Алгоритмдер және программалау тілдері

1. Алгоритм, программа ұғымдары. Алгоритм қасиеттері және оларды жазу

жолдары. Алгоритмдердің әртүрлі құрылымдық типтерін бейнелеу.

2. Іздеу алгоритмдерінің типтері және бейнеленуі. Мысал келтіріңіз.

3. Сұрыптау алгоритмдерінің түрлері және бейнеленуі. Мысал келтіріңіз.

4. С тіліндегі күрделі арифметикалық операциялар, қатынас операциялары, инкремент және декремент операцияларын пайдалану. Құрама операторлар.

5. С тіліндегі жиым (массив), вектор, матрицаларды пайдалану. Тілдің жиымдарды өңдеу тәсілдері.

6. С тілінде нұсқауыштарды пайдалану, оларды жариялау жолдары. Нұсқауыштармен атқарылатын операциялар.

7. С программалау тіліндегі тұтынушы функцияларын (ішкі программаларды) сипаттау және анықтау жолдары.

8. С программалау тіліндегі мәліметтердің тіркестік (жолдық) типтері және солармен жұмыс істейтін функциялар.

9. Файлдармен жұмыс істеуді ұйымдастыру. С программалау тіліндегі файлдармен жұмыс істеу функциялары.

10. С программалау тіліндегі мәліметтердің динамикалық құрылымдары. Мәліметтердің абстрактылық типтері.

1. Алгоритм, программа ұғымдары. Алгоритм атауы атақты шығыс математигі абу Жафар Мұхаммед ибн Мұса әл-Хорезми есімінің латынша Algorіthmі болып жазылуынан шыққан. Ол санаудың ондық жүйесінде көпорынды сандармен арифметикалық амалдардың орындалу ережесін ұсынған. Бұл ережелер қосынды мен көбейтіндіні табуға арналған амалдарды орындауға қажетті тізбектен құрылған. Сол ереже осы күнге дейін қолданылып келеді.

Алгоритм – берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегі түріне келтіру. Алгоритмді компьютерде орындау үшін оны программа түрінде жазып шығу керек.

Программа машинаға түсінікті командалардан тұрады. Осы командалар тізбегі орындалу барысында есептің нәтижесі шығады. Әрбір компьютер алдын ала жазылған программамен істейді.

Программа дегеніміз – белгілі бір нәтиже алу үшін орындалатын командалдардың айқындалған тізбегі.

Алгоритм қасиеттері:

1) алгоритм анық, әрі дәл өрнектелуі тиіс – детерминділік қасиеті; Алгоритмдерде келтірілген барлық іс-әрекет/ң мағынасы айқын, нақты анықталған болу керек.

2) оның модульдік (бөлікке бөліну) қасиеті, яғни алгоритмді шағын бөліктерге бөлу мүмкіндігі болуы қажет; Бұл қасиет бой/ша алгоритм аралық нәтиже беретіндей бірнеше ықшамды бөлік/ге, ал олар одан да кіші қадам/ға бөлінеді, яғни мәселені шешу процесі/ң тізбегі жеке-жеке әрекет/ге жіктеледі. Олар тек біріншісінің қорытындысын келесі жолы керекті мәлімет ретінде қолдануы тиіс.

3) алгоритм шектелген уақыттан соң нәтиже беруі тиіс, яғни алгоритм қадамдарының саны шексіз болмауы керек – нәтижелілік (шектеулілік) қасиеті; Әрекет/ң шектелген санынан кейін белгілі бір уақыт ішінде қорытынды нәтиже алуымыз қажет. Әрбір алгоритм біршама бастапқы мәлімет/ң болуын талап етеді ж/е іздеген нәтижені алуға қол жеткізеді.

4) бір типтегі (біртектес) есептерге жалпы бір ғана алгоритм қолданылуы тиіс – жалпылық қасиеті. Алгоритм құрылғанда белгілі бір жеке ғана мәселеге арналып жасалмай, сол тәрізді мәселе/ң барлық тобын шешуге мүмкіндік беретіндей етіліп жасалуы қажет. Бұл қасиет алгоритм/ң практика жүзінде пайдаланылу бағалылығын арттырады.

Алгоритм/ді жазу жолдары:

1) табиғи тіл арқылы жазу;

2) белгілі бір түйінді сөздер – терминдер (псевдокодтар - жалған кодтар) арқылы қысқаша тізбекті түрде жазу, мұны қарапайым алгоритмдік тіл деп те айтады;

3) график жолымен (блок-схема арқылы) жазу;

4) программалау тілдерінде жазу жолдарын жатқызуға болады.

Алгоритмді табиғи тілде өрнектеу компьютердерде қолданылмайды, өйткені онда дәлдік, нақтылық болмайды.

Ал алгоритмді екінші көрсетілген жолмен өрнектеу қарапайым алгоритмдік тіл деп аталып кеңінен қолданылып жүр. Мұны олардың ағылшын тіліне негізделіп жасалған программалау тілдеріне жақындығымен түсіндіруге болады.

Алгоритмдерді график жолымен жазу, онан кейін оны программалау тіліндегі программаға айналдыру істері мемлекеттік стандартпен бекітіліп ақпарат өңдеу жұмысында кеңінен қолданылып келеді.

Алгоритмдерді график жолымен жазу:

Іс-әрекеттің аты	Блок түрі	Атқаратын жұмысы
Процесс		Математикалық өрнектерді есептеу
Бастау, аяқтау		Алгоритмдерді бастау, аяқтау
Қосалқы программа		Қосалқы программаларға кіру және шығу
Таңдау (бір стрелкада иә, 2-шісінде жоқ)		Есеп шығару жолын таңдау
Модификация		Цикл (қайталау) басы

Алгоритм атауы атақты шығыс математигі абу Жафар Мұхаммед ибн Мұса әл-Хорезми (763-850 ж. ) есімінің латынша Algorіthmі (Алгорит-ми) болып жазылуынан шыққан. Ол санаудың ондық жүйесінде көпорынды сандармен арифметикалық амалдардың орындалу ережесін ұсынған. Бұл ережелер қосынды мен көбейтіндіні табуға арналған амалдарды орындауға қажетті тізбектен құрылған. Сол ереже осы күнге дейін қолданылып келеді.

Алгоритм – берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегі түріне келтіру. Алгоритмді орындаушының рөлін негізінен адам немесе компьютер, робот т. б. атқарады. Алгоритмге күнделікті тұрмыстан алып бір мысал келтіре кетейік. Студент болу үшін алгоритмнің мынадай қадамдарын орындау керек.

1. Орта мектепті бітіріп, тест тапсыру.

2. Керекті құжаттарды тест нәтижесімен бірге белгілі бір жоғары оқу орнына (колледжге, институтқа) өткізу.

3. Конкурстан өту.

Алға қойған мақсатқа жету немесе берілген есепті шешу бағытында атқарушыға біртіндеп қандай әрекеттер жасау қажеттігін әрі түсінікті, әрі дәл етіп көрсететін нұсқаулар тобын алгоритм деп атайды.

Алгоритмді компьютерде орындау үшін оны программа түрінде жазып шығу керек.

Программа – алгоритмді машинаға түсінікті нұсқаулар тізімі ретінде жазу.

Компьютерде орындалуға тиіс алгоритмдерге мынадай талаптар қойылады:

1) алгоритм анық, әрі дәл өрнектелуі тиіс – детерминділік қасиеті;

2) оның модульдік (бөлікке бөліну) қасиеті, яғни алгоритмді шағын бөліктерге бөлу мүмкіндігі болуы қажет;

3) алгоритм шектелген уақыттан соң нәтиже беруі тиіс, яғни алгоритм қадамдарының саны шексіз болмауы керек – нәтижелілік (шектеулілік) қасиеті;

4) бір типтегі (біртектес) есептерге жалпы бір ғана алгоритм қолданылуы тиіс – жалпылық қасиеті.

Алгоритмнің жазылу жолдары

Алгоритмдерді компьютерде орындау үшін оларды алдын ала жазып алу керек, яғни ол белгілі бір заңдылықпен өрнектелуі тиіс. Жалпы алгоритмді өрнектеу түрлеріне:

• 1) табиғи тіл арқылы жазу (компьютердерде қолданылмайды, өйткені онда дәлдік, нақтылық болмайды.);

• 2) белгілі бір түйінді сөздер – терминдер (псевдокодтар - жалған кодтар) арқылы қысқаша тізбекті түрде жазу, мұны қарапайым алгоритмдік тіл деп те айтады (Мұны олардың ағылшын тіліне негізделіп жасалған программалау тілдеріне жақындығымен түсіндіруге болады);

• 3) график жолымен (блок-схема арқылы) жазу;

• 4) программалау тілдерінде жазу жолдарын жатқызуға болады.

Графикалық жолмен алгоритмдерді жазу үшін мемлекеттік стандарт белгіленген, онда кез келген амал белгілі бір геометриялық фигурамен өрнектеледі. Ол фигуралар немесе блоктар амалдар немесе операциялар символы деп те аталады. Блоктар бағытталған сызықтармен байланысып, бірінен соң бірі орналасады.

Іс әрекеттің аты	Блоктың түрі	Атқаратын жұмысы
Процесс	y:=a+b	Математикалық өрнектерді есептеу
Бастау,аяқтау		Алгоритмдерді бастау, аяқтау
Қосалқы программа	E15	Қосалқы программаларға кіру және шығу
Таңдау	жоқ иә	Есеп шығару жолын таңдау
Модификация		Цикл (қайталау) басы
Құжат		Нәтижені баспаға (қағазға) шығару
Енгізу, шығару		Мәліметтердә енгізу , шығару
Түсініктеме беру		Схеманы, формулаларды түсіндіру

Алгоритмдердің құрылымдары

Кез келген алгоритмді (программаны) блоктардың өзара байланысуына қарай төмендегідей үш түрлі басқару құрылымын пайдалану арқылы жазып шығуға болатындығы дәлелденген:

• сызықтық құрылым немесе әрекеттер тізбегі (бірінен кейін бірі орындалып тізбектеле орналасқан бірнеше операторлардан тұрады);

• тармақты құрылым немесе шартты тексеру (шартқа байланысты екі оператордың бірінің орындалуы);

• қайталау немесе циклдік құрылым (операторлар бөлігінің бірнеше рет қайталана орындалуы).

Осындай негізгі (канондық) құрылымдардан тұратын алгоритмді регулярлық алгоритм (программа) деп атайды, олардың бір ғана кіру нүктесі мен бір ғана шығу нүктесі болады. Осы үшеуі құрылымдық программалаудың негізгі конструкциялары, яғни құраушылары болып саналады. Төменде алгоритмдердің бірыңғай құрылымдарының схемалық бейнеленуі көрсетілген