Программалау технологиялары

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ....................................................................................................................2 
 
ПРОГРАММАЛАУ ТЕХНОЛОГИЯЛАР.............................................................3

ОБЪЕКТІ – БАҒЫТТАЛҒАН ПРОГРАММАЛАУ.............................................4

ЛОГИКАЛЫҚ ПРОГРАММАЛАУ.......................................................................5

КӨМЕКШІ БАҒДАРЛАМАЛАР...........................................................................6

ҚОРЫТЫНДЫ.......................................................................................................22

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН  ӘДЕБИЕТТЕР.................................................................23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

      Қазіргі кезде 3500-ден жоғары әр түрлі программалау тілдері бар және осылардың ішінен шектелген саны ғана программалық бөлімді құруға жаппай қолданылады. Программалау тілдерінің саны көп болуына байланысты олардың біршене классификациясы бар. Оның ішінде негізгі 2 түрге: фукционалдық мәніне (қызметі) және қолданылатын программалау технологиясына байланысты бөлінеді. Программалау тілдері фукнционалдық мәніне байланысты 4 үлкен классқа бөлінеді:

1) программалауға үйретуші;

2) жалпы мәнді;

3) проблемалық-бағытталған;

4) параллель программалаушы.

 Қазіргі жоғары деңгейлі тілдерді осы классификацияға сәйкес қарастырамыз.

 Программалауға үйретуші тілдер  қатарына жататын жоғарғы деңгейлі  тілдердің негізгілері Logo, Basic және Pascal. Logo тілі 60-шы жылдардың аяғында  С.Пейперттің басшылығымен құрылды және ЭЕМ жаңа қолданушыларға, балаларға программалаудың негізін үйретуге бағытталған. Үйретуге арналған жоғары деңгейлі тілдердің ішіндегі кең тарағаны 1965 жылы Д.Кемени мен Т.Курц құрған Basic тілі. Дербес компьютерлерге бірінші қолданылған жоғарғы деңгейлі тіл және операциялық ортасы – Basic тілі. 60-жылдардың ортасынан бастап мамандар арасында құрылымдық программалау мәселесі көтеріле бастады. 1971 жылы Н.Вирт құрылымдық технологияға үйретуші Pascal тілін құрды.

 

 

 

 

                                

1. Программалау технологиялары

   Программалау процесін жақсартатын және кең қолданылатын әдістердің бірі – құрылымдық программалау. Құрылымдық программалаудың 3 бөлігі (құраушысы) бар:

1. Модульдік программалау 

2. Құрылымдық кодтау

3. Жоғарыдан төменге қарай жобалау 

 Модульдік программалау дегеніміз  – программаны логикалық бөліктерге  бөлу процесі. Программа бірнеше  модульдерге бөлінеді және мына 2 мақсат орындалуы тиіс:

1) модулдің дұрыс болуы және  оның контекстерден тәуелсіз болуы қажет;

2) модулдің ішкі жұмыстарын  білмей тұра әр түрлі модулдерден  программа құру мүмкіндігінің  болуы қажет.

 Мысал ретінде стандарт математикалық  функциялардың есептелу программасын  қарастыруға болады. Программист sin(x) функциясын программаның кез-келген жерінде қолдана алады және оған функцияның есептелуіне қай әдістің қолданып тұрғанын білудің қажеттілігі жоқ. Модуль өлшемі 60 жолдан аспауы керек және модульдер өзара тәуелсіз болуы керек. Байланысқан элементтерді бір модульге, байланыспаған элементтерді әр түрлі модульге жинау керек. Модульдерді қолдана отырып программа күрделілігін төмендетуге болады.

Pascal тілінде модуль процедуралар  мен функциялардың көмегімен  құрылады, Cи тілінде функциялардың  көмегімен құрылады.

 Құрылымдық кодтау деп программада басқарушы конструкциялардың–шартты операторлардың, циклдің (параметрлі, цикл-әзір, цикл-дейін) қолданылуын айтады. Шартсыз көшу операторы программада сирек қолданылуы керек немесе шартты оператордың, циклдің көмегімен өзгертілуі керек.

 Программаны жоғарыдан төмен қарай жобалаудың өз иерархиялық құрылымы бар және қысқа есеп қойылымынан басталады. Одан кейін есеп бірнеше ұсақ ішкі есептерге бөлінеді. Ішкі есептердің өзі де ішкі есептерге бөлінуі мүмкін. Әр қадамда ішкі есептің орындайтын негізгі функциялары анықталуы керек. Бөлу процесі әр ішкі есеп қарапайым болғанға дейін, яғни әр ішкі есепке бір модуль сәйкес келгенше созылады.

 

2. Объекті - бағытталған программалау

     Объекті-бағытталған программалау тілдерінің негізгі концепциясы– құрылатын қосымша өзара байланысқан негізгі объектілерден тұрады. Объекті-бағытталған технологияда қолданушы үш базалық элементпен: объектілер, хабар және класстармен жұмыс істейді.

 Объектілер дегеніміз бірнеше  рет қолданылатын программалық  модулдерден, яғни байланысқан мәліметтер мен процедуралардан тұрады. Объект құрылымы екі бөліктен тұрады: айнымалылар және әдістер. Әдістер объект функциясының алгоритмін анықтайтын процедуралар мен функциялар жиынынан тұрады. Объектілі айнымалылар жәй мәліметтерден (сан, массив, текст) және күрделі құрылымды информациялардан (график, дыбыс т.б.) тұрады.

 Объектілердің өзара байланысуына  хабарлар қолданылады және үш  бөлімнен тұрады: объект идентификаторы, ағымдағы объектіде қолданылатын  әдіс аттары және таңдалған  әдіс режимін қалпына келтіретін қосымша информациялар. Күрделі программалар бірнеше біртипті объектілерді қолдануы мүмкін. Бұл жағдайда әр объект үшін әдістер мен айнымалылар туралы информацияны жазу тиімсіз. Бұл мақсатқа объектілер класы деген түсінік енгізілген. Класс дегеніміз біртипті объектілерге арналған шаблон және объектілі айнымалылар типтері мен әдістерін анықтайтын информациялардан тұрады.

 Объекті-бағытталған технологияға  негізделген программалау тілдері: SmallTalk/v, Object Pascal, ACT++, C++, Simula, Actor, Classic–Aga және т.б.

 Объекті-бағытталған программалаудың  негізгі үш принципі бар: инкапсуляция, тұқымқуалау, полиморфизм.

 

3. Логикалық программалау

       Логикалық программалау тілдері PROLOG және LISP жасанды интеллект проблемаларының есептерін шешуге арналған. LISP тілін 50-інші жылы Д.Макартни символдық информацияларды өңдеуге арнап құрды. LISP тілінің мәліменттерінің негізгі құрылымы тізімдер, тізімнің элементтері атомдар. Lisp тілінің бір ерекшелігі динамикалық жаңа объектілерді құру мүмкіндігі, объект есебінде программаның өзі де қатыса алады.

LISP тілі және оның модификациялары  символды өңдеуге арналған бағытталған  программалық бөлімді құруға  кең қолданады және қазіргі  кезде көптеген тиімді компиляторлары  бар.

70-жылдары Lisp тілінің негізінде құрылған Prolog тілі логикалық программалау тілі болып табылады. Prolog программасының негізгі элементі атом болып табылады және жеке объектілер арасындағы қарапайым қатынастарды көрсетеді, басқа программалау тілдеріне қарағанда атом түсінігінің мағыналық мәні басқа. Тіл тек сипаттамадан тұрады және инструкциялары жоқ, яғни процедуралы емес. Әр Prolog программа сөйлемдер жиынынан тұрады, яғни жәй тұжырымдар немесе импликациялар. Prolog тілінің базасында эксперттік жүйелер, білімді көрсететін жүйелер, білім базасы және жаратылыс тілдерін өңдейтін жүйелер құрылады. Prolog тілінің негізіне математикалық логика элементтері қолданылады. Программа объектілер арасындағы қатынас терминдері арқылы сипатталады. Логикалық программалау тілдерінің жетістігі параллель программалау принципі қолданылады. Prolog тілінің көптеген танымал модификациялары бар, оның ішінде ең көп тарағаны – Borland фирмасының Turbo Prolog программалау жүйесі. Жасанды интеллект проблемасына арналған жаңа логикалық және функционалды программалау тілдері құрылуда, мысалы, DURAL, VALID тілдері.

4. КӨМЕКШІІ  БАҒДАРЛАМАЛАР

    Программалау барысында көптеген бір типті есептеулерге бірнеше бір-біріне ұқсас программа фрагменттерін қайта-қайта жазуға тура келеді. Осындай да артық жұмыс жасамай, барлық есептеулерді бір ғана фрагмент ішінде орныдау үшін, көмекші программалар-процедуралар мен функциялар қолданылады. Мысалы программа орындалу барысында бірнеше рет ұқсас есептеулер кездессе, онда есептеу блогын бір ақ рет көмекші программаға жазып қойып, программаның кез-келген нүктесінен көмекші программаны шақырып, осы блок арқылы есептуді шығаруға болады.

 Сонымен көмекші прграммалар  деп программаның орындалу барысында  бірнеше рет шақырылып орындалып  тұратын операторлар блогын тұратын  көмекші бөлігін айтады.

 Көмекші прграммалар стандартты  және пайдаланушылар көмекші  программалары болып екіге бөлінеді. Стандартты функциялар мен процедуралар Turbo Pascal тілінің құрамында тұрақты  системалық атпен аталып орындалады. Оларға арнаулы USES пайдаланушылар  библиотекасында орналасқан – SYSTEM, CRT, GRAPH, GRAPH3, OVERLAY, PRINTER, TURBO3, TURBO VISION модульдерінің барлық функциялары мен процедуралары жатады.

SYSTEM модулінің процедуралары мен  функциялары Turbo Pascal программасымен  бірге автоматты түрде іске  қосылады, сондықтан оны пайдаланушылар бөлімінде көрсетпесе де болады.

SYSTEM модулінің өзге модульдердің  процедуралары мен функцияларын  қолдану үшін программаның басында  міндетті түрде олардың аттарын USES пайдаланушылар бөлімінде көрсетіп  кету керек, мысалы:

 

PROGRAM KOMEK;

USES Graph, Crt;

// Graph, Crt модульдеріндегі стандартты  процедуралар мен функцияларды  программада пайдалану үшін ашу.

 Стандартты функциялар мен  процедуралар көбісі бұдан бұрынғы  бөлімдерде программалар құруда  пайдаланылады, мысалы:

Abs(X); //Х-тің абсолют шамасын  есептеу функциясы 

Sin(X); //Х-тің синусын есептеу  функциясы 

Random(X); //0-ден Х-ке дейін кездейсоқ  сан шығару 

Delay(X); //программаның орындалуын  Х мс уақытқа тоқтау 

Clrscr; //экранды тазалау процедурасы 

Halt; // программаның орындалуын тоқтату прроцедурасы....т.б.

 

 Падаланушылар көмекші программалары  деп программалаушының өзі құрып, аты да өзіне ыңғайлы бір  идендификаиормен белгіленетін  процедуралар мен функциялар  атайды. Олар программаның VAR бөлімінен  кейін PROCEDURE немесе FUNCTION қызметші сөздерімен басталып құрылады:

          Көмекші программа құрылымы:

 көмекші программа қызметші  сөзі көмекші программа тақырыбы;

 көмекші программада кездесетін  идентификаторларды сипаттау бөлімдері;

 көмекші программа денесі.

  Көмекші программалардың жазылу тәртібі де негізгі программа сияқты бірнеше бөлімдерден тұруы мүмкін, мысалы:

 А) көмекші программа аты, параметрлері  жазылатын тақырыбы;

 Ә) тұрақтылар бөлімі;

 Б) типтер бөлімі;

 В) айнымалылар бөлімі;

 Г) операторлардан тұратын прграмма денесі.

 Көмекші программаның аты  идентификатормен белгіленеді. программала  бірнеше процедура немесе функция  болуы мүмкін. Сол сияқты, көмекші  программаның да өзінің көмекші  программасы болуы мүмкін. Оларды  ішкі программалар деп атайды. Негізгі программада сипатталған идендификаторларды көмекші программаның ішінде де сол сипатталған типпен қолдануға болады. Олармен белгіленген айнымалылар глобальды деп аталады. Ал көмекші программада сипатталған идендификаторды тек өзінің ішкі программасында ғана қолдануға болады. Ол айнымалыларды локальды (жергілікті) деп атайды.

 Көмекші программа өздігінен  орындалмайды, оның орындалуы үшін  негізгі программада көмекші  программаның аты мен параметрлерін  жазып шакқырады, ол жерді көмекші программаны шақыру нүктесі деп атайды.

 Көмекші программалардың орындалу  саны шақыру нүктелерінің санына  байланысты болады. Егер негізгі  программада бірде-бір шақыру  нүктсеі болмаса, онда көмекші  программа орныдалмайды. Программа  орныдалу барысында алдымен негізгі программа орындалады да, керек-кезде көмекші прорамма шақырылады. Көмекші программаны шақыру нәтижесінде негізі программа уақытша тоқтайды да, басқару көмекші программаға барады. Көмекші программа денесі, негізі программадан алған деректерді толық өңдеп, орындалғаннан кейін, басқаруды шақыру нүктесіне өңделген жаңа деректермен бірег қайтарып береді де, негізгі программа орындалуын әрі қарай жалғастырады.

 Негізгі программадан деректер  қабылдау және көмекші программадан  өңделіп жаңарған деректерді негізгі программаға қайтару көмекші программалар параметрлері көмегімен атқарылады. Процедура мен функциялардың нақты және формальды параметрлері болады. Программа орындалу барысында есептелген параметрлер нақты деп, ал көмекші программалардың тақырыбында көрсетілетін параметрлер формальды деп аталады.

 Нақты және формальды параметрлердің  типі, саны, реттілігі сәйкес болуы  тиіс. Олар бірдей белгіленуі  мүмкін. Нақты параметрлер тұрақтылардан, айнымалылардан және өрнектерден  тұруы мүмкін. Кей жағдайларда көмекші программада формальды параметрлерін көрсетпесе болады.

    Процедуралар.

 Процедура деп белгілі бір  идендификатормен аталып, сол атпен  программаның кез-келген жерінен  шақырып, белгілі бір есептеулерді  орындауға болатын программаның  тәуелсіз бөлігін айтады. Процедураның құрылымы программа құрылымына ұқсас келеді.