Алгоритмдер және оның қасиеттері

 

 

 

 

 

 

 

 

Тестілеу процесінің кезеңдері

 

  Тестілеу процесін үш кезеңге бөлуге болады.

1.Қалыпты жағдайда тексеру. Программалардың жұмыс істеуінің нақты жағдайына тән алғашқы деректер негізінде тестілеу болжанады.

2.Экстремальды жағдайда тексеру. Бұл жерде тестілік деректер дегеніміз алғашқы деректер жиынының шекаралық мәндері. Бұл жиын программа дұрыс жұмыс істеуге тиісті алғашқы деректерден тұрады. Өте кіші немесе өте үлкен сандар және деректердің болмауы мұндай деректердің типтік мысалдары болып табылады.

    Барлық программалар  қандайда бір шектеулі алғашқы  деректер жиынын өңдеуде есептеліп  жасақталатындығы белгілі. Сондықтан  мына төмендегі сұрақтарға жауап  алу маңызды:

1. Айнымалының теріс және нолдік мәндерін өңдеуге арналмаған программаға қандай да бір кеткен қателіктің себептерінен дәл сол мәндерді өңдеуге тура келсе не болар еді?
2. Егер массив элементтері оны хабарлауда көрсетілген саннан асып кетсе, онда массивтермен жұмыс істеп жатқан программа өзін қалай ұстар еді?
3. Егер өңделіп жатқан сан өте кіші немесе өте үлкен болса, онда не болар еді?

 Программа дұрыс емес  деректерді  дұрыс деректер ретінде қабылдап, дұрыс нәтижеге ұқсас, бірақ  дұрыс емес нәтиже беретін  жағдайлар ең жаман жағдайлар болып есептеледі.

    Программа өзі дұрыс  өңдей алмайтын кез келген  деректерді теріске шығаратын  болу тиіс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Программалауда кездесетін қателіктер

 

    Компьютерде есеп шығарудың  барлық кезеңдерінде, атап айтқанда, есептің қойылуына бастап, оның құжаттарын даярлағанға дейін қателіктің кетуі мүмкін.

   Мысалы есенптің дұрыс  қойылмауы, есепті шығару үшін  құрылған алгоритмнің дұрыс болмауы,  лолгикалық қателіктер кететін  жағдайларды дұрыс есенпке алмау,  семантикалық және синтаксистік  қателер, операцияларды орындау кезінде кететін қателіктер, деректерді беруде жіберілетін қателіктер, ендіру-шығару кезінде кететін қателіктер.

    Әдетте синтаксистік  қателіктер трансляциялау кезінде  байқалады. Көптеген басқа да  қателіктерді программалаушының  не ойлағандығын білмегендіктен транслятор таба алмайды.

     Сондықтан компьютердің  синткасистік қателіктер туралы  хабарының жоқ болуы программаның  дұрыстығының жеткілікті щарты  болып табылмайды.

    Синтаксистік қателіктердің  мысалдары:

• тыныс белгілерінің қалып кетуі;
• жақшалардың сәйкес келмеуі;
• оператордың дұрыс жазылмауы;
• қызметші сөздің дұрыс жазылмауы;
• айнымалы атының дұрыс жазылмауы;
• цуиклдің аяқталу шартының жоқ болуы;
• массив сипаттамасының жоқ болуы т.с.с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Транслятор таба алмайтын қателіктер

 

   Программада пайдаланылатын операторлар дұрыс жазылғанымен транслятор таба алмайтын көптеген қателіктер болады.

     Осындай қателіктердің  мысалдарын келтірейік.

   Логикалық қателіктер:

• кейбір шартты тексергенмен кейін алгоритмнің қай тармағын орындауға өтуді дұрыс көрсетпеу;
• мүмкін болатын шарттарды толық есептемеу;
• программада алгоритм блоктарын орындау үшін қажет болатын бір немесе бірнеше щамаларды қалдырып кету.

  Циклдерде кездесетін қателіктер:

• циклдің басын дұрыс көрсетпеу;
• циклдің аяқталу шарттарын дұрыс көрсетпеу;
• итерация санын дұрыс көрсетпеу;
• шексіз цикл.

  Ендіру-шығару қателіктері; деректермен жұмыс істеудегі қателіктер:

• деректердің түрін дұрыс бермеу;
• талап етілген аз немесе көп деректерді оқуды ұйымдастыру;
• деректерді дұрыс түзетпеу;

  Айнымалыларды пайдалануда кететін қателіктер:

• айнымалыларды олардың бастапқы мәндерін көрсетпей пайдалану;
• бір айнымалыны басқа айнымалының орнына қате көрсету.

  Массивтермен жұмыс істеуде кететін қателіктер:

• алдын ала нолге келтірілмеген массивтер;
• дұрыс сипатталмаған массивтер;
• индекстерінің берілу реттілігі дұрыс емес массивтер.

 Арифметикалық операцияларды орындауда кететін қателіктер:

• айнымалының түрінр дұрыс  көрсетпеу (мысалы, нақты айнымалының орнына бүтін айнымалыны көрсету);
• әрекеттер ретін дұрыс анықтамау;
• нөлге бөлу;
• теріс санның квадрат түбірін табу;
• санның мәнді разрядын жоғалту.

 

   Осы қателіктердің бәрін  тестілеудің көмегімен табуға  болады.

 

 

Программалау жүйесі

 

    Программалау жүйесі  компьютердің программалық қамсыздандыруының  құрамына жатады және ол программаларды жасау және оларды жөндеу жұмыстарын автоматтандыруды қамтамасыз ететін құралдардың жиыны болып табылады. Программалау жүйесінің құрамы мына төмендегі схемада бейнеленген:

 

    Программалау процесі  үш кезеңге бөлінеді:

• есепті шешудің алгоритмін құру;
• программа құру;
• жасалған программаны тексеру.

    Екінші кезеңдегі, яғни  программа қрудағы қиындық адамның  тек машина тілінде ғана программа  жасауына байланысты болады. Компьютерді  пайдаланудың алғашқы жылдарында  әрқайсының әр түрлі компьютерлердің пайда болуы бұл қиындықты тереңдетіп жібереді. Сондықтан нәтижесінде  бір компьютерге арнап жасаған программаны басқа компьютерге пайдалануға болмайтын болды. Бұл бір алгоритмнің өзін әр түрлі компьютерлерде орындау үшін әрқайсына жеке-жеке программа құруға мәжбүр етіпижұмысты қиындатып жіберді.

    Әрбір компьютер үшін  жасалған программаның дұрыс  және ұтымды жасалғандығын тексеру  қажет. Қателік кеткендігі және  басқа да кемістіктері бар  екендігі анықталса, онда ол  программаға түзетулер мен өзгерістер ендіріледі. Программалаудың осы аталған кезеңдерінің арнайы ерекшеліктері және қиыншылықтары бар.

    Барлық осы аталған  қиыншылықтар программалар жасаудағы  атқарылатын жұмыстарды мейлінше  ықшамдап қысқарту мәселесін  күн тәртібіне қояды. Бұл мәселені шешу программалау процесін автоматттандыруды, яғни компьютердің өзін программалар жасауға немесе программалауға байланысты таза техникалық жұмыстар атқаруға пайдалануды талап етеді. Автоматтандыру программа жасаушы мамандардың жұмысын жеңілдетуді, оны жасауда кететін қателіктердің санын азайтуды, ең соңында есептің қойылуынан бастап нәтиже алғанға дейін кететін уақытты қысқартуды көздейді. Программалауды автоматттандырудың ең көп тараған негізгі тәсілдеріне мыналар жатады:

• қолмен программалауды жеке жұмыстарын автоматтандыру тәсілдері;
• бағыныңқы программалар кітапханасын құру;
• программалаудың әр түрлі тілдерін пайдалану.

    Қолмен программалаудың жеке жұмыстарын автоматтандыру тәсілдері. Қолмен программалаудағы жұмыстарды автоматтандыруда жұмыс программаларын түзетуді негізгі назарда ұстау керек.

    Қазіргі кезде программаның  дұрыстығын тексеру үшін жоғарыда  айтқандай тест тәсілі кеңінен  қолданылады. Тест тәсілі бойынша  жауаптарды алдын ала белгілі  есептердің бірнеше нұсқасы компьютерде құрылған программаны пайдаланып шығарылады. Алынған нәтижелер алдын ала белгілі жауаптармен салыстырылады. Ол жауаптар біріне – бірі сәйкес келмесе, онда программада қателіка кеткен болып шығады.

    Программаны жөндеу процесі  бірнеше әмбебеп жөндеуші программаларды жасау және компьютердің өзін пайдалану арқылы автоматтандырылады. Бұл программалар командалардың қалай орындалып жатқандығы туралы информацияны баспаға бере отырып жөнделіп жатқан программаның кез келген бөлігінің жұмысын қадағалап бақылауға мүмкіндік береді. Программаны автоматты түрде жөндеуде программалаушыны қызықтыратын барлық информация құжатқа жазылады, соның арқасында ол компьютерді пайдаланбай-ақ есептің компьютерде шншілу процесінің дұрыстығын бақылай алады.

 

 

 

 

Программалау тілдері

 

      Программаларды жасауда қазіргі заманғы компьютерлерде әр түрлі деңгейдегі программалау тілдері пайдаланылады.

     Жалпы жағдайда тіл деп информацияның жазылыуын және оның түрленуін белгілі ережелер бойынша формальдыетіп беруші құралдарды түсінеміз.

     Тілдің құрамында информацияның негізгі элементтерін құрудың құралдары және осы элементтерден әр түрлі мазмұнды құрылымдар құруға арналған ережелер жүйесі бар.

      Программалау тілі деп деректерді жазуға және оларды белгілі ережелер бойынша өңдеуге арналған адам мен компьютерді  байланыстыратын формальды тілді айтамыз.

       Програмалаудың әр түрлі тілдерін пайдалану.

       Әр түрлі белгілер бойынша жіктеуге болатын бірнеше жүздеген программалау тілдері бар. Ең жалпысы тілдің машинаға жақындық дәрежесі бойынша жіктеу болып табылады. Осы белгісі бойынша программалау тілдері екі үлкен топқа бөлінеді:

• машинаға тәуелді тілдер;
• машинаға тәуелсіз тілдер;

Машинаға тәуелді тілдер өз кезегінде  былай бөлінеді:

• машина тілі;
• машинаға бағдарланған тілдер;

 Машинаға бағдарланған тілдер кейде автокодтар деп те аталады. Машинаға бағдарланған тілдердің екі деңгейі бар:

• символдық кодтау тілдері, басқаша айтқанда мнемокодтар;
• макротілдер.

     Макротілдер машина  тілінің командаларына тікелей  ұқсастығы жоқ макрокомандаларды пайдалануға рұхсат етеді. Макрокомандаларды пайдалану программаны қысқартады әрі тілді жасау құралдарының жиынын кеңейте отырып программалаушының еңбегінің өнімділігін арттырады.

      Машинаға тәуелсіз тілдер программаларды бөлшектеу дәрежесіне қарай екі топқа бөлінеді:

• процедулалы- бағдарланған тілдер;
• проблемалы – бағдарланған тілдер.

  Процедулалы  – бағдарланған тілдер есепті шешу алгоритмін сипаттауға арналған, сондықтан да оларды кейде алгоритмдік тілдер деп те атайды. Алгоритмдік тіл деген ұғым программалау тілі деген ұғыммен сәйкес елмейді. Егер алгоритмдік тілде жазылған алгоритмдік жазу компьютерге ендіруге тікелей жарамды және дайын жұмысшы программаға түрленетін болса, онда мұндай  алгоритмдік тіл программалау тілі де бола алады. Кейбір алгоритмдік тілдер тек оларға кейбір құралдарды қосқаннан кейін ғана программалау тілі болады.

     Проблемалы – бағдарланған тілдер есептерді сипаттау үшін қызмет атқарады.

     Бірақ алгоритмдік  тілдер өздігінен барлық проблеманы, тіптен программаны да шеше алмайды. Мұндай тілде жазылған программа компьютерде тікелей орындалмайды, ол орындалу үшін алдын ала сол компьютердің машина тіліне аудару жеткілікті қиын мәселе болып табылады.

      Алгоритмдік тілден  программаны машина тіліне аудару  жұмысын компьютердің әмбебаптығын пайдаланып, оның өзіне жүктеуге болады. Бұл үшін әрбір алгоритмдік тілден машина тіліне формальды аударуға яғни аударудың ережесін алгоритм түрінде тұжырымдауға мүмкіндік беретіндей болуы керек. Егер, осы алгоритмді бір рет машиналық программа түріне келтіріп алсақ, онда одан кейін осы программаның көмегімен компьютердің өзі берілген алгоритмдік тілде жазылған кез келген программаны нақтылы компьютердің машина тіліне аударып бере алады. Мұндай арнайы аудармашы-программа жоғарыда айтқанымыздай транслятор деп аталады.   

 

 

 

 

 

 

Машина  тілі

 

    Компьютердің ақпараттық  бөлігі тікелей түсінетін жалғыз  тіл: ол – машина тілі.

    Машина тілі деп копьютердің құрамындағы процессор  командаларының  кодын  айтамыз.

    Архитектурасы әртүрлі  процессорлардың машина тілдері де түрліше болады. Тек өзара үйлестірілген  процессорларда ғана машина тілдері бірдей болады. Мұндай процессорлардың командалар жүйесі төменнен  жоғары қарай үйлесімділікте болады деп айтылады.

    Сонымен әрбір компьютердің  өзінің машина тілі болады  және ол тек осы тілде жазылған программаларды ғана  тікелей  орындай алады.

    Машина тілінде программалау  деп программаға енетін  командалардың  реальды кодтарын тікелей жазуды  айтамыз.

    Командалардың кодтары  әр түрлі санақ жүйелерінде  берілуі мүмкін:

• екілік;
• сегіздік;
• он алтылық;

    Мысалы, процессордың А аккумляторының ішіндегісін В регистіріне жөнелту дегенді білдіретін МОV В,А командасының кодын әр түрлі санақ жүйелерінде былай  жазып көрсетуге болады: