Алгоритмдер жєне деректер структурасы

1. 
   Алгоритмнің құрылымына қарай нешеге бөлінеді? Атап бер.
   
2. 
   Сызықтық алгоритм деген не?
   
3. 
   Тармақтық алгоритм деген не?
   
4. 
   Циклдық алгоритм деген не?
   
5. 
   Циклдық құрылым неше түрге бөлінеді?
   
6. 
   Шарт алдынан берілген алгоритмге мысал келтір.
   
7. 
   Шарт соңынан берілген алгоритмге мысал келтір.
   
8. 
   Параметрлі циклге мысал келтір.
   
9. 
   Алгоритм деген не?
   
10. 
    Алгоритм термині қайдан шыққан?
    
11. 
    Алгоритмнің қасиеттерін ата?
    
12. 
    Компьютерде есеп шығару қадамдарын көрсет?
    
13. 
    Сөздік алгоритмге мысал келтір.
    
14. 
    Графиктік алгоритм деген не? Мысал келтір.
    
15. 
    Графиктік алгоритмнің шарт белгілерін көрсет.
    
16. 
    Тьюринг машинасы дегеніміз не?
    
17. 
    Тьюринг машинасының формальді емес анықтамасы;
    
18. 
    Тьюринг машинасының формальді анықтамасы.
    

• 
  Бағдарламалау тілдеріне шолу: бағдарламалау тілдерінің тарихы.
  
• 
  Бағдарламалаудың негізгі құрылғылары: жоғары деңгейлі бағдарламалу тілінің семантикасы мен синтаксисінің негіздері; айнымалылар, өрнектер және меншіктеу; қарапайым енгізу-шығару; тармақталу және интерактивті операторлар
  

• 
  Бағдарламалаудың парадигмдері.
  
• 
  Процедуралық бағдарламалау.
  
• 
  Модульдік және құрылымыдық бағдарламалау концепциялары. Объектіге –бағытталған бағдарламалау
  

Pentium типті процессорлардың орындайтын қарапайым әрекеттерінің саны мыңнан асады. Процессордың әрбір әрекеті үшін арнайы команда бар, олар 0-ден 255-ке дейінгі сандармен немесе сандар тобымен жазылады.

Pentium модельді процессорлардың әртүрлі буындарға жататын процессорлардың команда жүйесі бойынша сәйкестенбеуінен пайдаланушыларға қолайсыздық тумауы үшін «жоғарыдан төменге» сәйкестену принципі енгізілген. Мысалы, қазіргі заманғы Pentium ІІІ процессорлы компьютерлерде Pentium І процессорлы компьютерлерде жасалған программалар орындалуы керек. Ал керісінше ертеректегі буын компьютерлерінде қазіргі компьютерлерде жасалған программа әрдайым орындала бермейді.

Программаны машиналық кодта жазу. Процессордың барлық командалары 0-ден 255-ке дейінгі мәні бар сандармен немесе осындай сандар тобымен (байттармен) көрсетіледі. Тура осы сияқты оперативті жадыдағы сандық берілгендер мен ұяшық адрестері көрсетіледі. Егер біз процессордың программамен жұмыс істеуіне қарайтын болсақ, онда тек сандардың ұзын қатарын ғана көреміз. Олардың кейбірі - командалар, кейбірі - жады ұяшығының адресі, кейбірі – берілгендер: сандар, әріптер, дыбыстар, бейне т.с.с. Мысалы:

33, 0, 1, 34, 210, 15, 238 ...

Программаны жазудың мұндай формасы машиналық код деп аталады. Бұл жалғыз ғана процессорға түсінікті программаның жазылу түрі. Өкінішке орай ол адамдардың көпшілігіне түсініксіз.

Программаның бастапқы коды. Программаны программалау тілінде жазуды бастапқы код немесе программа мәтіні деп атайды.

Жоғарғы деңгейдегі программалау тілдеріне: Fortran, Cobol, Algol, Pascal, Basic, C(Си), C++, Java тілдері жатады.

Delphi ортасы мәлеметтер қорымен жұмыс істейтің программаларды құруда BDE (Borland DataBase Engine), механизмі қолданылады. Бұл механизм деректерде өңдеу үшін Паскаль тілінде жазылған программаны мәлеметтер қорының архетектурасынан тәуелсіз орындай алады. Мәлеметтер қоры файл-серверлік, клиент-серверлік архетектураның қайсысында құрылсада өңдеуге бірдей дәрежеде қатыса алады. Бұл механизм клиент программа мәлеметтер қоры арасында байланыс орнатады.

Жоғары деңгейлі программалау процедуралық, логикалық және обьектілі- бағдарлы болып 3 түрге бөлінеді. «Логика» термині logos (логос) деген грек сөзінен шыққан, ол «ойлау», «түсіну», «сана» деген ұғымды береді. Ойдың мазмұны және құрылымы: ой мазмұнына қарай құбылыстардың бекелі санасындағы дәлме –дәл бейнелеуін ақиқат дейді. Ал қарама-қарсы түрін жалған дейді. Логика ғылымы ретінде негізін қалаушы ежелгі грек философы Аристотель (384-322 ж.б.з.д). Ол ең алғаш дедукция теоремасын өңдеген. Математикалық дәлелделермен математикалық сұрақтарды зертейтін ғылым. Математикалық логика пәні- предикаттарды есептеу. Негізінде бірнеше көп тілді программалау логикалық предикаттар жатыр және алгоритм теоремасы: мысалы тілдің атауы Prolog қысқаша «логикалық программмалау » деп атайды.

ОБП тілінде прграммалалардың жұмысы оқиғалар тізбегінен және түрлі обьектілердің осы оқиғаларға жауабынан тұрады. Олар, әсіресе Delphi программалау тілі кез-келген қосымшаны дайындауға болатын жылдамдығы тез, қуатты тіл. Delphi -дің негізгі ерекшелігі- онда қосымша құруды компонентік және обьектілік тәсілдер пайдаланылады. Компонентік тәсілдің мәнісі жеңіл: қосымша арнайы іс-әрекеттерді орындайтын компонентерден жинақталады.

Ол жеткіліксіз болса, обьектіні өңдеуге арналған үстеме программа құралады. Компонентер визуалды кітапханасында (VCL- Visual Component library) жинақталған.

Компонентер панелінде түрлі класстарға тиісті стандартты компонентер өте көп пайдаланушы жаңа компонент дайындап, оны осы панелге қосуына да болады.

Delphi -де программа дайындау, программа мәзірін құру, анимация, мультимидия, процесстерін ұйымдастыру, OLE техналогияны пайдаланады, басқа офистік қосымшаларды шақыру, олармен жұмыс істеу және т.б іс-әрекететрді орындауға болады. Көптеген оператордың жазылуы Турбо Паскальдағы сияқты. Бірақ, мұнда программалауды үйрену үшін обьект, оқиға, әдіс, класс, қасиеті ұғымдарымен еркін танысып, компонентерді пайдаланып және түрлі командалардың жазылу түрлерін білу қажет.

Бекіту сұрақтары:

1. 
   Программаны машиналық код түрінде жазуды қалай түсінесің және ол қандай негізгі құрылғымен байланысты?
   
2. 
   Процессордың командалар жүйесі деген не?
   
3. 
   Pentium модельді процессорлардың командалар жүйесінің сәйкестенуі деген не?
   
4. 
   «Жоғарыдан төменге» сәйкестену принципі туралы айтып бер.
   
5. 
   Компьютерлік программа деген не?
   
6. 
   Транслятор – программа деген не?
   
7. 
   Трансляторлардың түрлері туралы айтып бер.
   
8. 
   Компилятор-программалар деген не?
   
9. 
   Интерпретатор-бағдарламалар деген не?
   
10. 
    Программалау тілдерінің деңгейлері ұғымын түсіндіріп бер.
    
11. 
    Төменгі деңгейдегі программалау тіліне қандай тіл жатады?
    
12. 
    Жоғарғы деңгейдегі программалау тілдеріне қандай тілдер жатады?
    
13. 
    Алгоритмдік (модульдік) программалау ұғымын түсіндіріп бер.
    
14. 
    Құрылымдық программалау ұғымын түсіндіріп бер.
    
15. 
    Ішкі программа деген не?
    

• 
  Қазіргі қолданбалы программамен қамтамасыз етуге шолу.
  
• 
  Операциялық жүйелердің негізгі концепциялары.
  
• 
  Операциялық жүйелердің даму тарихы.
  
• 
  Типтік операциялық жүйелердің жұмыс істеуі.
  
• 
  Операциялық жүйелердің декомпозициялау әдістері: монолитті, көп деңгейлі, модульді микроядролық модельдер.
  
• 
  Процесстерді басқару.
  
• 
  Жоспарлау және диспетчеризациялау.
  
• 
  Файлдық жүйелер.
  
• 
  Утилиттер.
  
• 
  Драйверлер.
  
• 
  Желілер мен телекоммуникациялар.
  
• 
  Желілік қауіпсіздік.
  
• 
  Web –клиент –сервер архитектурасының мысалы
  

Қазіргі компьютерлерде қолданбалы программаларды бірден орнатпайды, себебі әрбір пайдаланушы өзіне қажет қолданбалы программаларды өзі орнатады.

Ең төменгі деңгейдегі программаны орнатудың қажеті жоқ – олар компьютердің тұрақты есте сақтау құрылғысына (ПЗУ) бірден жазылып, компьютермен бірге келеді. Олар жүйелік және қызметтік программаларды орнату үшін жеткілікті. Ал жүйелік және қызметтік программалар көп болғандықтан оларды бір пакетке жинап, операциялық жүйе деп атаған. Сонымен, операциялық жүйе – жүйелік және қызметтік құралдар комплексі. Операциялық жүйе бір жағынан BIOS жүйесіне енетін компьютердің базалық қамсыздануына сүйенеді, екінші жағынан өзінен жоғары деңгейдегі қолданбалы программаларға тірек болады. Операциялық жүйе қосымшалары осы жүйенің басқаруымен жұмыс істеуге арналған программалар. ОЖ-нің негізгі функциялары:

1. 
   Пайдаланушы мен компьютердің программалық-аппараттық құралдарының арасында интерфейс орнату;
   
2. 
   Аппараттық қамсыздандыру мен программалық қамсыздандыру арасындағы интерфейс орнату;
   
3. 
   Программалық қамсыздандырудың әр түрінің арасында интерфейс орнату.
   

Барлық операциялық жүйелер пайдаланушылармен жұмыс істеудің пакеттік және диалогтық режимдерін қамсыздандырады.

Пакеттік режимде – операциялық жүйенің берілген командалар тізбегін автоматты түрде орындайды.

Диалогтық режимде – операциялық жүйе пайдаланушының командасын күтеді де, арнайы команда алған соң орындап, жауап қайтарады да, келесі команданы күтеді. Операциялық жүйе процессор үзілісі мен BIOS үзілісіне негізделген. ОЖ-нің жұмысты үзіп, әрекеттерге жауап бере алуын диалогтық режим деп атайды.

Пайдаланушы интерфейсі 2 түрге бөлінеді: графикалық және графикалық емес ОЖ.

Графикалық емес ОЖ-де командалық жол интерфейсі қолданылады. Мұнда негізгі басқару құрылғысы – пернетақта. Басқару командалары командалық жолдарға енгізіледі, мұнда командаларды редакторлеуге де болады. Команданың орындалуы Enter пернесін басқаннан кейін жүзеге асады. IBM PC компьютерінің командалық жол интерфейсін MS-DOS операциялық жүйесі атқарады.

Графикалық ОЖ-де интерфейстің күрделірек түрі жұмыс істейді. Мұнда басқару органы ретінде пернетақтадан басқа – тышқан манипуляторы бар. Графикалық ОЖ-нің жұмысы экранның басқару элементтерінің активті және пассивті түрлерінің өзара әрекеттесуіне негізделген.

Активті басқару элементі ретінде тышқанның меңзері болады.

Пассивті басқару элементі ретінде – қосымшаларды басқару элементтері (батырмалар, шарт белгілер, ауыстырғыштар, жалаушалар, ашылатын тізімдер, меню жолдары және т.б.) болады.

Барлық операциялық жүйелер автоматты түрде жүктеледі.

Дискіге жазылған мәліметтермен жұмыс істеуге қолайлы болу үшін оларды файлдарға орналастырады. Файл – дискіде ат қойылып, берілгендер сақталған облыс. Әдетте бір файлда бір типке жататын мәліметтер сақталады. Берілгендер типі – файл типін анықтайды. Файлдың толық аты – файл аты мен кеңейтілуінен тұрады. Аты мен кеңейтілуінің арасына нүкте қойылады. Файл атының кеңейтілуі оның қандай типке жататынын білдіреді. MS-DOS операциялық жүйесінде файл атына 8 символ, ал кеңейтілуіне 3 символ беріледі:символдар / \ : * « < > -нан басқа/, сандар және латын әріптері бола алады. Ал WINDOWS операциялық жүйесінде файл аты 256 символдан тұра алады. Файлмен барлық жүйеде жұмыс істей алу үшін қысқа атты пайдаланған дұрыс.

Файлды сипаттайтын параметрлер:

• 
  Файлдың толық аты;
  
• 
  Файлдың көлемі (байтпен);
  
• 
  Жасалу күні;
  
• 
  Жасалу уақыты;
  
• 
  Файлға қатынастың дәрежесін анықтайтын файл атрибуттар: R(Read only) – только для чтения, H(Hidden) – скрытый, S(System) – системный, A(Archive) – архивированный;
  

Файлдық жүйе – ОЖ берілгендерді дискіге сақтап, оларға қатынасты қамтамасыз ететін ОЖ-нің функционалды бөлімі. Файлдық жүйені ұйымдастыру принципі – таблицалық. Диск беті өлшемдері беттің, цилиндрдің, сектордың нөмірлері болатын үшөлшемдік матрица сияқты пайдаланылады. Берілгендердің дисктің қай жерінде жазылғандығы туралы мәлімет дисктің жүйелік облысында, арнайы файлдар сақталатын таблицаларда (FAT-таблицалар) орналасады. Файлдық жүйе файлдар құрылымын ұйымдастырып, оларға қызмет етеді. Яғни FAT-таблицаларды иерархиялық құрылымға айналдырып, пайдаланушыға қолдануға, файлдарға қатынас жасауға қолайлы мүмкіндік туғызады. ОЖ-дің файлдар құрылымына қызмет етуге орындайтын операциялары:

• 
  Каталог жасап, ат қою;
  
• 
  Файлдар жасап, ат қою;
  
• 
  Каталог пен файл аттарын өзгерту;
  
• 
  Каталогтарды көшіру, орын ауыстыру;
  
• 
  Каталог пен файлдарды өшіру;
  
• 
  Файл атрибуттарын басқару;
  

Файлдарға тез қатынас жасау үшін файлдық жүйе оларды каталогтарға біріктіреді. Каталог аттары файл аттарымен бірдей, тек қана кеңейтілуі болмайды. Каталогтар бірінің ішіне бірі салынады. Ең жоғары деңгейдегі каталог түпкі каталог болып есептелінеді.

• 
  Еңгізу-шығарудың негізгі жүйесі (BIOS) - компьютердің тұрақты жадында (тұрақты есте сақтау құрылғысы ПЗУ) орналасады. Оның міндеті - еңгізу-шығаруды қамтамасыз етумен байланысты ОЖ-нің неғұрлым қарапайым, әрі әмбебап қызметтерін орындауда. Еңгізу-шығарудың негізгі жүйесі құрамында сондай-ақ компьютерді электр желісіне қосқанда оның құрылғыларының және жадтың жұмысын тексеретін тест бар. Сонымен қоса, еңгізу-шығарудың негізгі жүйесіне операциялық жүйені жүктейтін программа енген.
  
• 
  Операциялық жүйені жүктеуші - DOS операциялық жүйесі бар әрбір дискетаның бірінші секторында орналасатын өте қысқа программа. DOS жүктемесін аяқтайтын операциялық жүйенің тағы екі модульды жадыға енгізу - осы программаның міндеті болып табылады.
  
• 
  IO.SYS және MSDOS.SYS дискілік файлдар - жүйелік дискінің түбірлі (корневой католог) каталогында орналасқан екі жасырын файл. Олар файлдық жүйенің, түрлі аппараттық құрылғылардың: пернетақтаның, жинақтауыштардың және т.б. жұмысын қамтамасыз етеді.
  
• 
  COMMAND.COM командалық процессор- қолданушы еңгізген командаларды өңдейді.
  
• 
  DOS-тың сыртқы командалары - бұл жеке файлдар түрінде ОЖ-мен бірге жеткізілетін программалар. Бұл программалар қызмет көрсету мазмұнды жұмыстарды орындайды. Мысалы, дисктерді форматтау, дискті тексеру және т.б.
  
• 
  Құрылғылар драйверлері - бұл DOS-ты еңгізу-шығару жүйесін толықтыратын және жаңа құралдарға қызмет көрсетуді немесе бар құралдарды қалыпты емес қолдануды қамтамасыз ететін арнайы программалар.
  

Осылайша, ОЖ-нің әрқайсысы кем дегенде үш міндетті бөлімнен тұруы қажет.

Біріншісі - ядро, командалық интерпритатор, программалық тілден машиналық кодтар тіліне «аударушы».

Екіншісі - компьютер құрамына енетін түрлі құрылғыларды басқаруға негізделген программалар. Мұндай программалар драйверлер деп аталады, яғни «жүргізушілер», бағыттаушылар.

Үшіншісі - интерфейс-қолданушы тұтынатын ыңғайлы қабықша. Бұл қолданушыға қызықты емес ядро оралған әдемі қабықша тәріздес.

ОЖ-лер біресепті (однозадачные) және көп есепті (многозадачные) болып бөлінеді. Яғни бір есепті ОЖ-лер (DOS) бір уақытта тек бір есепті орындай алса, көп есепті ОЖ-лер (Windows 98) Александр Македонский сияқты компьютер қуатын үрдістер арасында бөліп, бір мезетте бірнеше үрдістерді басқара алады.

Тағы бір критерий - ОЖ-нің қолданушылар саны. ОЖ бір қолданушыға арналған және көп қолданушыға арналған болып бөлінеді.

IBM PC компьютерлері үшін 1981 жылдан бастап 1995 жылға дейін негізгі ОЖ ретінде MS-DOS жүйесі болды. Бұл жылдар аралығында осы ОЖ MS-DOS 1.0 версиясынан MS-DOS 6.22 версиясына дейін дамыды.

Бір кезде MS-DOS адам мен компьютер арасында байланысшы болып, дискілерді қолданудың қиын командаларын жеңіл және қарапайымдатты, бірақ уақыт өте келе, даму барысында бұл жүйенің өзі командаларға толы болып, компьютермен жұмыс істеуді тежеді. Осылайша қабықша - программалардың қажеттігі туды.

