Программалау тілдерінің маңызы

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

Программалау дегенді біз бүгінгі күннің, ғылым мен техникадағы прогресстің туындысы деп санаймыз. Бірақ ол дұрыс емес. ХIХ ғасырда алғашқы есептеу құрылғылары пайда болғаны белгілі, сол кезден бастап есептеу программалауды құрудың қажеттілігі туындады. Бірінші болып осы мәселені шешкен Ада Лавлейс болып саналады, ол Чарльз Бэббидждің есептеуіш машинасында жұмыс істейтін программаны құрған. Ал бірақ нағыз программалау тілдері әрине электрондық есептеуіш машиналар (ЭЕМ) ғасырында пайда болды.

Ақпараттық - коммуникациялық технологиялардың қарқынмен дамып, күнделікті тұрмысқа енуіне байланысты соңғы кездері программалауға деген қызығушылықтың арта түскені белгілі. Қазіргі уақытта компьютерсіз қандай да бір жұмыс орындауды көз алдымызға елестету қиын. Бұл компьютермен жұмыс істейтін адамға қандай да бір ұмтылысты тудыруы мүмкін.

Программалау іскерлігін үйрену үшін нақты есептер шығарып, программасын жаза білу қажет. Ол үшін программалау тілі мен оны құру ортасын меңгеру керек.

Тіл деп кез келген белгілер жүйесін айтамыз (белгі - бұл ақпаратты тасымалдау үшін арналған объект) . Тілдермен қатар трансляция мәселесі пайда болды, яғни бір тілден екіншісіне ауысу. ЭЕМ-дерді басқару қиынға соқты, өйткені ЭЕМ-нің машиналық тілі адам түсініктерінен алыс болды. Программисттер өз жұмысын жеңілдету мақсатында символдық аттарды машиналық кодтарға ауыстыратын программаларды жасады. Мұндай программаларды ассемблерлер деп атады. Содан соң арифметикалық өрнектерді трансляциялайтын программалар (автокодтар) жасалды. 1958 жылы жоғары деңгейлі тіл Фортран трансляторы пайда болады. Машиналық кодта программаны жазу қиын, өйткені программаның көлемі өскен сайын күрделі бола түседі. Сондықтан барлық программалар программалау тілдері арқылы жазылады. Теориялық жүзінде программаны кәдімгі тілдермен де жазуға болады - бұл метатілде программалау деп аталады.

Ғылыми әдебиеттерді талдау барысында білім беру саласында ақпараттық технологияларды қолдану мәселесі шетел және отандық ғалымдардың зерттеулері бойынша бірнеше бағытта қарастырылғанын анықтадық.

Зерттеудің нысаны. Жоғары оқу орындарының оқу үдерісі.

Зерттеудің пәні. Жоғары оқу орындарында программалау технологиясын қолдану.

Зерттеудің мақсаты . Дипломдық жұмыстың мақсаты- программалаудың заманауи технологияларын оқыту әдістемесін көрсету.

Зерттеудің ғылыми болжамы. Егер жоғары оқу орындарында білім берудегі ақпараттық технологияларды қолданудың педагогикалық шарттарын айқындап, оның моделі жасалса, онда оқытудың жаңа технологияларын қолдану арқылы студенттердің шығармашылық іс-әрекетінің қалыптасқандығын көре аламыз, өйткені білім берудегі жаңа ақпараттық технологияларды қолдану жағдайында білім беру жүйесінің сапалылығы қамтамасыз етіледі.

Зерттеудің міндеттері:

1. Жоғары оқу орындарында білім берудегі ақпараттық технологияны қолдануды теориялық негіздеу.
2. Жоғары оқу орындарында программалау негіздерін меңгеруде ақпараттық технологияны қолданудың педагогикалық шарттарын айқындау.

