Ақпараттың математикалық аспектілері

9) Ақпаратты  ресурстар, ақпараттық процесстер  жəне ақпараттық технология.

Қазіргі  кезеңде  «ақпараттық  технология»  термині  ақпараттарды  өңдеуге  арналған  компьютерлерді пайдаланумен  байланысты  қолданылады.  Ақпаратты  технологиялар  барлық  есептегіш  техникалар  мен байланыс  техникаларын  жəне  ішінара, —  тұрмыстық   электрониканы,  телекөріністер  мен  радиотаратуды қамтиды.  Олар  өндірісте,  саудада,  басқаруда,банктік  жүйеде,  білім  беруде,  денсалық  сақтауда,  медицина  мен ғылымда,  көлік  пен  байланыста,  ауыл шаруашылығында,  əлеуметтік  қамтамасыз  ету жүйесінде  қолданыс табады, əртүрлі мамандықтағы адамдар мен үй шаруасындағы əйелдерге қызмет етеді.  Дамыған  елдердің  халқы  ақпараттық  технологияларды  жетілдірудің  қымбат  жəне  қиын,  алайда  маңызды екендігін сезінеді .

Ақ-тық процестер – адамдар арасында, тірі организмдерд, техикалық құрылғыларда ж(е қоғамдық өмірде информацияны жеткізу, жинақтау ж(е түрлендіру процестері.

Ақп–ты прцесстер –әртүрлі обьетілердің жүзеге асу мақсатынан шығатын мәліметтер жиыны. Ал,ақпарат–адамның өзіне қарағанда әлдеқайда көне құбылыс табиғат әлдеқашан өсімдіктер мен тірі организмдерде жұмбақталған(кодталған) ақп–ты өзінің даму барысында беріп отырған.Ал,жануарлар мен құстардың тілі ақп-қа қандай бай!Адамдар өздерінің алғашқы қадамдарынан бастап-ақ ақпарат беру мен сақтаудың,яғни оны қабылдау мен жіберудің жаңа құралдарын іздеуде және табуда.

Ақпараттық ресурстар

Ақ-әртүрлі объектіерден, процестерден шығатын мәліметтер жиыны (ақ-қ ресурстар). Ал ақ-қ ресурстар д(з басқару функцияларынын іске асырып нысан жөнінде ақ-ды алуды, беруді ж(е өңдеуді ұйымдастыратын жүйе. Яғни адамзат жасаған барлық қондырғылар мен жүйелер ж(е ең бірінші кезекте, компьютер – ақ-тарды өңдеуге арналған әмбебабты қасиеті бар жүйе болып табылады. Ақ-тық рес-тар өндірісте, саудада, басқаруда, банктік жүйеде, білім беруде, денсаулық сақтауда, мед-на мен ғылымда көлікпен байланыста, ауыл шаруашылығында, әлеуметтік қамтамасыз ету жүйесінде қолданыс табады, яғни ақ-тық рес-дың негізгі мақсаты – адам еңбегінің өнімділігін арттырумен жағдайларын жеңілдету есебінен олардың тұрмысын жақсарту т.б.

10) Есептеу  техникасының даму сатылары. Есептеу  техникасының дамуы ЭЕМ-нің 5 ұрпағына  бөлуге болады, олар бір-бірінен  элементтікбазасымен, логикалық ұйымдасуымен, математикалық жабдықталуымен, адамның машинамен қарым-қатынасының ыңғайлылығымен ажыратылады. ЭЕМ ұрпақтарының алмасып отыруы, оның элементтік базасымен дамуымен байланысты.

1. буын электронды  шамдарнегізінде болды.

Бірінші буындағы машиналар бірнеше жүздеген шаршы метр орын алатын және мыңдаған шамдар орналасқан алып құрылғылар болды.

2 буын жартылай  өткізгіш диод пен транзисторлар  негізінде болды.

Оларда электр шамдарының орнына жартылай өткізгіштер-транзисторлар пайдаланылады.ЭЕМ-нің көлемі бірнеше есе кішірейді,пайдаланатын электр қуаты аз болады,онымен қатар амалдарды орындау жылдамдығы секундына он мыңдағаған амалға жетті

3.буын интегралды  схемалар негізінде болды.

Бұл машиналардың жады үлкен,амалдарды орындау жылдамдығы секундына бірнеше миллион амалға жетті.Үшінші буындағы машиналарда бір мезгілде бірнеше программалардың қатар орындалуына мүмкіндік туды.

4.буын үлкен  интегралды схемалардан тұратын  компьютерлер шыға бастады.ЭЕМ-дер 70-жылдардан бастап өндіріске енді.Оның жады мен көлемі бірінші буындағы машиналардың амалдарды орындау жылдамдығының ондағанымен пара-пар болды.

