Компьютерде ақпаратты ұсыну, ақпаратты өлшеу бірліктері. Дәріс №4

1.

Дәріс №4
Компьютерде ақпаратты ұсыну,
ақпаратты өлшеу бірліктері

2.

• Ақпаратты кодтау-бұл ақпараттың белгілі бір
көрінісін қалыптастыру процесі.
• "кодтау" термині көбінесе ақпаратты ұсынудың бір
формасынан екіншісіне, сақтау, беру немесе өңдеуге
ыңғайлы ауысуды білдіреді.
• Компьютер тек сандық түрде берілген ақпаратты
өңдей алады. Компьютерде өңдеуге арналған барлық
басқа ақпарат (мысалы, дыбыстар, суреттер, және
т.б.) сандық пішінге айналдырылуы керек.
• Әдетте, компьютердегі барлық сандар нөлдер мен
бірліктердің көмегімен ұсынылады.
• Ақпаратты өлшеу бірлігі бит (bit) деп аталады екілік санды білдіретін ағылшын тіліндегі binary digit
аббревиатурасы.
• Бит тізбегі мәтінді, суретті, дыбысты немесе басқа
ақпаратты кодтай алады. Ақпаратты ұсынудың бұл
әдісі екілік кодтау деп аталады (екілік кодтау).

3.

• Ақпарат мөлшерін өлшеу үшін байттармен қатар
үлкен бірліктер қолданылады:
• 1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байта;
• 1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайта;
• 1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайта.
• Мысал. Кітапта 100 бет бар; әр бетте - 35 жол, әр
жолда - 50 таңба. Кітаптағы ақпарат көлемін
есептеңіз.
• Бетте 35 x 50 = 1750 байт ақпарат бар. Кітаптағы
барлық ақпараттың көлемі (әр түрлі бірлікте):
• 1750 x 100 = 175000 байт.
• 175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
• 170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

4.

• Файл пішімдері: Файлдардың негізгі мақсатыақпаратты сақтау. Олар сонымен қатар деректерді
бағдарламадан бағдарламаға және жүйеден жүйеге беруге
арналған. Файл - бұл тұрақты және мобильді деректерді
сақтау. Әдетте файлдың аты, атрибуттары, өзгерту уақыты
және жасау уақыты болады.
• Уақыт өте келе файл ұғымы өзгерді. Алғашқы үлкен
компьютерлердің операциялық жүйелері файлды
дерекқорға арналған қойма ретінде ұсынды, сондықтан
файл жазбалар жиынтығы болды. Әдетте файлдағы
барлық жазбалар бірдей мөлшерде болды, көбінесе
әрқайсысы 80 таңбадан тұрды. Сонымен қатар, үлкен
файлға деректерді іздеуге және жазуға көп уақыт кетті.
• 60-жылдардың соңында операциялық жүйелерді
жеңілдету үрдісі байқалды, бұл оларды аз қуатты
компьютерлерде қолдануға мүмкіндік берді. Бұл Unix
операциялық жүйесінің дамуында көрініс тапты. Unix-те
файл байттар тізбегі мағынасын берді. Деректерді дискіде
сақтау оңайырақ болды, өйткені жазбаның өлшемін есте
сақтаудың қажеті жоқ еді.

5.

• Файл құрылымы-бұл файлдарды сақтау құрылғысында, мысалы,
дискіде сақтау жүйесі. Файлдар каталогтарға ұйымдастырылған (кейде
каталогтар немесе бумалар деп аталады). Кез-келген каталогта ішкі
каталогтардың еркін саны болуы мүмкін, олардың әрқайсысында
файлдар мен басқа каталогтар сақталуы мүмкін.
• Деректерді файлдарға бөлу әдісі файл пішімі деп аталады.
• Файлды, мысалы, электрондық кестені оқу үшін байттардың әр
ұяшықтағы сандарды (формулалар, мәтін) қалай білдіретінін білу
керек; мәтіндік редактордың файлын оқу үшін қай байттар
таңбаларды, қай қаріптерді немесе өрістерді, сондай-ақ басқа
ақпаратты білдіретінін білу керек. Барлық файлдарды шартты түрде
екіге бөлуге болады - мәтін және екілік.
• Мәтіндік файлдар-бұл бүкіл компьютер әлеміндегі ең көп таралған
мәліметтер түрі. Әр таңбаны сақтау үшін көбінесе бір байт бөлінеді, ал
мәтіндік файлдарды кодтау арнайы кестелердің көмегімен жүзеге
асырылады, онда әр таңба 255-тен аспайтын белгілі бір санға сәйкес
келеді. Кодтау үшін алғашқы 127 сан ғана қолданылатын Файл ASCII
файлы деп аталады (American Standard Code for Information
Interchange қысқартылған - ақпарат алмасуға арналған американдық
стандартты код), бірақ мұндай файлда латын әріптерінен басқа әріптер
ұсынылмайды. Көптеген ұлттық алфавиттерді сегіз биттік кесте
арқылы кодтауға болады.

6.

• Сандық жүйелер: Әртүрлі сандық жүйелерді позициялық
емес және позициялық деп бөлуге болады. Сандарды жазу
кезінде қолданылатын белгілер сандар деп аталады.
• Екілік сандар жүйесі: Екілік сандар жүйесінде тек екі сан
0 және 1 қолданылады. Басқаша айтқанда, ондық сан екілік
сандық жүйенің негізі болып табылады, ондық жүйеде негіз
он сан болып табылады.
• Екілік сандық жүйе-бұл 2 негізі бар позициялық сандық
жүйе. Бұл сандық жүйеде сандар екі таңбамен жазылады: 0
және 1.
• Екілік сан бит деп аталады.
• Екілік сандық жүйе-бұл компьютердің жадында ақпаратты
ұсынудың негізгі жүйесі.
• Сандарды аудару.
• Ондық санды екілік санға аудару үшін оны 2-ге бөліп, соңғы
бөлшектен бастап қалдықтарды жинау керек.
• Мысалы: 7310 = 10010012

7.

8.

• Екілік санды ондық санға аудару үшін бұл санды
екілік сандық жүйенің негіз дәрежелерінің
көбейтінділері ретінде екілік санның
разрядтарындағы тиісті сандарға беру керек.
• Мысал: 10110110 екілік санын ондық санға
аудару қажет. Бұл санда 8 сан және 8 бит (биттер
нөлден бастап, кіші бит сәйкес келеді). Оны 2
негізі бар дәрежелер түрінде ұсынамыз:
• 101101102 =
(1·27)+(0·26)+(1·25)+(1·24)+(0·23)+(1·22)+(1·21)+(0·
20) = 128+32+16+4+2 = 18210

9.

• Қазіргі уақытта барлық компьютерлерде ақпарат
электр сигналдарының көмегімен беріледі. Бұл
жағдайда оны ұсынудың екі формасы мүмкін –
үздіксіз сигнал түрінде және бірнеше сигнал түрінде.
• Ақпаратты ұсынудың бірінші формасы аналогтық
немесе үздіксіз деп аталады. Осы формада
ұсынылған шамалар белгілі бір диапазондағы кезкелген мәнді түбегейлі қабылдай алады. Мұндай мән
қабылдай алатын шамалардың саны шексіз үлкен.
Демек, атаулар - үздіксіз шама және үздіксіз ақпарат.
• Есептеу машинасын жасау үшін аналогтық пішінді
қолданған кезде аз құрылғылар қажет болады (әр
мән бірнеше сигналдан гөрі бір болады), бірақ бұл
құрылғылар күрделі болады (олар сигнал күйлерінің
едәуір көп санын ажырата білуі керек). Үздіксіз
ұсыну формасы аналогтық есептеу машиналарында
(АЕМ) қолданылады.

10.

• Бұл машиналар негізінен дифференциалдық теңдеулер
жүйелерімен сипатталған есептерді шешуге арналған:
жылжымалы объектілердің мінез-құлқын зерттеу, процестер
мен жүйелерді модельдеу, параметрлік оңтайландыру және
оңтайлы басқару есептерін шешу. Үздіксіз сигналдарды өңдеуге
арналған құрылғылар жоғары жылдамдыққа ие, олар сигналды
біріктіре алады, кез-келген функционалды түрлендіруді
орындай алады және т. б. Алайда, үздіксіз сигналдармен
логикалық операцияларды орындау құрылғыларын
техникалық іске асырудың күрделілігіне, мұндай сигналдарды
ұзақ уақыт сақтауға, оларды дәл өлшеуге байланысты АЕМ
ақпараттың үлкен көлемін сақтауға және өңдеуге байланысты
мәселелерді тиімді шеше алмайды.
• Ақпаратты ұсынудың екінші формасы, әр түрлі емес, тек белгілі
бір мәндерді алатын шамалар дискретті деп аталады. Үздіксіз
шамадан айырмашылығы, дискретті шаманың мәндерінің саны
әрқашан шексіз болады. Дискретті ұсыну нысаны ақпараттың
үлкен көлемін сақтауға, өңдеуге және беруге байланысты
мәселелерді оңай шешетін сандық электронды компьютерлерде
қолданылады.

11.

• Компьютерлердің жұмысын әртүрлі типтерге қатысты
ақпаратпен автоматтандыру үшін оларды ұсыну
формасын біріктіру өте маңызды – бұл үшін әдетте кодтау
әдісі қолданылады.
• Кодтау дегеніміз-сигналды белгілі ыңғайлы немесе
кейіннен пайдалануға жарамды бір формада ұсыну,.
Яғни бұл бір белгілер жиынтығын басқа белгілер
жиынтығына түсіруді сипаттайтын ереже. Көрсетілген
таңбалар жиынтығы бастапқы алфавит деп аталады, ал
көрсету үшін қолданылатын таңбалар жиынтығы кодтық
алфавит немесе кодтауға арналған алфавит деп аталады.
Бұл ретте бастапқы әліпбидің жекелеген символдары да,
олардың комбинациясы да кодтауға жатады. Сол сияқты
кодты құру үшін код алфавитінің жеке таңбалары да,
олардың комбинациясы да қолданылады.
• Бастапқы алфавиттің бір таңбасын (немесе бір таңба
тіркесімін) кодтау үшін қолданылатын код алфавитінің
таңбалар жиынтығы кодтық комбинация немесе,
қысқаша, таңба коды деп аталады. Бұл ретте кодтық
комбинацияда кодтық алфавиттің бір таңбасы болуы
мүмкін.

12.

• Кодтық тіркесімге сәйкес келетін бастапқы
алфавиттің символы (немесе таңбалар тіркесімі)
бастапқы таңба деп аталады.
• Код комбинацияларының жиынтығы Код деп
аталады.
• Бастапқы алфавиттің таңбаларының (немесе
бастапқы алфавиттің жеке таңбалары кодталмаса,
таңбалар комбинациясымен) олардың кодтық
комбинацияларымен байланысы сәйкестік кестесін
(немесе кодтар кестесін) құрайды.
• Мысал ретінде математикалық өрнектерді жазу
жүйесі, Морзе коды, Брайль жүйесі және т. б.
• Есептеуде де өзіндік кодтау жүйесі бар-ол екілік
кодтау деп аталады және тек екі таңбаның тізбегі
арқылы мәліметтерді ұсынуға негізделген: 0 және 1
(екілік сандық жүйе қолданылады). Бұл белгілер
екілік сандар немесе биттер (екілік сандық) деп
аталады.

13.

• Мәтіндік ақпаратты кодтау
• Мәтіндік деректерді кодтау үшін алфавиттің әр
таңбасын белгілі бір бүтін санмен салыстыруға
негізделген арнайы жасалған кодтау кестелері
қолданылады. Сегіз екілік бит 256 түрлі таңбаларды
кодтау үшін жеткілікті. Бұл ағылшын және орыс
тілдерінің барлық таңбаларын, кіші және бас
әріптерді, сондай-ақ тыныс белгілерін, негізгі
арифметикалық амалдардың таңбаларын және
кейбір жалпы қабылданған арнайы таңбаларды сегіз
биттің әртүрлі комбинацияларымен білдіру үшін
жеткілікті. Бірақ бәрі бірдей қарапайым емес және
белгілі бір қиындықтар бар. Компьютерлік
технологияны дамытудың алғашқы жылдарында
олар қажетті стандарттардың болмауымен
байланысты болды, ал қазіргі уақытта, керісінше, бір
уақытта қолданыстағы және қарама-қайшылықты
стандарттардың көптігінен туындады.

14.

• Графикалық ақпаратты кодтау
• Графикалық ақпаратты кодтау кескін растр деп аталатын
сипаттамалық үлгіні құрайтын ең кішкентай нүктелерден
тұратындығына негізделген. Әр нүктенің өзінің сызықтық
координаттары мен қасиеттері (жарықтығы) бар, сондықтан
оларды бүтін сандармен білдіруге болады – нүктелік кодтау
графикалық ақпаратты ұсыну үшін екілік кодты пайдалануға
мүмкіндік береді. Ақ-қара суреттер компьютерде 256 сұр
градациясы бар нүктелер комбинациясы түрінде ұсынылғанкез-келген нүктенің жарықтығын кодтау үшін сегіз биттік
екілік сан жеткілікті.
• Түрлі-түсті графикалық кескіндерді кодтау үшін еркін түстердің
негізгі компоненттерге ыдырау (ыдырау) принципі
қолданылады. Бұл жағдайда түрлі-түсті графикалық ақпаратты
кодтаудың әртүрлі әдістерін қолдануға болады. Мысалы, іс
жүзінде адамның көзімен көрінетін кез-келген түсті негізгі
түстерді механикалық араластыру арқылы алуға болады деп
саналады. Мұндай компоненттер ретінде үш негізгі түстер
қолданылады: қызыл (қызыл, R), жасыл (жасыл, G) және көк
(көк, B). Мұндай кодтау жүйесі RGB жүйесі деп аталады.