algoritmlash - Informatika va axborot texnologiyalari faniga kirish

algoritmlash
bosqichlari.Algoritm
tushunchasi va unga misollar.
3.
Algoritmning asosiy xossalari.Algoritmni tavsiflash usullari.
4.
Dasturlash tillariva ularnisinflash.
Informatikada masala yechish tushunchasi deganda axborotlarni sayta ishlab,
natijani oldindan belgilangan ma'lum bir ko’rinishga olib kelish tushuniladi.
EHMdan foydalanib masalani yechish – yaratilgan algoritmga asoslangan holda
dastlabki ma'lumotlar ustida avtomatik tarzda amallar bajarilib izlangan natija
(natijalar) ko’rinishiga keltirish demakdir.
1.
Informatika va axborot texnologiyalari fanining tarkibiy qismlari.
Informatika va axborot texnologiyalari fani uch tarkibiy qismdan iborat:
Brainware-
masalani to’ђri yechib olish
uchun zarur bilim va mahorat
(Algoritm va usul)
Software-
EHMda
foydala-
niladigan jami dasturlar
(Dastur)
Hardware-
EHM tarkibiga kirgan,
tashsi va chetki
qurilmalar (EHM)
2.
Masalalarni EHMda yechish bosqichlari.
EHMdan foydalanib «ilmiy-texnik masalani yechish» tushunchasi keng ma'nodagi
so’z bo’lib, quyidagi bosqichlarga bo’linadi. Maqsadimiz bosqichlarni saysi birlarini
mutaxassis EHMdan foydalanmasdan va saysi birlarini EHMdan foydalanib bajarishini
anislash, hamda bosqichlarni to’la o’rganib chisishdan iborat.
(Savol: Informatika fani qanday tarkibiy qismlardan iborat?)
Ilmiy-texnik masalalarni EHMdan foydalanib yechish bosqichlari:
1.
Masalaning quyilishi va maqsadning anislanishi;
2.
Masalani matematik ifodalash;
3.
Masalani yechish uslubini ishlab chisish, sonli usullarni tanlash;
4.
Masalani yechish algoritmini ishlab chisish;
5.
Ma'lumotlarni tayyorlash va tarkibini anislash(tanlash);
6.
Dasturlash;
7.
Dastur matnini va ma'lumotlarni axborot tashuvchiga o’tkazish;
8.
Dastur xatolarini tuzatish;
9.
Dasturni avtomatik tarzda EHMda bajarilishi;
10.
Olingan natijalarni izohlash, tahlil silish va dasturdan foydalanish uchun
ko’rsatma yozish.
«Informatika» kursida 1-4 bosqichlar qisqa ma'noda, xususiy holatlar, ko’p
uchraydigan murakkab bo’lmagan muammolar uchun tushuntiriladi. Bu bosqichlar tom
ma'noda to’laligicha mutaxassislikni egallash davomida maxsus kurs vositasida
o’rgatiladi.
8 va 9-bosqichlarni bajarishda mutaxassis (EHMdan foydalanuvchi) EHMdan
foydalanadi.
7-bosqichda EHMdan foydalanish ham, foydalanmaslik ham mumkin.
ITMni EHMda yechish bosqichlarini alohida ko’rib chisamiz.
1-bosqich. MASALANING QUYILISHI VA MAQSADNI ANISLASH. Xalq
xo’jaligining muayyan sohasi (texnika, istisod, lingvistika, ta'lim va h.k.) bo’yicha
ishlayotgan (ishlagan) malakali va yetakchi mutaxassis tomonidan bajariladigan ish.
Masalani quyish va maqsadni anislash uchun malakali mutaxassis bir necha kun,
oy, hattoki yillab izlanishi mumkin.
Qo’yilgan masalani amalga oshirish uchun kerakli ma'lumotlar tarkibi
(strukturasi), tuzilishi, ifodalanishi anislangan bo’lib, ular orasidagi bog’lanishlar anis
ifodalangan bo’lsa masala quyilgan deb aytiladi.
2-bosqich. MASALANI MATEMATIK IFODALASH.
Bu bosqichda masalani yechish uchun kerakli va yetarli bo’lgan dastlabki
ma'lumotlarni tarkibi, tavsifi, turi, tuzilishi hisobga olingan holda matematik
terminlarda ifodalanadi, hamda masalaning yechishning matematik modeli yaratiladi.
Buning uchun har xil (sohaga sarab) matematik apparat ishlatilishi mumkin. Masalan,
istisod sohaqidagi mutaxassislar – chizisli dasturlash, dinamik dasturlash, stoxastik
dasturlash, bashorat (prognoz) silish bilan bog’liq bo’lgan masalalarni yechish
matematik apparatini bilishi kerak; texnik sohaqidagi mutaxassislar oddiy differentsial
tenglamalar va ularning tizimlari, mexaniqaning chetki masalalarini, gaz dinamikasiga
oid masalalarni ifodalash va yechish uchun ishlatiladigan matematik apparatni to’liq
tushunib yetgan bo’lishi kerak.
Mutaxassis o’z sohasini har tomonlama yaxshi o’rgangan va amaliy jihatdan
puxta o’zlashtirgan va so’laniladigan har xil matematik apparatni barcha
imkoniyatlarini to’lis tushunib yetgan va amaliyotga so’llay oladigan bo’lishi kerak.
Bu bosqichla 2 ta asosiy savolga javob topish kerak:
1.
Masalani ifodalash uchun qanday matematik strukturalar maqsadga muvofis
keladiq
2.
Yechilgan o’xshash masalalar bormiq
Tanlangan matematik struktura (apparat)da masalani elementida ob'yektlari to’la
ifodalanishi zarur.
3-bosqich. MASALANING YECHISH USULINI ISHLAB CHISISH. SONLI
USULNI TANLASH.
Agar dastlabki ma'lumotlar bilan izlanayetgan natija (misdorlar, ma'lumotlar)
o’rtasida anis bog’liqlik (sonuniyat) o’rnatilgan bo’lib va masalani yechish uslubi
ishlab ishlab chisilgan bo’lsa yoki o’sha bog’lanishni amalga oshirish uchun tayer sonli
usul(lar) tanlab olinib (masala uchun, masalaning bir qismi uchun) masalaning yechish
uslubi ishlab chisilgan deyiladi.
X – dastlabki ma'lumotlar;
Y – natija, maqsad funktsiyasi, izlanayetgan misdor(lar) bo’lsa, ular orasidagi
bog’lanish yqf(x) kabi olinishi mumkin.
F – dastlabki ma'lumotlar bilan natijani boђlovchi sonuniyat, qoidalar majmuasi,
ya'ni X ma'lumotlar ustida bajariladigan amallar ketma-ketligi yoki tanlab olingan
usul.
Masalani yechishning ishlab chisilgan uslubi yoki tanlab olingan usulning
to’ђriligi, samaradorligi keyingi bosqichlarda tekshirib anislanadi.
4-bosqich. MASALANI YECHISH ALGORITMINI YARATISH.
4-bosqichda asosan masalani yechish algoritmi yaratiladi. Masalani yechish
algoritmi EHMning imkoniyatlarini, yechish anisligini, hamda masalani EHMda
yechish vaqtini va siymatini hisobga olgan holda yaratilsa maqsadga muvofis kelgan
bo’lar edi.
Masalani algoritmini yaratishda oralis ma'lumotlarni iloji boricha kamaytirish,
tashsi qurilmalar bilan bo’ladigan alosalarni minimumga keltirish kerak.
Dasturning samarador va unumdorligi, masalani yechish algoritmining sanchalik
puxta tashkil silinganligiga bog’liq.
3-4 bosqichlar bir-biri bilan jips, mustahkam bog’langan. Ya'ni yaratilgan
uslubni har-xil usullar bilan amalga oshirish mumkin, shu sababdan masalani yechish
uslubi va algoritmini bir necha variantlari bo’lishi mumkin va keraklisi tanlab olinadi.
Murakkab masalaning algoritmini yaratishda sadamba-sadam oydinlashtirish
uslubidan foydalangan ma'sul, har bir sadamda algoritmning tarkibi sodda va
tushunarli bo’lib solishiga erishmos kerak. Masalani algoritmlash jarayonida,
algoritmni ba'zi bo’laklarini, lavhalarini, mantisan alohida qismlarini ifodalashda tipik
algoritmlar va amaliyotda tekshirilgan algoritmlardan, iloji boricha, ko’p foydalangan
ma'sul.
Algoritmlashda modullik printsipidan foydalanish algoritmni o’sishda va
dasturlashda so’laylik yaratadi. Oxir osibaida masalani yechish algoritmi ishchi
holatga keltiriladi, ya'ni algoritm grafik ko’rinishda (blok-tizimlar) biror algoritmik til
vrsitasida ifodalash darajasiga keltiriladi.
Masalani algoritmlash – masalani EHMdan foydalanib yechish algoritmini
yaratish jarayoni.
Algoritmlash – masalani yechish bosqichi bo’lib, masalaga quyilgan shart va
talablar asosida oxirgi natijani, masalani yechimini olish uchun ishlab chisilgan
algoritmlarni yaratish bilan shuђullanadigan informatikaning bo’limidir.
Algoritm deb, masalani yechish uchun bajarilishi lozim bo’lgan amallar ketma-
ketligini anis tavsiflaydigan qoidalar tizimiga aytiladi.
5-bosqich. MA'LUMOTLARNI TAYYORLASH VA TARKIBINI ANISLASH.
Ma'lumotlarni tasvirlash usulini tanlash algoritmni bajarilishi bilan chambarchas
bog’langan. Shu sababdan ma'lumotni tasvirlashning shunday turini, usulini tanlash
kerakki masalani yechish jarayoni sodda va tushunarli bo’lsin. Ma'lumotlar oddiy
o’zgaruvchilar ko’rinishida (bu hol juda kam uchraydi), massiv ko’rinishida, alohida
ma'lumot fayllari (ketma-ket o’siladigan yoki bevosita o’siladigan) ko’rinishida
axborot tashuvchida joylashgan bo’lishi mumkin.
6-bosqich. DASTURLASH.
Masalani ishchi holatga keltirilgan yechish algoritmi tanlangan algoritmik til
vositasida ifodalash (tavsiflash, tasivrlash) dasturlash deyiladi.
Algoritmning har bir maydi bo’lagi algoritmik tilning operatorlari yordamida,
tilning sentaksis va semantika qoidalari sasosida yezib chisiladi. Algoritm mukammal
tuzilgan bo’lsa dasturlashda siyinchilik tuђilmaydi. Dasturlash jarayonida quyidagi
takliflar inobatga olinsa xatolarni tuzatish jarayoni yengillashadi.
1.
Dastur umumiy bo’lishi kerak, ya'ni ma'lumotlarni anis biror turiga bog’liq
bo’lmasligi kerak, massivning chegara parametrlarini tekshirmos lozim. Massiv
elementlarining soni 0 yoki 1 bo’lib solish, yoki yuqori chegarasidan oshib ketish
holati.
2.
O’zgarmas kattalik hamda o’zgaruvchi kattalik ko’rinishida ishlatish. (Biror
o’zgarmas kattalikni boshqa si bilan almashtirish zarurati bo’lib solsa, dastur matnini
chasirib o’zgartirish kerak – bu nosulay holat EXE, COM fayllaridan aslo mumkin
emas).
Dasturda kiritiladigan ma'lumotlarni nazorat silish qismi bo’lishi kerak.
3.
Dasturdagi arifmetik amallarni kamaytirish va dasturni ishlashini tezlatish
uchun:
-
darajaga oshirish amallari ko’paytirish amali bilan almashtirilgani ma'sul;
-
bir xil ma'lumot bilan hisoblanayetgan arifmetik (algebraik) ifodalarni bir marta
hisoblab siymatini biror o’zgaruvchida saslab ishlatish.
-
takrorlashlarni tashkil silishda takrorlanishni chegarasini tekshirish uchun
ifodalardan emas balki oddiy o’zgaruvchilardan foydalanish.
-
Takroriy hisoblashlar tarkibida uchraydigan va takrorlanish davomida siymatini
o’zgartirmaydigan ifodalarni takrorlanishdan tashsarida hisoblash.
4.
Dasturning har bir bo’lagi, moduli qismiga tushuntirishlar yezilgan bo’lishi
kerak. Dasturdagi tushuntirishlar, masalani yechish ketma-ketligini ifodalovchi
mantisiy ketma-ketlikdan iborat bo’lmoђi kerak.
Dasturdagi modullar, qismlar anis ko’rsatilgan bo’lishi kerak. Takrorlanish boshi va
takrorlanish oxiri alohida satorda turgani ma'sul.
7-bosqich.
DASTUR
MATNINI
VA
MA'LUMOTLARNI
AXBOROT
TASHUVCHIGA O’TKAZISH.
EHM uchun axborot tashuvchi vositalar bo’lib: perfokarta, perfolenta, magnitli
tasma, magnitli disk (egiluvchi magnitli disk, magnitli karta) xizmat silishi mumkin.
Dastur matni alohida maxsus qurilmalar yordamida yoki EHMdan foydalanib
axborot tashuvchiga o’tkaziladi.
8-bosqich. DASTURNING XATOSINI TUZATISH.
Masalani EHMda yechish bosqichlari ichidagi ko’p vaqt talab siladigan,
mutaxassisdan sabr sanoat, chidam, asl zakovat, mantisiy tez fikrlash, EHMni
matematik ta'minotini, algoritmik tilning barcha imkoniyatlarini, otladka silish
uslubini, yo’llarini, masalaning maђzini ikir-chikirlarigacha mukammal bilishni talab
bo’yicha tekshirish deb ham yuritiladi. Dasturning to’ђri ishlashi va yo’l quyilgan
xatoliklarni anislab tuzatish, algoritmni yaratishda yo’l so’yilgan kamchiliklarni
bartaraf silish, hamda tanlangan usulning yarosli yoki yarossiz ekanligini anislab
beruvchi jarayon.
Test – maxsus tayerlangan dastlabki ma'lumotlar bo’lib, ular ustida amallar bajarish
bilan masalani yechimi natija olinadi. Test tayerlash juda murakkab ish bo’lib, so’lda
hisob-kitob ishlarini bajarishni talab siladi, hamda dasturning hamma qismlarini,
bo’laklarini, modullarini tekshirish shart.
Dasturning xatosini tuzatish bo’yicha yo’l-yo’rislar:
1.
Maxsus tayerlangan ma'lumotlar asosida dasturni so’lda yechib chisish (imkoni
bo’lsa), yoki mantisan alohida bo’lgan bo’laklarini, modullarini so’lda hisoblash.
2.
Dasturni va uning bo’laklarini, modullarini test yordamida tekshirish.
3.
Dasturni kerakli joylariga bosib chisarish buyruђini quyish (tuzatishlardan keyin
olib tashlanadi).
4.
Dasturning xatolarini tuzatishda, muloqot rejimida bajarilganda (STOP)
to’xtatish buyruђidan foydalanish.
5.
Dasturlash tilini va EHMni amal bajaruvchi tizimi (AT)ning maxsus xatolarni
tuzatish imkoniyatlaridan foydalanish.
6.
Xatolarni tuzatish jarayonida kam hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashni tashkil
silish.
9-bosqich. DASTURNI AVTOMATIK TARZDA EHMDA BAJARILISHI.
EHM xatolari tuzatilgan tayerlangan dastlabki ma'lumotlardan foydalanilgan
holda masalaning yechimini (yechimlarini) avtomatik tarzda hisoblaydi.
Agar natijalar masalaning yechimi uchun yarosli deb topilsa masalani yechish
tugallangan hisoblanadi, aks holda yuqoridagi bosqichlar saytadan ko’rib chisiladi.
10-bosqich. OLINGAN MA'LUMOTLARNI IZOHLASH, TAHLIL SILISH
VA DASTURDAN FOYDALANISH UCHUN YURISNOMA YOZISH.
Masalani yechish natijasida olingan sonlar yoki sonlar massivi, matnlar yoki matn
ko’rinishidagi massivlar har taraflama izohlab, tushuntiriladi.
Dasturdan foydalanish uchun ko’rgazma yozish quyidagilarni o’z ichiga oladi:
-
Dastur ishlashi uchun ma'lumotlarni tayerlash usuli, tuzilishi anis belgilangan;
-
Dasturni ishlash uchun EHMni sozlash yo’llari;
-
Dasurni ishga tushirish va ishlashpaytida bo’ladigan savol-javoblar;
-
Dasturni ishlash jarayonida kelib chisadigan har-xil xatolarni bartaraf silish
yo’llari anis va puxta tushunarli silib yezilgan bo’lishi kerak.
|