տվյալների հոսք), որը տեղեկատվության փոխանցման գործընթացում հասնում է ստացող անձին:Հաղորդագրությունն այն խոսքն է, որը մենք լսում ենք (ռադիոհաղորդագրություն, ուսուցչի բացատրությունը), և տեսողական պատկերները, որոնք մենք ընկալում ենք (ֆիլմ հեռուստացույցով, լուսացույց), և մեր կարդացած գրքի տեքստը և այլն:

Հարց մասին հաղորդագրության տեղեկատվական լինելըԻնձ պետք է քննարկել՝ օգտագործելով ուսուցչի և աշակերտների բերած օրինակները: Կանոն. տեղեկատվականարի զանգենքհաղորդագրություն, որը համալրում է մարդկային գիտելիքները, այսինքն. տեղեկություններ է փոխանցում նրա համար։Տարբեր մարդկանց համար նույն հաղորդագրությունն իր տեղեկատվական բովանդակությամբ կարող է տարբեր լինել: Եթե ​​տեղեկատվությունը «հին» է, այսինքն. մարդն արդեն գիտի դա, կամ հաղորդագրության բովանդակությունը մարդու համար պարզ չէ, ապա նրա համար այս հաղորդագրությունը ոչ տեղեկատվական է: Հաղորդագրությունը, որը պարունակում է, տեղեկատվական է նոր և պարզխելք.

8-րդ դասարանի աշակերտի համար ոչ տեղեկատվական հաղորդագրությունների օրինակներ.

1) «Ֆրանսիայի մայրաքաղաքը Փարիզն է» (նոր չէ);

2) «Կոլոիդային քիմիան ուսումնասիրում է մասնատման բարձր աստիճան ունեցող համակարգերի ցրվածության վիճակները» (պարզ չէ)։

Տեղեկատվական հաղորդագրության օրինակ (նրանց համար, ովքեր դա չգիտեին). «Էյֆելյան աշտարակը 300 մետր բարձրություն ունի և 9000 տոննա կշռում»:

«Ուղերձի տեղեկատվականության» հայեցակարգի ներդրումը բովանդակության հայեցակարգի շրջանակներում տեղեկատվության չափման հարցի ուսումնասիրության առաջին մոտեցումն է: Եթե ​​հաղորդագրությունը անձի համար ոչ տեղեկատվական է, ապա դրա մեջ եղած տեղեկատվության քանակը, այս անձի տեսանկյունից, զրո է: Տեղեկատվական հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակը զրոյից մեծ է:

Հավասար հավանականության մոտարկման քանակական մոտեցում

Այս մոտեցումը կարելի է ուսումնասիրել կամ տարրական դպրոցի հիմնական դասընթացի խորացված տարբերակում, կամ համակարգչային գիտություն 10-11-րդ դասարաններում հիմնական մակարդակում սովորելիս:

Դիտարկվում է հասկացությունների հետևյալ շղթան. նույնքան հավանական իրադարձություններ - գիտելիքների անորոշություն - բիթը որպես տեղեկատվության միավոր - Հարթլիի բանաձեւը - լուծելով N-ի էքսպոնենցիալ հավասարումը, որը հավասար է երկուսի ամբողջ հզորությանը.

Հայեցակարգի ընդլայնում համարժեքություն, Պետք է սկսել երեխաների ինտուիտիվ գաղափարից՝ դրան աջակցելով օրինակներով։ Իրադարձությունները հավասարապես հավանական են, եթե նրանցից ոչ մեկն առավելություն չունի մյուսների նկատմամբ։

Ներկայացնելով բիտի հատուկ սահմանումը, որը տրվել է վերևում, այն պետք է ընդհանրացվի.

Ուղերձ, որը նվազեցնում է գիտելիքների անորոշությունը 2 անգամ կրում է 1 բիթտեղեկատվություն։

Այս սահմանումը հաստատվում է չորսից մեկ իրադարձության (2 բիթ), ութից (3 բիթ) և այլնի մասին հաղորդագրությունների օրինակներով:

Այս մակարդակում կարիք չկա քննարկել իմաստների տարբերակները Ն, հավասար չէ երկուսի ամբողջ հզորություններին, որպեսզի չհանդիպենք մաթեմատիկայի դասընթացում դեռ չուսումնասիրված լոգարիթմների հաշվարկման խնդրին։ Եթե ​​երեխաներն ունեն հարցեր, օրինակ. «Որքան տեղեկատվություն է փոխանցվում հաղորդագրությունը վեցակողմ ձագը նետելու արդյունքի մասին», ապա բացատրությունը կարող է կառուցվել հետևյալ կերպ. Հարթլիի հավասարումից՝ 2 ես= 6. Քանի որ 2 2< 6 < 2 3 , следовательно, 2 < ես < 3. Затем сообщить более точное значение (с точностью до пяти знаков после запятой), что ես= 2,58496 բիթ: Նկատի ունեցեք, որ այս մոտեցմամբ տեղեկատվության ծավալը կարող է արտահայտվել որպես կոտորակ:

Տեղեկատվության չափման հավանական մոտեցում

Այն կարող է ուսումնասիրվել 10-11-րդ դասարաններում՝ որպես մասնագիտացված մակարդակի հանրակրթական դասընթացի մաս կամ ընտրովի դասընթաց՝ նվիրված համակարգչային գիտության մաթեմատիկական հիմունքներին: Այստեղ պետք է ներկայացվի հավանականության մաթեմատիկորեն ճիշտ սահմանում։ Բացի այդ, ուսանողները պետք է իմանան լոգարիթմի ֆունկցիան և դրա հատկությունները և կարողանան լուծել էքսպոնենցիալ հավասարումներ:

Ներկայացնելով հավանականության հայեցակարգը, պետք է զեկուցել, որ որոշակի իրադարձության հավանականությունը մեծություն է, որը կարող է արժեքներ վերցնել զրոյից մինչև մեկ: Անհնարին իրադարձության հավանականությունը զրոյական է(օրինակ՝ «վաղը Արևը հորիզոնից վեր չի բարձրանա»), հուսալի իրադարձության հավանականությունը հավասար է մեկի(օրինակ՝ «Վաղը արևը կբարձրանա հորիզոնից վեր»):

Հետևյալ դիրքորոշումը՝ ինչ-որ իրադարձության հավանականությունը որոշվում է կրկնվող դիտարկումների միջոցով (չափումներ, թեստեր): Նման չափումները կոչվում են վիճակագրական: Եվ որքան շատ չափումներ են կատարվում, այնքան ավելի ճշգրիտ է որոշվում իրադարձության հավանականությունը։

Հավանականության մաթեմատիկական սահմանումը հետևյալն է. հավանականությունըհավասար է տվյալ իրադարձության համար նպաստավոր արդյունքների քանակի և հավասարապես հնարավոր արդյունքների ընդհանուր թվի հարաբերակցությանը..

Օրինակ 3. Երկու ավտոբուսային երթուղիներ կանգ են առնում ավտոբուսի կանգառում՝ թիվ 5 և թիվ 7: Աշակերտին տրվում է առաջադրանք՝ որոշել, թե որքան տեղեկատվություն է պարունակվում հաղորդագրությունում, որ թիվ 5 ավտոբուսը ժամանել է կանգառ, և ինչպես։ Բազմաթիվ տեղեկություններ կան հաղորդագրության մեջ, որ թիվ ավտոբուսը ժամանել է: 7.

Աշակերտը կատարել է հետազոտություն: Ամբողջ աշխատանքային օրվա ընթացքում նա հաշվարկել է, որ ավտոբուսները 100 անգամ մոտեցել են կանգառին։ Դրանցից թիվ 5 ավտոբուսը ժամանել է 25 անգամ, իսկ 7-ը մոտեցել է 75 անգամ, ենթադրելով, որ մյուս օրերին ավտոբուսները նույն հաճախականությամբ են աշխատում՝ ուսանողը հաշվարկել է թիվ 5 ավտոբուսի կանգառում հայտնվելու հավանականությունը. էջ 5 = 25/100 = 1/4, և 7 համարի ավտոբուսի հայտնվելու հավանականությունը. էջ 7 = 75/100 = 3/4.

Այսպիսով, թիվ 5 ավտոբուսի մասին հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակը հավասար է. ես 5 = log 2 4 = 2 բիթ: Թիվ 7 ավտոբուսի մասին հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակը հավասար է.

i 7 = log 2 (4/3) = log 2 4 – log 2 3 = 2 – 1,58496 = 0,41504 չղջիկ.

Ուշադրություն դարձրեք հետևյալ որակական բացահայտմանը. որքան փոքր է իրադարձության հավանականությունը, այնքան մեծ է դրա մասին հաղորդագրության մեջ առկա տեղեկատվության քանակը. Հուսալի իրադարձության մասին տեղեկատվության քանակը զրոյական է: Օրինակ՝ «Վաղը առավոտ կգա» հաղորդագրությունը վստահելի է, և դրա հավանականությունը հավասար է մեկի։ Բանաձևից (3) հետևում է. 2 ես= 1/1 = 1: Այսպիսով, ես= 0 բիթ.

Հարթլիի բանաձևը (1) (3) բանաձևի հատուկ դեպք է։ Եթե ​​առկա է Նհավասարապես հավանական իրադարձություններ (մետաղադրամ, զառ նետելու արդյունք և այլն), ապա յուրաքանչյուր հնարավոր տարբերակի հավանականությունը հավասար է. էջ = 1/Ն. Փոխարինելով (3)՝ մենք կրկին ստանում ենք Հարթլիի բանաձևը՝ 2 ես = Ն.Եթե ​​օրինակում թիվ 5 և 7 ավտոբուսները կանգ առան 100-ական անգամ 50 անգամ, ապա դրանցից յուրաքանչյուրի հայտնվելու հավանականությունը հավասար կլիներ 1/2-ի։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր ավտոբուսի ժամանման մասին հաղորդագրության մեջ տեղեկատվության քանակը հավասար է ես= log 2 2 = 1 բիթ: Մենք հասանք երկու հավասարապես հավանական իրադարձություններից մեկի մասին հաղորդագրության տեղեկատվական բովանդակության հայտնի տարբերակին:

Օրինակ 4. Դիտարկենք ավտոբուսների վերաբերյալ խնդրի մեկ այլ տարբերակ: Թիվ 5 և 7 ավտոբուսները կանգ են առնում կանգառում: Հաղորդագրությունը, որ թիվ 5 ավտոբուսը հասել է կանգառ, պարունակում է 4 բիթ տեղեկատվություն: Թիվ 7 ավտոբուսի կանգառում հայտնվելու հավանականությունը երկու անգամ ավելի քիչ է, քան թիվ 5 ավտոբուսի հայտնվելու հավանականությունը, քանի՞ բիթ տեղեկատվություն է պարունակում կանգառում հայտնված թիվ 7 ավտոբուսի մասին հաղորդագրությունը։

Խնդրի պայմանը գրենք հետևյալ ձևով.

ես 5 = 4 բիթ, էջ 5 = 2 էջ 7

Հիշենք հավանականության և տեղեկատվության քանակի կապը. 2 ես = 1/էջ

Այստեղից. էջ = 2 –ես

Խնդրի պայմաններից հավասարության մեջ փոխարինելով՝ ստանում ենք.

Ստացված արդյունքից բխում է եզրակացությունը՝ իրադարձության հավանականությունը 2 անգամ նվազեցնելը 1 բիթով մեծացնում է դրա մասին հաղորդագրության տեղեկատվական բովանդակությունը։ Ակնհայտ է նաև հակառակ կանոնը՝ 2 անգամ մեծացնելով իրադարձության հավանականությունը 1 բիթով նվազեցնում է դրա մասին հաղորդագրության տեղեկատվական բովանդակությունը։ Իմանալով այս կանոնները՝ նախկին խնդիրը կարելի էր լուծել «ձեր գլխում»։

3. Տեղեկատվական գործընթացներ

Համակարգչային գիտության ուսումնասիրության առարկան է տեղեկատվությունԵվ տեղեկատվական գործընթացները. Ճիշտ այնպես, ինչպես տեղեկատվության միասնական ընդհանուր ընդունված սահմանում չկա (տես «Տեղեկություն»), չկա նաև միասնություն «տեղեկատվական գործընթացներ» հասկացության մեկնաբանության մեջ։

Եկեք այս հասկացության ըմբռնմանը մոտենանք տերմինաբանական դիրքից։ Խոսք գործընթաց հանդես է գալիս ինչ-որ իրադարձություն, որը տեղի է ունենում ժամանակի ընթացքումդատական ​​գործընթաց, արտադրական գործընթաց, ուսումնական գործընթաց, կենդանի օրգանիզմի աճի գործընթաց, նավթի վերամշակման գործընթաց, վառելիքի այրման գործընթաց, տիեզերանավի թռիչքի գործընթաց և այլն: Յուրաքանչյուր գործընթաց կապված է որոշների հետ գործողություններ,կատարվում է մարդու, բնության ուժերի կողմից, տեխնիկական սարքեր, ինչպես նաև դրանց փոխազդեցության շնորհիվ։

Յուրաքանչյուր գործընթաց ունի ազդեցության օբյեկտամբաստանյալ, ուսանողներ, նավթ, վառելիք, տիեզերանավ: Եթե ​​գործընթացը կապված է անձի նպատակաուղղված գործունեության հետ, ապա այդպիսի մարդ կարելի է անվանել գործընթացն իրականացնողը՝ դատավոր, ուսուցիչ, տիեզերագնաց: Եթե ​​գործընթացն իրականացվում է ավտոմատ սարքի միջոցով, ապա դա գործընթացի կատարողն է՝ քիմիական ռեակտոր, ավտոմատ տիեզերակայան։

Ակնհայտ է, որ տեղեկատվական գործընթացներում ազդեցության օբյեկտը տեղեկատվությունն է. Դասագրքում Ս.Ա. Բեշենկովա, Է.Ա. Ռակիտինան տալիս է հետևյալ սահմանումը. «Առավել ընդհանուր ձևով տեղեկատվական գործընթացը սահմանվում է որպես տեղեկատվության վրա կատարված հաջորդական գործողությունների (գործողությունների) մի շարք (տվյալների, տեղեկատվության, փաստերի, գաղափարների, վարկածների, տեսությունների և այլնի տեսքով): ինչ-որ արդյունք ստանալու (նպատակներին հասնելու համար)»:

«Տեղեկատվական գործընթացների» հայեցակարգի հետագա վերլուծությունը կախված է տեղեկատվության հայեցակարգի մոտեցումից, «Ի՞նչ է տեղեկատվությունը» հարցի պատասխանից: Եթե ​​ընդունենք վերագրվողտեղեկատվության տեսակետը (տես «Տեղեկություն»), ապա պետք է ընդունել, որ տեղեկատվական գործընթացները տեղի են ունենում ինչպես կենդանի, այնպես էլ անկենդան բնության մեջ: Օրինակ՝ Երկրի և Արեգակի, էլեկտրոնների և ատոմի միջուկի, օվկիանոսի և մթնոլորտի միջև ֆիզիկական փոխազդեցության արդյունքում։ Դիրքից ֆունկցիոնալհասկացությունները, տեղեկատվական գործընթացները տեղի են ունենում կենդանի օրգանիզմներում (բույսեր, կենդանիներ) և դրանց փոխազդեցության ընթացքում:

ՀԵՏ մարդակենտրոնտեսակետ, տեղեկատվական գործընթացներ իրականացնողն անձն է։ Տեղեկատվական գործընթացները մարդու գիտակցության (մտածողություն, բանականություն) ֆունկցիա են։ Մարդը դրանք կարող է իրականացնել ինչպես ինքնուրույն, այնպես էլ իր ստեղծած տեղեկատվական գործունեության գործիքների օգնությամբ։

Ցանկացած, անկախ նրանից, թե որքան բարդ է, մարդկային տեղեկատվական գործունեությունը հանգում է տեղեկատվության երեք հիմնական տեսակի գործողությունների՝ պահպանում, ընդունում/փոխանցում, մշակում: Սովորաբար, «ընդունում-հաղորդման» փոխարեն նրանք պարզապես ասում են «փոխանցում»՝ այս գործընթացը հասկանալով որպես երկկողմանի՝ փոխանցում աղբյուրից ստացող (հոմանիշ՝ «փոխադրում»):

Տեղեկատվության պահպանումը, փոխանցումը և մշակումը տեղեկատվական գործընթացների հիմնական տեսակներն են:

Վերոնշյալ գործողությունների կատարումը տեղեկատվության հետ կապված է դրա ներկայացման հետ տվյալների տեսքով: Մարդկային տեղեկատվական գործունեության բոլոր տեսակի գործիքները (օրինակ՝ թուղթ և գրիչ, տեխնիկական կապի ուղիներ, հաշվողական սարքեր և այլն) օգտագործվում են պահեստավորման, մշակման և փոխանցման համար։ տվյալները.

Եթե ​​վերլուծում ենք որևէ կազմակերպության (ձեռնարկության կադրային բաժին, հաշվապահական հաշվառման բաժին, գիտական ​​լաբորատորիա) գործունեությունը, որն աշխատում է տեղեկատվության հետ «հին ձևով», առանց համակարգիչների օգտագործման, ապա դրա գործունեությունը ապահովելու համար պահանջվում են երեք տեսակի գործիքներ.

Թուղթ և գրելու գործիքներ (գրիչներ, գրամեքենաներ, նկարչական գործիքներ)՝ պահպանման նպատակով տեղեկատվության գրանցման համար.

Կապի միջոցներ (սուրհանդակներ, հեռախոսներ, փոստ) տեղեկատվություն ստանալու և փոխանցելու համար.

Տեղեկատվության մշակման հաշվողական գործիքներ (հաշիվներ, հաշվիչներ):

Ներկայումս այս բոլոր տեսակի տեղեկատվական գործունեությունն իրականացվում է օգտագործելով համակարգչային տեխնիկաՏվյալները պահվում են թվային կրիչների վրա, փոխանցումը կատարվում է էլեկտրոնային փոստի և համակարգչային ցանցի այլ ծառայությունների միջոցով, հաշվարկները և այլ տեսակի մշակումները կատարվում են համակարգչում:

Համակարգչի հիմնական սարքերի կազմը որոշվում է հենց նրանով, թե ինչ է նախատեսվում իրականացնել համակարգիչը: պահեստավորում, վերամշակումԵվ տվյալների փոխանցում. Դա անելու համար այն ներառում է հիշողություն, պրոցեսոր, ներքին ալիքներ և արտաքին մուտքային/ելքային սարքեր (տես. «Համակարգիչ»).

Մարդկային մտքում առաջացող տեղեկատվության հետ աշխատելու և համակարգչային համակարգերում տեղի ունեցող տվյալների հետ աշխատելու գործընթացները տերմինաբանական առումով առանձնացնելու համար Ա.Յա. Ֆրիդլանդն առաջարկում է դրանք այլ կերպ անվանել՝ առաջինը՝ տեղեկատվական գործընթացներ, երկրորդը՝ տեղեկատվական գործընթացներ։

Կիբեռնետիկան տեղեկատվական գործընթացների մեկնաբանման մեկ այլ մոտեցում է առաջարկում: Տեղեկատվական գործընթացները տեղի են ունենում տարբեր կառավարման համակարգերում, որոնք տեղի են ունենում կենդանի բնության մեջ, մարդու մարմնում, սոցիալական համակարգերում, տեխնիկական համակարգերում (ներառյալ համակարգիչները): Օրինակ, կիբեռնետիկ մոտեցումն օգտագործվում է նեյրոֆիզիոլոգիայում (տես. «Տեղեկություն»), որտեղ կենդանիների և մարդկանց մարմնում ֆիզիոլոգիական պրոցեսների վերահսկումը, որոնք տեղի են ունենում անգիտակցական մակարդակում, դիտվում է որպես տեղեկատվական գործընթաց։ Նեյրոններում (ուղեղի բջիջներում) պահվածԵվ մշակվածտեղեկատվությունը հայտնվում է նյարդային մանրաթելերի երկայնքով հեռարձակումտեղեկատվություն էլեկտրաքիմիական բնույթի ազդանշանների տեսքով: Գենետիկան հաստատել է այդ ժառանգական տեղեկատվությունը պահվածԴՆԹ-ի մոլեկուլներում, որոնք կազմում են կենդանի բջիջների միջուկները: Այն որոշում է մարմնի զարգացման ծրագիրը (այսինքն՝ վերահսկում է այս գործընթացը), որն իրականացվում է անգիտակցական մակարդակով։

Այսպիսով, կիբեռնետիկ մեկնաբանության մեջ տեղեկատվական գործընթացները կրճատվում են տարբեր բնույթի ազդանշանների և ծածկագրերի տեսքով ներկայացված տեղեկատվության պահպանման, փոխանցման և մշակման վրա:

Դպրոցում համակարգչային գիտությունն ուսումնասիրելու ցանկացած փուլում տեղեկատվական գործընթացների մասին գաղափարները կրում են համակարգող մեթոդաբանական գործառույթ: Ուսումնասիրելով համակարգչի կառուցվածքը՝ ուսանողները պետք է հստակ պատկերացում կազմեն, թե ինչ սարքեր են օգտագործվում տվյալների պահպանման, մշակման և փոխանցման համար: Ծրագրավորում ուսումնասիրելիս ուսանողները պետք է ուշադրություն դարձնեն այն փաստին, որ ծրագիրը աշխատում է համակարգչի հիշողության մեջ պահվող տվյալների հետ (ինչպես հենց ծրագիրը), որ ծրագրի հրամանները որոշում են տվյալների մշակման պրոցեսորի գործողությունները և մուտքային-ելքային սարքերի գործողությունները: տվյալների ստացում և փոխանցում: Տեղեկատվական տեխնոլոգիաներին տիրապետելիս պետք է ուշադրություն դարձնել, որ այդ տեխնոլոգիաները կենտրոնացած են նաև տեղեկատվության պահպանման, մշակման և փոխանցման վրա։

Լրացուցիչ մանրամասների համար տե՛ս հոդվածները « Տվյալների պահպանում”, “Տվյալների մշակում”, “Տեղեկատվության փոխանցում” 2.

4. Տեղեկություն

«Տեղեկություն» տերմինի ծագումը.

«Տեղեկություն» բառը գալիս է լատիներենից տեղեկատվություն, որը թարգմանվում է որպես բացատրություն, ներկայացում։ Բացատրական բառարանում V.I. Դալը չունի «տեղեկատվություն» բառը։ «Տեղեկություն» տերմինը ռուսերեն խոսքում գործածվել է քսաներորդ դարի կեսերից:

Տեղեկատվության հայեցակարգը մեծ չափով իր տարածումը պայմանավորված է երկու գիտական ​​ուղղություններով. կապի տեսությունԵվ կիբեռնետիկա. Հաղորդակցության տեսության զարգացման արդյունքն էր տեղեկատվության տեսություն, հիմնադրել է Կլոդ Շենոնը։ Սակայն Ք.Շենոնը տեղեկատվություն չսահմանեց՝ միաժամանակ սահմանելով տեղեկատվության ծավալը. Տեղեկատվության տեսությունը նվիրված է տեղեկատվության չափման խնդրի լուծմանը։

Գիտության մեջ կիբեռնետիկաՆորբերտ Վիների կողմից հիմնադրված տեղեկատվության հայեցակարգը կենտրոնական է (տես «Կիբեռնետիկա» 2). Ընդհանրապես ընդունված է, որ հենց Ն. Վիներն է ներդրել տեղեկատվության հայեցակարգը գիտական ​​օգտագործման մեջ: Այնուամենայնիվ, կիբեռնետիկայի մասին իր առաջին գրքում Ն. Վիները չի սահմանում տեղեկատվություն: « Տեղեկատվությունը տեղեկատվություն է, ոչ թե նյութ կամ էներգիա:», - գրել է Վիները։ Այսպիսով, տեղեկատվության հայեցակարգը մի կողմից հակադրվում է նյութ և էներգիա հասկացություններին, մյուս կողմից՝ դրանց ընդհանրության և հիմնարարության աստիճանով դասվում է այս հասկացություններին։ Այստեղից առնվազն պարզ է դառնում, որ ինֆորմացիան մի բան է, որը չի կարելի վերագրել ո՛չ նյութին, ո՛չ էներգիային։

Տեղեկատվություն փիլիսոփայության մեջ

Փիլիսոփայության գիտությունը զբաղվում է տեղեկատվության ըմբռնմամբ՝ որպես հիմնարար հասկացություն։ Ըստ փիլիսոփայական հասկացություններից մեկի. տեղեկատվությունը գոյություն ունեցող ամեն ինչի սեփականությունն է, աշխարհի բոլոր նյութական առարկաները։ Տեղեկատվության այս հայեցակարգը կոչվում է վերագրվող (տեղեկատվությունը բոլոր նյութական օբյեկտների հատկանիշն է): Աշխարհում տեղեկատվությունը առաջացել է Տիեզերքի հետ միասին: Այս առումով տեղեկատվությունը ցանկացած նյութական համակարգի կարգուկանոնի և կառուցվածքի չափանիշ է. Աշխարհի զարգացման գործընթացները սկզբնական քաոսից, որը տեղի ունեցավ «Մեծ պայթյունից» հետո մինչև անօրգանական համակարգերի ձևավորումը, այնուհետև օրգանական (կենդանի) համակարգերը կապված են տեղեկատվական բովանդակության ավելացման հետ: Այս բովանդակությունը օբյեկտիվ է, անկախ մարդու գիտակցությունից: Ածուխի մի կտոր պարունակում է տեղեկություններ հին ժամանակներում տեղի ունեցած իրադարձությունների մասին։ Այնուամենայնիվ, միայն մարդու հետաքրքրասեր միտքը կարող է կորզել այս տեղեկատվությունը:

Տեղեկատվության մեկ այլ փիլիսոփայական հասկացություն կոչվում է ֆունկցիոնալ. Ըստ ֆունկցիոնալ մոտեցման. տեղեկատվությունը հայտնվել է կյանքի առաջացման հետ, քանի որ այն կապված է բարդ ինքնակազմակերպվող համակարգերի գործունեության հետ, որոնք ներառում են կենդանի օրգանիզմներ և մարդկային հասարակություն:Կարելի է նաև սա ասել՝ տեղեկատվությունը միայն կենդանի բնությանը բնորոշ հատկանիշ է։ Սա այն էական հատկանիշներից է, որը առանձնացնում է բնության կենդանին և ոչ կենդանին:

Տեղեկատվության երրորդ փիլիսոփայական հայեցակարգն է մարդակենտրոն, ըստ որի տեղեկատվությունը գոյություն ունի միայն մարդու գիտակցության մեջ, մարդու ընկալման մեջ. Տեղեկատվական գործունեությունբնորոշ է միայն մարդկանց, տեղի է ունենում սոցիալական համակարգերում: Ստեղծելով ինֆորմացիոն տեխնոլոգիա, մարդը գործիքներ է ստեղծում իր տեղեկատվական գործունեության համար։

Կարելի է ասել, որ «տեղեկատվություն» հասկացության օգտագործումը Առօրյա կյանքտեղի է ունենում մարդակենտրոն համատեքստում: Մեզնից յուրաքանչյուրի համար բնական է ինֆորմացիան ընկալել որպես մարդկանց միջև փոխանակվող հաղորդագրություններ: Օրինակ, լրատվամիջոցները. ԶԼՄ-ները նախատեսված են հաղորդագրություններ և լուրեր տարածելու բնակչության շրջանում:

Տեղեկատվություն կենսաբանության մեջ

Քսաներորդ դարում տեղեկատվության հասկացությունը թափանցում է գիտություն ամենուր: Կենսաբանությունը ուսումնասիրում է կենդանի բնության տեղեկատվական գործընթացները: Նեյրոֆիզիոլոգիան (կենսաբանության ճյուղ) ուսումնասիրում է կենդանիների և մարդկանց նյարդային գործունեության մեխանիզմները։ Այս գիտությունը կառուցում է մարմնում տեղի ունեցող տեղեկատվական գործընթացների մոդել: Դրսից եկող տեղեկատվությունը վերածվում է էլեկտրաքիմիական բնույթի ազդանշանների, որոնք զգայական օրգաններից փոխանցվում են նյարդային մանրաթելերի երկայնքով դեպի ուղեղի նեյրոններ (նյարդային բջիջներ): Ուղեղը նույն բնույթի ազդանշանների տեսքով հսկիչ տեղեկատվություն է փոխանցում մկանային հյուսվածքին՝ այդպիսով վերահսկելով շարժման օրգանները։ Նկարագրված մեխանիզմը լավ համընկնում է Ն. Վիների կիբեռնետիկ մոդելի հետ (տես. «Կիբեռնետիկա» 2).

Մեկ այլ կենսաբանական գիտություն՝ գենետիկան, օգտագործում է ժառանգական տեղեկատվության հասկացությունը, որը ներառված է կենդանի օրգանիզմների (բույսեր, կենդանիներ) բջիջների միջուկներում առկա ԴՆԹ մոլեկուլների կառուցվածքում: Գենետիկան ապացուցել է, որ այս կառուցվածքը մի տեսակ կոդ է, որը որոշում է ամբողջ օրգանիզմի գործունեությունը` նրա աճը, զարգացումը, պաթոլոգիաները և այլն: ԴՆԹ-ի մոլեկուլների միջոցով ժառանգական տեղեկատվությունը փոխանցվում է սերնդեսերունդ:

Հիմնական դպրոցում համակարգչային գիտություն (հիմնական դասընթաց) սովորելիս պետք չէ խորանալ տեղեկատվության սահմանման խնդրի բարդությունների մեջ: Տեղեկատվության հայեցակարգը տրվում է իմաստալից համատեքստում.

Տեղեկություն - սա է արտաքին աշխարհից մարդու զգայարանների միջոցով ստացած հաղորդագրությունների իմաստը, բովանդակությունը.

Տեղեկատվության հայեցակարգը բացահայտվում է շղթայի միջոցով.

հաղորդագրություն - իմաստ - տեղեկատվություն - գիտելիք

Մարդը հաղորդագրություններն ընկալում է իր զգայարանների միջոցով (հիմնականում տեսողության և լսողության միջոցով): Եթե ​​մարդը հասկանում է իմաստը, պարունակվող հաղորդագրության մեջ, ապա կարելի է ասել, որ այս հաղորդագրությունը բերում է մարդուն տեղեկատվություն. Օրինակ՝ անծանոթ լեզվով հաղորդագրությունը տվյալ անձի համար տեղեկատվություն չի պարունակում, սակայն մայրենի լեզվով հաղորդագրությունը հասկանալի է և, հետևաբար, տեղեկատվական: Հիշողության մեջ ընկալված և պահվող տեղեկատվությունը համալրվում է գիտելիք մարդ. Մեր գիտելիք- սա համակարգված (կապված) տեղեկատվություն է մեր հիշողության մեջ.

Բովանդակային մոտեցման տեսանկյունից տեղեկատվության հայեցակարգը բացահայտելիս պետք է սկսել երեխաների ունեցած տեղեկատվության մասին ինտուիտիվ պատկերացումներից։ Ցանկալի է զրույցն անցկացնել երկխոսության ձևով՝ ուսանողներին տալով հարցեր, որոնց նրանք ի վիճակի են պատասխանել: Հարցերը, օրինակ, կարող են տրվել հետևյալ հաջորդականությամբ.

Ասա մեզ, թե որտեղից ես ստանում քո տեղեկատվությունը:

Դուք հավանաբար ի պատասխան կլսեք.

Գրքերից, ռադիոյից և հեռուստահաղորդումներից .

Այսօր առավոտյան ռադիոյով լսեցի եղանակի կանխատեսումը .

Հասկանալով այս պատասխանը՝ ուսուցիչը ուսանողներին տանում է վերջնական եզրակացության.

Այսպիսով, դուք սկզբում չգիտեիք, թե ինչպիսի եղանակ է լինելու, բայց ռադիո լսելուց հետո սկսեցիք իմանալ. Հետևաբար, ստանալով տեղեկատվություն, դուք նոր գիտելիքներ եք ձեռք բերել:

Այսպիսով, ուսուցիչը ուսանողների հետ միասին գալիս է սահմանմանը. տեղեկատվությունմարդու համար սա տեղեկատվություն է, որը լրացնում է մարդու գիտելիքները, որոնք նա ստանում է տարբեր աղբյուրներից:Ավելին, այս սահմանումը պետք է ամրապնդվի՝ օգտագործելով երեխաներին ծանոթ բազմաթիվ օրինակներ:

Կապ հաստատելով տեղեկատվության և մարդկանց գիտելիքների միջև, դուք անխուսափելիորեն գալիս եք այն եզրակացության, որ տեղեկատվությունը մեր հիշողության բովանդակությունն է, քանի որ մարդկային հիշողությունը գիտելիքը պահելու միջոց է: Նման տեղեկատվությունը խելամիտ է անվանել ներքին, գործառնական տեղեկատվություն, որը անձը տիրապետում է: Այնուամենայնիվ, մարդիկ տեղեկատվությունը պահում են ոչ միայն իրենց հիշողության մեջ, այլև թղթի վրա գրառումներում, մագնիսական կրիչներում և այլն: Նման տեղեկատվությունը կարելի է անվանել արտաքին (մարդու հետ կապված): Որպեսզի մարդն օգտագործի այն (օրինակ՝ ճաշատեսակ պատրաստի ըստ խոհարարական բաղադրատոմսի), նախ պետք է կարդա այն, այսինքն. վերածել այն ներքին ձևի, այնուհետև կատարել որոշ գործողություններ:

Գիտելիքների (և հետևաբար տեղեկատվության) դասակարգման հարցը շատ բարդ է: Գիտության մեջ դրա վերաբերյալ տարբեր մոտեցումներ կան։ Այս հարցում հատկապես ներգրավված են արհեստական ​​ինտելեկտի ոլորտի մասնագետները։ Հիմնական դասընթացի շրջանակներում բավական է սահմանափակվել գիտելիքները բաժանելով դեկլարատիվԵվ ընթացակարգային.Դեկլարատիվ գիտելիքների նկարագրությունը կարող է սկսվել «Ես գիտեմ, որ...» բառերով: Ընթացակարգային գիտելիքների նկարագրություն - «Ես գիտեմ, թե ինչպես ...» բառերից: Դժվար չէ երկու տեսակի գիտելիքի օրինակներ բերել և երեխաներին հրավիրել իրենց օրինակներով:

Ուսուցիչը պետք է քաջ գիտակցի այս հարցերի քննարկման պրոպեդեւտիկ նշանակությունը համակարգչի կառուցվածքին և աշխատանքին սովորողների հետագա ծանոթության համար: Համակարգիչը, ինչպես և մարդը, ունի ներքին - RAM - հիշողություն և արտաքին - երկարաժամկետ հիշողություն: Գիտելիքների բաժանումը դեկլարատիվ և ընթացակարգային կարող է հետագայում կապված լինել համակարգչային տեղեկատվության բաժանման հետ տվյալների՝ դեկլարատիվ տեղեկատվության և ծրագրերի՝ ընթացակարգային տեղեկատվության: Անձի և համակարգչի տեղեկատվական ֆունկցիայի անալոգիայի դիդակտիկ տեխնիկայի օգտագործումը թույլ կտա ուսանողներին ավելի լավ հասկանալ համակարգչի կառուցվածքի և շահագործման էությունը:

Ելնելով «մարդու գիտելիքը պահվող տեղեկատվություն է» դիրքից, ուսուցիչը տեղեկացնում է ուսանողներին, որ հոտը, համը և շոշափելի (շոշափելի) զգացողությունները նույնպես տեղեկատվություն են փոխանցում մարդուն: Սրա հիմնավորումը շատ պարզ է. քանի որ մենք հիշում ենք ծանոթ հոտերն ու համերը, ճանաչում ենք ծանոթ առարկաները հպումով, նշանակում է, որ այդ սենսացիաները պահվում են մեր հիշողության մեջ և հետևաբար տեղեկատվություն են: Այստեղից էլ եզրակացությունը՝ մարդն իր բոլոր զգայարանների օգնությամբ տեղեկատվություն է ստանում արտաքին աշխարհից։

Ե՛վ բովանդակային, և՛ մեթոդաբանական տեսանկյունից շատ կարևոր է տարբերակել հասկացությունների իմաստը « տեղեկատվություն«Եվ» տվյալները”. Ցանկացած նշանային համակարգում տեղեկատվության ներկայացման ուղղությամբ(ներառյալ համակարգիչներում օգտագործվողները) տերմինը պետք է օգտագործվի “տվյալները« Ա տեղեկատվություն- Սա տվյալներում պարունակվող իմաստը, որը դրված է դրա մեջ մարդու կողմից և հասկանալի միայն մարդու համար.

Համակարգիչը աշխատում է տվյալների հետ. այն ստանում է մուտքային տվյալներ, մշակում դրանք և ելքային տվյալները՝ արդյունքները, փոխանցում է անձին: Տվյալների իմաստային մեկնաբանությունն իրականացվում է անձի կողմից. Այնուամենայնիվ, խոսակցական խոսքում և գրականության մեջ հաճախ ասում և գրում են, որ համակարգիչը պահում, մշակում, փոխանցում և ընդունում է տեղեկատվություն։ Դա ճիշտ է, եթե համակարգիչը առանձնացված չէ մարդուց՝ այն դիտարկելով որպես գործիք, որի օգնությամբ մարդն իրականացնում է տեղեկատվական գործընթացներ։

5. Կիբեռնետիկա

«Կիբեռնետիկա» բառը հունական ծագում ունի, որը բառացիորեն նշանակում է վերահսկողության արվեստ։

4-րդ դարում մ.թ.ա. Պլատոնի աշխատություններում այս տերմինն օգտագործվել է կառավարմանը ընդհանուր իմաստով վերաբերելու համար: 19-րդ դարում Ա. Ամպերն առաջարկեց մարդկային հասարակության կառավարման գիտությունն անվանել կիբեռնետիկա։

Ժամանակակից մեկնաբանությամբ կիբեռնետիկա- գիտություն, որն ուսումնասիրում է կազմակերպված համակարգերում (մեքենաներ, կենդանի օրգանիզմներ, հասարակություն) կառավարման և հարաբերությունների ընդհանուր օրենքները.

Կիբեռնետիկայի՝ որպես անկախ գիտության ի հայտ գալը կապված է ամերիկացի գիտնական Նորբերտ Վիների «Կիբեռնետիկա, կամ վերահսկում և հաղորդակցություն կենդանիների և մեքենայում» գրքերի հրատարակման հետ 1948 թվականին և «Կիբեռնետիկա և հասարակություն» 1954 թվականին։

Կիբեռնետիկայի հիմնական գիտական ​​հայտնագործությունը հիմնավորումն էր վերահսկողության օրենքների միասնությունը բնական և արհեստական ​​համակարգերում. Այս եզրակացությանն է եկել Ն.Վիները՝ կառուցելով տեղեկատվական մոդելկառավարման գործընթացները:

Նորբերտ Վիներ (1894–1964), ԱՄՆ

Նմանատիպ սխեման հայտնի էր ավտոմատ կառավարման տեսության մեջ։ Վիները այն ընդհանրացրել է բոլոր տեսակի համակարգերի վրա՝ վերացական կապի հատուկ մեխանիզմներից՝ համարելով այս կապը որպես տեղեկատվական։

Հետադարձ կապի կառավարման միացում

Կառավարման տեղեկատվությունը` վերահսկման հրամանները, փոխանցվում է ուղիղ կապի ալիքով: Ըստ ալիքի հետադարձ կապտեղեկատվությունը փոխանցվում է վերահսկվող օբյեկտի վիճակի, հսկողության գործողության նկատմամբ նրա արձագանքի, ինչպես նաև արտաքին միջավայրի վիճակի մասին, որը հաճախ հանդիսանում է վերահսկողության նշանակալի գործոն:

Կիբեռնետիկան զարգացնում է տեղեկատվության հայեցակարգը՝ որպես կապի ուղիներով փոխանցվող ազդանշանների բովանդակություն։ Կիբեռնետիկան զարգացնում է ալգորիթմի հայեցակարգը՝ որպես հսկիչ տեղեկատվություն, որը պետք է տիրապետի հսկիչ օբյեկտը՝ իր աշխատանքը կատարելու համար:

Կիբեռնետիկայի առաջացումը տեղի է ունենում էլեկտրոնային համակարգիչների ստեղծման հետ միաժամանակ։ Համակարգիչների և կիբեռնետիկայի միջև կապն այնքան սերտ է, որ 1950-ականներին այդ հասկացությունները հաճախ բացահայտվեցին: Համակարգիչները կոչվում էին կիբեռնետիկ մեքենաներ:

Համակարգիչների և կիբեռնետիկայի միջև կապը գոյություն ունի երկու ասպեկտով. Նախ, համակարգիչը ինքնակառավարվող մեքենա է, որում կառավարչի դերը խաղում է պրոցեսորում ներառված կառավարման սարքը, իսկ մնացած բոլոր սարքերը կառավարման օբյեկտներ են: Ուղղակի և հետադարձ կապն իրականացվում է տեղեկատվական ուղիներով, իսկ ալգորիթմը ներկայացվում է համակարգչային հիշողության մեջ պահվող մեքենայական լեզվով (լեզու, որը «հասկանալի» է պրոցեսորով) ծրագրի տեսքով:

Երկրորդ, համակարգչի գյուտի հետ մեկտեղ բացվեց մեքենան որպես կառավարման օբյեկտ օգտագործելու հեռանկարը համակարգերի լայն տեսականիում: Հնարավոր է դառնում ստեղծել ծրագրային հսկողությամբ բարդ համակարգեր և մարդկային գործունեության բազմաթիվ տեսակներ փոխանցել ավտոմատ սարքերին։

«Կիբեռնետիկա-համակարգիչ» գծի զարգացումը հանգեցրեց 1960-ականներին գիտության առաջացմանը. Համակարգչային գիտությունտեղեկատվական և տեղեկատվական գործընթացների ուսումնասիրության հետ կապված հասկացությունների ավելի զարգացած համակարգով։

Ներկայումս ընդհանուր դրույթներտեսական կիբեռնետիկան ավելի փիլիսոփայական նշանակություն է ստանում։ Միևնույն ժամանակ ակտիվորեն զարգանում են կիբեռնետիկայի կիրառական ոլորտները, որոնք առնչվում են տարբեր առարկայական ոլորտներում կառավարման համակարգերի ուսումնասիրման և ստեղծման հետ՝ տեխնիկական կիբեռնետիկա, բժշկական և կենսաբանական կիբեռնետիկա, տնտեսական կիբեռնետիկա: Համակարգչային ուսուցման համակարգերի զարգացմամբ կարելի է խոսել մանկավարժական կիբեռնետիկայի առաջացման մասին։

Կիբեռնետիկայի խնդիրները հանրակրթական դասընթացում ներառելու տարբեր եղանակներ կան: Ճանապարհներից մեկը ալգորիթմացման գիծն է: Ալգորիթմդիտվում է որպես վերահսկման տեղեկատվություն կառավարման համակարգի կիբեռնետիկ մոդելում. Այս համատեքստում բացահայտվում է կիբեռնետիկայի թեման։

Մեկ այլ միջոց է կիբեռնետիկայի թեման ներառել մոդելավորման բովանդակային տողում։ Վերանայելով կառավարման գործընթաց որպես բարդ տեղեկատվական գործընթացպատկերացում է տալիս Ն.Վիների սխեմանԻնչպես նման գործընթացի մոդելներ. Հիմնական դպրոցի կրթական ստանդարտի տարբերակում (2004) այս թեման առկա է մոդելավորման համատեքստում՝ «կառավարման գործընթացների կիբեռնետիկ մոդել»:

Ա.Ա. Կուզնեցովա, Ս.Ա. Բեշենկովան և այլք. «Համակարգչային գիտության շարունակական դասընթացը» նշում է համակարգչային գիտության դպրոցական դասընթացի երեք հիմնական ուղղությունները. տեղեկատվության մոդելավորում , տեղեկատվական գործընթացներըԵվ տեղեկատվական բազաներըկառավարում. Բովանդակության տողերը հիմնական ուղղությունների մանրամասներն են: Այսպիսով, կիբեռնետիկ թեմային՝ վերահսկողության թեմային, ավելի մեծ կշիռ է տրվում, քան բովանդակային գիծը։ Սա բազմաշերտ թեմա է, որը թույլ է տալիս լուծել հետևյալ հարցերը.

Տեսական կիբեռնետիկայի տարրեր. Հետադարձ կապի վերահսկման կիբեռնետիկ մոդել;

Կիրառական կիբեռնետիկայի տարրեր. համակարգչային ավտոմատ կառավարման համակարգերի կառուցվածք (ծրագրային կառավարվող համակարգեր); ավտոմատացված կառավարման համակարգերի նպատակը;

Ալգորիթմների տեսության հիմունքները.

Տեսական կիբեռնետիկայի տարրեր

Կիբեռնետիկ կառավարման մոդելի մասին խոսելիս ուսուցիչը պետք է այն բացատրի աշակերտներին ծանոթ և հասկանալի օրինակներով: Այս դեպքում պետք է առանձնացնել կիբեռնետիկ կառավարման համակարգի հիմնական տարրերը. վերահսկման օբյեկտ, կառավարվող օբյեկտ, ուղիղ և հետադարձ կապի ալիքներ.

Սկսենք ակնհայտ օրինակներից։ Օրինակ՝ վարորդ և մեքենա։ Վարորդը մենեջերն է, մեքենան՝ կառավարվող օբյեկտը։ Ուղիղ կապի ալիք - մեքենայի կառավարման համակարգ՝ ոտնակներ, ղեկ, լծակներ, բանալիներ և այլն։ Հետադարձ կապի ուղիներ՝ գործիքներ կառավարման վահանակի վրա, տեսարան պատուհաններից, վարորդի լսողություն։ Վերահսկիչ սարքերի վրա ցանկացած ազդեցություն կարող է դիտվել որպես փոխանցվող տեղեկատվություն՝ «բարձրացնել արագությունը», «արգելակել», «թեքվել աջ» և այլն: Հետադարձ կապի ուղիներով փոխանցվող տեղեկատվությունը նույնպես անհրաժեշտ է հաջող կառավարման համար: Առաջարկեք ուսանողներին առաջադրանք. ի՞նչ տեղի կունենա, եթե անջատեք ուղիղ կամ հետադարձ կապի ալիքներից մեկը: Նման իրավիճակների քննարկումը սովորաբար շատ աշխույժ է լինում։

Հետադարձ կապի վերահսկումը կոչվում է հարմարվողական հսկողություն. Կառավարչի գործողությունները հարմարվում են (այսինքն՝ հարմարվում) հսկիչ օբյեկտի վիճակին, միջավայրին:

Սոցիալական համակարգի կառավարման ուսանողների համար ամենամոտ օրինակը դասի ընթացքում ուսուցման գործընթացը ղեկավարող ուսուցիչն է: Քննարկեք ուսանողների վրա ուսուցչի վերահսկողության ազդեցության տարբեր ձևերը՝ խոսք, ժեստեր, դեմքի արտահայտություններ, գրատախտակին գրելը: Խնդրեք ուսանողներին թվարկել հետադարձ կապի տարբեր ձևերը. բացատրել, թե ինչպես է ուսուցիչը հարմարեցնում դասի ընթացքը հետադարձ կապի հիման վրա, բերեք նման հարմարվողականության օրինակներ: Օրինակ՝ աշակերտները չեն հաղթահարել առաջադրված առաջադրանքը, ուսուցիչը ստիպված է կրկնել բացատրությունը։

Ավագ դպրոցում այս թեման ուսումնասիրելիս կարելի է դիտարկել խոշոր սոցիալական համակարգերում կառավարման ուղիները՝ ձեռնարկության կառավարում վարչակազմի կողմից, երկրի կառավարում պետական ​​մարմինների կողմից և այլն։ Այստեղ օգտակար է օգտագործել հասարակագիտության դասընթացի նյութերը։ Նման համակարգերում հետադարձ կապի և հետադարձ կապի մեխանիզմները վերլուծելիս ուսանողների ուշադրությունը հրավիրեք այն փաստի վրա, որ շատ դեպքերում կան բազմաթիվ հետադարձ կապի և հետադարձ կապի ուղիներ: Դրանք կրկնօրինակվում են կառավարման համակարգի հուսալիությունը բարձրացնելու համար:

Ալգորիթմներ և վերահսկում

Այս թեման թույլ է տալիս ուսումնասիրել ալգորիթմի հայեցակարգը կիբեռնետիկ տեսանկյունից: Բացահայտման տրամաբանությունը հետևյալն է. Կառավարումը նպատակաուղղված գործընթաց է: Այն պետք է ապահովի հսկողության օբյեկտի որոշակի վարքագիծ՝ հասնելով որոշակի նպատակի։ Իսկ դրա համար պետք է լինի կառավարման պլան։ Այս պլանն իրականացվում է ուղիղ կապի միջոցով փոխանցվող կառավարման հրամանների հաջորդականության միջոցով: Հրամանների այս հաջորդականությունը կոչվում է կառավարման ալգորիթմ։

Կառավարման ալգորիթմ կառավարման համակարգի տեղեկատվական բաղադրիչն է. Օրինակ, ուսուցիչը դաս է անցկացնում նախապես կազմված պլանի համաձայն: Վարորդը մեքենան վարում է նախապես ծրագրված ճանապարհով։

Կառավարման համակարգերում, որտեղ կառավարչի դերը կատարում է անձը, կառավարման ալգորիթմը կարող է փոփոխվել և կատարելագործվել շահագործման ընթացքում: Վարորդը չի կարող նախապես պլանավորել իր յուրաքանչյուր գործողություն վարելիս. Ուսուցիչը ճշգրտում է դասի պլանը, երբ այն առաջ է ընթանում: Եթե ​​գործընթացը կառավարվում է ավտոմատ սարքի միջոցով, ապա դրա մեջ նախապես պետք է ներառվի որոշակի ֆորմալացված ձևով մանրամասն կառավարման ալգորիթմ: Այս դեպքում կոչվում է կառավարման ծրագիր. Ծրագիրը պահելու համար ավտոմատ կառավարման սարքը պետք է ունենա ծրագրի հիշողություն.

Այս թեմայում մենք պետք է ընդլայնենք հայեցակարգը ինքնակառավարման համակարգ. Սա մեկ օբյեկտ է, մի օրգանիզմ, որում առկա են կառավարման համակարգերի վերը նշված բոլոր բաղադրիչները՝ հսկիչ և կառավարվող մասեր (օրգաններ), ուղղակի և հետադարձ տեղեկատվական հաղորդակցություն, հսկիչ տեղեկատվություն՝ այն պահելու ալգորիթմներ, ծրագրեր և հիշողություն: Նման համակարգերը կենդանի օրգանիզմներ են։ Նրանցից ամենակատարյալը մարդն է։ Մարդն ինքն է կառավարում։ Հիմնական կառավարող օրգանը մարդու ուղեղն է, մարմնի բոլոր մասերը վերահսկվում են: Ուտել գիտակցված կառավարում(Ես անում եմ այն, ինչ ուզում եմ) և ուտում ենթագիտակցական(ֆիզիոլոգիական պրոցեսների վերահսկում): Նմանատիպ գործընթացներ տեղի են ունենում կենդանիների մոտ: Այնուամենայնիվ, կենդանիների մոտ գիտակցված վերահսկողության տեսակարար կշիռն ավելի քիչ է, քան մարդկանց մոտ՝ պայմանավորված մարդու ինտելեկտուալ զարգացման ավելի բարձր մակարդակով:

Արհեստական ​​ինքնակառավարման համակարգերի ստեղծումը գիտության և տեխնիկայի ամենադժվար խնդիրներից է։ Նման գիտատեխնիկական ուղղության օրինակ է ռոբոտաշինությունը։ Այն միավորում է գիտության բազմաթիվ ոլորտներ՝ կիբեռնետիկա, արհեստական ​​ինտելեկտ, բժշկություն, մաթեմատիկական մոդելավորում և այլն։

Կիրառական կիբեռնետիկայի տարրեր

Այս թեման կարելի է լուսաբանել կամ համակարգչային գիտության հիմնական դասընթացի խորացված տարբերակում, կամ ավագ դպրոցում մասնագիտացված մակարդակով:

Առաջադրանքներին տեխնիկական կիբեռնետիկաՍա ներառում է արտադրական ձեռնարկություններում, գիտահետազոտական ​​լաբորատորիաներում, տրանսպորտում և այլն տեխնիկական հսկողության համակարգերի մշակումն ու ստեղծումը: Նման համակարգերը կոչվում են. համակարգերի հետ ավտոմատ կառավարում - ինքնագնաց հրացաններ . ACS-ում որպես կառավարման սարք օգտագործվում են համակարգիչներ կամ մասնագիտացված կարգավարներ:

Ինքնագնաց հրացանների կիբեռնետիկ կառավարման մոդելը ներկայացված է նկարում:

Ավտոմատ կառավարման համակարգի դիագրամ

Սա փակ տեխնիկական համակարգ է, որը գործում է առանց մարդու միջամտության։ Անձը (ծրագրավորողը) պատրաստեց կառավարման ծրագիր, այն մուտքագրել է համակարգչի հիշողության մեջ։ Այնուհետև համակարգը ավտոմատ կերպով աշխատում է:

Այս հարցը քննարկելիս ուսանողները պետք է ուշադրություն դարձնեն այն փաստին, որ նրանք արդեն հանդիպել են այլ թեմաներով կամ նորից հանդիպելու են տեղեկատվության անալոգայինից թվային ձևի և հետադարձի փոխակերպմամբ (DAC - ADC փոխակերպում): Համակարգչային ցանցերում մոդեմը և ձայնային քարտը աշխատում են նույն սկզբունքով ձայն մուտքագրելիս և արտածելիս (տես « Ձայնի ներկայացում» 2).Այս համակարգում անալոգային էլեկտրական ազդանշան է, որը ճանապարհորդում է վերահսկվող սարքի սենսորներից հետադարձ կապուղու միջովօգտագործելով անալոգային թվային փոխարկիչ(ADC), վերածվում է դիսկրետ թվային տվյալների, մուտք գործելով համակարգիչ. Աշխատում է ուղիղ գծով DAC - թվային-անալոգային փոխարկիչ, որը կատարում էհակառակը փոխակերպում - թվային տվյալներ, որոնք ստացվում են համակարգչից անալոգային էլեկտրական ազդանշանի, որը մատակարարվում է կառավարվող սարքի մուտքային հանգույցներին..

Կիրառական կիբեռնետիկայի մեկ այլ ուղղություն. ավտոմատացված կառավարման համակարգեր (ՀՊՀ): Ավտոմատ կառավարման համակարգը մարդ-մեքենա համակարգ է: Որպես կանոն, ավտոմատացված կառավարման համակարգերը կենտրոնացած են արտադրական թիմերի և ձեռնարկությունների գործունեության կառավարման վրա: Սրանք ձեռնարկության գործունեության համար անհրաժեշտ տարբեր տեղեկատվության համակարգչային հավաքման, պահպանման և մշակման համակարգեր են: Օրինակ՝ ֆինանսական հոսքերի, հումքի առկայության, պատրաստի արտադրանքի ծավալների, անձնակազմի վերաբերյալ տվյալներ և այլն։ եւ այլն։ Նման համակարգերի հիմնական նպատակը ձեռնարկության ղեկավարներին արագ և ճշգրիտ կերպով տրամադրելն է կառավարման որոշումներ կայացնելու համար անհրաժեշտ տեղեկատվություն:

Ավտոմատ կառավարման համակարգերի միջոցով լուծվող խնդիրները տեղ են գտել տարածքի մեջ տնտեսական կիբեռնետիկա. Որպես կանոն, նման համակարգերի տեխնիկական հիմքը տեղական համակարգչային ցանցերն են։ ACS-ն օգտագործում է մի շարք տեղեկատվական տեխնոլոգիաներ՝ տվյալների բազաներ, համակարգչային գրաֆիկա, համակարգչային մոդելավորում, փորձագիտական ​​համակարգեր և այլն։

6. Տեղեկատվության կոդավորում

Կոդ -պայմանական նշանների (խորհրդանիշների) համակարգ՝ տեղեկատվության (հաղորդագրությունների) փոխանցման, մշակման և պահպանման համար։

Կոդավորում - տեղեկատվության (հաղորդագրությունների) կոդերի տեսքով ներկայացման գործընթացը.

Կոդավորման համար օգտագործվող խորհրդանիշների ամբողջ հավաքածուն կոչվում է այբուբենի կոդավորում. Օրինակ, համակարգչային հիշողության մեջ ցանկացած տեղեկատվություն կոդավորված է երկուական այբուբենի միջոցով, որը պարունակում է ընդամենը երկու նիշ՝ 0 և 1:

Կոդավորման գիտական ​​հիմքը նկարագրել է Կ. Շենոնը, ով ուսումնասիրել է տեղեկատվության փոխանցման գործընթացները տեխնիկական ալիքներհաղորդակցություն ( կապի տեսություն, կոդավորման տեսություն) Այս մոտեցմամբ կոդավորումհասկացվում է ավելի նեղ իմաստով՝ ինչպես անցում մեկ խորհրդանշական համակարգում տեղեկատվության ներկայացումից դեպի մեկ այլ խորհրդանշական համակարգում ներկայացում. Օրինակ՝ գրավոր ռուսերեն տեքստի փոխակերպումը Մորզեի կոդի՝ փոխանցելու համար հեռագրական կապկամ ռադիոկապի. Նման կոդավորումը կապված է ծածկագիրը օգտագործվող տեղեկատվության հետ աշխատելու տեխնիկական միջոցներին հարմարեցնելու անհրաժեշտության հետ (տես « տեղեկատվության փոխանցում» 2).

Վերծանում - Կոդի վերափոխման գործընթացը սկզբնական խորհրդանիշ համակարգի ձևին, այսինքն. ստանալով բնօրինակ հաղորդագրությունը. Օրինակ՝ թարգմանություն Մորզեի կոդից ռուսերեն գրավոր տեքստի:

Ավելի լայն իմաստով վերծանումը կոդավորված հաղորդագրության բովանդակության վերակառուցման գործընթացն է: Այս մոտեցմամբ ռուսերեն այբուբենով տեքստ գրելու գործընթացը կարելի է համարել կոդավորում, իսկ կարդալը՝ վերծանում։

Կոդավորման նպատակները և կոդավորման մեթոդները

Նույն հաղորդագրության կոդավորման մեթոդը կարող է տարբեր լինել: Օրինակ, մենք սովոր ենք ռուսերեն տեքստ գրել ռուսերեն այբուբենով։ Բայց նույնը կարելի է անել՝ օգտագործելով անգլերեն այբուբենը։ Երբեմն դուք պետք է դա անեք՝ SMS ուղարկելով ռուսերեն տառեր չունեցող բջջային հեռախոսով, կամ արտասահմանից ռուսերեն նամակ ուղարկելով, եթե համակարգիչը չունի ռուսացված ծրագրակազմ: Օրինակ՝ «Բարև, սիրելի Սաշա» արտահայտությունը։ Ես պետք է գրեմ այսպես. «Զդրավստվույ, դորոգոյ Սաշա»:

Խոսքի կոդավորման այլ եղանակներ կան: Օրինակ, սղագրություն - խոսակցական լեզուն ձայնագրելու արագ միջոց. Այն օգտագործում են միայն մի քանի հատուկ պատրաստված մարդիկ՝ ստենոգրաֆիստները։ Ստենոգրաֆիստին հաջողվում է ձայնագրել տեքստը խոսողի խոսքի հետ համաժամանակ։ Սղագրության մեջ մեկ պատկերակը ներկայացնում էր մի ամբողջ բառ կամ արտահայտություն: Միայն ստենոգրաֆը կարող է արտագրել (վերծանել) ձայնագրությունը:

Վերոնշյալ օրինակները ցույց են տալիս հետևյալ կարևոր կանոնը. տարբեր մեթոդներ կարող են օգտագործվել նույն տեղեկատվությունը կոդավորելու համար. նրանց ընտրությունը կախված է մի շարք հանգամանքներից. կոդավորման նպատակներ, պայմաններ, առկա միջոցներ:Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է տեքստը գրել խոսքի արագությամբ, մենք օգտագործում ենք սղագրություն; եթե Ձեզ անհրաժեշտ է արտասահման տեքստ ուղարկել, մենք օգտագործում ենք անգլերեն այբուբենը. Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է տեքստը ներկայացնել գրագետ ռուս մարդուն հասկանալի ձևով, մենք այն գրում ենք ռուսերենի քերականության կանոններով։

Մեկ այլ կարևոր հանգամանք. Տեղեկատվության կոդավորման եղանակի ընտրությունը կարող է կապված լինել դրա մշակման նախատեսվող մեթոդի հետ. Սա ցույց տանք թվերի ներկայացման օրինակով՝ քանակական տեղեկատվություն։ Օգտագործելով ռուսերեն այբուբենը, կարող եք գրել «երեսունհինգ» թիվը: Օգտագործելով արաբական տասնորդական թվային համակարգի այբուբենը, մենք գրում ենք՝ «35»: Երկրորդ մեթոդը ոչ միայն ավելի կարճ է, քան առաջինը, այլեւ ավելի հարմար է հաշվարկներ կատարելու համար: Ո՞ր նշումն է ավելի հարմար հաշվարկներ կատարելու համար՝ «երեսունհինգ անգամ հարյուր քսանյոթ» կամ «35 x 127»: Ակնհայտորեն երկրորդը.

Այնուամենայնիվ, եթե կարևոր է համարը պահպանել առանց աղավաղումների, ապա ավելի լավ է այն գրել տեքստային ձևով։ Օրինակ, դրամական փաստաթղթերում գումարը հաճախ գրվում է տեքստային ձևով. «երեք հարյուր յոթանասունհինգ ռուբլի»: «375 ռուբ»-ի փոխարեն: Երկրորդ դեպքում, մեկ թվանշանի աղավաղումը կփոխի ամբողջ արժեքը: Տեքստի ձևն օգտագործելիս նույնիսկ քերականական սխալները կարող են չփոխել իմաստը: Օրինակ՝ մի անգրագետ մարդ գրեց. «Երեք հարյուր յոթանասունհինգ ռուբլի»։ Այնուամենայնիվ, իմաստը մնում է.

Որոշ դեպքերում անհրաժեշտ է դասակարգել հաղորդագրության կամ փաստաթղթի տեքստը, որպեսզի նրանք, ովքեր չպետք է կարդան այն, չկարողանան: Այն կոչվում է պաշտպանություն չարտոնված մուտքից. Այս դեպքում գաղտնի տեքստը կոդավորված է: Հին ժամանակներում կոդավորումը կոչվում էր գաղտնի գրություն: Կոդավորումըպարզ տեքստը ծածկագրված տեքստի վերածելու գործընթացն է և վերծանում- հակադարձ փոխակերպման գործընթաց, որի ժամանակ բնօրինակ տեքստը վերականգնվում է: Կոդավորումը նաև կոդավորում է, բայց գաղտնի մեթոդով, որը հայտնի է միայն աղբյուրին և ստացողին: Գաղտնագրման մեթոդները գիտության առարկա են, որը կոչվում է ծածկագրություն(սմ . «Գաղտնագրություն» 2).

Տեղեկատվության կոդավորման տեխնիկական մեթոդների պատմություն

Տեղեկատվության պահպանման և փոխանցման տեխնիկական միջոցների ի հայտ գալուց հետո առաջացան նոր գաղափարներ և կոդավորման տեխնիկա։ Հեռավորության վրա տեղեկատվության փոխանցման առաջին տեխնիկական միջոցը հեռագիրն էր, որը հորինել է ամերիկացի Սամուել Մորզը 1837 թվականին։ Հեռագրական հաղորդագրությունը էլեկտրական ազդանշանների հաջորդականությունն է, որը փոխանցվում է մի հեռագրական սարքից լարերի միջոցով մյուս հեռագրական սարք։ Այս տեխնիկական հանգամանքները Ս. Մորզին հանգեցրին այն գաղափարին, որ օգտագործի միայն երկու տեսակի ազդանշաններ՝ կարճ և երկար, հեռագրական կապի գծերով փոխանցվող հաղորդագրությունները կոդավորելու համար:

Սեմյուել Ֆինլի Բրիզ Մորս (1791–1872), ԱՄՆ

Կոդավորման այս մեթոդը կոչվում է Մորզեի կոդ: Դրանում այբուբենի յուրաքանչյուր տառ կոդավորված է կարճ ազդանշանների (կետերի) և երկար ազդանշանների (գծիկ) հաջորդականությամբ: Տառերը միմյանցից բաժանվում են դադարներով՝ ազդանշանների բացակայություն:

Ամենահայտնի հեռագրական հաղորդագրությունը SOS աղետի ազդանշանն է ( Սպող Օ ur Սուլեր- Պահպանիր մեր հոգիները). Ահա թե ինչ տեսք ունի այն Մորզեի կոդով, որը կիրառվում է անգլերեն այբուբենի վրա.

–––

Երեք կետ (տառ S), երեք գծիկ (տառ O), երեք կետ (տառ S): Երկու դադար տառերն իրարից բաժանում է։

Նկարում ներկայացված է Մորզեի կոդը՝ կապված ռուսերեն այբուբենի հետ: Հատուկ կետադրական նշաններ չկային։ Դրանք գրվել են «չք»՝ կետ, «զպտ»՝ ստորակետ և այլն բառերով։

Բնութագրական հատկանիշՄորզեի կոդը Տարբեր տառերի փոփոխական կոդի երկարություն, դրա համար էլ կոչվում է Մորզե կոդը անհավասար ծածկագիր. Տեքստում ավելի հաճախ հայտնվող տառերն ունեն ավելի կարճ ծածկագիր, քան հազվադեպ տառերը: Օրինակ, «E» տառի կոդը մեկ կետ է, իսկ ամուր նիշի կոդը բաղկացած է վեց նիշից: Դա արվում է ամբողջ հաղորդագրության երկարությունը նվազեցնելու համար: Բայց տառային կոդի փոփոխական երկարության պատճառով առաջանում է տեքստում տառերը միմյանցից բաժանելու խնդիր։ Հետեւաբար, անհրաժեշտ է օգտագործել դադար (բաց թողնել) բաժանման համար: Հետևաբար, Մորզեի հեռագրական այբուբենը եռյակ է, քանի որ այն օգտագործում է երեք նիշ՝ կետ, գծիկ, բացատ:

Միատեսակ հեռագրական ծածկագիրը հորինել է ֆրանսիացի Ժան Մորիս Բոդոն 19-րդ դարի վերջին։ Այն օգտագործել է միայն երկուսը տարբեր տեսակներազդանշաններ. Կարևոր չէ, թե ինչպես եք դրանք անվանում՝ կետ և գծիկ, գումարած և մինուս, զրո և մեկ: Սրանք երկու տարբեր էլեկտրական ազդանշաններ են: Բոլոր նշանների կոդի երկարությունը նույնն էև հավասար է հինգի։ Այս դեպքում տառերը միմյանցից առանձնացնելու խնդիր չկա՝ յուրաքանչյուր հինգ ազդանշան տեքստային նիշ է։ Հետեւաբար, անցագիր պետք չէ։

Ժան Մորիս Էմիլ Բոդոտ (1845–1903), Ֆրանսիա

Բոդոյի կոդը տեխնոլոգիայի պատմության մեջ տեղեկատվության երկուական կոդավորման առաջին մեթոդն է։. Այս գաղափարի շնորհիվ հնարավոր եղավ ստեղծել ուղղակի տպագրության հեռագրային ապարատ, որը նման էր գրամեքենայի։ Որոշակի տառով ստեղնը սեղմելը առաջացնում է համապատասխան հինգ զարկերակային ազդանշան, որը փոխանցվում է կապի գծով: Ստացող սարքը, այս ազդանշանի ազդեցությամբ, նույն տառը տպում է թղթե ժապավենի վրա։

Ժամանակակից համակարգիչները նաև օգտագործում են միատեսակ երկուական կոդ՝ տեքստերը կոդավորելու համար (տես « Տեքստի կոդավորման համակարգեր» 2).

Տեղեկատվության կոդավորման թեման կարելի է ներկայացնել ուսումնական պլանդպրոցում համակարգչային գիտություն սովորելու բոլոր փուլերում.

Պրոպեդեւտիկ դասընթացում ուսանողներին ավելի հաճախ առաջարկվում են առաջադրանքներ, որոնք կապված չեն համակարգչային տվյալների կոդավորման հետ և ինչ-որ իմաստով խաղի տեսքով են: Օրինակ, Մորզեի կոդերի աղյուսակի հիման վրա կարող եք առաջարկել և՛ կոդավորման առաջադրանքներ (ռուսերեն տեքստը Մորզեի կոդով կոդավորելու համար), և՛ ապակոդավորման առաջադրանքներ (վերծանել Մորզեի կոդով կոդավորված տեքստը):

Նման առաջադրանքների կատարումը կարելի է մեկնաբանել որպես կրիպտոգրաֆի աշխատանք՝ առաջարկելով տարբեր պարզ գաղտնագրման բանալիներ։ Օրինակ՝ այբբենական՝ այբուբենում յուրաքանչյուր տառ փոխարինելով իր հերթական համարով։ Բացի այդ, տեքստն ամբողջությամբ կոդավորելու համար այբուբենին պետք է ավելացնել կետադրական նշաններ և այլ նշաններ: Խնդրեք ուսանողներին գտնել փոքրատառերը մեծատառերից տարբերելու միջոց:

Նման առաջադրանքներ կատարելիս պետք է ուսանողների ուշադրությունը հրավիրել այն փաստի վրա, որ պահանջվում է տարանջատող նիշ՝ բացատ, քանի որ կոդը պարզվում է. անհավասարՈրոշ տառեր կոդավորված են մեկ թվով, որոշները՝ երկու:

Խրախուսեք ուսանողներին մտածել ծածկագրի տառերը բաժանելուց խուսափելու ուղիների մասին: Այս մտքերը պետք է հանգեցնեն միասնական կոդի գաղափարին, որում յուրաքանչյուր նիշ կոդավորված է երկու տասնորդական թվանշաններով՝ A - 01, B - 02 և այլն:

Տեղեկատվության կոդավորման և գաղտնագրման խնդիրների հավաքածուները հասանելի են դպրոցական մի շարք դասագրքերում:

Տարրական դպրոցի հիմնական համակարգչային գիտության դասընթացում կոդավորման թեման ավելի սերտորեն կապված է համակարգչում տարբեր տեսակի տվյալների ներկայացման թեմայի հետ՝ թվեր, տեքստեր, պատկերներ, ձայն (տես « Ինֆորմացիոն տեխնոլոգիա” 2).

Ավագ դպրոցում հանրակրթական կամ ընտրովի դասընթացի բովանդակությունը կարող է ավելի մանրամասն ընդգրկել Կ. Շենոնի կողմից տեղեկատվական տեսության շրջանակներում մշակված կոդավորման տեսության հետ կապված հարցերը։ Այստեղ կան մի շարք հետաքրքիր խնդիրներ, որոնց ըմբռնումը պահանջում է ուսանողների մաթեմատիկական և ծրագրային պատրաստվածության բարձր մակարդակ։ Սրանք տնտեսական կոդավորման, համընդհանուր կոդավորման ալգորիթմի և սխալների շտկման խնդիրներն են: Այս հարցերից շատերը մանրամասնորեն լուսաբանված են «Համակարգչային գիտության մաթեմատիկական հիմունքներ» դասագրքում:

7. Տեղեկատվության մշակում

Տվյալների մշակում - տեղեկատվության ներկայացման բովանդակության կամ ձևի համակարգված փոփոխության գործընթաց.

Տեղեկությունը մշակվում է որոշակի կանոնների համաձայն ինչ-որ սուբյեկտի կամ օբյեկտի կողմից (օրինակ՝ անձի կամ ավտոմատ սարքի): Մենք կկանչենք նրան տեղեկատվության մշակման իրականացնող.

Մշակող կատարողը, շփվելով արտաքին միջավայրի հետ, ստանում է դրանից մուտքագրման տեղեկատվությունորը մշակվում է։ Մշակման արդյունքն է ելքային տեղեկատվությունփոխանցվում է արտաքին միջավայր. Այսպիսով, արտաքին միջավայրը հանդես է գալիս որպես մուտքային տեղեկատվության աղբյուր և ելքային տեղեկատվության սպառող:

Տեղեկատվության մշակումն իրականացվում է կատարողին հայտնի որոշակի կանոնների համաձայն: Մշակման կանոնները, որոնք առանձին մշակման քայլերի հաջորդականության նկարագրությունն են, կոչվում են տեղեկատվության մշակման ալգորիթմ։

Մշակող կատարողը պետք է ներառի պրոցեսոր, որը մենք կանվանենք պրոցեսոր, և հիշողության միավոր, որտեղ պահվում են և՛ մշակված տեղեկատվությունը, և՛ մշակման կանոնները (ալգորիթմը): Այն ամենը, ինչ ասվել է, սխեմատիկորեն ներկայացված է նկարում:

Տեղեկատվության մշակման սխեմա

Օրինակ.Աշակերտը, դասարանում խնդիր լուծելով, մշակում է տեղեկատվությունը: Արտաքին միջավայրը նրա համար դասի միջավայրն է։ Մուտքային տեղեկատվությունը խնդրի պայմանն է, որը հաղորդվում է դասը վարող ուսուցչի կողմից: Աշակերտը հիշում է խնդրի պայմանները. Անգիրը հեշտացնելու համար նա կարող է օգտագործել նշումներ նոթատետրում՝ արտաքին հիշողություն։ Ուսուցչի բացատրությունից նա սովորեց (հիշեց), թե ինչպես լուծել խնդիրը: Պրոցեսորը ուսանողի մտավոր ապարատն է, որն օգտագործելով խնդիրը լուծելու համար նա ստանում է պատասխան՝ ելքային տեղեկատվություն:

Նկարում ներկայացված դիագրամն է ընդհանուր սխեմանտեղեկատվության մշակում, որը կախված չէ այն բանից, թե ով (կամ ինչ) է մշակումը կատարողը՝ կենդանի օրգանիզմ կամ տեխնիկական համակարգ։ Հենց սա է համակարգչում տեխնիկական միջոցներով իրականացվող սխեման։ Հետեւաբար, կարելի է ասել, որ համակարգիչը տեխնիկական մոդելտեղեկատվության մշակման «կենդանի» համակարգ. Այն ներառում է մշակման համակարգի բոլոր հիմնական բաղադրիչները՝ պրոցեսոր, հիշողություն, մուտքային սարքեր, ելքային սարքեր (տես « Համակարգչային կառուցվածք» 2).

Սիմվոլիկ ձևով ներկայացված մուտքային տեղեկատվությունը (նշաններ, տառեր, թվեր, ազդանշաններ) կոչվում է մուտքագրման տվյալներ. Կատարողի կողմից մշակման արդյունքում ստացվում են հետևյալ արդյունքները. ելքը. Մուտքային և ելքային տվյալները կարող են լինել տարբեր քանակություններ՝ անհատական ​​տվյալների տարրեր: Եթե ​​մշակումը ներառում է մաթեմատիկական հաշվարկներ, ապա մուտքային և ելքային տվյալները թվերի հավաքածու են: Հետևյալ նկարում X: {x 1, x 2, …, xn) նշանակում է մուտքային տվյալների մի շարք և Յ: {y 1, y 2, …, ym) - ելքային տվյալների հավաքածու.

Տվյալների մշակման սխեմա

Մշակումը բաղկացած է հավաքածուի վերափոխումից Xբազմության մեջ Յ:

P( X) Յ

Այստեղ Ռնշանակում է կատարողի կողմից օգտագործվող մշակման կանոնները: Եթե ​​տեղեկատվության մշակումն իրականացնողն անձ է, ապա մշակման կանոնները, որոնցով նա գործում է, միշտ չէ, որ ֆորմալ և միանշանակ են։ Մարդը հաճախ ստեղծագործաբար է գործում, ոչ թե ֆորմալ։ Նա կարող է նույնիսկ նույն մաթեմատիկական խնդիրները լուծել տարբեր ձևերով։ Լրագրողի, գիտնականի, թարգմանչի և այլ մասնագետների աշխատանքը ստեղծագործական աշխատանք է այն տեղեկատվության հետ, որ նրանք չեն հետևում ֆորմալ կանոններին։

Պաշտոնական կանոններ նշելու համար, որոնք որոշում են տեղեկատվության մշակման քայլերի հաջորդականությունը, համակարգչային գիտության մեջ օգտագործվում է ալգորիթմի հայեցակարգը (տես « Ալգորիթմ» 2). Մաթեմատիկայում ալգորիթմի հասկացությունը կապված է երկու բնական թվերի ամենամեծ ընդհանուր բաժանարարի (GCD) հաշվարկման հայտնի մեթոդի հետ, որը կոչվում է Էվկլիդյան ալգորիթմ։ Բանավոր ձևով այն կարելի է բնութագրել հետևյալ կերպ.

1. Եթե երկու թվեր հավասար են միմյանց, ապա վերցրեք դրանց ընդհանուր արժեքը որպես GCD, հակառակ դեպքում անցեք 2-րդ քայլին:

2. Եթե թվերը տարբեր են, ապա դրանցից մեծը փոխարինիր թվերի մեծի և փոքրի տարբերությամբ: Վերադարձ դեպի քայլ 1։

Այստեղ մուտքային տվյալները երկու բնական թիվ են. X 1 և X 2. Արդյունք Յնրանց ամենամեծ ընդհանուր բաժանարարն է: Կանոն ( Ռ) կա էվկլիդեսյան ալգորիթմ.

Էվկլիդեսյան ալգորիթմ ( X 1, X 2) Յ

Նման ֆորմալացված ալգորիթմը հեշտ է ծրագրավորել ժամանակակից համակարգչի համար: Համակարգիչը տվյալների մշակման ունիվերսալ կատարող է: Պաշտոնականացված մշակման ալգորիթմը ներկայացված է համակարգչային հիշողության մեջ տեղակայված ծրագրի տեսքով։ Համակարգչի համար՝ մշակման կանոններ ( Ռ) - Այս ծրագիրը:

Ուղեցույցներ

«Տեղեկատվության մշակում» թեման բացատրելիս պետք է բերեք մշակման օրինակներ՝ կապված ինչպես նոր տեղեկատվության ստացման, այնպես էլ տեղեկատվության ներկայացման ձևի փոփոխության հետ:

Վերամշակման առաջին տեսակը՝ նոր տեղեկատվության, նոր գիտելիքի բովանդակության ստացման հետ կապված վերամշակում։ Այս տեսակի մշակումը ներառում է մաթեմատիկական խնդիրների լուծում։ Տեղեկատվության մշակման նույն տեսակը ներառում է տարբեր խնդիրների լուծում տրամաբանական հիմնավորման միջոցով: Օրինակ, քննիչն օգտագործում է որոշակի ապացույցներ հանցագործին հայտնաբերելու համար. անձը, վերլուծելով ներկա հանգամանքները, որոշում է կայացնում իր հետագա գործողությունների մասին. գիտնականը բացահայտում է հին ձեռագրերի առեղծվածը և այլն:

Մշակման երկրորդ տեսակը՝ ձևը փոխելու, բայց բովանդակությունը չփոխելու հետ կապված մշակում։ Տեղեկատվության մշակման այս տեսակը ներառում է, օրինակ, տեքստի թարգմանությունը մի լեզվից մյուսը. ձևը փոխվում է, բայց բովանդակությունը պետք է պահպանվի: Համակարգչային գիտության համար մշակման կարևոր տեսակ է կոդավորումը: Կոդավորում- Սա տեղեկատվության փոխակերպումը խորհրդանշական ձևի, հարմար դրա պահպանման, փոխանցման, մշակման համար(սմ. " Կոդավորում” 2).

Տվյալների կառուցվածքը կարող է դասակարգվել նաև որպես մշակման երկրորդ տեսակ: Կառուցվածքը կապված է տեղեկատվական շտեմարան որոշակի կարգի, որոշակի կազմակերպության ներմուծման հետ: Տվյալները այբբենական կարգով դասավորելը, դրանց խմբավորումը՝ ըստ որոշ դասակարգման չափանիշների, օգտագործելով աղյուսակային կամ գրաֆիկական ներկայացում, բոլորը կառուցվածքային օրինակներ են:

Տեղեկատվության մշակման հատուկ տեսակ է որոնում. Որոնման խնդիրը սովորաբար ձևակերպվում է հետևյալ կերպ. կա որոշակի տեղեկատվության պահեստ. տեղեկատվական զանգված (հեռախոսագիրք, բառարան, գնացքի չվացուցակ և այլն), դրանում անհրաժեշտ է գտնել անհրաժեշտ տեղեկատվություն, որը բավարարում է որոշակիին որոնման տերմիններ(այս կազմակերպության հեռախոսահամարը, թարգմանությունը այս բառիցանգլերեն, այս գնացքի մեկնման ժամը): Որոնման ալգորիթմը կախված է տեղեկատվության կազմակերպման ձևից: Եթե ​​տեղեկատվությունը կառուցվածքային է, որոնումն ավելի արագ է և կարող է օպտիմիզացվել (տես « Տվյալների որոնում» 2).

«Սև արկղի» խնդիրները տարածված են համակարգչային գիտության պրոպադևտիկ դասընթացներում: Մշակող կատարողը համարվում է «սև արկղ», այսինքն. համակարգ, որի ներքին կազմակերպումն ու գործող մեխանիզմը մեզ անհայտ է։ Խնդիրն է կռահել տվյալների մշակման կանոնը (P), որը կատարում է կատարողը:

Մշակման կատարողը հաշվարկում է մուտքային մեծությունների միջին արժեքը. Յ = (X 1 + X 2)/2

Մուտքը ռուսերեն բառ է, ելքը՝ ձայնավորների թիվը։

Տեղեկատվության մշակման խնդիրների առավել խորը տիրապետումը տեղի է ունենում քանակների և ծրագրավորման հետ աշխատելու ալգորիթմներ ուսումնասիրելիս (տարրական և ավագ դպրոցում): Տվյալ դեպքում տեղեկատվության մշակման կատարողը համակարգիչն է, և մշակման բոլոր հնարավորությունները ներդրված են ծրագրավորման լեզվում։ ԾրագրավորումԿա ելքային տվյալներ ստանալու նպատակով մուտքային տվյալների մշակման կանոնների նկարագրությունը.

Ուսանողներին պետք է առաջարկել երկու տեսակի խնդիրներ.

Ուղղակի առաջադրանք՝ ստեղծել ալգորիթմ (ծրագիր) խնդիրը լուծելու համար;

Հակադարձ խնդիր. տրված ալգորիթմը, դուք պետք է որոշեք դրա կատարման արդյունքը՝ հետեւելով ալգորիթմին։

Հակադարձ խնդիր լուծելիս ուսանողն իրեն դնում է մշակող կատարողի դիրքում՝ քայլ առ քայլ կատարելով ալգորիթմը։ Յուրաքանչյուր քայլի կատարման արդյունքները պետք է արտացոլվեն հետագծային աղյուսակում:

8. Տեղեկատվության փոխանցում

Տեղեկատվության փոխանցման գործընթացի բաղադրիչները

Տեղեկատվության փոխանցումը տեղի է ունենում աղբյուրից տեղեկատվության ստացողին (ստացողին): Աղբյուրտեղեկատվությունը կարող է լինել ցանկացած բան՝ կենդանի կամ անշունչ բնության ցանկացած առարկա կամ երևույթ: Տեղեկատվության փոխանցման գործընթացը տեղի է ունենում որոշակի նյութական միջավայրում, որը բաժանում է տեղեկատվության աղբյուրը և ստացողին, որը կոչվում է. ալիք տեղեկատվության փոխանցում։ Տեղեկատվությունը ալիքով փոխանցվում է ազդանշանների, նշանների, նշանների որոշակի հաջորդականության տեսքով, որոնք կոչվում են. հաղորդագրություն. Ստացողտեղեկատվությունը մի օբյեկտ է, որը ստանում է հաղորդագրություն, որի արդյունքում որոշակի փոփոխություններ են տեղի ունենում իր վիճակում: Վերոհիշյալ բոլորը սխեմատիկորեն պատկերված են նկարում:

Տեղեկատվության փոխանցում

Մարդը տեղեկատվություն է ստանում այն ​​ամենից, ինչ իրեն շրջապատում է զգայարանների միջոցով՝ լսողություն, տեսողություն, հոտ, հպում, համ։ Մարդը ամենամեծ քանակությամբ տեղեկատվություն է ստանում լսողության և տեսողության միջոցով: Ձայնային հաղորդագրությունները ընկալվում են ականջի ակուստիկ ազդանշաններով անընդհատ միջավայրում (առավել հաճախ օդում): Տեսողությունը ընկալում է լուսային ազդանշաններ, որոնք փոխանցում են առարկաների պատկերները:

Յուրաքանչյուր հաղորդագրություն չէ, որ տեղեկատվական է մարդու համար: Օրինակ, անհասկանալի լեզվով հաղորդագրությունը, թեև փոխանցվում է անձին, նրա համար տեղեկատվություն չի պարունակում և չի կարող համապատասխան փոփոխություններ առաջացնել նրա վիճակի մեջ (տես « Տեղեկություն»).

Տեղեկատվական ալիքը կարող է կամ բնական բնույթ ունենալ (մթնոլորտային օդ, որով փոխանցվում են ձայնային ալիքները, արևի լույսը, որը արտացոլվում է դիտարկվող առարկաներից), կամ ստեղծվել արհեստականորեն: Վերջին դեպքում խոսքը կապի տեխնիկական միջոցների մասին է։

Տեխնիկական տեղեկատվության փոխանցման համակարգեր

Հեռավորության վրա տեղեկատվության փոխանցման առաջին տեխնիկական միջոցը հեռագիրն էր, որը հորինել է ամերիկացի Սամուել Մորզը 1837 թվականին։ 1876 ​​թվականին ամերիկացի Ա. Բելը հորինում է հեռախոսը։ Գերմանացի ֆիզիկոս Հայնրիխ Հերցի (1886) էլեկտրամագնիսական ալիքների հայտնաբերման հիման վրա Ա.Ս. Պոպովը Ռուսաստանում 1895 թվականին և գրեթե միաժամանակ նրա հետ 1896 թվականին Գ.Մարկոնիի կողմից Իտալիայում հայտնագործվեց ռադիոն։ Հեռուստատեսությունն ու ինտերնետը հայտնվեցին քսաներորդ դարում։

Տեղեկատվական հաղորդակցության թվարկված բոլոր տեխնիկական մեթոդները հիմնված են հեռավորության վրա ֆիզիկական (էլեկտրական կամ էլեկտրամագնիսական) ազդանշանի փոխանցման վրա և ենթակա են որոշակի ընդհանուր օրենքների: Այս օրենքների ուսումնասիրությունն իրականացվում է կապի տեսություն, որը ծագել է 1920-ական թթ. Հաղորդակցության տեսության մաթեմատիկական ապարատ - կապի մաթեմատիկական տեսություն, մշակվել է ամերիկացի գիտնական Կլոդ Շենոնի կողմից։

Կլոդ Էլվուդ Շենոն (1916–2001), ԱՄՆ

Կլոդ Շենոնն առաջարկել է տեխնիկական հաղորդակցության ուղիներով տեղեկատվության փոխանցման գործընթացի մոդել՝ ներկայացված դիագրամով։

Տեխնիկական տեղեկատվության փոխանցման համակարգ

Այստեղ կոդավորումը վերաբերում է աղբյուրից ստացվող տեղեկատվության ցանկացած փոխակերպմանը հաղորդակցման ալիքով դրա փոխանցման համար հարմար ձևի: Վերծանում - հակադարձ ազդանշանային հաջորդականության փոխակերպում.

Նման սխեմայի գործարկումը կարելի է բացատրել՝ օգտագործելով հեռախոսով խոսելու ծանոթ գործընթացը։ Տեղեկատվության աղբյուրը խոսող մարդն է։ Կոդավորող սարքը հեռախոսի հեռախոսի խոսափող է, որի օգնությամբ ձայնային ալիքները (խոսքը) վերածվում են էլեկտրական ազդանշանների։ Կապի ալիքը հեռախոսային ցանցն է (լարեր, հեռախոսային հանգույցների անջատիչներ, որոնցով անցնում է ազդանշանը): Ապակոդավորող սարքը լսող անձի հեռախոսն է (ականջակալը)՝ տեղեկատվության ստացողը։ Այստեղ մուտքային էլեկտրական ազդանշանը վերածվում է ձայնի։

Ժամանակակից համակարգչային համակարգերտեղեկատվության փոխանցում - համակարգչային ցանցերն աշխատում են նույն սկզբունքով: Գոյություն ունի կոդավորման գործընթաց, որը փոխակերպում է երկուական համակարգչային ծածկագիրը այնպիսի ֆիզիկական ազդանշանի, որը փոխանցվում է կապի ալիքով: Ապակոդավորումը ներառում է փոխանցված ազդանշանը նորից համակարգչային կոդի վերածելը: Օրինակ, համակարգչային ցանցերում հեռախոսագծեր օգտագործելիս կոդավորման-վերծանման գործառույթները կատարվում են մոդեմ կոչվող սարքի միջոցով։

Ալիքի հզորությունը և տեղեկատվության փոխանցման արագությունը

Տեխնիկական տեղեկատվության փոխանցման համակարգերի մշակողները պետք է լուծեն երկու փոխկապակցված խնդիր՝ ինչպես ապահովել տեղեկատվության փոխանցման ամենաբարձր արագությունը և ինչպես նվազեցնել տեղեկատվության կորուստը փոխանցման ընթացքում: Կլոդ Շենոնն առաջին գիտնականն էր, ով իր վրա վերցրեց այս խնդիրները և ստեղծեց նոր գիտություն այն ժամանակվա համար. տեղեկատվության տեսություն.

Կ. Շենոնը որոշեց կապի ուղիներով փոխանցվող տեղեկատվության քանակի չափման մեթոդ: Նրանք ներկայացրեցին հայեցակարգը ալիքի հզորությունը,որպես տեղեկատվության փոխանցման առավելագույն հնարավոր արագություն:Այս արագությունը չափվում է վայրկյանում բիթերով (նաև կիլոբիթ/վրկ, մեգաբիթ/վրկ):

Կապի ալիքի հզորությունը կախված է դրա տեխնիկական իրականացումից: Օրինակ՝ համակարգչային ցանցերն օգտագործում են կապի հետևյալ միջոցները.

հեռախոսագծեր,

Էլեկտրական մալուխի միացում,

Օպտիկամանրաթելային մալուխային հաղորդակցություն,

Ռադիոկապ.

Հեռախոսային գծերի հզորությունը տասնյակ, հարյուրավոր Կբիթ/վրկ է; Օպտիկամանրաթելային գծերի և ռադիոկապի գծերի թողունակությունը չափվում է տասնյակ և հարյուրավոր Մբիթ/վրկ-ով:

Աղմուկ, աղմուկի պաշտպանություն

«Աղմուկ» տերմինը վերաբերում է տարբեր տեսակներմիջամտություն, որը խեղաթյուրում է փոխանցվող ազդանշանը և հանգեցնում տեղեկատվության կորստի: Նման միջամտությունը հիմնականում առաջանում է տեխնիկական պատճառներով՝ կապի գծերի վատ որակ, միևնույն ալիքներով միմյանցից փոխանցվող տարբեր տեղեկատվական հոսքերի անապահովություն: Երբեմն հեռախոսով խոսելիս լսում ենք աղմուկ, ճռճռոցներ, որոնք դժվարացնում են զրուցակցին հասկանալը, կամ մեր խոսակցության վրա դրվում է բոլորովին այլ մարդկանց խոսակցությունը։

Աղմուկի առկայությունը հանգեցնում է փոխանցվող տեղեկատվության կորստի: Նման դեպքերում անհրաժեշտ է աղմուկից պաշտպանություն:

Առաջին հերթին, տեխնիկական մեթոդներ են օգտագործվում հաղորդակցության ուղիները աղմուկից պաշտպանելու համար: Օրինակ՝ պաշտպանված մալուխի օգտագործումը մերկ մետաղալարերի փոխարեն; տարբեր տեսակի ֆիլտրերի օգտագործումը, որոնք առանձնացնում են օգտակար ազդանշանը աղմուկից և այլն:

մշակվել է Կլոդ Շենոնի կողմից կոդավորման տեսություն, տալով աղմուկի դեմ պայքարի մեթոդներ։ Այս տեսության կարևոր գաղափարներից մեկն այն է, որ կապի գծով փոխանցվող կոդը պետք է լինի ավելորդ. Դրա շնորհիվ փոխանցման ընթացքում տեղեկատվության որոշ մասի կորուստը կարող է փոխհատուցվել։ Օրինակ՝ եթե հեռախոսով խոսելիս դժվար լսողություն ունեք, ապա յուրաքանչյուր բառը երկու անգամ կրկնելով՝ ավելի մեծ հնարավորություն ունեք, որ դիմացինը ձեզ ճիշտ կհասկանա։

Այնուամենայնիվ, ավելորդությունը չպետք է չափազանց մեծ լինի: Սա կհանգեցնի ուշացումների և կապի ավելի բարձր ծախսերի: Կոդավորման տեսությունը թույլ է տալիս ստանալ օպտիմալ ծածկագիր: Այս դեպքում փոխանցվող տեղեկատվության ավելորդությունը կլինի հնարավորինս նվազագույնը, իսկ ստացված տեղեկատվության հավաստիությունը՝ առավելագույնը։

Ժամանակակից թվային հաղորդակցման համակարգերում փոխանցման ընթացքում տեղեկատվության կորստի դեմ պայքարելու համար հաճախ օգտագործվում է հետևյալ տեխնիկան. Ամբողջ հաղորդագրությունը բաժանված է մասերի. փաթեթներ. Յուրաքանչյուր փաթեթի համար այն հաշվարկվում է ստուգեք գումարը(երկուական թվերի գումարը), որը փոխանցվում է այս փաթեթի հետ միասին: Ստացող վայրում ստացված փաթեթի ստուգման գումարը վերահաշվարկվում է, և եթե այն չի համընկնում սկզբնական գումարի հետ, ապա այս փաթեթի փոխանցումը կրկնվում է: Դա տեղի կունենա մինչև նախնական և վերջնական չեկային գումարներչի համընկնի.

Ուղեցույցներ

Տեղեկատվության փոխանցումը պրոպադևտիկ և հիմնական ինֆորմատիկայի դասընթացներում դիտարկելիս այս թեման առաջին հերթին պետք է քննարկվի անձի՝ որպես տեղեկատվություն ստացողի դիրքերից։ Շրջապատող աշխարհից տեղեկատվություն ստանալու ունակությունը մարդու գոյության ամենակարեւոր պայմանն է: Մարդու զգայական օրգանները մարդու մարմնի տեղեկատվական ուղիներն են, որոնք հաղորդակցվում են մարդու և արտաքին միջավայրի միջև: Այս չափանիշի հիման վրա տեղեկատվությունը բաժանվում է տեսողական, լսողական, հոտառական, շոշափելի և համային: Այն բանի հիմնավորումը, որ համը, հոտը և հպումը մարդուն տեղեկատվություն են տալիս, հետևյալն է՝ մենք հիշում ենք ծանոթ առարկաների հոտերը, ծանոթ ուտելիքի համը և ծանոթ առարկաները ճանաչում ենք հպումով: Իսկ մեր հիշողության բովանդակությունը պահպանված տեղեկատվություն է:

Աշակերտներին պետք է ասել, որ կենդանական աշխարհում զգայարանների տեղեկատվական դերը տարբերվում է մարդկանցից: Հոտառությունը կենդանիների համար կարևոր տեղեկատվական ֆունկցիա է կատարում։ Ծառայողական շների բարձր հոտառությունն օգտագործվում է իրավապահ մարմինների կողմից հանցագործներին որոնելու, թմրանյութեր հայտնաբերելու և այլն: Կենդանիների տեսողական և լսողական ընկալումը տարբերվում է մարդկանցից: Օրինակ, հայտնի է, որ չղջիկները լսում են ուլտրաձայնը, իսկ կատուները տեսնում են մթության մեջ (մարդու տեսանկյունից):

Այս թեմայի շրջանակներում ուսանողները պետք է կարողանան տալ կոնկրետ օրինակներտեղեկատվության փոխանցման գործընթացը, որոշեք այս օրինակների համար աղբյուրը, տեղեկատվության ստացողը, օգտագործված տեղեկատվության փոխանցման ուղիները:

Ավագ դպրոցում համակարգչային գիտություն սովորելիս աշակերտներին պետք է ծանոթացվեն հաղորդակցության տեխնիկական տեսության հիմնական սկզբունքներին՝ կոդավորման, վերծանման, տեղեկատվության փոխանցման արագության հասկացություններին, թողունակությունըալիք, աղմուկ, աղմուկի պաշտպանություն: Այս խնդիրները կարելի է դիտարկել «Համակարգչային ցանցերի տեխնիկական միջոցներ» թեմայի շրջանակներում։

9. Համարների ներկայացում

Թվերը մաթեմատիկայի մեջ

Թիվը մաթեմատիկայի ամենակարևոր հասկացությունն է, որը ձևավորվել և զարգացել է մարդկության պատմության երկար ժամանակաշրջանում: Մարդիկ սկսել են թվերի հետ աշխատել դեռևս պարզունակ ժամանակներից։ Սկզբում մարդն աշխատում էր միայն դրական ամբողջ թվերով, որոնք կոչվում են բնական թվեր. մարդկային միտքը» (ինչպես նրանք գրել են հին սլավոնական մաթեմատիկական տրակտատներում):

Մաթեմատիկական գիտության զարգացումը հանգեցրել է այն եզրակացության, որ ամենամեծ թիվը չկա։ Մաթեմատիկական տեսանկյունից բնական թվերի շարքն անվերջ է, այսինքն. սահմանափակված չէ. Մաթեմատիկայում բացասական թվի հայեցակարգի ի հայտ գալով (Ռ. Դեկարտ, 17-րդ դար Եվրոպայում, շատ ավելի վաղ՝ Հնդկաստանում), պարզվեց, որ ամբողջ թվերի բազմությունը անսահմանափակ է և՛ «ձախից», և՛ «աջից»։ . Ամբողջ թվերի մաթեմատիկական բազմությունը դիսկրետ է և անսահմանափակ (անսահման):

Իրական (կամ իրական) թվի հասկացությունը մաթեմատիկա է ներմուծվել Իսահակ Նյուտոնի կողմից 18-րդ դարում։ Մաթեմատիկական տեսանկյունից իրական թվերի բազմությունը անվերջ է և շարունակական. Այն ներառում է բազմաթիվ ամբողջ թվեր և անսահման թվով ոչ ամբողջ թվեր։ Թվային գծի ցանկացած երկու կետի միջև ընկած է անսահման թվով իրական թվեր: Իրական թվի հասկացության հետ կապված է շարունակական թվային գծի գաղափարը, որի ցանկացած կետ համապատասխանում է իրական թվին:

Ամբողջ թվերի ներկայացում

Համակարգչի հիշողության մեջ թվերը պահվում են երկուական թվային համակարգում(սմ. " Թվային համակարգեր«2). Համակարգչում կա ամբողջ թվերի ներկայացման երկու ձև՝ անստորագիր ամբողջ թվեր և ստորագրված ամբողջ թվեր:

Աննշան ամբողջ թվեր - Սա մի շարք դրական թվերի հավաքածու, Որտեղ կ- սա թվի համար հատկացված հիշողության բջիջի լայնությունն է: Օրինակ, եթե 16 բիթանոց հիշողության բջիջ (2 բայթ) հատկացված է ամբողջ թվին, ապա ամենամեծ թիվը կլինի հետևյալը.

Տասնորդական թվային համակարգում դա համապատասխանում է՝ 2 16 – 1 = 65 535

Եթե ​​բջիջի բոլոր թվանշանները զրո են, ապա այն կլինի զրո: Այսպիսով, 16-բիթանոց բջիջը կարող է պահել 2 16 = 65,536 ամբողջ թիվ:

Ստորագրված ամբողջ թվեր տիրույթում դրական և բացասական թվերի բազմություն է[–2 կ–1 , 2 կ-տասնմեկ]: Օրինակ, երբ կ= 16 ամբողջ թվերի ներկայացման տիրույթ՝ [–32,768, 32,767]: Հիշողության բջիջի ամենակարևոր բիթը պահպանում է թվի նշանը. 0-ը դրական թիվ է, 1-ը բացասական թիվ է: Ամենամեծ դրական թիվը՝ 32767, ունի հետևյալ ներկայացումը.

Օրինակ, 255 տասնորդական թիվը երկուականի վերածվելուց և 16-բիթանոց հիշողության բջիջում տեղադրվելուց հետո կունենա հետևյալ ներքին ներկայացումը.

Բացասական ամբողջ թվերը ներկայացված են երկուսի լրացման մեջ: Լրացուցիչ ծածկագիրդրական թիվ Ն- Սա դրա երկուական ներկայացումը, որը, երբ ավելացվում է թվային ծածկագրին Ն իմաստ է տալիս 2 կ. Այստեղ կ- հիշողության բջիջի բիթերի քանակը: Օրինակ, 255 համարի լրացման կոդը կլինի.

Սա բացասական –255 թվի ներկայացումն է: Ավելացնենք 255 և –255 թվերի ծածկագրերը.

Ամենաբարձր թվանշան ունեցողը «դուրս է ընկել» խցից, ուստի գումարը զրո է։ Բայց այսպես պետք է լինի. Ն + (–Ն) = 0. Համակարգչային պրոցեսորը հանման գործողությունը կատարում է որպես գումարում հանվող թվի լրացուցիչ ծածկագրով։ Այս դեպքում բջիջների արտահոսքը (սահմանային արժեքները գերազանցող) չի ընդհատում ծրագրի կատարումը: Ծրագրավորողը պետք է իմանա և հաշվի առնի այս հանգամանքը։

Համակարգչում իրական թվերը ներկայացնելու ձևաչափը կոչվում է լողացող կետի ձևաչափ. Իրական թիվ Ռներկայացված է որպես մանտիսայի արտադրանք մթվային համակարգի հիման վրա nորոշ չափով էջ, որը կոչվում է կարգ. Ռ= մ ? n p.

Թիվը լողացող կետի տեսքով ներկայացնելը միանշանակ չէ: Օրինակ՝ 25.324 տասնորդական թվի համար ճշմարիտ են հետևյալ հավասարումները.

25,324 = 2,5324? 10 1 = 0,0025324 ? 10 4 = 2532,4? 10-2 և այլն:

Անորոշությունից խուսափելու համար մենք պայմանավորվեցինք օգտագործել համակարգիչը թվի նորմալացված ներկայացում լողացող կետի տեսքով: Մանտիսանորմալացված ներկայացուցչությունում պետք է բավարարի պայմանը՝ 0.1 nմ < 1 n. Այսինքն՝ մանտիսան մեկից փոքր է, իսկ առաջին նշանակալի թվանշանը զրո չէ։ Որոշ դեպքերում նորմալացման պայմանն ընդունվում է հետևյալ կերպ. 1 n մ < 10 n .

IN համակարգչային հիշողություն մանտիսա ներկայացված է որպես ամբողջ թիվ, որը պարունակում է միայն նշանակալի թվեր(0 ամբողջ թիվ և ստորակետեր չեն պահվում): Հետևաբար, իրական թվի ներքին ներկայացումը կրճատվում է մի զույգ ամբողջ թվերի ներկայացման՝ մանտիսա և ցուցիչ:

Տարբեր տեսակի համակարգիչներ օգտագործում են տարբեր տարբերակներ՝ թվերը լողացող կետի տեսքով ներկայացնելու համար: Դիտարկենք չորս բայթանոց հիշողության բջիջում իրական թվի ներքին ներկայացման տարբերակներից մեկը:

Բջիջը պետք է պարունակի թվի մասին հետևյալ տեղեկատվությունը` թվի նշանը, կարգը և մանտիսայի նշանակալի թվանշանները:

1-ին բայթի ամենակարևոր բիթը պահպանում է թվի նշանը. 0 նշանակում է գումարած, 1 նշանակում է մինուս: Առաջին բայթի մնացած 7 բիթերը պարունակում են մեքենայի պատվեր. Հաջորդ երեք բայթերը պահում են մանտիսայի նշանակալի թվանշանները (24 բիթ):

Յոթ երկուական թվանշանները պարունակում են երկուական թվեր 0000000-ից մինչև 1111111 միջակայքում: Սա նշանակում է, որ մեքենայի կարգը տատանվում է 0-ից մինչև 127 միջակայքում (տասնորդական թվային համակարգում): Ընդհանուր առմամբ կա 128 արժեք: Պատվերը, ակնհայտորեն, կարող է լինել կամ դրական կամ բացասական։ Խելամիտ է այս 128 արժեքները հավասարապես բաժանել դրական և բացասական կարգի արժեքների միջև՝ -64-ից մինչև 63:

Մեքենայի պատվեր շեղված է մաթեմատիկականի համեմատ և ունի միայն դրական արժեքներ։ Օֆսեթն ընտրվում է այնպես, որ մաթեմատիկական պատվերի նվազագույն արժեքը համապատասխանի զրոյի:

Մեքենայի կարգի (Mp) և մաթեմատիկական կարգի (p) միջև կապը քննարկվող դեպքում արտահայտվում է բանաձևով՝ Mp = p + 64։

Ստացված բանաձևը գրված է տասնորդական համակարգում։ Երկուական համակարգում բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝ Mp 2 = p 2 + 100 0000 2:

Իրական թվի ներքին ներկայացումը գրելու համար անհրաժեշտ է.

1) այս թվի մոդուլը վերածել երկուական թվային համակարգի՝ 24 նշանակալի թվանշաններով,

2) նորմալացնել երկուական թիվը,

3) գտնել մեքենայի պատվերը երկուական թվային համակարգում,

4) հաշվի առնելով թվի նշանը, գրի առեք դրա պատկերը չորս բայթ մեքենայական բառով.

Օրինակ. 250.1875 թվի ներքին ներկայացումը գրի՛ր լողացող կետի տեսքով։

1. Փոխարկենք այն երկուական թվային համակարգի՝ 24 նշանակալի թվանշաններով.

250,1875 10 = 11111010,0011000000000000 2 .

2. Գրեք այն նորմալացված երկուական լողացող կետի թվի տեսքով.

0.111110100011000000000000 H 10 2 1000 .

Ահա մանտիսան՝ թվային համակարգի հիմքը
(2 10 = 10 2) և կարգը (8 10 = 1000 2) գրված են երկուական տարբերակով:

3. Հաշվարկենք մեքենայի կարգը երկուական թվային համակարգում.

Mp 2 = 1000 + 100 0000 = 100 1000:

4. Գրե՛ք թվի ներկայացումը չորս բայթանոց հիշողության բջիջում՝ հաշվի առնելով թվի նշանը.

Տասնվեցական ձև՝ 48FA3000:

Իրական թվերի տիրույթը շատ ավելի լայն է, քան ամբողջ թվերի տիրույթը։ Դրական և բացասական թվերը գտնվում են սիմետրիկ զրոյի շուրջ: Այսպիսով, առավելագույն և նվազագույն թվերը հավասար են բացարձակ արժեքով:

Ամենափոքր թիվը բացարձակ արժեքով զրո է: Լողացող կետի ձևով բացարձակ արժեքով ամենամեծ թիվը ամենամեծ մանտիսա և ամենամեծ ցուցիչ ունեցող թիվն է:

Չորս բայթ մեքենա բառի համար այս թիվը կլինի.

0.11111111111111111111111 · 10 2 1111111.

Տասնորդական թվային համակարգի վերածելուց հետո մենք ստանում ենք.

MAX = (1 – 2 –24) · 2 63 10 19:

Եթե ​​իրական թվերով հաշվարկների ժամանակ արդյունքը դուրս է գալիս թույլատրելի միջակայքից, ապա ծրագրի կատարումն ընդհատվում է։ Դա տեղի է ունենում, օրինակ, զրոյի կամ զրոյին մոտ շատ փոքր թվի բաժանելիս։

Իրական թվերը, որոնց բիթային խորությունը գերազանցում է հիշողության բջիջում մանտիսաին հատկացված բիթերի թիվը, համակարգչում ներկայացված են մոտավորապես («կտրված» մանտիսայով): Օրինակ՝ 0.1 ռացիոնալ տասնորդական թիվը համակարգչում կներկայացվի մոտավորապես (կլորացված), քանի որ երկուական թվային համակարգում նրա մանտիսան ունի անսահման թվով թվեր։ Այս մոտարկման հետևանքը իրական թվերով մեքենայական հաշվարկների սխալն է։

Համակարգիչը մոտավորապես իրական թվերով հաշվարկներ է կատարում։ Նման հաշվարկների սխալը կոչվում է մեքենայի կլորացման սխալ.

Իրական թվերի բազմությունը, որը կարող է ճշգրտորեն ներկայացված լինել համակարգչի հիշողության մեջ լողացող կետի տեսքով, սահմանափակ է և դիսկրետ: Դիսկրետությունը հետևանք է մանտիսայի բիթերի սահմանափակ քանակի, ինչպես քննարկվեց վերևում:

Համակարգչի հիշողության մեջ ճշգրիտ ներկայացվող իրական թվերի թիվը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով բանաձևը. Ն = 2 տ · ( U – Լ+ 1) + 1. Այստեղ տ- մանտիսայի երկուական թվանշանների քանակը. U- մաթեմատիկական կարգի առավելագույն արժեքը. Լ- նվազագույն պատվերի արժեքը. Վերևում քննարկված ներկայացուցչական տարբերակի համար ( տ = 24, U = 63,
Լ= –64) պարզվում է. Ն = 2 146 683 548.

Ուղեցույցներ

Համակարգչով թվային տեղեկատվության ներկայացման թեման առկա է ինչպես տարրական դպրոցի, այնպես էլ ավագ դպրոցի ստանդարտում:

Հիմնական դպրոցում (հիմնական դասընթաց) բավական է դիտարկել ամբողջ թվերի ներկայացումը համակարգչում։ Այս հարցի ուսումնասիրությունը հնարավոր է միայն «Թվային համակարգեր» թեմային ծանոթանալուց հետո։ Բացի այդ, համակարգչային ճարտարապետության սկզբունքներից ուսանողները պետք է իմանան, որ համակարգիչը աշխատում է երկուական թվային համակարգով:

Ամբողջ թվերի ներկայացումը դիտարկելիս հիմնական ուշադրությունը պետք է դարձնել ամբողջ թվերի սահմանափակ տիրույթին, այս տիրույթի միացմանը հատկացված հիշողության բջիջի բիթային հզորության հետ. կ. Դրական թվերի համար (առանց նշանի)՝ , դրական և բացասական թվերի համար (նշանով)՝ [–2 կ–1 , 2 կ–1 – 1].

Թվերի ներքին պատկերացում ստանալը պետք է վերլուծվի օրինակների միջոցով: Որից հետո, անալոգիայով, ուսանողները պետք է ինքնուրույն լուծեն նման խնդիրները։

Օրինակ 1. Ստացեք 1607 ամբողջ թվի ներքին ստորագրված ձևաչափի ներկայացումը երկու բայթանոց հիշողության վայրում:

1) Թիվը փոխարկեք երկուական թվային համակարգի՝ 1607 10 = 11001000111 2:

2) Ձախից 16 թվանշանին ավելացնելով զրոներ, մենք ստանում ենք այս թվի ներքին ներկայացումը բջիջում.

Ցանկալի է ցույց տալ, թե ինչպես է այս կոդը գրելու սեղմված ձևը օգտագործում տասնվեցական ձև, որը ստացվում է երկուական թվերի յուրաքանչյուր քառակի փոխարինելով մեկ տասնվեցական թվանշանով՝ 0647 (տես « Թվային համակարգեր” 2).

Ավելի բարդ խնդիր է ստանալ բացասական ամբողջ թվի ներքին ներկայացումը (– Ն) - լրացուցիչ ծածկագիր: Դուք պետք է ուսանողներին ցույց տաք այս ընթացակարգի ալգորիթմը.

1) ստացեք դրական թվի ներքին ներկայացում Ն;

2) ստանալ այս թվի հակադարձ կոդը՝ 0-ը 1-ով, իսկ 1-ը 0-ով փոխարինելով.

3) ստացված թվին ավելացրեք 1.

Օրինակ 2. Ստացեք բացասական ամբողջ թվի ներքին ներկայացումը –1607 երկու բայթանոց հիշողության վայրում:

Օգտակար է ուսանողներին ցույց տալ, թե ինչ տեսք ունի ամենափոքր բացասական թվի ներքին ներկայացումը: Երկու բայթանոց բջիջում սա –32768 է:

1) հեշտ է 32,768 թիվը փոխարկել երկուական թվային համակարգին, քանի որ 32,768 = 2 15: Հետևաբար, երկուականում դա հետևյալն է.

1000000000000000

2) գրել հակառակ կոդը.

0111111111111111

3) այս երկուական թվին ավելացրե՛ք մեկը, մենք ստանում ենք

Մեկը առաջին բիթում նշանակում է մինուս նշան: Կարիք չկա մտածել, որ ստացված կոդը մինուս զրո է։ Սա -32,768 է լրացման տեսքով: Սրանք ամբողջ թվերի մեքենայական ներկայացման կանոններն են։

Այս օրինակը ցույց տալուց հետո ուսանողներին խնդրեք ինքնուրույն ապացուցել, որ 32767 + (–32768) թվերի ծածկագրերը գումարելիս ստացվում է –1 թվի կոդը:

Ըստ ստանդարտի՝ իրական թվերի ներկայացումը պետք է ուսումնասիրվի ավագ դպրոցում։ Համակարգչային գիտություն 10-11-րդ դասարաններում հիմնական մակարդակով սովորելիս բավական է ուսանողներին որակապես պատմել իրական թվերի հետ համակարգչի աշխատանքի հիմնական հատկանիշների մասին. իրական թվերով մեքենաների հաշվարկների սխալի մասին, որ համակարգիչը իրական թվերով հաշվարկներ է կատարում ավելի դանդաղ, քան ամբողջ թվերով։

Պրոֆիլային մակարդակում սովորելը պահանջում է մանրամասն վերլուծությունիրական թվերը լողացող կետի ձևաչափով ներկայացնելու մեթոդներ, իրական թվերով համակարգչում հաշվարկներ կատարելու առանձնահատկությունների վերլուծություն: Այստեղ շատ կարևոր խնդիր է հաշվարկների սխալների գնահատումը, արժեքի կորստի կանխումը, ծրագրի ընդհատումը։ Այս հարցերի վերաբերյալ մանրամասն նյութը հասանելի է ուսումնասիրության ուղեցույցում:

10. Համարային համակարգ

Համարների համակարգ - սա թվերի ներկայացման միջոց է և թվերի վրա գործելու համապատասխան կանոններ. Տարբեր թվային համակարգեր, որոնք գոյություն ունեին նախկինում և որոնք օգտագործվում են այսօր, կարելի է բաժանել ոչ դիրքայինԵվ դիրքային. Նշաններ, որոնք օգտագործվում են թվեր գրելիս, կոչվում են թվերով։

IN ոչ դիրքային թվային համակարգեր թվանշանի նշանակությունը կախված չէ թվի մեջ նրա դիրքից.

Ոչ դիրքային թվային համակարգի օրինակ է հռոմեական համակարգը (հռոմեական թվեր): Հռոմեական համակարգում լատինատառերը օգտագործվում են որպես թվեր.

Օրինակ 1. CCXXXII թիվը կազմված է երկու հարյուրից, երեք տասնյակից և երկու միավորից և հավասար է երկու հարյուր երեսուներկուի:

Հռոմեական թվերով թվերը գրվում են ձախից աջ նվազման կարգով։ Այս դեպքում դրանց արժեքները գումարվում են միասին: Եթե ​​ձախ կողմում ավելի փոքր թիվ է գրված, իսկ աջում՝ ավելի մեծ, ապա դրանց արժեքները հանվում են։

VI = 5 + 1 = 6; IV = 5 – 1 = 4:

MCMXCVIII = 1000 + (–100 + 1000) +

+ (–10 + 100) + 5 + 1 + 1 + 1 = 1998.

IN դիրքային թվային համակարգեր Թվերի նշման մեջ թվանշանով նշված արժեքը կախված է դրա դիրքից. Օգտագործված թվանշանների թիվը կոչվում է դիրքային թվային համակարգի հիմք։

Ժամանակակից մաթեմատիկայի մեջ օգտագործվող թվային համակարգն է դիրքային տասնորդական համակարգ. Նրա հիմքը տաս է, քանի որ Ցանկացած թվեր գրվում են տասը թվանշաններով.

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Այս համակարգի դիրքային բնույթը հեշտ է հասկանալ՝ օգտագործելով ցանկացած բազմանիշ թվի օրինակ: Օրինակ՝ 333 թվի մեջ առաջին երեքը նշանակում է երեք հարյուր, երկրորդը՝ երեք տասնյակ, երրորդը՝ երեք միավոր։

Դիրքային համակարգում թվեր գրել արմատով nՊետք է ունենալ Այբուբեն-ից nթվեր Սովորաբար դրա համար n < 10 используют nառաջին արաբական թվերը և երբ n> Տասը արաբական թվերին ավելացվում է 10 տառ: Ահա մի քանի համակարգերի այբուբենների օրինակներ.

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է նշել համակարգի հիմքը, որին պատկանում է համարը, ապա դրան նշանակվում է այս համարի բաժանորդ: Օրինակ:

101101 2, 3671 8, 3B8F 16.

Հիմք ունեցող թվային համակարգում ք (ք-արի թվային համակարգ) թվանշանների միավորները թվի հաջորդական հզորություններ են ք. քցանկացած կատեգորիայի միավորները կազմում են հաջորդ կատեգորիայի միավորը: Թիվ գրելու համար ք- Պահանջվում է թվային համակարգ քտարբեր նշաններ (նիշեր), որոնք ներկայացնում են 0, 1, ... թվերը, ք– 1. Թիվ գրելը քՎ ք- Արի թվային համակարգը ունի 10 ձև:

Թիվ գրելու ընդլայնված ձև

Թող Աք- համարը բազային համակարգում ք, նա -թվային գրառման մեջ առկա տվյալ թվային համակարգի թվանշանները Ա, n+ 1 - թվի ամբողջ մասի թվանշանների թիվը, մ- թվի կոտորակային մասի թվանշանների թիվը.

Թվի ընդլայնված ձևը Ակոչվում է ռեկորդ հետևյալ ձևով.

Օրինակ, տասնորդական թվի համար.

Հետևյալ օրինակները ցույց են տալիս տասնվեցական և երկուական թվերի ընդլայնված ձևը.

Ցանկացած թվային համակարգում դրա հիմքը գրվում է որպես 10:

Եթե ​​ոչ տասնորդական թվի ընդլայնված ձևով բոլոր անդամները ներկայացված են տասնորդական համակարգում և ստացված արտահայտությունը հաշվարկվում է տասնորդական թվաբանության կանոններով, ապա տասնորդական համակարգում կստացվի տրվածին հավասար թիվ։ Այս սկզբունքն օգտագործվում է ոչ տասնորդական համակարգից տասնորդական համակարգի փոխարկելու համար։ Օրինակ, վերևում գրված թվերը տասնորդական համակարգի վերածելը կատարվում է այսպես.

Տասնորդական թվերի փոխակերպում այլ թվային համակարգերի

Ամբողջ թվերի փոխարկում

Ամբողջ տասնորդական թիվ Xպետք է փոխակերպվի հիմք ունեցող համակարգի ք: X = (ա n ա n-1 …ա 1 ա 0) ք. Մենք պետք է գտնենք թվի նշանակալի թվանշանները. . Ներկայացնենք թիվը ընդլայնված ձևով և կատարենք նույնական փոխակերպումը.

Սրանից պարզ է դառնում, որ ա 0 Թիվը բաժանելիս մնում է մնացորդ Xմեկ թվով ք. Փակագծերում դրված արտահայտությունը այս բաժանման ամբողջ թիվն է: Նշանակենք դրանով X 1. Կատարելով նմանատիպ փոխակերպումներ՝ ստանում ենք.

Հետևաբար, ա 1-ը բաժանման մնացորդն է X 1 հատ ք. Շարունակելով բաժանումը մնացորդով, մենք կստանանք ցանկալի թվի թվանշանների հաջորդականություն: Թիվ անԱյս բաժանումների շղթայում կլինի վերջին գործակիցը, այնքան փոքր ք.

Եկեք ձևակերպենք արդյունքում ստացված կանոնը. դրա համար ամբողջ տասնորդական թիվը տարբեր հիմքով թվային համակարգի փոխարկելու համար անհրաժեշտ է:

1) արտահայտել նոր թվային համակարգի հիմքը տասնորդական թվային համակարգում և կատարել բոլոր հետագա գործողությունները տասնորդական թվաբանության կանոններով.

2) տրված թիվը և ստացված թերի քանորդները հաջորդաբար բաժանել նոր թվային համակարգի հիմքի վրա, մինչև ստացվի կիսատ, որը փոքր է բաժանարարից.

3) ստացված մնացորդները, որոնք թվի թվերն են նոր համակարգթվեր, դրանք համապատասխանեցնել նոր թվային համակարգի այբուբենին.

4) նոր թվային համակարգում թիվ կազմել՝ սկսած վերջին քանորդից:

Օրինակ 1. 37 10 թիվը դարձրեք երկուականի:

Թվերի թվանշաններ նշանակելու համար մենք օգտագործում ենք սիմվոլիզմ. ա 5 ա 4 ա 3 ա 2 ա 1 ա 0

Այսպիսով՝ 37 10 = l00l0l 2

Օրինակ 2. 315 տասնորդական թիվը փոխարկեք ութնյակային և տասնվեցական համակարգերի.

Հետևում է՝ 315 10 = 473 8 = 13B 16: Հիշեցնենք, որ 11 10 = B 16:

Տասնորդական կոտորակ X < 1 требуется перевести в систему с основанием ք: X = (0, ա –1 ա –2 … ա-m+1 ա– մ) ք. Մենք պետք է գտնենք թվի նշանակալի թվանշանները. ա –1 ,ա –2 , …, ա– մ. Պատկերացնենք թիվը ընդլայնված տեսքով և այն բազմապատկենք ք:

Սրանից պարզ է դառնում, որ ա–1 Xմեկ թվով ք. Նշենք ըստ X 1 արտադրանքի կոտորակային մասը և այն բազմապատկել ք:

Հետևաբար, ա –2 կա աշխատանքի մի ամբողջ մասը X 1 համարի համար ք. Շարունակելով բազմապատկումը՝ կստանանք թվերի հաջորդականություն։ Հիմա եկեք ձևակերպենք կանոն. տասնորդական կոտորակը այլ հիմքով թվային համակարգի փոխարկելու համար անհրաժեշտ է:

1) տրված թիվը և արտադրյալների ստացված կոտորակային մասերը հաջորդաբար բազմապատկել նոր թվային համակարգի հիմքով, մինչև արտադրյալի կոտորակային մասը հավասարվի զրոյի կամ ձեռք բերվի նոր թվային համակարգում թիվը ներկայացնելու պահանջվող ճշգրտությունը.

2) ստեղծագործությունների ստացված ամբողջ թվային մասերը, որոնք նոր թվային համակարգի թվանշաններ են, համապատասխանեցնել նոր թվային համակարգի այբուբենին.

3) կազմել թվի կոտորակային մասը նոր թվային համակարգում՝ սկսած առաջին արտադրյալի ամբողջ թվից.

Օրինակ 3. 0,1875 տասնորդական կոտորակը փոխարկեք երկուական, օկտալ և տասնվեցական համակարգերի:

Այստեղ ձախ սյունակը պարունակում է թվերի ամբողջական մասը, իսկ աջ սյունակը պարունակում է կոտորակային մասը։

Հետևաբար՝ 0,1875 10 = 0,0011 2 = 0,14 8 = 0,3 16

Ամբողջ թիվ և կոտորակային մաս պարունակող խառը թվերի թարգմանությունն իրականացվում է երկու փուլով. Բնօրինակ թվի ամբողջական և կոտորակային մասերը թարգմանվում են առանձին՝ օգտագործելով համապատասխան ալգորիթմներ։ Նոր թվային համակարգում թվի վերջնական գրանցման ժամանակ ամբողջ թիվը կոտորակայինից բաժանվում է ստորակետով (կետ):

Ուղեցույցներ

«Թվային համակարգեր» թեման անմիջականորեն կապված է թվերի մաթեմատիկական տեսության հետ։ Սակայն, որպես կանոն, այն չի ուսումնասիրվում դպրոցական մաթեմատիկայի դասընթացներում։ Համակարգչային գիտության դասընթացում այս թեման ուսումնասիրելու անհրաժեշտությունը կապված է այն փաստի հետ, որ համակարգչային հիշողության մեջ թվերը ներկայացված են երկուական թվային համակարգում, իսկ վեցանկյուն կամ օկտալ համակարգերն օգտագործվում են հիշողության և հիշողության հասցեների բովանդակությունը արտաքինից ներկայացնելու համար: Սա համակարգչային գիտության կամ ծրագրավորման դասընթացի ավանդական թեմաներից մեկն է: Հարակից լինելով մաթեմատիկային՝ այս թեման նպաստում է նաև դպրոցականների հիմնարար մաթեմատիկական կրթությանը։

Համակարգչային գիտության դասընթացի համար հիմնական հետաքրքրությունը երկուական թվային համակարգի հետ ծանոթությունն է: Երկուական թվային համակարգի օգտագործումը համակարգչում կարելի է դիտարկել երկու առումով՝ 1) երկուական համարակալում, 2) երկուական թվաբանություն, այսինքն. երկուական թվերի վրա թվաբանական հաշվարկներ կատարելը.

Երկուական համարակալում

«Տեքստի ներկայացում համակարգչային հիշողության մեջ» թեմայում աշակերտները հանդիպում են երկուական համարակալման: Կոդավորման աղյուսակի մասին խոսելիս ուսուցիչը պետք է ուսանողներին ասի, որ սիմվոլի ներքին երկուական կոդը նրա սերիական համարն է երկուական թվային համակարգում: Օրինակ՝ ASCII աղյուսակում S տառի թիվը 83 է։ S տառի ութ բիթանոց երկուական կոդը հավասար է երկուական թվային համակարգում այս թվի արժեքին՝ 01010011։

Երկուական հաշվարկներ

Ջոն ֆոն Նեյմանի սկզբունքի համաձայն՝ համակարգիչը հաշվարկներ է կատարում երկուական թվային համակարգում։ Հիմնական դասընթացի շրջանակներում բավական է սահմանափակվել միայն երկուական ամբողջ թվերով հաշվարկները դիտարկելով։ Բազմանիշ թվերով հաշվարկներ կատարելու համար անհրաժեշտ է իմանալ գումարման և միանիշ թվերի բազմապատկման կանոնները։ Սրանք կանոններն են.

Բոլոր թվային համակարգերում գործում է գումարման և բազմապատկման փոփոխականության սկզբունքը։ Երկուական համակարգում բազմանիշ թվերով հաշվարկներ կատարելու տեխնիկան նման է տասնորդական համակարգին։ Այլ կերպ ասած, երկուական համակարգում «սյունակով» գումարման, հանելու և բազմապատկելու և «անկյունով» բաժանելու ընթացակարգերը կատարվում են այնպես, ինչպես տասնորդական համակարգում։

Դիտարկենք երկուական թվերը հանելու և բաժանելու կանոնները։ Հանման գործողությունը գումարման հակադարձ է: Վերոնշյալ գումարման աղյուսակից հետևում են հանման կանոնները.

0 - 0 = 0; 1 - 0 = 1; 10 - 1 = 1.

Ահա բազմանիշ թվերի հանման օրինակ.

Ստացված արդյունքը կարելի է ստուգել՝ ավելացնելով տարբերությունը ենթակետի հետ։ Արդյունքը պետք է լինի նվազող թիվ։

Բաժանումը բազմապատկման հակադարձ գործողությունն է:
Ցանկացած թվային համակարգում դուք չեք կարող բաժանել 0-ի: 1-ի բաժանման արդյունքը հավասար է դիվիդենտին։ Երկուական թիվը 10-ի բաժանելը 2-ով տեղափոխում է տասնորդական տեղը մեկ տեղ դեպի ձախ, ինչպես տասնորդական թիվը տասը բաժանելուն: Օրինակ:

100-ի բաժանումը տասնորդական կետը տեղափոխում է 2 տեղ դեպի ձախ և այլն։ Հիմնական դասընթացը կարող է չընդգրկել բարդ օրինակներբազմանիշ երկուական թվերի բաժանում. Չնայած ընդունակ ուսանողները կարող են հաղթահարել դրանք՝ հասկանալով ընդհանուր սկզբունքները:

Համակարգչային հիշողության մեջ պահվող տեղեկատվությունը իր իսկական երկուական տեսքով ներկայացնելը բավականին դժվար է թվանշանների մեծ քանակի պատճառով: Խոսքը վերաբերում է թղթի վրա նման տեղեկատվության գրանցմանը կամ էկրանին ցուցադրելուն։ Այս նպատակների համար ընդունված է օգտագործել խառը երկուական-օկտալային կամ երկուական-վեցանկյուն համակարգեր:

Պարզ հարաբերություն կա թվի երկուական և տասնվեցական թվերի միջև: Թիվը մի համակարգից մյուսը փոխարկելիս մեկ տասնվեցական թվանշանը համապատասխանում է քառանիշ երկուական կոդի: Այս համապատասխանությունը արտացոլված է երկուական-վեցանկյուն աղյուսակում.

Երկուական տասնվեցական աղյուսակ

Այս կապը հիմնված է այն փաստի վրա, որ 16 = 2 4 և 0 և 1 թվերի տարբեր քառանիշ համակցությունների թիվը 16 է՝ 0000-ից մինչև 1111: թվերի փոխարկումը տասնվեցականից երկուականի և հակառակը կատարվում է պաշտոնական փոխակերպման միջոցով ըստ երկուական տասնվեցական աղյուսակի.

Ահա 32-բիթանոց երկուականը տասնվեցականի փոխարկելու օրինակ.

1011 1100 0001 0110 1011 1111 0010 1010 BC16BF2A

Եթե ​​տրված է ներքին տեղեկատվության տասնվեցական պատկերը, ապա այն հեշտ է վերածել երկուական կոդի: Hexadecimal-ի առավելությունն այն է, որ այն 4 անգամ ավելի կարճ է, քան երկուականը. Ցանկալի է, որ ուսանողները մտապահեն երկուական-վեցանկյուն աղյուսակը: Այնուհետև իսկապես նրանց համար տասնվեցական պատկերը համարժեք կդառնա երկուականին:

Երկուական օկտալ համակարգում յուրաքանչյուր ութնիշ համապատասխանում է երկուական թվանշանների եռյակին։ Այս համակարգը թույլ է տալիս կրճատել երկուական կոդը 3 անգամ։

11. Տեղեկատվության պահպանում

Մարդը տեղեկատվություն է պահում իր հիշողության մեջ, ինչպես նաև տարբեր արտաքին (մարդու հետ կապված) կրիչների վրա՝ քարի, պապիրուսի, թղթի, մագնիսական և օպտիկական կրիչների վրա և այլն գրառումների տեսքով: Նման գրառումների շնորհիվ տեղեկատվությունը ստացվում է. փոխանցվում է ոչ միայն տարածության մեջ (մարդուց մարդ), այլև ժամանակի ընթացքում՝ սերնդից սերունդ:

Լրատվամիջոցների բազմազանություն

Տեղեկատվությունը կարող է պահվել տարբեր տեսակներտեքստերի տեսքով, նկարների, գծապատկերների, գծագրերի տեսքով; լուսանկարների, ձայնագրությունների, ֆիլմերի կամ տեսանկարահանումների տեսքով։ Յուրաքանչյուր դեպքում օգտագործվում են տարբեր լրատվամիջոցներ: Փոխադրող - Սա նյութական միջոց, որն օգտագործվում է տեղեկատվության գրանցման և պահպանման համար:

Տեղեկատվական կրիչների հիմնական բնութագրիչները ներառում են՝ տեղեկատվության պահպանման ծավալը կամ խտությունը, պահպանման հուսալիությունը (տեւականությունը):

Թղթային կրիչներ

Ամենատարածված կիրառություն ունեցող կրիչը դեռ մնում է թուղթ. հորինվել է մ.թ. 2-րդ դարում։ Չինաստանում թուղթը 19 դար ծառայել է մարդկանց։

Տարբեր լրատվամիջոցների վերաբերյալ տեղեկատվության ծավալները համեմատելու համար մենք կօգտագործենք ունիվերսալ միավոր. բայթ, հաշվի առնելով, որ տեքստի մեկ նիշը «կշռում է» 1 բայթ։ 300 էջ պարունակող գիրքը, որի յուրաքանչյուր էջի չափը մոտավորապես 2000 նիշ է, ունի 600,000 բայթ կամ 586 ԿԲ տեղեկատվության ծավալ: Միջին դպրոցական գրադարանի տեղեկատվական ծավալը, որի հավաքածուն 5000 հատոր է, մոտավորապես հավասար է 2861 ՄԲ = 2,8 ԳԲ:

Ինչ վերաբերում է փաստաթղթերի, գրքերի և այլ թղթե արտադրանքների պահպանման երկարակեցությանը, ապա դա շատ է կախված թղթի որակից, տեքստ գրելիս օգտագործվող ներկանյութերից և պահպանման պայմաններից։ Հետաքրքիր է, որ մինչև 19-րդ դարի կեսերը (այդ ժամանակվանից փայտը սկսեց օգտագործել որպես թղթի հումք), թուղթը պատրաստվում էր բամբակից և տեքստիլի թափոններից՝ լաթերից։ Որպես թանաք ծառայում էին բնական ներկերը։ Այն ժամանակվա ձեռագիր փաստաթղթերի որակը բավականին բարձր էր, և դրանք կարող էին պահպանվել հազարավոր տարիներ։ Փայտե հիմքի անցնելու, գրամեքենայի և պատճենահանման գործիքների տարածման և սինթետիկ ներկերի կիրառմամբ տպագիր փաստաթղթերի պահպանման ժամկետը կրճատվել է մինչև 200–300 տարի։

Մագնիսական լրատվամիջոցներ

19-րդ դարում հայտնագործվեց մագնիսական ձայնագրությունը։ Սկզբում մագնիսական ձայնագրությունն օգտագործվում էր միայն ձայնը պահպանելու համար։ Հենց առաջին մագնիսական ձայնագրման միջոցը պողպատե մետաղալարն էր՝ մինչև 1 մմ տրամագծով: 20-րդ դարի սկզբին այդ նպատակների համար օգտագործվել է նաև գլանվածք պողպատե ժապավեն։ Այս բոլոր լրատվամիջոցների որակական բնութագրերը շատ ցածր էին։ 1908 թվականին Կոպենհագենում կայացած Միջազգային կոնգրեսում բանավոր ելույթների 14-ժամյա մագնիսական ձայնագրություն պատրաստելու համար պահանջվեց 2500 կմ կամ մոտ 100 կգ մետաղալար։

Անցյալ դարի 20-ական թվականներին հայտնվում է մագնիսական ժապավենսկզբում թղթի վրա, իսկ ավելի ուշ՝ սինթետիկ (լավսանի) հիմքի վրա, որի մակերեսին քսվում է ֆերոմագնիսական փոշու բարակ շերտ։ 20-րդ դարի երկրորդ կեսին նրանք սովորեցին պատկերներ ձայնագրել մագնիսական ժապավենի վրա, և հայտնվեցին տեսախցիկներ և տեսանկարահանող սարքեր։

Առաջին և երկրորդ սերունդների համակարգիչների վրա մագնիսական ժապավենը օգտագործվել է որպես արտաքին հիշողության սարքերի միակ շարժական կրիչի տեսակը: Մոտավորապես 500 ԿԲ տեղեկատվություն տեղադրվել է մագնիսական ժապավենի մեկ օղակի վրա, որն օգտագործվում էր առաջին համակարգիչների ժապավենային կրիչներում:

1960-ականների սկզբից համակարգիչները սկսեցին օգտագործվել մագնիսական սկավառակներալյումինե կամ պլաստիկ սկավառակ, որը պատված է մի քանի միկրոն հաստությամբ բարակ մագնիսական փոշու շերտով: Սկավառակի տեղեկատվությունը գտնվում է շրջանաձև համակենտրոն գծերի երկայնքով: Մագնիսական սկավառակները կարող են լինել կոշտ և ճկուն, դրանք կարող են լինել շարժական և ներկառուցված համակարգչային սկավառակի մեջ: Վերջիններս ավանդաբար կոչվում են կոշտ սկավառակներ, իսկ շարժական սկավառակները՝ ճկուն սկավառակներ:

Համակարգչի «Վինչեստերն» է ընդհանուր առանցքի վրա տեղադրված մագնիսական սկավառակների փաթեթ. Ժամանակակից կոշտ սկավառակների տեղեկատվական հզորությունը չափվում է գիգաբայթերով՝ տասնյակ և հարյուրավոր ԳԲ: Անգործունյա սկավառակի ամենատարածված տեսակը՝ 3,5 դյույմ տրամագծով, պահում է 2 ՄԲ տվյալ: Անգործունյա սկավառակները վերջերս դուրս են եկել գործածությունից:

Պլաստիկ քարտերը մեծ տարածում են գտել բանկային համակարգում. Նրանք նաև օգտագործում են տեղեկատվության գրանցման մագնիսական սկզբունքը, որով գործում են բանկոմատները և բանկային տեղեկատվական համակարգի հետ կապված ՀԴՄ-ները։

Օպտիկական կրիչներ

Տեղեկատվության ձայնագրման օպտիկական կամ լազերային մեթոդների կիրառումը սկսվել է 1980-ական թվականներին: Նրա տեսքը կապված է քվանտային գեներատորի՝ լազերի, շատ բարակ (մկրոնի կարգի հաստությամբ) բարձր էներգիայի ճառագայթի աղբյուրի գյուտի հետ։ Ճառագայթը կարող է այրել շատ բարձր խտության երկուական տվյալների ծածկագիրը հալվող նյութի մակերեսի վրա: Ընթերցանությունը տեղի է ունենում ավելի ցածր էներգիա ունեցող լազերային ճառագայթի նման «ծակված» մակերեսից արտացոլման արդյունքում («սառը» ճառագայթ): Ձայնագրման բարձր խտության շնորհիվ օպտիկական սկավառակներունեն շատ ավելի մեծ տեղեկատվության ծավալ, քան մեկ սկավառակի մագնիսական կրիչները: Օպտիկական սկավառակի տեղեկատվական հզորությունը տատանվում է 190-ից 700 ՄԲ: Օպտիկական սկավառակները կոչվում են կոմպակտ սկավառակներ (CD):

1990-ականների երկրորդ կեսին հայտնվեցին թվային բազմակողմանի տեսասկավառակներ (DVD): Դթվային Վերաշխավոր Դիսկ) մեծ հզորությամբ՝ չափված գիգաբայթերով (մինչև 17 ԳԲ)։ CD-ների համեմատ դրանց հզորության ավելացումը պայմանավորված է ավելի փոքր տրամագծով լազերային ճառագայթի կիրառմամբ, ինչպես նաև երկշերտ և երկկողմանի ձայնագրմամբ։ Հիշեք օրինակը դպրոցի գրադարան. Նրա ամբողջ գրքերի հավաքածուն կարող է տեղադրվել մեկ DVD-ի վրա:

Ներկայումս օպտիկական սկավառակները (CD - DVD) թվային ձայնագրված տեղեկատվության ամենահուսալի նյութական կրիչներն են: Մեդիաների այս տեսակները կա՛մ են մեկ անգամ գրել (միայն կարդալու) կամ վերագրանցելի (կարդալ-գրել):

Ֆլեշ հիշողության

Վերջերս հայտնվել են բազմաթիվ շարժական թվային սարքեր՝ թվային ֆոտո և տեսախցիկներ, MP3 նվագարկիչներ, գրպանի համակարգիչներ, Բջջային հեռախոսներ, ընթերցանության սարքեր էլեկտրոնային գրքեր, GPS նավիգատորներ և շատ ավելին: Այս բոլոր սարքերը պահանջում են շարժական կրիչներ: Բայց քանի որ բոլոր շարժական սարքերը բավականին մանրանկարչություն են, հատուկ պահանջներ են դրվում նրանց համար նախատեսված կրիչների վրա: Դրանք պետք է լինեն կոմպակտ, շահագործման ընթացքում ունենան ցածր էներգիայի սպառում և պահեստավորման ժամանակ չցնդող, ունենան մեծ հզորություն, գրելու և կարդալու բարձր արագություն և երկար սպասարկման ժամկետ: Այս բոլոր պահանջները բավարարված են ֆլեշ քարտերհիշողություն. Ֆլեշ քարտի տեղեկատվական ծավալը կարող է լինել մի քանի գիգաբայթ:

Ֆլեշ ստեղնաշարերը («ֆլեշ կրիչներ» - դրանք կոչվում են ընդհանուր լեզվով), որոնց արտադրությունը սկսվել է 2001 թվականին, լայն տարածում են գտել որպես համակարգչի արտաքին կրիչ: Տեղեկատվության մեծ քանակությունը, կոմպակտությունը, կարդալու-գրելու բարձր արագությունը, օգտագործման հեշտությունը այս սարքերի հիմնական առավելություններն են: Ֆլեշ ստեղնը միանում է համակարգչի USB պորտին և թույլ է տալիս ներբեռնել տվյալներ վայրկյանում մոտ 10 ՄԲ արագությամբ:

«Նանո կրիչներ»

IN վերջին տարիներըԱկտիվորեն աշխատանքներ են տարվում ավելի կոմպակտ տեղեկատվության կրիչներ ստեղծելու ուղղությամբ՝ օգտագործելով այսպես կոչված «նանոտեխնոլոգիաները», որոնք աշխատում են նյութի ատոմների և մոլեկուլների մակարդակով: Արդյունքում, նանոտեխնոլոգիայով պատրաստված մեկ CD-ն կկարողանա փոխարինել հազարավոր լազերային սկավառակների։ Մասնագետների կարծիքով՝ մոտ 20 տարի հետո տեղեկատվության պահպանման խտությունն այնքան կավելանա, որ մարդու կյանքի յուրաքանչյուր վայրկյանը հնարավոր կլինի գրանցել մոտավորապես մեկ խորանարդ սանտիմետր ծավալ ունեցող միջավայրի վրա։

Տեղեկատվության պահպանման կազմակերպում

Տեղեկատվությունը պահվում է լրատվամիջոցներում, որպեսզի այն հնարավոր լինի դիտել և որոնել անհրաժեշտ տեղեկատվություն, անհրաժեշտ փաստաթղթեր, համալրել և փոխել, ջնջել այն տվյալները, որոնք այլևս տեղին չեն: Այսինքն՝ մարդուն դրա հետ աշխատելու համար անհրաժեշտ է պահված տեղեկատվություն։ Նման տեղեկատվական պահեստների հետ աշխատելու հեշտությունը մեծապես կախված է տեղեկատվության կազմակերպման եղանակից:

Հնարավոր է երկու իրավիճակ՝ կա՛մ տվյալները որևէ կերպ կազմակերպված չեն (այս իրավիճակը երբեմն կոչվում է կույտ), կա՛մ տվյալները. կառուցված. Քանի որ տեղեկատվության ծավալը մեծանում է, կույտային տարբերակը դառնում է ավելի անընդունելի՝ իր բարդության պատճառով: գործնական օգտագործում(որոնում, թարմացումներ և այլն):

«Տվյալների կառուցված» բառերը նշանակում են տվյալների ինչ-որ կարգի առկայություն դրանց պահպանման մեջ՝ բառարանում, ժամանակացույցում, արխիվում, համակարգչային տվյալների բազայում: Տվյալների կազմակերպման (կառուցվածքի) համար տեղեկատուները, բառարանները և հանրագիտարանները սովորաբար օգտագործում են գծային այբբենական սկզբունք։

Տեղեկատվության ամենամեծ պահեստները գրադարաններն են: Առաջին գրադարանների մասին հիշատակումները վերաբերում են մ.թ.ա 7-րդ դարին։ Տպագրության գյուտի հետ (15-րդ դար) գրադարանները սկսեցին տարածվել ամբողջ աշխարհում։ Գրադարանավարությունը տեղեկատվության կազմակերպման դարավոր փորձ ունի:

Գրադարաններում գրքեր կազմակերպելու և որոնելու համար ստեղծվում են կատալոգներ՝ գրքերի հավաքածուի ցուցակներ։ Գրադարանի առաջին կատալոգը ստեղծվել է Ալեքսանդրիայի հանրահայտ գրադարանում մ.թ.ա 3-րդ դարում։ Կատալոգի միջոցով ընթերցողը որոշում է գրադարանում իրեն անհրաժեշտ գրքի առկայությունը, իսկ գրադարանավարը գտնում է այն գրապահոցում։ Թղթի տեխնոլոգիան օգտագործելիս կատալոգը ստվարաթղթե քարտերի կազմակերպված հավաքածու է գրքերի մասին տեղեկություններով:

Կան այբբենական և համակարգված կատալոգներ։ IN այբբենականկատալոգները, քարտերը դասավորված են այբբենական կարգով` ըստ հեղինակների անունների և ձևի գծային(մեկ մակարդակ)տվյալների կառուցվածքը. IN համակարգվածկատալոգ, քարտերը համակարգված են ըստ գրքերի առարկայի և ձևի հիերարխիկ տվյալների կառուցվածքը. Օրինակ, բոլոր գրքերը բաժանված են գեղարվեստական, կրթական և գիտական: Ուսումնական գրականությունը բաժանվում է դպրոցական և համալսարանական գրականության։ Դպրոցական գրքերը բաժանվում են ըստ դասարանների և այլն:

IN ժամանակակից գրադարաններԹղթային կատալոգներից անցում է կատարվում էլեկտրոնայինի։ Այս դեպքում գրքի որոնումն իրականացվում է ավտոմատ կերպով տեղեկատվական համակարգգրադարաններ։

Համակարգչային կրիչների (սկավառակների) վրա պահվող տվյալները ունեն ֆայլերի կազմակերպում: Ֆայլը նման է գրադարանի գրքին: Գրադարանային կատալոգի նման, օպերացիոն համակարգը ստեղծում է սկավառակի կատալոգ, որը պահվում է հատուկ նշանակված հետքերում: Օգտագործողը փնտրում է պահանջվող ֆայլ, թերթելով գրացուցակը, որից հետո օպերացիոն համակարգը գտնում է այս ֆայլը սկավառակի վրա և տրամադրում օգտատիրոջը։ Առաջին փոքր սկավառակի կրիչներն օգտագործում էին մեկ մակարդակի ֆայլերի պահպանման կառուցվածք: Մեծ հզորությամբ կոշտ սկավառակների հայտնվելով նրանք սկսեցին օգտագործել հիերարխիկ կառուցվածքըֆայլերի կազմակերպում: «Ֆայլ» հասկացության հետ մեկտեղ հայտնվեց թղթապանակ հասկացությունը (տես « Ֆայլեր և ֆայլային համակարգ ” 2).

Տվյալների պահպանման և որոնման ավելի ճկուն համակարգ են համակարգչային տվյալների բազաները (տես . “Տվյալների բազա” 2).

Տեղեկատվության պահպանման հուսալիություն

Տեղեկատվության պահպանման հուսալիության խնդիրը կապված է պահվող տեղեկատվության երկու տեսակի սպառնալիքների հետ՝ տեղեկատվության ոչնչացում (կորստ) և գաղտնի տեղեկատվության գողություն կամ արտահոսք: Թղթային արխիվներն ու գրադարանները միշտ էլ ֆիզիկական ոչնչացման վտանգի տակ են եղել։ Ալեքսանդրիայի վերոհիշյալ գրադարանի ոչնչացումը մ.թ.ա. 1-ին դարում հսկայական վնաս է հասցրել քաղաքակրթությանը, քանի որ այնտեղ գտնվող գրքերի մեծ մասը գոյություն է ունեցել մեկ օրինակով։

Թղթային փաստաթղթերում առկա տեղեկատվության կորստից պաշտպանելու հիմնական միջոցը դրանց կրկնօրինակումն է: Էլեկտրոնային լրատվամիջոցների օգտագործումը կրկնօրինակումը դարձնում է ավելի հեշտ և էժան: Այնուամենայնիվ, նոր (թվային) տեղեկատվական տեխնոլոգիաների անցումը տեղեկատվական անվտանգության նոր խնդիրներ է ստեղծել։ Այս մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս հոդվածը « Տվյալների պաշտպանություն” 2.

Համակարգչային գիտության դասընթացի ուսումնասիրման ընթացքում ուսանողները ձեռք են բերում որոշակի գիտելիքներ և հմտություններ՝ կապված տեղեկատվության պահպանման հետ։

Ուսանողները տիրապետում են աշխատանքի ավանդական (թղթային) տեղեկատվության աղբյուրներին: Հիմնական դպրոցի ստանդարտը նշում է, որ աշակերտները պետք է սովորեն աշխատել տեղեկատվության ոչ համակարգչային աղբյուրների հետ՝ տեղեկատու գրքեր, բառարաններ, գրադարանների կատալոգներ: Դա անելու համար նրանք պետք է ծանոթանան այդ աղբյուրների կազմակերպման սկզբունքներին և դրանցում օպտիմալ որոնման տեխնիկային: Քանի որ այս գիտելիքներն ու հմտությունները մեծ ընդհանուր կրթական նշանակություն ունեն, խորհուրդ է տրվում դրանք հնարավորինս շուտ տալ ուսանողներին: Համակարգչային գիտության պրոպադևտիկ դասընթացների որոշ ծրագրերում մեծ ուշադրություն է դարձվում այս թեմային:

Ուսանողները պետք է տիրապետեն շարժական համակարգչային կրիչների հետ աշխատելու տեխնիկային: Ճկուն մագնիսական սկավառակները վերջերս ավելի ու ավելի քիչ են օգտագործվում, որոնք փոխարինվել են տարողունակ և արագ ֆլեշ կրիչներով: Ուսանողները պետք է կարողանան որոշել մեդիայի տեղեկատվական հզորությունը, ազատ տարածության քանակը և համեմատել պահպանված ֆայլերի ծավալը դրա հետ: Ուսանողները պետք է հասկանան, որ մեծ քանակությամբ տվյալների երկարաժամկետ պահպանման համար օպտիկական սկավառակներն ամենահարմար միջավայրն են: Եթե ​​նրանք ունեն ձայնասկավառակ գրող, ապա նրանց պետք է սովորեցնել, թե ինչպես կազմակերպել ֆայլերի ձայնագրությունը:

Կարևոր կետԴասընթացը բացատրում է այն վտանգները, որոնց ենթարկվում է համակարգչային տեղեկատվությունը վնասակար ծրագրերից. համակարգչային վիրուսներ. Երեխաներին պետք է սովորեցնել «համակարգչային հիգիենայի» հիմնական կանոնները. իրականացնել բոլոր նոր ստացված ֆայլերի հակավիրուսային հսկողությունը. Պարբերաբար թարմացրեք հակավիրուսային ծրագրերի տվյալների բազաները:

12. Լեզուներ

Լեզուների սահմանում և դասակարգում

Լեզու - Սա տեղեկատվության խորհրդանշական ներկայացման որոշակի համակարգ. Դպրոցական համակարգչային գիտության բառարանում կազմված Ա.Պ. Էրշով, տրվեց հետևյալ սահմանումը. Լեզու- խորհրդանիշների մի շարք և կանոնների մի շարք, որոնք որոշում են, թե ինչպես կազմել իմաստալից հաղորդագրություններ այս խորհրդանիշներից« Քանի որ իմաստալից հաղորդագրությունը նշանակում է տեղեկատվություն, ուրեմն այս սահմանումըըստ էության համընկնում է առաջինի հետ։

Լեզուները բաժանվում են երկու խմբի՝ բնական և ֆորմալ։ Բնական լեզուներ- Սա պատմականորեն հաստատված ազգային խոսքի լեզուներ. Ժամանակակից լեզուների մեծ մասը բնութագրվում է բանավոր և գրավոր խոսքի ձևերի առկայությամբ: Բնական լեզուների վերլուծությունը հիմնականում բանասիրական գիտությունների, մասնավորապես լեզվաբանության առարկան է: Համակարգչային գիտության մեջ բնական լեզվի վերլուծությունն իրականացվում է արհեստական ​​բանականության ոլորտի մասնագետների կողմից։ Հինգերորդ սերնդի համակարգչային նախագծի մշակման նպատակներից է համակարգչին բնական լեզուներ հասկանալը սովորեցնելը:

Պաշտոնական լեզուներն են արհեստականորեն ստեղծված լեզուներ մասնագիտական ​​օգտագործման համար. Դրանք սովորաբար միջազգային բնույթ են կրում և գրավոր ձևով: Նման լեզուների օրինակներ են մաթեմատիկայի լեզուն, քիմիական բանաձևերի լեզուն, նշումը `երաժշտության լեզուն և այլն:

Հետևյալ հասկացությունները կապված են ցանկացած լեզվի հետ. Այբուբեն - օգտագործված բազմաթիվ նշաններ; շարահյուսություն- լեզվական կառուցվածքների ձայնագրման կանոններ(տեքստը լեզվով); իմաստաբանություն - լեզվական կոնստրուկցիաների իմաստային կողմը; պրագմատիկա - տեքստը տվյալ լեզվով օգտագործելու գործնական հետևանքները.

Համար պաշտոնական լեզուներբնորոշ է պատկանել սահմանափակ առարկայական տարածք(մաթեմատիկա, քիմիա, երաժշտություն և այլն): Պաշտոնական լեզվի նպատակը. տվյալ առարկայական ոլորտին բնորոշ հասկացությունների և հարաբերությունների համակարգի համարժեք նկարագրությունը. Ուստի լեզվի վերը նշված բոլոր բաղադրիչները (այբուբեն, շարահյուսություն և այլն) կենտրոնացած են առարկայական ոլորտի առանձնահատկությունների վրա։ Լեզուն կարող է զարգանալ, փոխվել և լրացվել իր առարկայական ոլորտի զարգացմանը զուգահեռ:

Բնական լեզուները սահմանափակված չեն իրենց կիրառմամբ, այս առումով դրանք կարելի է անվանել համընդհանուր: Այնուամենայնիվ, միշտ չէ, որ հարմար է միայն բնական լեզուն օգտագործել բարձր մասնագիտացված ոլորտներում: Նման դեպքերում մարդիկ դիմում են պաշտոնական լեզուների։

Կան լեզուների օրինակներ, որոնք միջանկյալ վիճակում են բնականի և ձևականի միջև: Լեզու Էսպերանտոստեղծվել է արհեստականորեն տարբեր ազգությունների մարդկանց շփման համար։ Ա լատիներեն, որը հին ժամանակներում խոսում էին Հռոմեական կայսրության բնակիչները, այժմ դարձել է բժշկության և դեղագիտության պաշտոնական լեզուն՝ կորցնելով խոսակցական լեզվի գործառույթը։

Համակարգչային գիտության լեզուներ

Համակարգչում շրջանառվող տեղեկատվությունը բաժանվում է երկու տեսակի՝ մշակված տեղեկատվություն (տվյալներ) և տեղեկատվություն, որը վերահսկում է համակարգչի աշխատանքը (հրամաններ, ծրագրեր, օպերատորներ):

Համակարգչի կողմից պահպանման, փոխանցման և մշակման համար հարմար ձևով ներկայացված տեղեկատվությունը սովորաբար կոչվում է տվյալները. Տվյալների օրինակներ՝ թվեր մաթեմատիկական խնդիր լուծելիս; նիշերի հաջորդականություններ տեքստի մշակման մեջ; պատկեր, որը մուտքագրվել է համակարգիչ սկանավորման միջոցով և նախատեսված է մշակման համար: Համակարգչի վրա տվյալների ներկայացման եղանակը կոչվում է տվյալների ներկայացման լեզուն.

Յուրաքանչյուր տվյալների տեսակի համար տվյալների արտաքին և ներքին ներկայացումը տարբեր է: Արտաքին ներկայացում մարդուն ուղղված, որոշում է ելքային սարքերի տվյալների տեսակըԷկրանի վրա, տպագրության վրա: Ներքին ներկայացուցչություն- Սա ներկայացում համակարգչում պահեստային կրիչների վրա, այսինքն. հիշողության մեջ, տեղեկատվության փոխանցման գծերում։ Համակարգիչը ուղղակիորեն գործում է ներքին ներկայացուցչության տեղեկատվության հետ, իսկ արտաքին ներկայացուցչությունն օգտագործվում է անձի հետ շփվելու համար:

Ամենաընդհանուր իմաստով կարելի է ասել, որ համակարգչային տվյալների ներկայացման լեզուն է երկուական ծածկագրի լեզու. Այնուամենայնիվ, վերը նշված հատկությունների տեսանկյունից, որոնք պետք է ունենա յուրաքանչյուր լեզու՝ այբուբեն, շարահյուսություն, իմաստաբանություն, պրագմատիկա, մենք չենք կարող խոսել երկուական կոդերի մեկ ընդհանուր լեզվի մասին։ Միակ ընդհանուր բանը երկուական այբուբենն է՝ 0 և 1։ Սակայն տվյալների տարբեր տեսակների համար ներքին ներկայացման լեզվի շարահյուսության և իմաստաբանության կանոնները տարբերվում են։ Երկուական թվանշանների նույն հաջորդականությունը բոլորովին այլ նշանակություն ունի տարբեր տեսակի տվյալների համար: Օրինակ՝ «0100000100101011» երկուական կոդը ամբողջ թվերի ներկայացման լեզվում ներկայացնում է տասնորդական թիվը 16683, իսկ խորհրդանշական տվյալների ներկայացման լեզվում՝ երկու նիշ՝ «A+»: Այսպիսով, Տվյալների տարբեր տեսակների համար օգտագործվում են ներքին ներկայացման տարբեր լեզուներ: Նրանք բոլորն ունեն երկուական այբուբեն, բայց տարբերվում են նիշերի հաջորդականությունների մեկնաբանության մեջ.

Տվյալների արտաքին ներկայացման լեզուները սովորաբար մոտ են մարդկանց ծանոթ ձևին. թվերը ներկայացված են տասնորդական համակարգում, տեքստեր գրելիս օգտագործվում են բնական լեզուների այբուբենները, ավանդական մաթեմատիկական սիմվոլիզմը և այլն: Հարմար աղյուսակային ձև ( հարաբերական տվյալների բազաներ) օգտագործվում է տվյալների կառուցվածքների ներկայացման մեջ: Բայց նույնիսկ այս դեպքում միշտ կան լեզվի շարահյուսության և իմաստաբանության որոշակի կանոններ, օգտագործվում է թույլատրելի նշանների սահմանափակ շարք:

Տվյալների վրա գործողությունները ներկայացնելու ներքին լեզուն (համակարգչի աշխատանքը վերահսկելու լեզուն) է համակարգչային պրոցեսորի հրամանի լեզուն. Տվյալների վրա գործողությունները ներկայացնելու արտաքին լեզուները ներառում են բարձր մակարդակի ծրագրավորման լեզուներ, հավելվածների փաթեթների մուտքագրման լեզուներ, օպերացիոն համակարգի հրամանների լեզուներ, DBMS-ում տվյալների մանիպուլյացիայի լեզուներև այլն:

Ցանկացած բարձր մակարդակի ծրագրավորման լեզու ներառում է և՛ տվյալների ներկայացման միջոցներ՝ տվյալների բաժինը, և՛ տվյալների վրա գործողություններ ներկայացնելու միջոցներ՝ օպերատորի բաժինը (տես « Ծրագրավորման լեզուներ«2). Նույնը վերաբերում է վերը թվարկված համակարգչային լեզուների մյուս տեսակներին:

Գիտության պաշտոնական լեզուների շարքում համակարգչային գիտությանը ամենամոտ լեզուն մաթեմատիկայի լեզուն է:
Իր հերթին, բազմաթիվ մաթեմատիկական առարկաներից համակարգչային գիտության մեջ ամենամեծ կիրառությունն ունեն թվերի տեսությունը և մաթեմատիկական տրամաբանությունը:
Այս առումով կարելի է ասել, որ թվային համակարգերի (թվերի ներկայացման լեզու) և մաթեմատիկական տրամաբանության հիմքերի (տրամաբանության լեզու) թեմաները վերաբերում են համակարգչային գիտության հիմնարար հիմունքներին (տես « Թվային համակարգեր«Եվ» Բուլյան արտահայտություններ” 2).

Ուղեցույցներ

Պրոպեդևտիկ և համակարգչային գիտության հիմնական դասընթացներում մարդկանց հետ կապված լեզուների մասին խոսելը մեծ կրթական նշանակություն ունի: Ուսանողներին ծանոթ «լեզու» տերմինը նոր իմաստ է ստանում նրանց մտքում։ Այս տերմինի շուրջ կառուցված է գիտական ​​հասկացությունների մի ամբողջ համակարգ։ Լեզվի հասկացությունը համակարգչային գիտության դասընթացի համակարգային կարևորագույն հասկացություններից է։

Յուրաքանչյուր նոր ՏՀՏ գործիք ուսումնասիրելիս ուսանողները պետք է ուշադրություն դարձնեն այն փաստին, որ դրա հետ աշխատելու համար օգտագործողը պետք է տիրապետի որոշակի ֆորմալացված լեզվի, որ դրա օգտագործումը պահանջում է լեզվի կանոնների խստիվ պահպանում. պրագմատիկա։ Այս խստությունը պայմանավորված է նրանով, որ ֆորմալացված լեզուները, որպես կանոն, չունեն ավելորդություն։ Ուստի կանոնների ցանկացած խախտում (այբուբենում չներառված գրանշանի օգտագործում, սահմանազատողների սխալ օգտագործում, օրինակ՝ կետի փոխարեն ստորակետ և այլն) հանգեցնում է սխալի։

Ուսանողներին պետք է ներգրավել տարբեր տեխնոլոգիաներում օգտագործվող որոշ լեզվական կառուցվածքների ընդհանրությանը: Օրինակ՝ բանաձևեր գրելու կանոնները աղյուսակներիսկ թվաբանական արտահայտությունները ծրագրավորման լեզուներում գրեթե նույնն են։ Կան տարբերություններ, որոնց վրա նույնպես պետք է ուշադրություն դարձնել։ Օրինակ՝ ծրագրավորման լեզուներում տրամաբանական կապակցիչները (NOT, AND, OR) գործողության նշաններ են, իսկ աղյուսակներում՝ ֆունկցիաների անուններ։

Օգտագործողի աշխատանքը պարզեցնելու համար ժամանակակից ծրագրաշարը հաճախ օգտագործում է տարբեր տեսակի պատյաններ, որոնք ապահովում են օգտատիրոջ հարմար միջերես: Ուսանողներին պետք է բացատրել, որ այս խեցիների հետևում, որպես կանոն, թաքնված է որոշակի ֆորմալացված լեզու։ Օրինակ, Windows օպերացիոն համակարգի գրաֆիկական վահանակի հետևում թաքնված է OS հրամանի լեզուն: Մեկ այլ օրինակ. MS Access DBMS-ը օգտվողին հնարավորություն է տալիս օգտագործել աղյուսակի դիզայներ՝ տվյալների բազա ստեղծելու համար, և հարցումների դիզայներ՝ հարցումներ ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, այս բարձր մակարդակի գործիքների հետևում թաքնված է SQL-ը՝ տվյալների նկարագրության և շահարկման համընդհանուր լեզու: Անցնելով համապատասխան ռեժիմին՝ կարող եք ցույց տալ, թե ինչ տեսք ունեն դիզայների հետ աշխատելու արդյունքում առաջացած SQL հրամանները։

«Տեսական տեղեկատվություն» բաժնի մատենագիտությունը.

1. Անդրեևա Է.IN.,Բոսովա Լ.Լ.,Ֆալինա Ի.Ն. Համակարգչային գիտության մաթեմատիկական հիմունքները. Ընտրովի դասընթաց. M.: BINOM. Գիտելիքների լաբորատորիա, 2005 թ.

2. Բեշենկով Ս.Ա.,Ռակիտինա Է.Ա. Համակարգչային գիտություն. Համակարգային դասընթաց. Դասագիրք 10-րդ դասարանի համար. Մ.: Հիմնական գիտելիքների լաբորատորիա, 2001, 57 էջ.

3.Վիներ Ն. Կիբեռնետիկա կամ հսկողություն և հաղորդակցություն կենդանիների և մեքենաների մեջ: Մ.: Խորհրդային ռադիո, 1968, 201 էջ.

4. Համակարգչային գիտություն. Խնդիրների գիրք-արվեստանոց 2 հատորով / Ed. Ի.Գ. Սեմակինա, Է.Կ. Հեններ. T. 1. M.: BINOM. Գիտելիքների լաբորատորիա, 2005 թ.

5. Կուզնեցով Ա.Ա., Բեշենկով Ս.Ա., Ռակիտինա Է.Ա., Մատվեևա Ն.Վ., Միլոխինա Լ.Վ.Համակարգչային գիտության շարունակական դասընթաց (հայեցակարգ, մոդուլների համակարգ, ստանդարտ ծրագիր). Ինֆորմատիկա և կրթություն, թիվ 1, 2005 թ.

6. Մաթեմատիկական հանրագիտարանային բառարան. Բաժին` «Դպրոցական համակարգչային գիտության բառարան»: Մ.: Սովետական ​​հանրագիտարան, 1988:

7.Ֆրիդլենդ Ա.Ի. Համակարգչային գիտություն. գործընթացներ, համակարգեր, ռեսուրսներ: M.: BINOM. Գիտելիքների լաբորատորիա, 2003 թ.