Зерттеудің жетекші идеясы. Жоғары оқу орындарында ақпараттық технологияны қолдану программалау негіздерін заманауи талабына сай жетік меңгерген, білімді тұлғаны қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Зерттеудің ғылыми жаңалығы мен теориялық мәнділігі:

1. Жоғары оқу орындарында білім берудегі ақпараттық технологияны қолданудың теориялық негіздері анықталды.
2. Жоғары оқу орындарында программалау негіздерін меңгеруде ақпараттық технологияны қолданудың педагогикалық шарттары айқындалды.

3. «Программалаудың заманауи технологиялары» тақырыбын оқыту әдістемесі жасалды.

Дипломдық жұмыс құрылымы. Дипломдық жұмыс кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Жұмыстың кіріспесінде диплом тақырыбының өзектілігі және мақсаты, қысқаша жұмыс мазмұны туралы мәлімет беріледі, яғни оның бірінші тарауында программалау негіздеріне және программалау технологиялары туралы деректер келтірілген. Бұл тарауда негізінен теориялық мәселелер қарастырылған. Жұмыстың екінші тарауында программалауды оқытудың замануи технологиялары, олардың оқу үрдісіндегі орны анықталған, үшінші тарауында оқытудың программалық жабдықталуы және оны дайындау технологиясы келтірілген.

Дипломдық жұмысты педагогикалық программалық құралдар, программалаудың заманауи технологиялары, оны оқыту әдістемесі туралы ақпараттар алғысы келетін жас мамандар, студенттер үшін әдістемелік нұсқау ретінде пайдалануға болады.

1. программалау ТІЛДЕРІ

1. 1 Программалау тілдерін сипаттау

Программалау тілдері - бұл жасанды тілдер(олар шектелген сөздермен ерекшеленеді) . Кәдімгі тілдерден айырмашылығы трансляторға түсінікті болатын шектелген сөздері мен командалары қатаң ережелермен жазылады. Мұндай талаптар жиынтығы программалау тілдерінің синтаксисін, ал әрбір командалар мен тілдің басқа конструкцияларының мағынасы - оның семантикасын құрайды. Егер программаның жазылу формасы өзгеретін болса, онда транслятор оператор қызметін түсінбей, синтаксистік қате деп хабар береді. Ал егер дұрыс жазылған, бірақ алгоритмге сәйкес емес командалар қолданылса, онда семантикалық қатеге келтіріледі. Программадағы қателерді іздеу процесі - тестілеу деп, ал қателерді жөндеу процесі - отладка деп аталады.

Әртүрлі типті процессорлардың әртүрлі командалар жиыны бар. Егер программалау тілдері белгілі бір процессорге бағытталған болып, оның ерекшеліктерін ескеретін болса, онда ол төмен деңгейдегі программалау тілдері деп аталады. Оған ассемблер тілі жатады. Жоғарғы деңгейдегі программалау тілдері адамға түсініктірек болады. Жоғарғы деңгейлі программалау тілдеріне Fortran (Фортран), Cobol (Кобол), Algol (Алгол), Pascal (Паскаль), Basic (Бейсик), C (Си), C++ (Си++) тілдері жатады.

Кез келген есепті шығарғанда алдымен оның математикалық үлгісі жасалады. Математикалық үлгі - объектінің, құбылыстың қасиеттерін, ерекшеліктерін және басқа сипаттамаларын жете зерттеп, оны теңдеулер жүйесі не теңсіздіктер мен функциялар арқылы өрнектеу. Программаны түрлі тәсілдер бойынша құруға болады, бірақ оған қойылатын негізгі талап оның сапалы және пайдаланушыға түсінікті болуында. Әдетте бұл үшін күрделі информация алдын-ала тұжырымды бірнеше бөліктерге (блоктарға) бөлініп алынады да, олардың әрқайсысына арналған жеке-жеке программа құрылады. Осыдан соң олар көмекші программалар ретінде қарастырылып, бір программаға біріктіріледі.

Кейде дайын программаға басқа программалаушының кеңейтуіне жаңа бөлімдер қосу сияқты өзгерістер енгізуі қажет болады. Сондықтан программаның қатесіз, түсінікті құрылуының үстіне оңай өзгертіле алатын болуы тиіс. Сапалы программа құру бағытында пайдаланылатын тәсілдер программалау технологиясы делінеді. Технология құрамына енетін программаны дұрыстау немесе сынақтау да оңай жұмыс емес. Әрбір программаны мұқият тексеру және сынақтау қажет. Сынақтауды түрлі-түрлі жолдармен жүргізу ықтимал. Мысалы:

• программаны орындалу нәтижесі белгілі болатын қарапайым бастапқы берілгендерді таңдап алып, программаны қайта іске қосу;
• бір программаны екі түрлі программалау тілінде дайындап, олардың орындалу нәтижелерін салыстыру;
• программаның орындалу барысын уақытша тоқтатып, есептелген аралық мәндерді экранға шығару және олардың дұрыстығына көз жеткізу.

Кейде нәтиженің ойлаған аралықтан алшақ болып шығуы мүмкін. Бұл да программаны мұқият сынақтауды қажет етеді. Түсінікті программаны шығару оңайға түседі.

Негізгі түсініктер

• Алгоритм берілген есепті шешуге қажетті анықталған іс - әрекеттер тізбегі.
• Программа - есепті шешуге қажетті реттелген командалар тізбегі.
• Программалау жүйесі - осы тілде құрылған, шынайы машинада программаны орындауды қамтамасыз ететін программалау тілі мен виртуальды машина жиынтығы.
• Виртуальды машина - анықталған тілі бар компьютердегі басқа, машинаның тілімен, басқаша айтқанда программалаудың кірме тілін жүзеге асыратын программалық кешен.
• Программалау тілден компютер үшін алгоритмдерді дәл сипаттау арқасында жүзеге асатын белгілеулер жүйесін айтады.
• Программалау тілінде жазылған алгоритм программа деп аталады, ал алгоритмді көрсетілген тілге ауыстыру процесі - программалау.
• Программалау қамсыздандыру - қажетті есептерді жүзеге асыратын программалар жиынтығы.
• Компилятор - дербес компьютер тіліне программаларды түрлендіру операциясын арналған программалар.
• Обьектілер - қосымша құрылатын кейбір элементтер.
• Қасиеттер - программалаушы жұмыс істейтін кейбір заттарды анықтайтын мінездеме (компонент түрі, қандай оның көрінбейтін бөлігі болады) .
• Оқиға - шынайы уақыттағы іс әрекеттер.
• Әдіс класс бөлігі ретінде анықталған процедура және өзінде инкапсулданған.
• Инкапсуляция мәліметтер мен осы мәліметтерді өңдеу алгоритмдерін біртұтас етіп біріктіру.
• Мұрагерлік өзінің ұрпақтары туғызатын объектілер қасиеті.
• Полиморфизм - туыстас объектілердің мағынасы бір мәселелерді әр түрлі тәсілдермен шешу қасиеті.

Программалау тілдерін сипаттау

2. Программалау технологиялары

Кез келген программалау тілінің негізіне сәйкесінше программалаудың стиліне маңызды әсері бар басқарушы идея қойылады.

Программалау процесін жақсартатын және кең қолданылатын әдістердің бірі - құрылымдық программалау. Құрылымдық программалаудың 3 бөлігі бар:

1. Модульдік программалау
2. Құрылымдық кодтау
3. Жоғарыдан төменге қарай жобалау

Модульдік программалау дегеніміз - программаны логикалық бөліктерге бөлу процесі. Программа бірнеше модульдерге бөлінеді және мына 2 мақсат орындалуы тиіс:

1. модулдің дұрыс болуы және оның контекстерден тәуелсіз болуы қажет;
2. модулдің ішкі жұмыстарын білмей тұра әр түрлі модулдерден программа құру мүмкіндігінің болуы қажет.

