Үздіксіз және дискретті ақпараттар

Мазмұны

 

 

Кіріспе

«Деректерді өндеу құрылымдары  мен әдістері» пәні бойынша жазылған бұл рефераттың тақырыбы – «Пәндік облыстың объектілері. Абстракті алфавит объектісі жөніндегі ақпарат көрінісі. Кодтау».

Ақпарат хабарламалар түрінде  беріледі. Хабарламаның тасымалдауыш көмегімен берілетін түрі сигнал деп аталады.

Сигналдың негізгі екі  түрі: аналогты және сандық (цифрлық) сигналдар бар екені және олардың негізінде сәйкес аналогты және сандық (цифрлық) хабарлама, одан ары ақпарат құрылатыны мәлім.

Цифрлық ақпарат –  бұл дискретті ақпараттың алфавиттік әдісін берудің дербес жағдайы. Бұл  әдістің негізі – кез келген табиғатты  еркін реттелген аяқталған белгілер жиынтығы. Бұл жиынтық абстрактті алфавит деп аталады.

 Бір алфавит әріптерін басқа алфавит әріптерімен көрсету – кодтау деп аталады.

Нақты мәселелерді шешу нақты қызметтің облысы болып  табылатын бөлігімен шектеледі. Оны пәндік облыс деп атайды.

Объект – ақпарат көзі бола алатын кез келген түсінік (зат, құбылыс, абстракция).

 

1 Үздіксіз және дискретті ақпараттар

 

Ақпарат хабарламалар түрінде беріледі және сақталады. Хабарлама деп ақпараттарды қамтитын белгілер немесе бастапқы сигналдардың жиынтығы түсіндіріледі. Басқаша айтсақ, хабарлама - бұл қандай да бір пішінде берілген ақпарат. Хабарлама мысалы: телеграмма мәтіні, ЭЕМ шығысындағы деректер, сөз, музыка және т.б.

Хабар таратқыштан  қабылдағышқа жеткізілуі үшін ақпарат  тасушы қажет. Тасушы көмегімен берілетін  хабар сигнал деп аталады.

Сигнал – уақыт ішінде өзгеретін физикалық үрдіс (мысалы, тізбекте жүретін электр тогы, жарықтың таралу үрдісі). Ақпарат физикалық үрдістің, яғни сигналдың бір немесе бірнеше параметрлерінің мәнімен беріледі.

Егер  сигнал параметрі берілген аралықта кез келген аралық мән қабылдай алатын болса (уақытқа байланысты үздіксіз функциямен анықталса), онда сигнал  үздіксіз (аналогты) ал мұндай сигналмен анықталған хабар да үздіксіз деп аталады. Бұл жағдайда таратқышпен берілген ақпарат үздіксіз түріне ие болады.

 

   

 

Егер сигнал параметрі берілген аралықта жеке бекітілген мәндерді қабылдаса, онда сигнал дискретті (цифрлық), ал мұндай сигналмен анықталған хабар да дискретті деп аталады. Бұл жағдайда таратқышпен берілген ақпарат дискретті түріне ие болады.

 

 

 

2 Деректер. Деректер құрылымы

Деректер – бұл ақпаратты бейнелеу құралдары ретінде шығатын еркін пішінді материалды нысандар. Деректерді өзгерту мен өңдеу белгілі-бір зат, құбылыс, үдеріс туралы ақпарат алуға мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, деректер – бұл ақпараттың диалектикалық құрылымды бөлігі. Олар түрлі тасымалдағыштарда сақталынып, тасымалдана алады.

Құжаттау үдерісі деректерді кез келген ақпараттық жүйенің негізі болып келетін ақпараттық ресурстарға айналдырады. Деректер файлдар, деректер қоры (нақты мақсатпен ұйымдастырылған деректер) білімдер қоры түрінде беріле алады.

Ақпараттық үдеріс кезінде  деректер бір түрден басқа түрге мына әдістер арқылы өзгереді:

• деректерді жинау  — шешімдерді қабылдауға толықтықты қамтамасыз ету мақсатымен ақпаратты жинау;

• деректерді нысандандыру — қол жетімділік деңгейін жоғарылату үшін түрлі көздерден алынатын деректерді бірдей пішінге келтіру;

• деректерді фильтрлену — шешімдерді қабылдауды қажет етпейтін деректерден құтылу;

• деректерді сұрыптау — пайдаланудың қолайлылығы мақсатында деректерді берілген белгі бойынша іріктеу; ақпараттың қол жетімділігін арттырады;

• деректерді архивтеу — деректерді сақтауды ыңғайлы және жеңіл қол жетімді түрде ұйымдастыру;

• деректерді қорғау — деректерді түрлендірудің, жоғалтудың алдын алатын шаралар жиынтығы;

• деректерді тасымалдау — ақпараттық үдерістің бір бірінен алыс орналасқан қатысушылар арасындағы деректерді қабылдау мен жіберу;

• деректерді түрлендіру — деректерді бір түрден басқа түрге немесе бір құрылымнан басқа құрылымға ауыстыру.

Ұсыну түріне қарай деректер құрылымды (сызбалар, сұлбалар, диаграммалар, кестелер, анкеталар) және құрылымды емес (мәтін, суреттер, фотосуреттер) болады. Деректер құрылымдарының негізгі үш типін белгілейді: сызықты, кестелі және иерархиялық. Деректер құрылымы деректер элементтерінің адрестеу әдісін анықтайды. Адрес жиынтықта қажетті деректер элементін, оның мағынасын білмей  табуға мүмкіндік береді.

 

3 Пәндік облыс объектілері

Нақты мәселелерді шешу нақты қызметтің облысы болып табылатын бөлігімен шектеледі. Оны пәндік облыс деп атайды.

Қызмет мәселелерін шешу үшін пәндік облыстың ақпараттық моделі – деректер құрылымын логикалық деңгейде сипаттау қажет.

Пәндік облыстың моделін жобалау  кезінде әдетте деректер құрылымын  пәндік облыс объектілерімен байланыстырады.

Объект – ақпарат көзі бола алатын кез келген түсінік (зат, құбылыс, абстракция). Объектіні анықтау үшін оның аты және басқаларынан ажыратып алуға болатын өзіндік қасиеттері болуы тиіс.

Атрибуттар - бір нәрсенің ерекше белгісі, тұрақты қасиеті, заттың бөлінбес бөлшегі;  кез келген объектіні сипаттайтын оның негізгі параметрлері: файл аты, типі, көлемі, жазылған мерзімі; сызықтың қалыңдығы, түсі; мәліметтер базасының өріс ұзындығы, және т.б.

Объектіні белгілі-бір атрибуттар жиынтығы деп қарастыруға болады.

Жазба – объект жайлы ақпараттар жиынтығы.

Жеке  атрибуттар жазба жолдарын құрады.

Объекттер туралы жазбалардың жиынтығын деректер жиынтығы немесе файл деп атайды.

Пәндік  облыстың объектісіне жазба типі сәйкес келеді.

3.1 Пәндік облыстың  объектілер арасындағы байланыс.

Пәндік облыстың объектілер арасында келесі байланыс орнатылған:

• файл объектіге сәйкес келеді;
• объектінің даналар саны файлдағы жазбалар санына тең болады;
• объектті сипаттайтын атрибуттар саны әр жазбаның жолдар санына тең;
• әр жолға жол аты сәйкес келеді;
• жазба жолының өз жол мағынасы бар;
• жол мағынасын атрибут сипаттайды.

 

4 Абстрактілі алфавит

Ақпарат хабарлама түрінде беріледі. Дискретті ақпарат белгілі бір белгілердің аяқталған жиынтығы көмегімен жазылады. 

Абстрактілі алфавит немесе жай алфавит – бұл ретттері анықталған белгілердің жиынтығы.

Абстрактілі алфавитке мысал келтірсек:

• Қазақ әріптерінің алфавиті:

А Ә Б В Г Ғ Д Е Ё Ж З И Й К Қ Л М Н Ң О Ө П Р С Т У Ұ Ү Ф Х Һ Ц Ч Ш Щ Ъ Ы І Ь Э Ю Я

• Морзе алфавиті:

• Дұрыс алты бұрышты ойын сүйегінің белгілерінің алфавиті:

 

• Араб сандарының алфавиті:

0123456789

• Оналтылық сандардың алфавиті:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

• Екілік сандардың алфавиті:  

0 1

• Латын әріптерінің алфавиті:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

• Римдік санау жүйесінің алфавиті:

I V Х L С D М

• Алгоритмдерді бейнелеудің блок-схема тілінің алфавиті:

 

5 Кодтау

 

Компьютерлік технология ақпаратты қабылдаудың дискретті  түрін ұсынады. Әр түрлі типті мәліметтермен жұмысты автоматтандыру үшін оның берілу формасын бірыңғайлау өте маңызды, ол үшін көбіне кодтау қолданылады. 

Кодтау – бұл бір алфавит әріптерін басқа алфавит әріптерімен көрсету.

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

 

5.1 Екілік кодтау

 

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

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

1 Кбайт = 1024 байт; 1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт.

 

5.2  Текстік мәліметтерді  кодтау

Егер алфавиттің әр символына  белгілі бір санды сәйкестендіріп қойса (мысалы реттік номерін), онда текстік  ақпаратты екілік кодтың көмегімен  кодтауға болады. Қазіргі компьютерлерде ақпарат ASCII (American Standart Codе for Information Interchange – ақпаратпен алмасуға арналған американдық стандартты код) кодымен беріледі. ASCII коды АҚШ-тың (ANSI) американың стандарттық ұлттық институтында жасалған, бірақ оның 256 стандарт символдан тұратын бөлігі арнайы бағдарламаның көмегімен ұлттық алфавиттің символдарымен ауыстыруға болатындықтан басқа елдер де пайдалана алады. 

Қазақстанда құрамында  кириллица символдары бар ASCII-ге алтернативті кодтау қолданылады. Онда үлкен және кіші орыс және латын әріптері, цифрлар, тыныс белгілер және арифметикалық амалдар және т.б. қамтылған. ASCII символының әрқайсысына 8 биттік екілік код (байт) сәйкес қойылған, бұл 256 әр түрлі символды кодтауға мүмкіншілік береді.  
Сонымен, егер адам текстік файл құрып және оны дискіге жазса, онда адамның енгізген әр символы компьютер жадында сегіз нольдер мен бірлердің жиынымен сақталады. Тексті экранға немесе принтерге шығарғанда осы кодтарға сәйкес символдар бейнеленеді.  

5.3 Графикалық мәліметтерді кодтау

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

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

Мына кеңеймелері бар  файлдар *.bmp , *.pcx , *.gif , *.msp , *.img және басқалар растрлық тексті форматтарға, ал *.dwg , *.dxf , *.pic және басқалар векторлық тексті форматтарға сәйкес келеді.

 

Қорытынды

Ақпарат хабарламалар түрінде  беріледі. Хабарламаның тасымалдауыш көмегімен берілетін түрі сигнал деп аталады.

Сигналдың негізгі екі  түрі: аналогты және сандық (цифрлық) сигналдар бар екені және олардың негізінде сәйкес аналогты және сандық (цифрлық) хабарлама, одан ары сандық ақпарат құрылатыны мәлім.

Цифрлық ақпарат –  бұл дискретті ақпараттың алфавиттік әдісін берудің дербес жағдайы. Бұл  әдістің негізі – кез келген табиғатты еркін реттелген аяқталған белгілер жиынтығы. Бұл жиынтық абстрактті алфавит деп аталады.

 Бір алфавит әріптерін басқа алфавит әріптерімен көрсету – кодтау деп аталады.

Нақты мәселелерді шешу нақты қызметтің облысы болып  табылатын бөлігімен шектеледі. Оны пәндік облыс деп атайды.

Объект – ақпарат көзі бола алатын кез келген түсінік (зат, құбылыс, абстракция).

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Альфред В. Ахо, Джон Хопкрофт, Джеффри Д. Ульман. Структуры данных и алгоритмы = Data Structures and Algorithms. — М.: Вильямс, 2000. — 384 с. — ISBN 0-201-00023-7
2. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. — М.: Радио и связь, 1986. — 512 с.
3. Куликовский Л. Ф., Молотов В. В. Теоретические основы информационных процессов. — М.: Высшая школа, 1987. — 248 с.
4. Гринченко А.Г. Теория информации и кодирование: Учебн. пособие. – Харьков: ХПУ, 2000.
5. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. – Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. – СПб: Политехника, 1999.
6. Қазақ Энциклопедиясы, 7 том, 4 бөлім
7. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Информатика және компьютерлік техника/ Жалпы редакциясын басқарған – түсіндірме сөздіктер топтамасын шығару жөніндегі ғылыми-баспа бағдаламасының ғылыми жетекшісі, педагогика ғылымдарының докторы, профессор, Қазақстан Республикасы Мемлекеттік сыйлығының лауреаты А.Қ.Құсайынов. – Алматы: «Мектеп» баспасы» ЖАҚ, 2002. – 456 бет. ISBN 5-7667-8284-5
8. http://www.zox.kz/load/informatika/a_paratty_kodtau/11-1-0-1216
9. http://ru.science.wikia.com/wiki/Структура данных