Алгоритмдер және оның қасиеттері

 

Егер берілген шамаға тәуелді алгоритмнің белгілі бір тізбектелген қадамдарды бірнеше рет орындалатын болса, онда ондай алгоритмді қайталанушы (циклдік) алгоритм дейміз. Бұл берілген шама цикл параметрі деп аталады.

Кез келген қайталанушы алгогритмде  ол аяқталу үшін параметр болуы тиіс. Параметр белгілі бір мәнге ие болған кезде цикл аяқталатын болады.

Мына төменде циклдің басында  параметр үшін қойылған шартты тесеруге арналған қайталаушы алгоритмнің алгоритмдік  тілде жазылуы және блок – схемасмының  жалпы түрі берілген.

 

 Әзір < шарт >

ЦБ

   команадалар тізбегі

ЦС

 

Мұнда әзір, ЦБ (циклдің басы), ЦС (циклдің соңы) – қызметші сөздер, ЦБ және  ЦС әзірше шарт орындалғанға дейін орындалатын командалар тізбегін таңбалайды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

     ↓

           

 

 

    ↓

 

                   

  жоқ   

 

                     

  ↓ 

       

 

     ↓

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ал мына суретте циклдің соңында  параметр үшін қойылған шартты тексеруге  арналған қайталанушы алгоритмнің  блок – схемасының жалпы түрі бейнеленген. 

 

 

 

↓

      

↓

 

↓

↓

      

 

↓

  жоқ    

 

 

↓

      

 

↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Осы соңғы циклге мысал  келтірейік.

 

S = К  К- қосындысын есептейік және оның нәтижесін баспаға шығаратын қайталанушы алгоритмнің блок – схемасы мына суреттегідей болады.

 

 

 

 ↓

 

 

↓

                   ↓

 

    ↓

      

 

    ↓

    ↓

 

 

 

   ↓

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

Алгоритмдерді құрылымын  негізге 

ала отырып құрастыру

 

    Компьютер есеп шығару  үшін алгоритм құру арнайы  дағдыны талап ететін жұмыс.  Бұл жағдайда әсіресе бөтен  алгоритмдерді оқуда алгоритм  мынандай талаптарды қанағаттандыруы тиіс:

• Түсінікті әрі өте жеңіл қабылданатын болуы;
• Алгоритмнің жеңіл тексерлетін болуы;
• Құрылымын түгел өзгерпей-ақ өзін модификациялауға мүмкіндік беруі.

 

    Осы аталғандарға қол  жеткізу үшін алгоритмдерді құруда  оның құрылымы жағынан келу деп аталатын ерекше тәсілді башылыққа алу керек. Алгоритмдерді құрастыруға құрылымы жағынан келгенде оның жоғарыда қарастырылған үш базалық құрылымы:

Ілесу, тармақталу және қайталану  негізге алынады, яғни кез келген күрделі алгоритм осы құрылымдардан құрастырылады. Мысал ретінде үш санның ішінен үлкенін іздеу алгоритмін қарастырайық.

                                

 

 

    Блок-схемадан көрініп  тұрғанындай бұл алгоритм екі  тармақталудың ілесуі болып табылады. Бірінші ілесуде (тармақталу командасының толық үлгіде жазылуы) а және в сандарының үлкені ізделінеді және олардың үлкені у-ке меншіктеледі.

  Екінші ілесуде (тармақталу  командасының қысқаша түрде жазылуы) у-тің мәні үшінші сан с-мен салыстырылады. Егер у<с болса, онда у-ке с меншіктеледі, ал керісінше болса, онда у өзгерісіз қалады. Осылайша алгоритм орындалғанда айнымалы у өзінің мәні етіп а,в және с сандарының ең үлкенін қабылдайды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Программаларды жасақтау технологиясы

Программалауға кіріспе

 

    Компьютер жұмыс істеу  үшін оған керекті програмаларды  програмалаушы адам жасайды.

    Пргораммалаушы мамандығы  дүние жүзіндегі ең бір тапшы  мамандықтардың бірі.

    Программалау мамандығын  таңдаған адам өмір бойы үйренеді.

    Оқып шығып бірден  программалаушы бола салатын  ешқандай оқу құралы жоқ.

    Прграммалаушының дайындығы  негізгі ұғымдарды оқып үйренуден  және қарапайым прграммалау тәсілдерін  меңгеруден басталады.

    Компьютер командаларға  бағынып жұмыс істейді. Біздер бұл командаларды пернетақтаның көмегімен жазу машинкасында жазу жазғандай теріп ендіреміз.

    Бірінші команданы ендірдік, компьютер оны қалай орындайды,  қарап шықтық, екінші команданы  ендірдік, нәтижесін бағаладық,үшінші  команданы ендірдік. Осылайша, ендірілетін командалар көп әрі біртектес болған сайын оларды ендіру адамның шыдамын тауысып жалықтырып жібереді. Төрт-бес команданы есте сақтай отырып ендіруге, ал он команданы ендіру үшін қағазға жазып алуға болады.Жүзден астам командаларды ендіру үшін өте жоғары шыдамдалық қажет.

     Ал егер жиі қайталанатын  командалар тізбегін компьютерде  файл түрінде қатаң немесе  иілгіш магниттік дискіге жазып  сақтап қойып, командаларды біздің  пернетақтадан ендіруімізді күтпей-ақ  сол дискідегі файлдан енгізуді  компьютердің өзіне жүктесек, қалай болған болар еді? Әрине, қолмен қайта-қайта теріп отырғаннан горі ыңғайлы болар еді. Программаларды жасау осылайша басталады, жоғарыда айтылғандай дискіге жазылған командалардан тұратын файл нағыз прграмманың өзі болып табылады. Сонымен, прграмма дегеніміз командалардың реттелген тізімі. Программа үшін оған қандай командалардың кіретіндігі ғана емес, сонымен бірге олардың қандай ретпен берілетіндігі де маңызды.

    Прграмманы арнайы дайындықпен  өткен адамдар жасайды. Оларды программалаушылар деп атайды. Программаны қалай жасайды? – деген сұраққа жауап беру қиын. Программалаушыллардың шеберлігінің көптеген құпиялары бар, бірақ олардың бәрі мына төмендегідей екі нәрсені пайдаланады:

• программалау саймандары
• программалар кітапханасы

Программалау саймандары

    Программалау саймандары дегеніміз не?-деген сұраққа жауап беру үшін мынадай қарапайым ұқсастыру мысалын, яғни ауылда жер жыртып жүрген троктлрды алайық. Трактор қандай саймандардың көмегімен жасалған? Ол зауытта станоктың және жабдықтардың көмегімен жасалған. Бұл аталғандар тракторды жасаушы саймандар блып табылады.

    Ал станоктар мен жабдықтардың  өздері қандай саймандардың көмегімен  жасалған? Олар басқа зауытта  басқа станоктар мен жабдықтардың  көмегімен жасалған. Ал бұл станоктар мен жабдықтар қалай жасалған?

    Осылайша, сұрақты қоя  берсек әрбір станоктың өзінің  алдында оны жасаушы, алдыңғысынан  қарапайым басқа станоктың бар  екендігі келіп шығады. Егер әрбір  станоктың пайда болу тарихын  қозғай берсек, онда біздер орта  ғасырдағы балға, егеу және төсті пайдаланатын ұстаханаға келіп тірелеміз.

    Осы күнге дейін кейде  трактор бұзылып қалғанда әлгі  аталған балға және егеуді  пайдаланамыз.

    Енді программа жасаудың  жоғарыда келтірілген мысалға  қандай қатысы бар соған келейік. 

    Программалаушы пайдаланатын сайманнның өзі прграмма болып табылады. Басқаша айтқанда, жаңа программаның өзін сайманның ролін атқаратын басқа программаның көмегімен жасайды. Ал осы сайман программалар қалай жасалған? Жоғарыда келтірілген ұқсастыру мысалымыздағы сияқты алдыңғысына қарағанда қарапайым басқа сайман программалардың көмегімен жасалған. Осылайша, басқа программалардың көмегімен жасалған жаңа программалардың жасалу ретін тізе берсек, онда біздер жоғарыда айтқанымыздай программа жасаудағы «балға мен төске» келеміз, яғни басқа сөзбен айтқанда программалаушылардың қолында ешқандай программа болмайды, тек оның орнына белгілі сандық кодтарды ғана түсінетін процессор болады. Мұндай кодтарды машиналық кодтар деп атайды.

     Процессордың түсінетін  және орындайтын кодтарының жиынын оның комндалар жүйесі деп атайды.

     INTEL фирмасының үйлесімді  процессорларының командалар жүйесінде  бірнеше жүз түрлі командалар  бар. Компьютердің программалары  осы командалардан жасалады.

    Программалау саймандары  – бұл шын мәнінде программалаушының өзіне ыңғайлы түрде жазғандарын оқитын және оны процессорға қажетті машиналық кодқа аударып беретін арнайы программа.

Программалар кітапханасы

    Зауытта жұмысшы тракторды құрастырғанда оған қажетті болтты өз қолымен қалыпқа құйып, содан соң оған ойық бұранды шығарып дасап алу ойына да келмейді. Оның орнынына ол жанында тұрған сореден қолын созып керекті болтты таңдап алады. Егер басқа болт керек болса , онда ол оны басқа сөреден алады. Алдын ала даярланған стандартты бөлшектер жатқан мұндай сөрелер бұл кітапхана іспеттес.

     Программалаушы адам  да программа құрғанда осы  жоғарыда айтылғанға ұқсас әрекет  етеді. Үлкен программалардың  95 пайызы шағын ғана бұрын жасалып  қойылған дайын стандартты бағыныңқы  программалардан құрастырылады. Бүкіл дүние жүзі бойынша жазылған көптеген мың программалардың ішінен деректерді пернетақтадан ендіруді немесе информацияны экранға шығаруды басқаратын бағыныңқы стандартты программаны пайдаланбайтын жағдай өте сирек кездеседі. Бір кодты бірнеще рет қайта-қайта жазудың керегі не? Ішінен стандартты блоктарды алып, ешқандай өзгерістер ендірмей-ақ пайдалануға болатын программалар кітапханасында файлдар бар.

    Мұндай кітапханалар  жылдан жылға сұранысқа ие, әрі  ірілене түсуде. Сондықтан да  әр жыл сайын программалаушылардың еңбек өнімділігі арта түсуде.

    Он бес жылдан астам  уақыт бұрын компьютерлік программаның  орташа өлшемі 40-50 Кбайтқа жететін.  Ал он жыл бұрын ол 100 Кбайтқа  жетті. Программалаушылар қазіргі  кезде бірнеше Мбайт орын алатын  программалар жасауда. Егер олар программалар кітапханасын пайдаланбайтын болса, онда мұндай программаларды даярлауға жиырма жылдай уақыт жұмсалған болар еді.

    Қазіргі кезде стандартты, коммерциялық және фирмалық бағыныңқы  программалар бар. Стандартты  программалар кітапхана-лары кеңінен таралған. Әрбір программалаушы адам оларды басқа компаниялар арнайы коммерциялық прграммалар кітапханаларын жасаумен айналысып оларды басқа компаниялар мен жеке программалаушыларға сатумен айналасуда. Көптеген компанияларда ж ұмыс істеген жылдары жиналған өздерінің фирмалық программалар кітапханасы бар. Әрбір фирма безендірілуі, стилі және басқарылуы әр түрлі өздерінің жеке программалар кітапханаысн пайдалануда. Фирмалық программалар кітапханалары таратылмайды және сатылмайды. Оларды бәсекелестерінен өте мұқият қорғайды. Программаны жасаушы фирмалар үшін бұл өте бағалы дүние болып есептеледі.

 

Программаның көрінісі

 

    Хат жазғанда да адамдар оларды әр түрлі тілдерде жазады. Мысалы, қазақ тілінде , ағылшын тілінде т.с.с.  Ағылшын мен қазақ тілінде жазылған хаттардың сыртқы көрінісі тіптен бөлек болады.

Программаларды да программалаушылар  арнай тілдердің көмегімен жазады, оларды программалау тілдері деп те атайды. Әр түрлі тілдерде жазылған бірдей программалардың көрінісінің өзі де түрліше болатындығы табиғи нәрсе.

    Жүздеген программалау  тілдері және олардың әрқайсының  бірнеше нұсқасы бар. Программалаушы  адам программаны өзіне ыңғайлы  тілде жазады. Барлық жағдайда  жарамды әмбебап программалау  тілі жоқ.

    Бірақ барлық программалау тілдерінің бір ортақ қасиеті бар. Олар програмалаушыларға түсінікті, бірақ процессорға түсініксіз. Процессор тек сандармен ғана жұмыс істей алады, сондықтан тек машиналық кодта жазылған программаларды ғана түсінеді, сондықтан кез-келген тілде жазылған программа алдымен процессор тіліне аударылады, яғни машиналық кодқа айналады. Бұл аудару жұмысын арнайы аудармашы программа орындайды. Оның жұмысын мына схемадан көруге болады.

 

         Бейсик тілі                                                    Ассемблер тілі

        

 

 

Машина тілі

 

    Схемадан көрініп тұрғанындай  программаны қандай тілде жазсақ  та, ол аудармашы программаның  жұмысының нәтижесінде ең соңында  машина тіліне (машиналық кодқа)  аударылады.