CBSE कक्षा 11 सूचना विज्ञान अभ्यास

अध्याय: 4

1. कंप्यूटर प्रणाली का परिचय

कंप्यूटर और संगणन · कंप्यूटर स्मृति · सॉफ़्टवेयर

कंप्यूटर का मूल संगठन – कंप्यूटर प्रणाली में हार्डवेयर (जिसे छू सकें) और सॉफ़्टवेयर (निर्देश) दोनों होते हैं। इनपुट उपकरण डेटा अंदर लाते हैं, CPU (ALU + कंट्रोल यूनिट + रजिस्टर) उस पर काम करता है, और आउटपुट उपकरण परिणाम देते हैं। मेमोरी एक सीढ़ी जैसी है: रजिस्टर और कैश छोटे पर सबसे तेज़, प्राथमिक मेमोरी (RAM, ROM) चलते प्रोग्राम रखती है, और द्वितीयक भंडारण (HDD, SSD, पेन ड्राइव) डेटा हमेशा के लिए रखता है। 8 बिट = 1 बाइट, और KB से आगे हर इकाई पिछली की 1024 गुना है।
कंप्यूटर और संगणन: विकास, भाग और इनपुट-आउटपुट उपकरण – कंप्यूटर एक इलेक्ट्रॉनिक मशीन है जो इनपुट लेती है, प्रोग्राम के अनुसार उस पर काम करती है, डेटा सहेजती है और आउटपुट देती है। अबेकस से स्मार्टफ़ोन तक उपकरण बदलते गए। हर कंप्यूटर में इनपुट इकाई, CPU, मेमोरी और आउटपुट इकाई होती है, जो बस और पोर्ट से जुड़ी रहती हैं।
कंप्यूटर मेमोरी: इकाइयाँ, प्राथमिक और द्वितीयक, डेटा रिकवरी – कंप्यूटर सब कुछ बिट (0 या 1) में रखता है। 8 बिट = 1 बाइट, और हर बड़ी इकाई पिछली से 1024 गुना होती है। प्राथमिक मेमोरी (RAM, ROM, कैश) सीधे CPU के साथ काम करती है; द्वितीयक भंडारण (HDD, SSD, पेन ड्राइव) फ़ाइलें लंबे समय तक रखता है। डिलीट की गई फ़ाइल ओवरराइट होने तक अक्सर वापस मिल सकती है, इसलिए डेटा की सुरक्षा ज़रूरी है।
सॉफ़्टवेयर: सिस्टम और एप्लिकेशन, सामान्य और विशिष्ट – सॉफ़्टवेयर प्रोग्रामों का समूह है। सिस्टम सॉफ़्टवेयर (ऑपरेटिंग सिस्टम, डिवाइस ड्राइवर, यूटिलिटी, भाषा अनुवादक) कंप्यूटर को चलाता और सँभालता है। एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर उपयोगकर्ता का काम करता है। एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर सामान्य उद्देश्य (बहुत लोगों के लिए तैयार) या विशिष्ट उद्देश्य (एक संस्था के लिए बनवाया) हो सकता है।
सॉफ़्टवेयर के प्रकार – सॉफ़्टवेयर के दो बड़े प्रकार हैं। सिस्टम सॉफ़्टवेयर कंप्यूटर चलाता है: ऑपरेटिंग सिस्टम, यूटिलिटी (एंटीवायरस, डिस्क क्लीनअप, बैकअप, कंप्रेशन) और डिवाइस ड्राइवर। भाषा अनुवादक भी सिस्टम सॉफ़्टवेयर हैं: असेंबलर असेंबली को मशीन कोड बनाता है, कंपाइलर पूरा प्रोग्राम एक साथ बदलता है, और इंटरप्रेटर एक-एक पंक्ति बदलकर चलाता है। एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर उपयोगकर्ता का काम करता है: सामान्य उपयोग (वर्ड प्रोसेसर, ब्राउज़र) या विशेष (एक संस्था के लिए बना)।

2. पायथन का परिचय

पायथन की मूल बातें · नियंत्रण कथन · सूचियाँ · डिक्शनरी · नमपाई का परिचय

पायथन की मूल बातें: मोड, वेरिएबल, डेटा प्रकार और ऑपरेटर – पायथन इंटरैक्टिव मोड (एक-एक पंक्ति) या स्क्रिप्ट मोड (सहेजी गई .py फ़ाइल) में चलता है। ब्लॉक इंडेंटेशन से पहचाने जाते हैं। वेरिएबल मान से बँधे नाम हैं; हर मान का एक डेटा प्रकार होता है, और कुछ प्रकार परिवर्तनशील हैं। ऑपरेटर व्यंजक बनाते हैं जिन्हें पायथन प्राथमिकता के क्रम से हल करता है। input() टेक्स्ट पढ़ता है, int()/float()/str() प्रकार बदलते हैं, और डिबगिंग से सिंटैक्स, रनटाइम और तार्किक त्रुटियाँ ठीक होती हैं।
Python से शुरुआत – Python उच्च स्तरीय, मुफ़्त व ओपन सोर्स, इंटरप्रेटेड, पोर्टेबल और केस-सेंसिटिव भाषा है जो पढ़ने में आसान है। इसे इंटरैक्टिव मोड (>>> के बाद लिखो, परिणाम तुरंत) या स्क्रिप्ट मोड (.py फ़ाइल में सेव करके चलाओ) में चलाते हैं। इसके कैरेक्टर सेट में अक्षर, अंक, विशेष चिह्न, खाली जगह और यूनिकोड अक्षर हैं। प्रोग्राम की सबसे छोटी इकाई टोकन है: कीवर्ड, पहचानकर्ता, लिटरल, ऑपरेटर और विराम चिह्न। वेरिएबल एक नाम है जो किसी मान की ओर इशारा करता है; असाइनमेंट में दायाँ भाग (r-value) पहले निकलकर बाएँ (l-value) में रखा जाता है। # से शुरू टिप्पणी को Python छोड़ देता है।
Python में नियंत्रण प्रवाह – नियंत्रण प्रवाह वह क्रम है जिसमें कथन चलते हैं। Python में तीन प्रकार: क्रमिक (ऊपर से नीचे), चयन (if, if-else, if-elif-else) और पुनरावृत्ति (for और while लूप)। ब्लॉक इंडेंटेशन से बनते हैं (कोलन के बाद आमतौर पर 4 स्पेस)। range(start, stop, step) start से stop तक, पर stop शामिल नहीं। while तब तक दोहराता है जब तक शर्त सत्य है। break लूप तुरंत छोड़ता है; continue अगली बारी पर जाता है। लूप के अंदर लूप नेस्टेड लूप है, जो पैटर्न में काम आता है; जोड़ने वाले चर (accumulator) से श्रेणी का योग निकलता है।
पायथन में नियंत्रण कथन: if-else, while और for – सामान्यतः पायथन पंक्तियाँ एक के बाद एक चलाता है (क्रम)। नियंत्रण कथन यह बहाव बदलते हैं। if-else दो में से एक रास्ता चुनता है; if-elif-else कई में से पहली सच्ची शर्त चुनता है। while शर्त सच रहने तक ब्लॉक दोहराता है; for किसी क्रम, जैसे range(start, stop, step), के हर आइटम के लिए एक बार चलता है।
Python में लिस्ट – लिस्ट किसी भी प्रकार के मानों का क्रमबद्ध, म्यूटेबल अनुक्रम है, जो वर्ग कोष्ठक में लिखा जाता है: [4, 'a', 2.5]। आइटम इंडेक्स से मिलते हैं (बाएँ से 0, दाएँ से −1) और उसी जगह बदले जा सकते हैं। संक्रियाएँ: + (जोड़ना), * (दोहराना), in / not in (सदस्यता) और स्लाइसिंग। ट्रैवर्सल for या while से। फ़ंक्शन और मेथड: len(), list(), append(), extend(), insert(), count(), index(), remove(), pop(), reverse(), sort(), sorted(), min(), max(), sum()। नेस्टेड लिस्ट में लिस्ट के अंदर लिस्ट होती है, तालिका जैसी (M[पंक्ति][स्तंभ])। मानक प्रोग्राम: अधिकतम, न्यूनतम, औसत, रैखिक खोज और बारंबारता।
पायथन में list: बनाना, ट्रैवर्स, बदलना और list मेथड – list वर्ग कोष्ठक में लिखा क्रमबद्ध, बदलने योग्य संग्रह है, जैसे [10, 20, 30]। आइटम इंडेक्स (0 से, या अंत से ऋणात्मक) और स्लाइस से मिलते हैं। for लूप से list ट्रैवर्स करते हैं, list परिवर्तनशील है इसलिए आइटम वहीं बदलते हैं, और फ़ंक्शन (len, max, min, sum, sorted, list) व मेथड (append, insert, extend, remove, pop, sort, reverse, count, index, clear) से काम करते हैं।
Python में डिक्शनरी – डिक्शनरी key: value जोड़ों का म्यूटेबल संग्रह है जो धनु कोष्ठक में लिखा जाता है: D = {'Riya': 91, 'Aman': 85}। मान key से मिलता है (D['Riya']), स्थान से नहीं; न मिलने वाली key पर KeyError। key अनोखी और इम्यूटेबल (संख्या, स्ट्रिंग, टपल) होनी चाहिए; value कुछ भी हो सकती है। D[key] = value नया जोड़ा जोड़ता है या पुराना मान बदलता है। ट्रैवर्सल for key in D से। उपयोगी फ़ंक्शन और मेथड: len(), dict(), keys(), values(), items(), get(), update(), del, clear(), fromkeys(), copy(), pop(), popitem(), setdefault(), max(), min(), sorted()। एक प्रसिद्ध प्रोग्राम स्ट्रिंग में हर अक्षर कितनी बार आया, गिनता है।
पायथन में डिक्शनरी: कुंजी-मान जोड़े और मेथड – डिक्शनरी घुँघराले कोष्ठक में कुंजी: मान जोड़ों का परिवर्तनशील संग्रह है, जैसे {"Ravi": 85}। कुंजियाँ अद्वितीय और अपरिवर्तनशील होती हैं; मान कुछ भी हो सकता है। d[key] = value से जोड़ा जोड़ते या बदलते हैं, d[key] या d.get(key) से पढ़ते हैं, for k in d से ट्रैवर्स करते हैं, और keys(), values(), items(), update(), pop(), popitem(), clear() जैसे मेथड इस्तेमाल करते हैं।
NumPy का परिचय: list से array बनाना – NumPy (न्यूमेरिकल पायथन) array पर तेज़ गणित की लाइब्रेरी है। array ऐसे आइटमों का ग्रिड है जिनका प्रकार एक ही हो। np.array(list) से list को array बनाते हैं; list की list से 2-D array बनता है। ndim, shape, size और dtype इसका वर्णन करते हैं। list के उलट, array हर आइटम पर एक साथ गणित करता है।

3. डेटाबेस संकल्पनाएँ और एसक्यूएल

डेटाबेस संकल्पनाएँ · माइएसक्यूएल के साथ एसक्यूएल

डेटाबेस संकल्पनाएँ: DBMS, रिलेशन और की – अलग-अलग फ़ाइलों में डेटा रखने से दोहराव, असंगति और कमज़ोर सुरक्षा होती है। डेटाबेस संबंधित डेटा को एक व्यवस्थित जगह रखता है, और DBMS (जैसे MySQL) उसे सँभालने वाला सॉफ़्टवेयर है। रिलेशनल मॉडल में डेटा तालिकाओं (रिलेशन) में रहता है, जिनमें स्तंभ (एट्रिब्यूट) और पंक्तियाँ (टपल) होती हैं; डोमेन किसी स्तंभ के अनुमत मानों का समूह है। कैंडिडेट की हर पंक्ति को अलग पहचानती है; उनमें से एक प्राइमरी की चुनी जाती है और बाकी ऑल्टरनेट की होती हैं।
MySQL के साथ SQL: तालिका बनाना, पंक्तियाँ बदलना और सवाल पूछना – SQL (स्ट्रक्चर्ड क्वेरी लैंग्वेज) MySQL जैसे रिलेशनल DBMS से बात करने की भाषा है। DDL कमांड (CREATE, ALTER, DROP) तालिकाएँ परिभाषित करते हैं; DML कमांड (INSERT, UPDATE, DELETE) पंक्तियाँ बदलते हैं; DQL (SELECT) डेटा पढ़ता है। हर स्तंभ का डेटा प्रकार होता है, जैसे INT, FLOAT, CHAR, VARCHAR या DATE। SELECT … WHERE संबंधात्मक ऑपरेटर, BETWEEN, AND/OR/NOT और IS NULL से पंक्तियाँ छाँटता है।

4. उभरती प्रवृत्तियों का परिचय

उभरती प्रौद्योगिकियाँ

उभरती प्रवृत्तियाँ: AI, IoT, क्लाउड और ब्लॉकचेन – उभरती प्रौद्योगिकियाँ वे नई तकनीकें हैं जो हमारे जीने और काम करने का तरीका बदल रही हैं। AI से मशीन समझदारी वाला काम करती है; मशीन लर्निंग से वह डेटा से सीखती है; NLP से वह इंसानी भाषा समझती है। AR असली दुनिया में आभासी चीज़ जोड़ता है, VR पूरी नई दुनिया दिखाता है। रोबोट महसूस करते, सोचते और काम करते हैं। IoT के सेंसर बिग डेटा बनाते हैं, जिसे स्मार्ट सिटी इस्तेमाल करती है। क्लाउड इंटरनेट से IaaS, PaaS, SaaS किराए पर देता है; ग्रिड कई कंप्यूटर जोड़कर बड़ा काम करता है। ब्लॉकचेन एक साझा रिकॉर्ड है जिसे चुपके से बदलना बहुत मुश्किल है।