Қабақша - бұл ОЖ-нің басқаруымен жүктелетін және осы ОЖ-мен жұмыс істеуді жеңілдететін программа. Бүкіл әлемге танымал және кең тараған қабықша - программалардың бірі - Norton Commander. Оны ең әйгілі американ программисті Питер Нортон құрастырған.

Қабықша-программа компьютердің файлдық құрылымын: дискілерді, каталогтарды және файлдарды түгелдей экран бетінде көрнекі түрде көрсетеді. Тек бірен-саран пернелерді қолдана отырып файлдарды іздестіруге, көшіруге, тасымалдауға, жоюға, іріктеуге, өзгертуге (редакциялауға, түзетуге) және жүктеуге болады.

Компьютерлердің немесе басқа құрылымдардың біріктірілген тобын желі деп атайды. Компьютерлерлік желілердің негізгі қызметі ресурстарды ортақ пайдалану, бір және немесе бірнеше өнеркәсіп ішінде және сырттай өзара интерактивті байланыс орнату. Ресурстар дегеніміз - берілгендер, қосымшалар, дискіжетек, принтер, манипулятор тетігі, модем сияқты сыртқы құрылғылар. Интерактивті байланыс түсінігі нақты уақыт аралығында хабарламалар алмасу процесін білдіреді.

Компьютерлік желілер түрлері

Локальды және территорияға бөлшектенген желілер.

Локальды желі (LAN) бір ғимараттың ішінде орналасқан дербес компьютерлер мен принтерлерді байланыстырады (ғимараттардың комплексінің). Территорияға бөлшектенген желілер (WAN) алыста орналасқан бірнеше локальды желіні біріктіреді.

Локальды желілер

Локальды желілер (ЛЖ) желілердің ішіндегі ең қарапайымы дербес компьютерлердің тобын қуаты жоғары желілік сервер деп аталатын компьютермен қосады (1-сурет). Локальды желідегі барлық дербес компьютерлер желілік серверде сақталған арнайы қосымшаларды қолдамуы және ортақ кұрылғыларды принтерлерді, факстерді пайдалануы мүмкін. Локальды желідегі әрбір дербес компьютер жұмыс станциясы немесе желілік түйін деп аталады.

1-сурет. Клиент-серверлік үлгі

Локальды желілер жеке қолданушыларға өзара жеңіл және жылдам карым-қатынас жасауға мүмкіндік береді. Локальды желінің кейбір қызметтері:

• 
  кұжаттармен ортақ жұмыс жасау;
  
• 
  құжат алмасу процесін жеңілдету арқасында қолданушы өз жұмыс орнында отырып құжаттарды көріп шығуға, дұрыстауға, түсініктеме беруге мүмкіндік алады;
  
• 
  сервердегі өз жұмысын сақтау және архвтеу;
  
• 
  сервердегі қосымшаларға жеңіл кіру;
  
• 
  принтерлер, СD-ROM дискіжетектері, қатты дискілер және косымшалар (мысалы, мәтіндік редакторларды, мәліметтер корының программалық жабдықталуын) сияқты жоғары бағаланатын ресурстарды ортақ пайдалану жеңілденеді.
  

Аймақтық бөлшектенген желілер локальды желілер сияқты артықшылықтар бере отырып үлкен территорияны қамтиды. Көбінесе ол үшін жалпылай қызмет көрсететін, модем істемесе жоғары жылдамдығы цифрлық желі арқылы коммутацияланған телефон желісі қолданылады (PSTN,Publik Switched Telephon Network) және комплексті түрде қызмет көрсетеді (ISDN, Intergated Services Digigtal Network). ISDN көбінесе бейне немесе дыбыс түріндегі үлкен файлдарды тасымалдау қызметін атқарады (2-сурет).

2 сурет

• 
  хабарламаларды электрондық пошта арқылы қабылдау және жіберу (е-
  mаil);
  

• 
  Іnternet-ке кіру.