5.буын аса  интегралды деңгейлі сызбалар  пайдаланатын ЭЕМ.Қазіргі кезде  көптеген елдерде бесінші буындағы  ЭЕМ-ді жасау ісі қолға алынуда.Ол машиналар адамды кәдімгі адам сөйлейтін тілде түсінуі қажет.Яғни,ЭЕМ «Жасанды интеллект» негізінде құрылуы қажет .

Электроника табыстарының нәтижесінде жасалынған техникалық аспаптар электрондық есептеуіш машиналар деп аталады.

Бұл күнде ЭЕМ ақпаратты өңдеудің ең негізгі құралы болып саналады.70-жылдарды электрониканың дамуы компьютердің жаңа түрін-жеке пайдаланатын дербес компьютерлерді көптеп шығаруға жол ашты.Компьютерлер алып жүруге ыңғайлы вариантта да жасалынды.(Laptop немесе  Notebook).Қазіргі кезде ДК адам әрекетінің барлық салаларында қолданылады.Соның ішінде медицинада кеңінен қолданылады.Мәліметтер базасын жүргізу,халықаралық жаңалықтар туралы жедел ақпарат алу.Науқастарға компьютерлік диогностика жүргізу.Түрлі физиологиялық қисықтарға автоматты талдау жұмыстарын жүргізу.

11) Ақпаратты  енгізу, шығару жəне сақтау құрылғылары

Мәліметгерді енгізудің ең негізгі құрылғысы пернетақта болып табылады. Қазіргі компьютерлердің пернетақтасында 101 немесе 105 перне, ал оң жақ жоғарғы бұрышында  жұмыс режимі туралы ақпарат беріп отыратын 3 жарық индикаторы орналасады. Пернетақтадағы пернелер бірнеше блокқа бөлінеді:

• символдық пернелер – пернетақтаның негізгі бөлігі болып табылады Пернетақтаның бұл бөлігі латын, орыс, қазақ әріптері, цифрлар

• функционал пернелер, бұлар символдық пернелердің үстіндегі жолда орналасқан. Олар латынның F (F1,F2,…,F12) әрпімен белгілеген. Функционал пернелер компьютердің күрделі операцияларын тез орындауға мүмкіндік береді (құжатты сақтау, бетті жаңарту, анықтама шақырту, т.б.).

• нұсқаушы немесе курсорды экранда басқару пернелері.. Нұсқаушы пернелер символдық пернелердің төменгі оң жағында орналасқан, олардың үстінде бағдаршалар(стрелкалар) салынған. Олар курсорды экранда жылжытуға арналған;

• цифрлық пернелер немесе қосымша пернетақта – пернетақтаның оң жағында орналасқан. <Num Lock> пернесі пернетақтаның оң жақ қосымша бөлігінің жұмыс режимін ауыстырып қосады.

Пернетақтада жоғарыда аталған пернелерден басқа, маңызы осылардан кем емес арнайы пернелер де бар. Оларға <Enter>(енгізу пернесі), <Delete>(жою пернесі), <Backspace>(артқа қарай өшіру), <Caps lock>(үлкен регистрді қосу) және т.б. пернелер жатады.

Одан басқа да енгізу құрылғыларына тышқан, джойстик, трекбол және т.б. жатады. Джойстик — компьютерлік ойындарда колданылатын қолмен басқарылатын құрылғы. Трекболдың тышқаннан айырмашылығы оның қорапқа орнатылған кішкене шары алақанмен козғалысқа келтіріледі және ол жазық бетті қажет етпейді, сондықтан ол ықшам компьютерлерде қолданылады.

Графиктік мәліметтерді енгізу үшін сканерлер, графиктік планшеттер (дигитайзерлер) және цифрлы фотокамералар колданылады. Сканерлердің көмегімен символдардан тұратын мәліметтерді де енгізуге болады. Бұл жағдайда берілген материал графиктік түрде енгізіледі, сонан соң арнаулы программалық құралдардың көмегімен өңделеді. Сканерлер парақ бетіндегі мәліметтерді оқып, оны компьютерге енгізеді. Сканердің  түрлері:  планшетті,  қолмен  істейтін,  барабанды,  парақтық,  форма  сканерлері,  штирх сканерлер

