Программаны жасақтаудың негізгі кезеңдері

Программаны жасақтау→даярлау+тексеру және жөндеу

Жаңадан ғана жасалған программада қателіктің болуы-бұл қалыпты және заңды құбылыс. Іс-жүзінде нақты және жеткілікті дәрежеде күрделі програманы қателіксіз құру мүмкін емес.

Программаны компьютердің қабылдауына және оның нәтижесін беруіне қарап оны дұрыс құрылған деген қорытынды жасауға болмайды. Өйткені берілген жағдайда дұрыс болмаса да қандай да бір нәтиже алуға қолымыз жетті. Осының өзінде программада көптеген логикалық қателіктердің болуы мүмкін. Кеткен қателіктерді анықтау үшін программаны компьютерге ендіріп, іске қосқанға дейін былай тексереміз.

Программа мәтінін «қолмен» қарап шығу, тексеру және айналдыру арқылы тексеруге болады.

Программа мәтінін қарап шығу. Программа мәтінін жазуда кеткен қателіктерді және программаның алгоритмнен алшақтығын анықтау үшін қарап шығады. Атап айтқанда итерация санын беуші операторлардың дұрыстығына көз жеткізу үшін барлық циклдердің ұйымдастырылуын қарап шығу өте маңызды. Шартты операторлардағы шарттарды, бағыныңқы программаларға қатынас жасаудағы аргументтерді тексеріп шығу пайдалы.

Программаны тексеру. Программалаушы программаны тексергенде оның мәтіні бойынша программа анықтайтын есептелу процесін ойша қалпына келтіруге тырысады, осыдан кейін оны талап етілетін процеспен салыстырады.

Тексеру кезінде программаның не істейтіндігін ұмыту және ол туралы тексеру барысында білу керек. Тек программаны тексеру аяқталғаннан кейін ғана оның не істейтіндігін еске түсіруге және программаның нақты әрекетін талап етілетін әрекеттермен салыстыруға болады.

Айналдыруды орындау үшін кейбір алғашқы деректерді беріп және олармен қажетті есептеулерді жүргізу қажет.

Айналдыру- бұл еңбекті көп талап ететін қиын процесс, сондықтан оны тек программаның логикалық күрделі бөліктеріне қолданған жөн.

Алғашқы деректерді программаны айналдыру кезінде программа-ның зерттелетін көптеген тармақтары қамтылатындай етіп таңдап алу керек.

Жөндеу және тестілеу бұлар бірінен бірі айқын ажыратылған және біріне- бірі ұқсамайтын екі кезең:

• 
  жөндеу кезінде синтаксистік қателіктердің және кодтаудың айқын қателіктерін төңіректеу және жою орындалады.
  
• 
  тестілеу процесі кезінде айқын қателіктері жоқ программаның жұмыс істеу қабілеттілігі тексеріледі.
  

Қазіргі заманғы программалауды жөндеу жұмысы жөндеуші деп аталатын арнайы программалық құралды пайдалану жолымен жүзеге асырылады. Бұл құралдар программаның ішкі жұмысын зерттеуге мүмкіндік береді.

Жөндеу программасы әдетте мына төмендегідей мүмкіндіктер береді:

• 
  әрбір командадан соң, тоқтай отырып, программаны қадамдап орындау;
  
• 
  кез-келген айнымалының ағымдағы мәнін қарау немесе кез-келген өрнектің, оның ішінде стандартты функцияларды пайдаланып мәнін табу қажеттілігіне қарай айнымалының жаңа мәнін пайдаланып орындау;
  
• 
  программада «тексеру нұктелерін» орнату, яғни аралық нәтижелерді бағалау үшін программа уақытша өз жұмысын тоқтататын нүктелерді тағайындау т.б.
  

• 
  жөндеу процесінің басында қарапайым тестілік деректерді пайдалану;
  
• 
  пайда болатын қиындықтарды айқын ажыратып және қатаң түрде кезегімен жою;
  
• 
  қателіктің есебі компьютерде деп есептемеу керек.
  

Программа қаншалықты өте мұқият жөнделсе де оның жұмысқа жарамдылығын тағайындаудың шешуші кезеңі программаның тестер жүйесінде тікелей орындалуын тексеру болып табылады.

Егер программа таңдалынып алынған тестілік деректер жүйесінен өткенде барлық жағдайда дұрыс нәтижелер беретін болса, онда программаны шартты түрде дұрыс деп есептеуге болады.

Тестілеу тәсілін жүзеге асыру үшін тестердің эталондық нәтижелері алдын-ала даярланған немесе белгілі болуы тиіс.

Эталондық нәтижелерді программаның компьютерде орындалу нәтижесін алғаннан кейін емес, керісінше алғанға дейін есептеп шығарып қою керек.

Тестілік деректер қателіктердің пайда болуының барлық мүмкін болатын шарттарын тексеруді қамтамасыз ететін болуы тиіс, атап айтқанда:

• 
  алгоритмнің әрбір тармағының сыннан өтуі;
  
• 
  кезектегі тестіден өткізу алдыңғы өткізудегі тексерілмегендердің тексерілуі;
  
• 
  программаның жалпы жұмыс істейтіндігін тексеру үшін бірінші тестің мүмкіндігінше қарапайым болуы;
  
• 
  есептеу көлемін қысқарту үшін тестідегі арифметикалық операциялардың шегіне дейін ықшамдалуы;
  
• 
  тізбектер элементі санының, итерациялық есептеулер үшін алынған дәлдіктің, тестілік мысалдар цикліндегі интерация санының есептеулер көлемін қысқарту тұрғысынан берілуі;
  
• 
  есептеулерді азайтудың тексеру сенімділігін төмендетпеуі;
  
• 
  тестілік деректер жиынын кездейсоқ таңдау күткен нәтижелерді қолмен орындау тәсілімен анықтауда қиындықтарға алып келетіндіктен және көптеген жағдайлар тексерілмей қалатындықтан тестілеудің белгілі мақсатқа бағытталған және жүйеленген болуы;
  
• 
  тестілік деректерді күрделендіруде түсудің біртіндеп жүргізілуі.
  

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

Мысалы есептің дұрыс қойылмауы, есепті шығару үшін құрылған алгоритмнің дұрыс болмауы, логикалық қателіктер кететін жағдайларды дұрыс есепке 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 синтакасистік 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;
  
• 
  циклдің аяқталу шартының жоқ болуы;
  
• 
  массив сипаттамасының жоқ болуы т.с.с.
  

Осындай қателіктердің мысалдарын келтірейік.

• 
  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 шамаларды қалдырып кету.
  

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

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

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

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

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

Программалау процесі үш кезеңге бөлінеді:

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

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.

Сурет 5 Программалау жүйесінің құрамы

Программалауды автоматттандырудың ең көп тараған негізгі тәсілдеріне мыналар жатады:

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

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.
2.9 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;
  

• 
  машина тілі;
  
• 
  машинаға бағдарланған тілдер;
  

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

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

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.
3 Турбо Си программалау тілі туралы мағлұматтар

3.1 Си тілінің негізі элементтері. Тіл алфавиті
Тіл алфавиті деп, осы тілдегі жазылатын программалық текстерді құру үшін пайдаланатын символдардың жиынтығын айтады. Кез - келген программалық тіл символдардан, сөздерден, сөз тізбектері және сөйлемдерден - операторлардан тұрады.Сөздер сиволдардан құралады, ал операторлар сөз тіркестерінен тұрады:

1. 26 латын алфавитінің әріптерінен, олармен қызметші сөздермен иденфикаторлар жазылады. Идентификаторлар - программада кездесетін барлық тұрақтыларды, айнымалыларды, функциялармен процедураларды белгілеу үшін қолданылатын әріптер мен сандар және сызықшадан тұратын қызметші сөздер. Идентификаторларға бұлардан басқа символдарды беруге болмайды, олар міндетті түрде әріптен басталуы керек және оларға тілдегі басқа қызметші сөздердің атын қоюға болмайды. Идентификаорларды бас әріппен де, кішкентай әріптермен де жаза беруге болады.

2. Сандарды белгілейтін араб цифраларынан: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Сандар бүтін және нақты болып екіге бөлінеді. Нақты сандардың бүтін бөлігімен бөлшегін нүкте арқылы бөліп жазады -9.7, 6.25, .41,-8.178.

Ал өте үлкен немесе өте кіші шамалар экспонициал сандар түрінде жазылады- 1.801Е + 5(1.801*105), 5.74E-4(5.74*10-4);

3. Ұлттық алфавит әріптерінен, ұлттық әріптер түсініктеме мен комментарийлар жазу үшін немесе символдық айнымалыларда қолданылады (ұлттық алфавит әріптері клавиатураның жоғарғы жағындағы цифрлар орнына арнаулы драйверлер қосылғанда ғана жұмыс істейді);

4. Арнаулы символдардан: +,-,:,',<,>,/,=,.,(,),,,$,%,& т.б.

Программалар белгілі бір мәселені, есепті шешуге арналған. Есеп шығару барысында компьютерге бастапқы мәліметтер енгізіледі, оларды қалай өңделетіндігі көрсетіледі және нәтиже қандай түрде, қандай құрылғыға шығарылатыны айтылады.

Си тілінде программа жеке - жеке жолдардан тұрады. Оларды теру, түзету арнайы мәтіндік редакторлар атқарылады. Программа алдындағы азат жол немесе бос орын саны өз қалауымызша алынады. Бір қатарда бірнеше команда немесе оператор орналаса алады, олар бір - бірімен нүктелі үтір (;) арқылы ажыратылып жазылады, бірақ бір жолда бір ғана оператор тұрғаны дұрыс, ол түзету жеңіл, әрі оқуға ыңғайлы.

Си тілінде программа үш бөліктен тұрады: тақырып, сипаттау бөлімі және операторлар бөлімі.

Кез келген программаның алғашқы жолы PROGRAM сөзінен басталатын оның тақырыбынан тұрады. Одан кейін программаның ішкі объектілерінің сипаттау бөлімі жазылады. Бұл бөлім программадағы айнымалылар, тұрақтылар тәрізді объектілердің жалпы қасиеттерін алдын ала анықтап алуға көмектеседі. Сипаттау бөлімі бірнеші бөліктерден тұрады, бірақ программаның күрделілігіне байланысты көбінесе ол бір немесе екі ғана бөліктен тұруы мүмкін.

Программаның соңғы және негізгі бөлімі операторлар бөлімі – болып табылады. Орындалатын іс - әрекеттер, командалар осы бөлімде орналасады.

Операторлар бөлімінде командалар ретімен орналасады. Олардың кейбірі шартқа байланысты атқарылса, ал кейбір қайталанатын цикл немесе қосымша программа түрінде орындалады. Операторлар бөлімінде орнатылатын негізгі әрекеттерді қарастырайық.

Мәліметтерді сипаттау бөлімінің болуы міндетті емес, ал екінші негізгі бөлімінің болуы міндетті. Басқа блокқа кірмейтін блок негізгі (глобальді) блок болып саналады. Ал блок ішіндегі блок - жергілікті (локальді) блок деп аталады.

Негізгі блок - негізгі программа блогы, сондықтан ол басқа блоктарға кірмеуі тиіс. Жергілікті блоктарға процедуралар мен функциялар кіреді, олар кейбір программаларда болмауы да мүмкін.

Программалардың негізг объектілері болып саналатын айнымалы, тұрақты және oлapдың типтері орналасқан блогына байланысты басты немесе жергілікті деп аталады. Программа объектілерінің де жұмыс істеу, ықпал ету аймағы сол өздері орналасқан блокпен шектеледі. Блоктық құрылым программа мәтінін тиянақты түрде қатесіз құрастыруға мүмкіндік береді.

Турбо Си программасының тақырыбын (атауын) жазбай кетуге де болады, бірақ жалпы Си тілінің стандарты бойынша программада тақырып болуы қажет.

Си тіліндегі программалар бірнеше бір-бірімен байланысып тұратын бөлімдерден тұрады. Мысалы: бір программа келесі бөлімдерден тұруы мүмкін:

1. программа тақырыбы;

2. айнымалылар мен типтер бөлімі;

3. таңбалар (белгі) бөлімі;

4. тұрақтылар бөлімі;

5. процедуралар мен функциялар бөлімі;

6. программа денесі бөлімі;