Есепті компьютерде шығаруға даярлау технологиясы

Есепті компьютерде шығарудың біраз бөлігі компьютерсіз жүзеге асырылатын мынадай негізгі кезеңдерден тұрады:

  • Есептің қойылуы:
    • есеп туралы ақпараттарды жинау;
    • есептің шартын тұжырымдау;
    • есепті шығарудың ақтық мақсатын анықтау;
    • нәтижелерді беру пішіндерін анықтау;
    • деректерді сипаттау ( олардың түрін, шамалардың ауқымын, құрылымын т.с.с.)
  • Есепті, модельдерді талдау және зерттеу:
    • есептің бар ұқсастарын талдау;
    • техникалық және программалық құралдарды талдау;
    • математикалық модельді жасақтау;
    • деректер құрылымын жасақтау;
  • Алгоритмді жасақтау:
    • алгоритмді жобалау тәсілдерін таңдау;
    • алгоритмді жазу пішінін ( блок-схема, мектептік алгоритмдік тіл т.б.) таңдау;
    • тестерді және тестілеу тәсілдерін таңдау;
    • алгоритмді жобалау;
  • Программалау:
    • программалау тілін таңдау;
    • деректерді ұйымдастыру тәсірдерін айқындау;
    • алгоритмді таңдалып алынған программалау тілінде жазу;
  • Тестілеу және жөндеу:
    • синтаксистік жөндеу;
    • семантикасын және логикалық құрылымын жөндеу;
    • тестілік есептеулер және тестілеу нәтижелерін талдау;
    • программаны жетілдіру.
  • Есептің шешілу нәтижесін  талдау:
    • Қажет болатын болса 2-5 кезеңдерді қайтадан орындай отырып математикалық модельді айқындай түсу.
  • Программаны даярлау:
    • нақтылы есепті шығару үшін программаны жетілдіру;
    • есепті шешуге, математикалық модельге, алгоритмге, программаға, тестер жиынына, программаны пайдалану үшін құжаттар жасау.
  1. Математикалық модельдер.

Зерттелетін объект немесе процесс олардың сандық параметрлерін байланыстыратын формула түрінде берілетін жағдайлар жиі кездеседі. Бұған мына төмендегі  формулаларды жатқызуға болады:

  • дененің геометриялық параметрлерін сипаттайтын формулалар;
  • физикалық процестерді сипаттайтынформулалар;
  • химиялық формулалар;
  • тауардың бағасын есептеп шығаруға арналған тұрмыстық формулалар т.с.с.

Математикалық модель деп объектіні немесе процесті олардың сандық параметрлерімен байланыстыратын математикалық формулалармен сипаттауды айтамыз.

Математикалық модельдерді жазуда әр түрлі ғылымдарда қабылданған түрлі таңдаулар жүйелері пайдаланылады.

Математикалық модельдерді жасақтау көптеген есептерді компьютерде шығаруда маңызды рөл атқарады.

Математикалық модель адамның шығармашылық жұмысының өнімі болып табылады. Компьтер ойша жасалған модельді жаңа сапалық деңгейде  таңбалық пішінге аударады.

Математикалық модельдің мысалы ретінде дененің түзу сызықты орын ауыстыру формуласын алуға болады:

Мұнда, х-ағымдағы координата, х0 – бастапқы координата,  Vx – жылдамдықтың  х осіне проекциясы, ах – үдеудің  х осіне проекциясы, t – уақыт.

Құбылысты сипаттау үшін оның ең маңызды қасиеттерін, заңдылықтарын, ішкі байланыстарын, оның кейбіржеке сипаттамаларын бөліп көрсетіп, маңызды еместерін ескермеуге болады.  Құбылыстың математикалық  моделін жасақтауда  осы айтылғандарды ескеру қажет.

Математикалық модельді ең ұтымды түрде есептеу эксперименті деп аталатын алгоритмдік модель түрінде компьютерде жүзеге асыруға болады.

Әрине есептеу экспериментінің нәтижесі егер модельде шындықтың маңызды жақтары ескерілмеген болса шындыққа  сәйкес келмеуі мүмкін.

Сонымен, есепті шешу үшін   математикалық модель құра отырып, мыналарды ескеруіміз керек:

  • математикалық модель құруда негізге алынатын болжамды бөліп көрсету;
  • алғашқы деректер және нәтижелер деп нені есептеу керектігін анықтау;
  • нәтижелерді алғашқы деректермен байланыстыратын математикалық қатысты жазу.

Математикалық модельді  құруда алғашқы деректер арқылы  іздеп отырған шаманы өрнектейтін формуланы табу барлық уақытта мүмкін бола бермейді.

Мұндай жағдай белгілі бір немесе  басқа дәрежелі дәлдікпен  жауап беруге мүмкіндік беретін математикалық әдістер пайдаланылады.

Ғылыми есептерді шығарғанда мүмкіндігінше шындыққа жақын  келетін математикалық модель құру керек болады.  Мұндай модель бойынша дәл есептеулер емес жуықтап есептеулер жасалады, бірақ осының арқасында басқа жолдармен алуға болмайтын деректерді алуға болады. Есеп математикалық модельге келтірілгеннен кейін оны шығарудың  алгоритмін құруға болады. Алгоритмнің дайын болуының белгілі бір кезеңінде программалау басталады.

Есепті компьютерде  шығаруға  даярлауды мынадай схемамен беруге болады.

 Өмірде күрделі есептерді шығаруда  үлкен ұжымдар  жұмыс істейді.

Есептің бірінші  формальды түсінігін сол есеп пайда болған саланың маманы  даярлайды. Математикалық модельді  басқа адамдар жасай алады, ал ондағы  пайдаланылатын алгоритмдерді  үшінші бір адамдар жасайды. Ең соңында  программалауды  бір мамандар тобы іс жүзіне асыра алады.

Осылайша, есеп үлкен ұжымның бірлескен  еңбегінің арқасында  шығарылатын жағдайлар  жиі кездеседі.

  1. Программаны жасақтаудың негізгі кезеңдері.

Программаны жасақтау процесін мынандай формуламен өрнектеуге болады.

 Программаны жасақтау =даярлау+ тексеру және өңдеу.

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

Программаны компьютердің  қабылдауына  және оның нәтижесін беруіне қарап оны дұрыс құрылған деген  қорытынды жасауға болмайды. Өйткені берілген жағдай да дұрыс  болмаса да  қандай да бір нәтиже алуға қолымыз жетті. Осының өзіндн  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 жазуға кеткен қателіктерді және программаның  және алгоритмнен алшақтығын  анықтау үшін қарап шығады. Атап айтқанда интерация  санын беруші  операторлардың дұрыстығыына  көз жеткізу үшін барлық циклдердің ұйымдастыруын қарап шығу өте маңызды. Шартты операторлардағы  шарттарды,  бағынқы 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.

Программаны айналдыру.  Айналдырудың мәні  программаның  компьютерде программалаушының ойша  орындауы болып табылады. 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 программаның  зерттелетін көптеген тармақтары  қамтылатындай етіп таңдап алу керек.

«Baribar.kz-тің» Telegram-каналына жазыламыз!