                                      Дыбыстық ақпараттарды кодтау

      Өмірде сан алуан дыбыстар бар, атап айтқанда: сағат соғысы және моторгүрілі, жел гуілі мен жапырақтардың сыбдыры, құстардың сайрауымен адамдардың дауысы. Дыбыстардың қайдан пайда болатыны және ол не нәрсе екені жайлы адамдар әлдеқашан аңғарған. Сонымен қатар ежелгі грекиялық философ және ғалым-энциклопедист Аристотель, дыбыс табиғатын зерттеп түсіндірді,  дыбыс беруші дене оны алма-кезек қысып және ауаны жеңілдетеді деп тұжырымдады. Осылайша, ішектердің  ауытқуы бірде жеңілдеп, кейде ауаны нығыздайды, ал ауаның серпінділігінен осылайша кезектесіп кеңістік бойымен алысқа тарайды – қабаттан қабатқа серпінді толқындар пайда болады.  Біздің құлағымызға да жетеді, олар құлақтың жарғағына әсер етеді және дыбысты сездіреді.

Серпінді толқындар адамдардың есту қабілетіне әсер етеді, дыбыс толқындары шамамен 16 Гц –тен 20кГц-ке дейінгі аралықтағы жиілікте болады  (1 Гц - 1 секундтағы толқын). Осыған сәйкес серпінді толқындар кез-келген ортада болады, олардың жиілігі белгілі бір аралықта болады, сонымен қоса оларды дыбыс толқындары немесе жай ғана дыбыс деп атайды. Дыбыс туралы айтқанда дыбыс тембрі мен оның саздылығы деп аталатын түсінік маңызды роль атқарады. Кез-келген нақты дыбыс, ол адамның дауысы болуы мүмкін немесе саздық аспапта ойнау болуы мүмкін, ол дегеніміз белгілі бір жиіліктен құралған гармоникалық толқындардың өзіндік үйлесімі. Төменгі жиіліктегі толқынды көбінесе саз деп атайды, ал басқаларын обертон деп атайды. Тембр дегеніміз обертондардың әртүрлі болуы, өзінің қасиетіне байланысты ол тембр немесе обертон болуы мүмкін, ол дыбысқа ерекше бояу береді.

Сигнал амплитудасы, уақыттың әр сәтінде анықталып сандық түрде көрсетілуітиіс. Қарапайым жағдайда бір битті қолдануға болады. Дыбыс бар ма, әлде жоқ па соны тексереді. Бірақ іс жүзінде осындай кодтаудың ешбір мәні жоқ. Сигнал амплитудасын кодтау үшін минимум сегіз бит кетеді, яғни бір байт, ол дыбыс қаттылығының екі жүз елу алты деңгейін сипаттауға мүмкіндік береді. Осындай жағдайда дыбыс сапасы жоғары болмайды. Дискретизация жиілігі аз болса, музыка ойнаған кезде ол қысылып шығады. Жақсы сапа екі байтты қолданған кезде жақсы болады, ол алпыс  бес мың әртүрлі амплитуда берген кезде орындалады. Көп жағдайда екі байттың өзі жоғары сапалы дыбысты жазу үшін жеткілікті, дей тұрғанмен кейде 24 бит қолданылады. Үш байт сигнал амплитудасын кодтау кезінде қолданылады. Дыбысты кодтау үшін кодталған дыбысқа қарағанда жиілікті екі есе көп қолдану қажет. Бұны түсіндіру өте қарапайым.  Дыбыстық толқын екі жартылай периодтан тұрады: жағымды және жағымсыз. Сондықтан оны ерекше ету үшін әр жартылай периодтан бір таңдау бойынша алу керек.Осылайша адам дыбысты 20 Гц – тен 20000 Гц жиілік диапозонында қабылдайды, сонымен қатар сапалы түрде кодтау үшін жиілікті екі есе көп қолдану керек, 20000 Гц - ке қарағанда 40000Гц қолданған жөн. Сонда сақталған таңдауларды адамның құлағымен қабылданған дыбыс толқынының диапозон ішінде орындалуына мүмкіндік береді. Дыбысты сапалы кодтау үшін артығымен алу керек, сондықтан сандық дыбыс жазу кезінде дискретизация жиілігі 44100 Гц және 48000 Гц-ке тең болды. Бұл дегеніміз сандық түрде дыбыс жазудың әр секундта 4400 бірлік ақпарақ жазылады, олардың жүйелілігі бір секундта дыбыстың ұзақтығын модельдейді.

Дискретизация жиілігі дыбыстық сигналды компьютер өлшемі бойынша кодтаған кезде өте жоғары болмайды, ал сандық мәліметтер едәуір үлкен болады. Сандық аудиомәліметтердің алатын орнының көлемін азайту үшін ақпаратты қысудың әртүрлі әдістері қолданылады, көбінесе MPEG алгоритмі қолданылады.Мысалы, MPEG-1 Layer 3 (МР3) алгоритмін қолдану арқылы қысу әдісі мәліметтің көлемін он есеге дейін азайтады, дыбыстың сапасын сақтау барысында audio-CD қолданылады. WMA (Windows Media Audio) стандарты бойына қысу форматы МР3-мен бірдей болады, Windows операциялық жүйесінің соңғы нұсқасының қолдауымен жұмыс істейді.

Осы екі  стандартта да психоакустикалық модель бойынша қысу қолданылады, яғни бастапқы берілген дыбыстық сигналдан ақпарат бөлінеді, олар архивтеу-бағдарламаларында іске асады, олар онша естіле бермейді, содан кейін сигнал кәдімгі әдістермен қысылады. Осындай әдіспен кодтағанда бастапқы берілген сигнал бұрмаланады,  бұл дегеніміз – сапаны жоғалту деген сөз. Сапаны жоғалту дәрежесін ретке келтіруге болады, алайда сапаны жоғарылату кезінде ақпараттың көлемі де ұлғаяды. Жазбаның сапасын сипаттайтын негізгі параметрлер декодтауға арналған мәліметтер ағымының жылдамдығы болып саналады. Осындай параметрлерді битрейт деп атайды (bitrate- бит жиілігі).

Битрейт өлшем бірлігі Кб/с және ол 320 Кб/с-қа дейін жетеді. Көп жағдайда 192 немесе 128 битрейт жеткілікті деп саналады. Битрейт 48 Кбит/с-тан төмен болған жағдайда оның сапасы күрт төмендейді және оны әуен жазған кезде қолданған жөн. Сөйлеген дауысты жазу үшін битрейт аз мөлшерде қолданылады. Сапалы диктофондық жазба жасау үшін 8 Кбит/с битрейт қажет. MP3 және WMA форматтарында бұрмалау мен кодтау көбінесе әуеннің сипатына байланысты болады.

Компьютерде дыбыс жазып оны тыңдауға арналған арнайы дыбыстық адаптерлер қолданылады. Дыбыстық адаптер бір арнайы процессордан тұрады, осылайша дыбыстың шығуын басқаратын функциялардан негізгі процессор босатылады. Дыбыстық адаптердің көмегімен дыбыстық ақпарат жазылады, әуен мен сөйлеуді компьютер арқылы естуге мүмкіндік береді.

Дыбыстарды өңдеу үшін дыбыстық редакторды қолдану керек. Ең жақсы дыбыстық редакторларға Sound Forge, BitwigStudio, WaveLab бағдарламасы жатады. Көпканалды монтажда Cool Edit редакторы қолданылады. Әуенді редактрлеу үшін және вокалды әуенмен толықтыру үшін бағдарламалар қолданылады, оны MIDI және аудио секвенсор деп атайды.   Осындай класқа жататын ең жақсы бағдарламаларға Cakewalk Sonar және Cubase VST жатады.                           

 

 

 

 

                                                    

 

 

 

 

 

 

          Қолданбалы бағдарламалық жасақтама —  бұл деректерді өңдеудің информациялық технологиясы қолданылатын белгілі бір саладағы міндеттерді немесе міндеттер тобын шешуге арналған программа.  Қолданбалы программамен қамтамасыз ету қолданбалы програмистер қызметінің  түпкі мақсаты әрі бір мезгілде түпкілікті көрсеткіштердің еңбек құралы болып табылады. Түпкілікті пайдаланушы деп —  белгілі бір нақты саладағы немесе қандай да бір мақсатта нақты міндеттерді шешу үшін қажетті информацияны алуға септігін  тигізетін есептеуіш техникасын пайдаланатын адамды айтады.  Қолданбалы бағдарламалық жасақтама: белгілі бір мақсатына пайдаланылатын және әмбебап болып  екіге бөлінеді. Белгілі бір мақсатына пайдаланылатын жасақтама  әр адамның нақты есептерін шығаруға арналған, сондықтан оны пайдалану аймағы да шектеулі. Мұндай программаларды жұмыс иесі өзі жасайды немесе талабы бойынша маман программалаушылар жасап береді.  Дербес компьютердің кең тарауына басты себеп олардың алдын ала дайындалған әмбебеп программалық жабдықтамаларының кең таралуы еді, бұл программалар тек бір есепті шығарып қана қоймай белгілі бір мамандық саласында есеп жұмыстарын түгел автоматтандыруды немесе информацияның белгілі бір түрлерін өңеуді түгел қамти алатын болды. Әр түрлі информацияларды өңдеуге мүмкіндік беретін әмбебеп программалық жасақтың негізгі түрлері мыналар: