Информатика: теория және қолдану

• Информатика – ақпарат және ақпаратты автоматты түрде өңдеу туралы ғылым.
• Ол теорияны, жобалауды, әзірлеуді және компьютерлік жүйелерді қолдануды қамтиды.
• Информатика алгоритмдерді, деректер құрылымдарын, компьютерлік архитектураны және операциялық жүйелерді зерттеуді қамтиды.
• Сонымен қатар, ол жасанды интеллект, компьютерлік желілер, дерекқорлар және бағдарламалық инженериямен айналысады.

Информатиканың негізгі салалары

• Теориялық информатика: Есептеулердің абстрактілі және математикалық аспектілеріне бағытталған.
• Алгоритмдер мен деректер құрылымдары: Компьютерлік есептерді шешудің тиімді әдістерін әзірлеу және талдау.
• Компьютерлік архитектура: Компьютерлік жүйелерді жобалау және ұйымдастыру.
• Операциялық жүйелер: Компьютерлік жабдықты басқаратын және қосымша бағдарламаларға қызмет көрсететін жүйелік бағдарламалық жасақтама.
• Дерекқорлар: Үлкен көлемді ақпаратты ұйымдастыру, сақтау және басқару.
• Компьютерлік желілер: Компьютерлік жүйелер арасындағы байланыс және ресурстарды бөлісу.
• Бағдарламалық инженерия: Бағдарламалық жүйелерді жобалау, әзірлеу, сынау және техникалық қызмет көрсету процесі.
• Жасанды интеллект: Адам интеллектін қажет ететін тапсырмаларды орындай алатын компьютерлік жүйелерді әзірлеу.
• Компьютерлік графика: Компьютерлердің көмегімен визуалды кескіндерді жасау және басқару.
• Ақпараттық қауіпсіздік: Ақпаратты рұқсатсыз кіруден, пайдаланудан, ашудан, бұзудан, өзгертуден немесе жоюдан қорғау.

Алгоритмдер

• Алгоритм – нақты мәселені шешу үшін орындалатын нұсқаулардың шекті тізбегі.
• Алгоритмдердің сипаттамалары: шектілік, анықтылық, тиімділік, кіріс, шығыс.
• Алгоритмдерді ұсыну әдістері: ауызша сипаттама, блок-схемалар, псевдокод, бағдарламалау тілдері.
• Алгоритмдік құрылымдардың негізгі түрлері: дәйектілік, тармақталу (шартты орындау), цикл (қайталау).

Деректер құрылымдары

• Деректер құрылымы – компьютердегі деректерді ұйымдастыру және сақтау әдісі.
• Деректер құрылымдарының негізгі түрлері: массивтер, тізімдер, стектер, кезектер, ағаштар, графтар.
• Массив: Индекс арқылы қол жеткізуге болатын бір типтегі элементтердің жиынтығы.
• Тізім: Әрбір элементте деректер мен келесі элементке сілтеме бар элементтердің дәйектілігі.
• Стек: "Соңғы келген – бірінші шығады" (LIFO) принципі бойынша жұмыс істейтін деректер құрылымы.
• Кезек: "Бірінші келген – бірінші шығады" (FIFO) принципі бойынша жұмыс істейтін деректер құрылымы.
• Ағаш: Қабырғалармен қосылған түйіндерден тұратын деректердің иерархиялық құрылымы.
• Граф: Түйіндер мен түйіндер арасындағы байланыстарды көрсететін қабырғалардан тұратын деректер құрылымы.

Бағдарламалау

• Бағдарламалау – бағдарламалау тілдерінде код жазу арқылы компьютерлік бағдарламаларды жасау процесі.
• Бағдарламалау тілі: Компьютерге нұсқаулар беру үшін қолданылатын ресми тіл.
• Бағдарламалаудың негізгі парадигмалары: императивті, объектіге бағытталған, функционалды, логикалық.
• Императивті бағдарламалау: Бағдарламалар компьютер орындауы керек командалардың тізбегін белгілейді.
• Объектіге бағытталған бағдарламалау (ООП): Бағдарламалар деректер мен әдістерді біріктіретін объектілердің айналасында құрылымдалған.
• Функционалды бағдарламалау: Бағдарламалар кіріс деректерін қабылдайтын және нәтижелерді қайтаратын функциялардан тұрады.
• Логикалық бағдарламалау: Бағдарламалар логикалық ережелер мен фактілерге негізделген.
• Бағдарламалық жасақтаманы әзірлеу процесі: талаптарды талдау, жобалау, кодтау, сынау, енгізу, техникалық қызмет көрсету.

Компьютерлік жүйелер

• Компьютерлік жүйе аппараттық құралдан (физикалық компоненттер) және бағдарламалық жасақтамадан (бағдарламалар) тұрады.
• Аппараттық компоненттер: процессор (CPU), жады (RAM), сақтау құрылғылары (қатты диск, SSD), енгізу құрылғылары (пернетақта, тінтуір), шығару құрылғылары (монитор, принтер).
• Бағдарламалық компоненттер: операциялық жүйе, қосымша бағдарламалар, драйверлер.
• Операциялық жүйе аппараттық құралды басқарады және қосымша бағдарламаларға интерфейс ұсынады.
• Қосымша бағдарламалар пайдаланушы үшін нақты тапсырмаларды орындайды.

Дерекқорлар

• Дерекқор – электронды түрде сақталатын және қол жетімді деректердің ұйымдастырылған жинағы.
• Дерекқорды басқару жүйелері (ДББЖ): Дерекқорларды жасауға, қолдауға және басқаруға арналған бағдарламалық жасақтама.
• Дерекқорлардың негізгі модельдері: реляциялық, объектіге бағытталған, NoSQL.
• Реляциялық модель: Деректер жолдардан (жазбалар) және бағандардан (өрістер) тұратын кестелерде ұйымдастырылған.
• SQL (Structured Query Language): Реляциялық дерекқорлардан деректерді басқару және шығару тілі.
• NoSQL дерекқорлары: Реляциялық модельді пайдаланбайды және үлкен және құрылымдалмаған деректерге жарамды.

Компьютерлік желілер

• Компьютерлік желі – байланыс жасай алатын және ресурстарды бөлісе алатын байланысқан компьютерлер мен құрылғылар жүйесі.
• Желі түрлері: локалды желі (LAN), жаһандық желі (WAN), сымсыз желі (WLAN).
• Желілік топологиялар: жұлдыз, сақина, шина, ағаш, желі.
• Компьютерлік байланыс хаттамалары: TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP.
• Интернет: TCP/IP хаттамасын пайдаланатын компьютерлік желілердің жаһандық желісі.
• World Wide Web (WWW): Интернет арқылы қол жетімді гипермәтіндік құжаттар жүйесі.

Ақпараттық қауіпсіздік

• Ақпараттық қауіпсіздік ақпараттың құпиялылығын, тұтастығын және қолжетімділігін қорғайды.
• Ақпараттық қауіпсіздікке төнетін негізгі қауіптер: зиянды бағдарламалық жасақтама (вирустар, құрттар, троян аттары), хакерлік шабуылдар, фишинг, әлеуметтік инженерия.
• Ақпаратты қорғау әдістері: құпия сөздер, шифрлау, қорғаныс қабырғалары, вирусқа қарсы бағдарламалық жасақтама, кіруді анықтау жүйелері.
• Шифрлау: Рұқсатсыз кіруді болдырмау үшін ақпаратты оқылмайтын түрге түрлендіру процесі.
• Қорғаныс қабырғасы (firewall): Желілер арасындағы трафикті басқаратын және қажетсіз қосылымдарды бұғаттайтын желілік құрылғы.

Жасанды интеллект

• Жасанды интеллект (AI) – адам интеллектін қажет ететін тапсырмаларды орындай алатын компьютерлік жүйелерді әзірлеумен айналысатын информатика саласы.
• Жасанды интеллектінің негізгі салалары: машиналық оқыту, табиғи тілді өңдеу, компьютерлік көру, робототехника.
• Машиналық оқыту: Компьютер нақты бағдарламаланбай-ақ деректерден үйренеді.
• Табиғи тілді өңдеу: Адам тілін түсіне және жасай алатын компьютерлік жүйелерді әзірлеу.
• Компьютерлік көру: Компьютер кескіндерді "көре" және түсіндіре алады.
• Робототехника: Роботтарды жобалау, құрастыру, пайдалану және қолдану.