Цифрлық әлем қалай құрылған және біз не жасаймыз

Картадағы орнымыз

Бүгін процессор құрылысын жаттамаймыз және кодтың алғашқы жолын жазбаймыз. Алдымен тұтас көріністі түсіну керек: цифрлық жүйе қандай бөліктерден тұрады, неге бір бөлік басқаларының орнын баса алмайды және біз қандай өнімді біртіндеп жасаймыз.

Қызыл сызық шығарылымдардың ретін көрсетеді. Бұлар сегіз бөлек жұмыс емес. Бір цифрлық көмекші 0.1, 0.2, 0.3, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3 және 2.1 нұсқаларынан өтеді. Әр нұсқа бұрын тексерілген мүмкіндіктерді сақтап, білімнің жаңа жүйесін қосады.

Өмірдегі таныс жағдай: мектеп чатындағы фотосурет

Таныс әрекетті елестетіңіз. Сабақ кестесін суретке түсіріп, мектеп чатына жібердіңіз. Экранда бұл екі рет түрту сияқты көрінеді. Ал ішкі жағында ұзақ тізбек орындалады.

1. Камера матрицасы жарықты өлшейді.
2. Телефон өлшемдерді сандарға айналдырады.
3. Бағдарлама сандарды кескін файлына жинайды.
4. Сақтау құрылғысы файлды уақытша сақтайды.
5. Мессенджер кескінді кішірейтіп, деректі жіберуге арналған бөліктерге бөледі.
6. Операциялық жүйе бұл бөліктерді желілік жабдыққа береді.
7. Бағдарлауыштар оларды серверге жеткізеді.
8. Сервер сұрауды тексеріп, деректі сақтайды және басқа телефондарға жаңа хабар туралы мәлімдейді.
9. Алушының телефоны деректі жүктеп, сандарды қайтадан көрінетін кескінге айналдырады.

Тізбектің ешбір бөлігі кестенің мағынасын адам сияқты түсінбейді. Камера жарықты өлшейді, алгоритм сандарды түрлендіреді, желі деректі тасымалдайды, экран жарық шығарады, ал мағынаны оқырман түсінеді.

Қайшылық

Телефонды жиі «ақылды» деп атаймыз. Бірақ өшірілген телефон ештеңе істемейді. Құрылғысыз бағдарлама орындалмайды. Бағдарламасыз құрылғы не істеу керегін білмейді. Өңдеу ережесінсіз дерек күйлер тізбегі болып қалады. Мекенжайсыз желі хабарды қайда жеткізу керегін білмейді.

Демек, «мұны телефон жасады» деген түсіндіру тым қысқа. Қатені табу және өз өнімімізді жасау үшін жүйені және оның бөліктерінің жауапкершілік шекарасын көруіміз керек.

Нақты модель

Жүйе — бір міндетті бірге орындайтын өзара байланысқан бөліктер. Жүйенің мақсаты, шекарасы, кірісі, түрлендіруі, шығысы және күйі бар.

Фотосурет мысалында:

Шекара сұраққа байланысты. Камераны зерттегенде сенсор мен кескін өңдеу маңызды. Жеткізуді зерттегенде қолданба, желі және сервер маңызды. Жақсы модель жауапқа жеткілікті бөлшекті қамтиды, бірақ өзін әлемнің толық көшірмесі деп көрсетпейді.

Жаңа сөздердің анық мағынасы

• Деректер — жүйе әрекет орындай алатын бекітілген бейне: сандар, таңбалар, пиксельдер, жазбалар.
• Алгоритм — біртекті міндеттерге арналған қадамдардың ақырлы әрі бірмәнді сипаттамасы.
• Бағдарлама — компьютер орындай алатын түрде жазылған алгоритмдер мен деректер.
• Аппараттық жасақтама — процессор, жад, экран, жинақтауыш және сенсорлар сияқты физикалық бөліктер.
• Бағдарламалық жасақтама — операциялық жүйені қоса алғандағы бағдарламалардың нұсқаулары мен деректері.
• Интерфейс — екі жақтың өзара әрекеттесу орны мен ережелері: адам мен қолданба, бағдарлама мен жүйе немесе екі бағдарлама.
• Желі — келісілген ережелер бойынша дерек алмасатын байланысқан құрылғылар.

Әзірге бұл анықтамалар карта қызметін атқарады. Келесі сабақтарда әр термин тәжірибе арқылы ашылып, нақты шекарасы көрсетіледі.

Ұқсатудың шекарасы

Компьютерді кейде адамға ұқсатады: процессорды ми, жадты естелік дейді. Бұл тек алғашқы қадамға көмектеседі. Процессорда адамдағыдай түсінік пен ниет жоқ. Жедел жад өткенді еске түсірмейді, ол жұмыс істеп тұрған бағдарламаға қолжетімді күйлерді сақтайды. Сондықтан ұқсатуды көпір ретінде ғана қолданып, оның қай жерде дәлдігін жоғалтатынын міндетті түрде айтамыз.

Сабақтың тірек сигналы

адам мақсат қояды
      ↓
кіріс → бағдарлама және алгоритм → шығыс
      ↕
 дерек ↔ жад және сақтау құрылғысы
      ↕
 желі ↔ басқа жүйе

Негізгі ой: цифрлық өнім — экран немесе кодтың өзі емес, адамның міндетіне арналған тексерілетін жүйе.

Біз не жасаймыз

Өтпелі жоба «Менің цифрлық көмекшім» деп аталады. Ол тапсырмаларды, оқиғаларды, жазбаларды және пайдалы материалдарды сақтауға, керегін табуға және оқу жүктемесін көруге көмектеседі. Тақырыпты оқу, спорт, кітап, ойын, үйірме немесе еріктілер жобасымен байланыстыруға болады.

Жоба мынадай ретпен дамиды:

1. 0.0 — міндет паспорты және қағаздағы экран;
2. 0.1 — түсінікті цифрлық жұмыс ортасы;
3. 0.2 — деректердің нақты пішімі;
4. 0.3 — қағазда тексерілген алгоритмдер;
5. 1.0 — Python тіліндегі консольдық бағдарлама;
6. 1.1 — қолжетімді веб-интерфейс және бұлт моделі;
7. 1.2 — SQLite дерекқоры және тексерілетін есептер;
8. 1.3 — қорғаныс, журнал және қалпына келтіру;
9. 2.0 — нәтижесі өлшенген жіктеу модулі;
10. 2.1 — тесттер, нұсқаулық және алғашқы пайдаланушыға тапсыру.

Жобада ойдан шығарылған жазбалар қолданылады. Оған баланың нақты бағасын, хаттарын, құпиясөздерін, байланыс деректерін және басқа жеке мәліметтерін енгізуге болмайды.

Талданған мысал: алдымен мақсат, содан кейін функция

Нашар идея: «Әдемі күнтізбесі мен ЖИ-і бар қолданба жасаймын». Мұнда құралдар аталғанымен, мәселе белгісіз.

Нақтырақ қойылым:

Оқушы бір кештен көп дайындықты қажет ететін тапсырмаларды ұмытып қалады. Көмекші мұндай тапсырмаларды алдын ала көрсетіп, неге олардың басымдығын көтергенін түсіндіруі керек.

Енді нәтижені тексеруге болады. Үш ойдан шығарылған тапсырма жасап, мерзімі мен болжамды уақытын көрсетеміз. Содан кейін көмекшінің ұзақ жұмысты алдын ала көрсеткенін тексереміз. Бірінші нұсқаға «ЖИ» сөзі қажет емес. Нақты ереже міндетті жақсырақ шешуі мүмкін.

Алдымен болжаңыз

Экранда жазба көрініп тұр делік. Қай тұжырым міндетті түрде дұрыс?

1. Жазба тұрақты тасымалдаушыға сақталған.
2. Экран таңбаларды алған қандай да бір күй бар.
3. Жазба интернет арқылы жіберілген.

Келесі абзацты оқымай тұрып жауабыңызды және себебін айтыңыз.

Тек екінші тұжырым міндетті. Мәтін жедел жадта ғана тұрып, жабылғанда жоғалуы мүмкін. Қолданба желісіз жұмыс істеуі мүмкін. Экрандағы нәтиже күйдің болғанын дәлелдейді, бірақ тұрақты сақтауды немесе желімен жіберуді дәлелдемейді.

Көмексіз жаңғыртыңыз

Схеманы жауып, чаттағы фотосурет жүйесін салыңыз. Мыналарды белгілеңіз:

• адам және оның мақсаты;
• кемінде екі кіріс;
• түрлендіру;
• байқалатын шығыс;
• сақталуы тиіс күй;
• желі және екінші жүйе.

Содан кейін бетті ашып, алғашқы ұмыт қалған буынды табыңыз. Алғашқы жауаптың мінсіз болуы емес, қатені түзету маңызды.

Қатені тауып түзетіңіз

Арман: «Интернет менің фотосуретімді сақтайды, ал Wi‑Fi оны досыма көрсетеді», — деп жазды.

Бұл сөйлемде рөлдер араласып кеткен. Интернет — біртұтас сақтау орны емес, желілердің желісі. Wi‑Fi құрылғыны жергілікті сымсыз желіге қосады, бірақ кескінді өзі салмайды. Файлды нақты серверлік қызмет қабылдайды, желі деректі тасымалдайды, қолданба оны алады, экран нәтижені көрсетеді.

Арманның түсіндіруін әр сөйлемде бір әрекет етуші болатындай төрт қысқа сөйлеммен қайта жазыңыз.

Жаңа жағдайға көшіру

Мына әрекеттердің бірін таңдаңыз: телефонмен жол ақысын төлеу, желілік ойынды бастау немесе картадан бағыт құру. Мақсатты, кірісті, түрлендіруді, шығысты және күйді атаңыз. Содан кейін модель шекарасынан тыс қалған бір бөлікті көрсетіңіз.

Барлық ішкі технологияны табу міндетті емес. Белгілі бақылау мен болжамды адал ажырату маңызды.

Жобаға енгізілетін өзгеріс: 0.0 нұсқасының паспорты

Дәптерде немесе мәтіндік файлда алғашқы паспортты жасаңыз:

Атауы: Менің цифрлық көмекшім
Тақырыбы: оқу / спорт / кітап / ойын / үйірме / пайдалы жоба
Пайдаланушы: нақты аты жоқ рөл
Мәселе: бақыланатын бір қиындық
Өнімнің үш әрекеті: ...
Өнім сақтамайтын дерек: ...
Пайда белгісі: басқа адам нәтижені қалай тексереді

«Оқуға көмектеседі» — тым кең тұжырым. «Ойдан шығарылған алдағы екі күннің тапсырмаларын 20 секундта көрсетеді» — тексерілетін нәтиже.

Тапсырма

Міндетті. Фотосуреттің жолын салыңыз және 0.0 нұсқасының паспортын толтырыңыз. Мәселе үшін нақты жағдай, ал пайда белгісі үшін бақыланатын тексеру келтіріңіз.

Өз дерегіңізбен. Көмекшінің қауіпсіз ойдан шығарылған бір жазбасын алып, кіріс, күй және шығысты көрсетіңіз.

Қалауыңызша. Үйден кәдімгі экраны жоқ цифрлық құрылғы табыңыз. Оны жай ғана «ақылды» деп атамай, кірісін, түрлендіруін және шығысын түсіндіріңіз.

1, 7 және 30 күннен кейін қайталау

• Ертең тірек сигналын бетке қарамай қалпына келтіріңіз.
• Жеті күннен кейін жүйені басқа цифрлық әрекет арқылы түсіндіріңіз.
• Отыз күннен кейін алғашқы паспортты жұмыс істейтін нұсқамен салыстырып, мақсаттың қай бөлігі неге өзгергенін белгілеңіз.

Келесі сабақ: диагностика және жоба міндетін таңдау