Мысал ретінде стандарт математикалық функциялардың есептелу программасын қарастыруға болады. Программист sin(x) функциясын программаның кез-келген жерінде қолдана алады және оған функцияның есептелуіне қай әдістің қолданып тұрғанын білудің қажеттілігі жоқ. Модуль өлшемі 60 жолдан аспауы керек және модульдер өзара тәуелсіз болуы керек. Байланысқан элементтерді бір модульге, байланыспаған элементтерді әр түрлі модульге жинау керек. Модульдерді қолдана отырып программа күрделілігін төмендетуге болады.

Pascal тілінде модуль процедуралар мен функциялардың көмегімен құрылады, Cи тілінде функциялардың көмегімен құрылады.

Құрылымдық кодтау деп программада басқарушы конструкциялардың-шартты операторлардың, циклдің (параметрлі, цикл-әзір, цикл-дейін) қолданылуын айтады. Шартсыз көшу операторы программада сирек қолданылуы керек немесе шартты оператордың, циклдің көмегімен өзгертілуі керек.

Программаны жоғарыдан төмен қарай жобалаудың өз иерархиялық құрылымы бар және қысқа есеп қойылымынан басталады. Одан кейін есеп бірнеше ұсақ ішкі есептерге бөлінеді. Ішкі есептердің өзі де ішкі есептерге бөлінуі мүмкін. Әр қадамда ішкі есептің орындайтын негізгі функциялары анықталуы керек. Бөлу процесі әр ішкі есеп қарапайым болғанға дейін, яғни әр ішкі есепке бір модуль сәйкес келгенше созылады.

Құрылымды программалау

Құрылымды программалау - программалық жасақтаманы талдауға, жобалауға және жүзеге асыруға жүйелік қатынасқа негізделген программалау методологиясы. Бұл методология 70 жылдардың басында пайда болады және өміршең болғандығы соншалық, қазіргі кезге дейін көптеген жобаларда негізгі болып келеді. Бұл технологиялар негізі келесі ережелерден тұрады:

• Күрделі есептер басқарылатын функционалды түрде майда есептерге бөлінеді. Әрбір есептің бір кірісі және бір шығысы бар. Бұл жағдайда программаның басқарылатын ағыны функционалды қызметі бар қарапайым ішкі есептер жиынтығынан тұрады.
• Есепте қолданылатын басқарушы құрылымдар қарапайымдылығы. Бұл ереже логикалық есептердің минималды, функционалды түрде жеткілікті басқарушы құрылымдар жиынтығынан тұратынын білдіреді. Мұндай жүйенің мысалы ретінде логика алгебрасын айтуға болады, мұнда әрбір функция функционалды толық жүйе: дизъюнкция, конъюнкция және терістеу арқылы көрсетіледі.
• Программаны өңдеу сатылы жүргізілуі тиіс. Әрбір сатыда нақты қойылған шектелген есептердің бүкіл есеп аймағында мәні мен ролі анықталып, шығарылуы тиіс.

Модульдік программалау концепциясы

Программалаудың құрылымды технологиясы сияқты, модульдік программалау концепциясын бірнеше ұғымдар мен ережелер түрінде көрсетуге болады:

• Есептің функционалды декомпозициясы - үлкен есепті кішігірім, функционалды жеке ішкі есептерге - модульдерге бөлу.
• Модуль - модульдік программалау концепциясының негізі. Функционалды декомпозицияда әрбір модуль бір кірісі және бір шығысы бар «қара жәшік» болып табылады. Модульдік қатынас программаны жүргізу процесінде жаңалауға мүмкіндік береді. Қосымша модульдік қатынас бір жобаның программа бөліктерін әртүрлі программалау тілдерінде өңдеуге мүмкіндік береді, одан кейін комповка құралдары көмегімен біртұтас жүктелетін модульге біріктіруге болады.
• Жүзеге асырылатын шешімдер қарапайым және анық болуы тиіс. Егер модуль қызметі анық болмаса, онда есептің бастапқы және аралық декомпозициясы сапасыз жүргізілді деп есептеледі. Бұл жағдайда есепті тағы да бір рет талдау және ішкі есептерді қосымша бөлу қажет болуы мүмкін. Жобадағы күрделі жағдайлар болса, ойластырылған түсініктемелер жүйесі көмегімен құжаттау қажет. Бұл процесс есептің барлық модульдері қызметінің толық түсінілгенше және олардың оптималды үйлесуі болғанша жүргізіледі.
• Модульдің барлық айнымалыларының қызметі анықтамасы бойынша түсініктемелер көмегімен сипатталуы тиіс.

Объектілі-бағдарланған программалау

Объектілі-бағдарланған программалау идеясы мәліметтерді осы мәліметтерді өңдейтін процедуралармен біртұтас - объектіге байланыстыру болып табылады. Объектілі-бағдарланған программалау объектілерге жаңа қасиеттер беретін үш маңызды принципке негізделген. Бұл принциптер инкапсуляция, мұрагерлік және полиморфизм.

1-сурет

• Инкапсуляция - бұл мәліметтер мен осы мәліметтерді өңдеу алгоритмдерін біртұтас етіп біріктіру.
• Мұрагерлік өзінің ұрпақтары туғызатын объектілер қасиеті.
• Полиморфизм - туыстас объектілердің мағынасы бір мәселелерді әр түрлі тәсілдермен шешу қасиеті.
• Объекті-бағытталған программалау тілдерінің негізгі концепциясы- құрылатын қосымша өзара байланысқан негізгі объектілерден тұрады. Объекті-бағытталған технологияда қолданушы үш базалық элементпен: объектілер, хабар және класстармен жұмыс істейді.

Объектілер дегеніміз бірнеше рет қолданылатын программалық модулдерден, яғни байланысқан мәліметтер мен процедуралардан тұрады. Объект құрылымы екі бөліктен тұрады: айнымалылар және әдістер. Әдістер объект функциясының алгоритмін анықтайтын процедуралар мен функциялар жиынынан тұрады. Объектілі айнымалылар жәй мәліметтерден (сан, массив, мәтін) және күрделі құрылымды ақпараттардан (график, дыбыс т. б. ) тұрады.

Объектілердің өзара байланысуына хабарлар қолданылады және үш бөлімнен тұрады: объект идентификаторы, ағымдағы объектіде қолданылатын әдіс аттары және таңдалған әдіс режимін қалпына келтіретін қосымша информациялар. Күрделі программалар бірнеше біртипті объектілерді қолдануы мүмкін. Бұл жағдайда әр объект үшін әдістер мен айнымалылар туралы информацияны жазу тиімсіз. Бұл мақсатқа объектілер класы деген түсінік енгізілген. Класс дегеніміз біртипті объектілерге арналған шаблон және объектілі айнымалылар типтері мен әдістерін анықтайтын информациялардан тұрады.

Объекті-бағытталған технологияға негізделген программалау тілдері: SmallTalk/v, Object Pascal, ACT++, C++, Simula, Actor, Classic-Aga және т. б.

Логикалық программалау

Логикалық программалау тілдері PROLOG және LISP жасанды интеллект проблемаларының есептерін шешуге арналған. LISP тілін 50-інші жылы Д. Макартни символдық информацияларды өңдеуге арнап құрды. LISP тілінің мәліменттерінің негізгі құрылымы тізімдер, тізімнің элементтері атомдар. Lisp тілінің бір ерекшелігі динамикалық жаңа объектілерді құру мүмкіндігі, объект есебінде программаның өзі де қатыса алады.

LISP тілі және оның модификациялары символды өңдеуге арналған бағытталған программалық бөлімді құруға кең қолданады және қазіргі кезде көптеген тиімді компиляторлары бар.

70-жылдары Lisp тілінің негізінде құрылған Prolog тілі логикалық программалау тілі болып табылады. Prolog программасының негізгі элементі атом болып табылады және жеке объектілер арасындағы қарапайым қатынастарды көрсетеді, басқа программалау тілдеріне қарағанда атом түсінігінің мағыналық мәні басқа. Тіл тек сипаттамадан тұрады және инструкциялары жоқ, яғни процедуралы емес. Әр Prolog программа сөйлемдер жиынынан тұрады, яғни жәй тұжырымдар немесе импликациялар. Prolog тілінің базасында эксперттік жүйелер, білімді көрсететін жүйелер, білім базасы және жаратылыс тілдерін өңдейтін жүйелер құрылады. Prolog тілінің негізіне математикалық логика элементтері қолданылады. Программа объектілер арасындағы қатынас терминдері арқылы сипатталады. Логикалық программалау тілдерінің жетістігі параллель программалау принципі қолданылады. Prolog тілінің көптеген танымал модификациялары бар, оның ішінде ең көп тарағаны - Borland фирмасының Turbo Prolog программалау жүйесі. Жасанды интеллект мәселесіне арналған жаңа логикалық және функционалды программалау тілдері құрылуда, мысалы, DURAL, VALID тілдері.

1. 3 Серверлік Web қосымшалар

Бүгінгі таңда программалаудың заманауи технологияларына WWW және HTML, Java, клиенттік және серверлік скриптер мен мәліметтер базасының сұраныс тілдері, web-дизайн негіздері туралы концептуалды білімдері бар Интернет-технологиялар жатады. Өткен ғасырдың соңғы жылдары Web-қосымшалар деп аталатын жаңа класс қосымшалары өте кең тарады. Ақпараттық жүйелер мен мәліметтер базасына Интернет немесе интражелі арқылы қатынасты жүзеге асыратын Web-қосымшалар қазіргі заманғы бизнестің тиімді құралдарының біріне айналды.

Web-қосымшалар болып табылатын Web-серверлерді өңдеу үшін HTML (HyperText Markup Language) гипермәтіндік тілі кеңінен қолданылады. Web-серверлердегі көріп жүрген барлық беттер HTML тілінде жазылған және құрамында әртүрлі типті объектілері(суреттер, анимация, ақпаратты енгізу формалары және т. б. ) бар. Егер Web-сервер-де тек қана оқтын-оқтын өзгеретін статикалық ақпарат болса, онда оны HTML құжаттарының жиынтығы түрінде көрсетуге болады. Оларды жасау үшін кез келген мәтіндік редакторды пайдалануға болады, бірақ HTML беттерін визаулды жобалаудың арнайы құралы Microsoft FrontPage программасын пайдаланған жөн.

Бір жағынан HTML тілі оңай сияқты, бірақ бұл оңай емес. Бұл тілдің мүмкіншіліктерінің шектелуіне байланысты қажетті нәтижені алу үшін көп жұмыс істеу керек. Өйткені бір беттің өзі әртүрлі браузерлерде әртүрлі болып көрінеді, сондықтан Web-беттерді жобалағанда браузерлермен үйлесімділігіне назар аудару керек. Беттердің жүктелуін жылдамдату үшін оның ішіндегі көріністерді азайту қажет.

Web-тің пассивті және активті серверлері болады. Егер сервер беттерінде тек қана статикалық мәтіндік және мультимедиялық ақпарат, сонымен қатар басқа беттерге гипермәтіндік сілтемелер болса, онда серверді пассивті деп атаймыз. Сервер беттері кәдімгі интерактивті қосымшалар терезелеріне ұқсас болса және пайдаланушы мен сұхбаттасатын болса, онда пайдаланушы белсенді сервермен жұмыс істеп отырғаны. Шындығында, статикалық Web сервер Интернет желісінде мәліметтер базасымен интерактивті қосымшаларды жасауға негіз бола алмайды, өйткені ол сұраныстар мен енгізу құралдарын көздемейді.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс