Информатикаға кіріспе

• Информатика - ақпаратты және ақпаратты автоматтандырылған өңдеуді зерттейтін ғылым.
• Информатика ақпаратты сақтайтын, алатын, өңдейтін және жеткізетін табиғи және жасанды жүйелердің құрылымын, мінез-құлқын және өзара әрекеттесуін қамтиды.

Информатиканың негізгі бөлімдері

• Теориялық информатика информатиканың абстрактілі және математикалық аспектілерімен айналысады, мысалы, алгоритмдер теориясы, күрделілік теориясы және ақпарат теориясы.
  • Алгоритмдер теориясы алгоритмдерді жобалауды, талдауды және күрделілікті зерттейді.
  • Күрделілік теориясы мәселелерді есептеу қиындығына қарай жіктейді.
  • Ақпарат теориясы ақпаратты сандық анықтауды, сақтауды және беруді зерттейді.
• Қолданбалы информатика әртүрлі салалардағы практикалық мәселелерді шешу үшін теориялық білімді қолданады.
  • Жасанды интеллект адам интеллектін қажет ететін тапсырмаларды орындай алатын компьютерлік жүйелерді әзірлейді.
  • Деректер базасы үлкен көлемдегі деректерді ұйымдастырады және басқарады.
  • Компьютерлік желілер компьютерлер арасындағы байланыс желілерін жобалайды және басқарады.
  • Бағдарламалық жасақтама инженериясы бағдарламалық жасақтама жүйелерін әзірлейді және қолдайды.
  • Компьютерлік графика компьютерлердің көмегімен визуалды кескіндерді жасайды және басқарады.
• Компьютерлік жүйелер компьютерлік жүйелердің аппараттық және бағдарламалық құрамдастарын және олардың өзара әрекеттесуін зерттейді.
  • Компьютерлердің архитектурасы компьютерлік аппараттық құрамдастарды жобалайды және ұйымдастырады.
  • Операциялық жүйелер компьютердің ресурстарын басқарады және аппараттық құрал мен бағдарламалық құрал арасындағы интерфейсті қамтамасыз етеді.
  • Компиляторлар бағдарламалық кодты бір тілден екінші тілге аударады.

Информатика пәні

• Ақпарат - мағынасы болу үшін ұйымдастырылған және түсіндірілген деректер.
• Алгоритмдер - нақты мәселені шешу қадамдарының тізбегі.
• Деректер - әлі өңделмеген шикі фактілер мен сандар.
• Компьютерлер - берілген нұсқауларға сәйкес ақпаратты өңдейтін электронды құрылғылар.
• Бағдарламалар - компьютер орындайтын нұсқаулар жинағы.

Информатиканың негізгі ұғымдары

• Айнымалы - мән сақталатын жадтағы орын.
• Деректер түрі - айнымалыда қандай мән түрін сақтауға болатынын анықтайды (мысалы, бүтін сан, таңба, жол).
• Оператор - айнымалылар немесе мәндер бойынша нақты операцияны орындайтын таңба (мысалы, +, -, *, /).
• Шартты оператор - бағдарламаға белгілі бір шарттарға байланысты шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді (мысалы, if, else).
• Цикл - бағдарламаға кодтың белгілі бір блогын бірнеше рет қайталауға мүмкіндік береді (мысалы, for, while).
• Функция - нақты тапсырманы орындайтын және бірнеше рет шақырылуы мүмкін код блогы.
• Массив - бір типтегі элементтер жинағын сақтайтын деректер құрылымы.
• Объект - осы деректермен жұмыс істейтін деректердің (сипаттар) және әдістердің (функциялар) жиынтығы.
• Класс - объектілерді жасауға арналған үлгі.

Компьютермен есептерді шешу кезеңдері

• Есепті қою - шешілуі керек мәселенің нақты және дәл анықтамасы.
• Математикалық модель - компьютер өңдей алатын мәселенің математикалық моделін жасау.
• Алгоритм - мәселені шешу алгоритмін жобалау.
• Бағдарлама - алгоритмді жүзеге асыратын бағдарламаны жазу.
• Тестілеу - бағдарламаны қателерге тексеру және оның дұрыстығын қамтамасыз ету.
• Құжаттама - бағдарламаның қалай жұмыс істейтінін және оны қалай пайдалану керектігін сипаттайтын құжаттаманы жасау.

Алгоритмдер

• Алгоритм - берілген мәселені шешуге арналған нақты анықталған нұсқаулардың соңғы тізбегі.
• Алгоритмдердің сипаттамалары:
  • Анықтылық - алгоритмнің әрбір қадамы анық және дәл анықталуы керек.
  • Шектілік - алгоритм қадамдардың шекті санынан кейін аяқталуы керек.
  • Тиімділік - алгоритм мәселені қадамдар мен ресурстардың ең аз санымен шешуі керек.
  • Жалпылық - алгоритм мәселенің барлық мүмкін жағдайларын шеше алуы керек.
• Алгоритмдерді ұсыну әдістері:
  • Ауызша сипаттама - алгоритмнің табиғи тілдегі сипаттамасы.
  • Блок-схема - стандартталған таңбалардың көмегімен алгоритмнің графикалық көрінісі.
  • Псевдокод - бағдарламалау тіліне ұқсайтын бейресми тіл.
  • Бағдарламалау тілі - алгоритм белгілі бір бағдарламалау тілінде жазылады.
• Алгоритмдердің түрлері:
  • Сызықтық алгоритмдер - қадамдар бір-бірінен кейін тізбекті түрде орындалады.
  • Тармақталған алгоритмдер - қадамдарды орындау белгілі бір шарттарға байланысты.
  • Циклдік алгоритмдер - қадамдардың белгілі бір блогы бірнеше рет орындалады.

Бағдарламалау

• Бағдарламалау - компьютерлік бағдарламаларды жасау процесі.
• Бағдарламалау тілі - бағдарламаларды жазу үшін қолданылатын ресми тіл.
• Бағдарламалау тілдерінің түрлері:
  • Машиналық тілдер - тікелей компьютер түсінетін төменгі деңгейдегі тілдер.
  • Ассемблерлік тілдер - нұсқауларды ұсыну үшін мнемоникалық кодтарды пайдаланатын төменгі деңгейдегі тілдер.
  • Жоғары деңгейдегі тілдер - табиғи тілге жақын, компиляторды немесе интерпретаторды қажет етеді.
• Бағдарламалаудың негізгі парадигмалары:
  • Императивті бағдарламалау - бағдарлама мәселені шешу үшін орындалуы керек қадамдарды сипаттайды.
  • Объектіге бағытталған бағдарламалау - бағдарлама деректер мен әдістері бар объектілердің айналасында ұйымдастырылған.
  • Функционалды бағдарламалау - бағдарлама бағдарламаның күйін өзгертпейтін функциялардан тұрады.
• Бағдарламалау орталары (IDE) - бағдарламаларды жазуға, компиляциялауға, жөндеуге және орындауға арналған құралдарды ұсынатын бағдарламалық жасақтама қолданбалары.

Деректер құрылымдары

• Деректер құрылымы - деректерге тиімді қол жеткізуге және басқаруға мүмкіндік беретін деректерді ұйымдастыру және сақтау тәсілі.
• Деректер құрылымдарының түрлері:
  • Массивтер - бір типтегі элементтердің тізбекті жинағы.
  • Тізімдер - әртүрлі типтегі элементтер болуы мүмкін тізбекті жинақ.
    • Бір байланысты тізімдер - әрбір элементте келесі элементке сілтеме болады.
    • Екі байланысты тізімдер - әрбір элементте келесі және алдыңғы элементке сілтеме болады.
  • Стектер - элементтер жоғарғы жағынан қосылатын және алынатын деректер құрылымы (LIFO - Last In First Out).
  • Кезектер - элементтер соңына қосылатын және басынан алынатын деректер құрылымы (FIFO - First In First Out).
  • Ағаштар - бір-бірімен байланысқан түйіндерден тұратын иерархиялық деректер құрылымы.
  • Графтар - төбелерді байланыстыратын төбелер мен қырлардан тұратын деректер құрылымы.
  • Хеш-кестелер - элементтерге жылдам қол жеткізу үшін хеш-функциясын пайдаланатын деректер құрылымы.

Деректер базасы

• Деректер базасы - компьютерлік жүйе арқылы электронды түрде сақталатын және қол жеткізілетін ұйымдастырылған деректер жинағы.
• Деректер базасын басқару жүйелері (DBMS) - пайдаланушыларға деректер базасын жасауға, қолдауға және пайдалануға мүмкіндік беретін бағдарламалық құрал.
• Деректер базасының түрлері:
  • Реляциялық деректер базасы - деректерді өзара байланысқан кестелерде ұйымдастырады.
  • Объектіге бағытталған деректер базасы - деректерді атрибуттары мен әдістері бар объектілер ретінде сақтайды.
  • NoSQL деректер базасы - реляциялық модельді пайдаланбайды және құрылымдалмаған деректердің үлкен көлеміне жарамды.
• Сұрау тілдері - деректер базасындағы деректерге қол жеткізу және басқару үшін қолданылатын тілдер (мысалы, SQL).

Компьютерлік желілер

• Компьютерлік желі - бір-бірімен байланысқан, байланыс жасай алатын және ресурстармен бөлісе алатын компьютерлер мен басқа құрылғылар тобы.
• Компьютерлік желілердің түрлері:
  • Локалды желілер (LAN) - шектеулі географиялық аймақта орналасқан желілер (мысалы, үй, кеңсе).
  • Жаһандық желілер (WAN) - үлкен географиялық аймақтарды қамтитын желілер (мысалы, интернет).
  • Сымсыз желілер (WLAN) - байланыс үшін радио толқындарын пайдаланатын желілер.
• Желілік протоколдар - компьютерлердің желіде бір-бірімен қалай байланысатынын анықтайтын ережелер жинағы (мысалы, TCP/IP).
• Желілік құрылғылар - компьютерлік желілерді құру және басқару үшін пайдаланылатын құрылғылар (мысалы, маршрутизаторлар, коммутаторлар, хабтар).

Интернет

• Интернет - байланыс үшін TCP/IP протоколдар жинағын пайдаланатын компьютерлік желілердің жаһандық желісі.
• Веб (World Wide Web) - интернет арқылы қол жетімді веб-беттер жинағы.
• Веб-шолғыштар - веб-беттерге қол жеткізу үшін қолданылатын бағдарламалық құрал қолданбалары (мысалы, Chrome, Firefox, Safari).
• Веб-серверлер - веб-беттерді сақтайтын және ұсынатын компьютерлер.
• Веб-сайттар - бір веб-серверде орналасқан байланысты веб-беттер жинағы.
• URL (Uniform Resource Locator) - интернеттегі веб-беттің мекенжайы.
• HTML (HyperText Markup Language) - веб-беттерді жасау тілі.
• HTTP (HyperText Transfer Protocol) - веб-беттерді веб-серверлер мен веб-шолғыштар арасында беру протоколы.