Алгоритм және оның қасиеттері

     Макротілдер  машина тілінің командаларына  тікелей ұқсастығы жоқ макрокомандаларды пайдалануға рұхсат етеді. Макрокомандаларды пайдалану программаны қысқартады әрі тілді жасау құралдарының жиынын кеңейте отырып программалаушының еңбегінің өнімділігін арттырады.

      Машинаға тәуелсіз тілдер программаларды бөлшектеу дәрежесіне қарай екі топқа бөлінеді:

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

  Процедулалы – бағдарланған тілдер есепті шешу алгоритмін сипаттауға арналған, сондықтан да оларды кейде алгоритмдік тілдер деп те атайды. Алгоритмдік тіл деген ұғым программалау тілі деген ұғыммен сәйкес елмейді. Егер алгоритмдік тілде жазылған алгоритмдік жазу компьютерге ендіруге тікелей жарамды және дайын жұмысшы программаға түрленетін болса, онда мұндай  алгоритмдік тіл программалау тілі де бола алады. Кейбір алгоритмдік тілдер тек оларға кейбір құралдарды қосқаннан кейін ғана программалау тілі болады.

     Проблемалы – бағдарланған тілдер есептерді сипаттау үшін қызмет атқарады.

     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.   

 

 

 

 

 

 

Машина  тілі

 

    Компьютердің ақпараттық бөлігі тікелей түсінетін жалғыз  тіл: ол – машина тілі.

    Машина тілі деп копьютердің құрамындағы процессор  командаларының  кодын  айтамыз.

    Архитектурасы  әртүрлі процессорлардың машина  тілдері де түрліше болады. Тек өзара үйлестірілген  процессорларда ғана машина тілдері бірдей болады. Мұндай процессорлардың командалар жүйесі төменнен  жоғары қарай үйлесімділікте болады деп айтылады.

    Сонымен  әрбір компьютердің өзінің машина тілі болады  және ол тек осы тілде жазылған программаларды ғана  тікелей  орындай алады.

    Машина  тілінде программалау деп программаға  енетін  командалардың реальды кодтарын тікелей жазуды  айтамыз.

    Командалардың  кодтары әр түрлі санақ жүйелерінде   берілуі мүмкін:

• екілік;
• сегіздік;
• он алтылық;

    Мысалы, процессордың А аккумляторының ішіндегісін В регистіріне жөнелту дегенді білдіретін МОV В,А командасының кодын әр түрлі санақ жүйелерінде былай  жазып көрсетуге болады:

 

       Санақ  жүйелері                                         Коды

        Екілік                                                  010001111

        Сегіздік                                              107

        Он  алтылық                                      47

  

     Келтірілген  мысалдан көрініп тұрғандай команда он  алтылық санақ жүйесінде ең ықшамды түрде жазылған.

    Машина  кодтарын пайдаланып программалау  үшін  қарапайым жағдайда қағаз,  қалам және информацияны  тасымалдаушыға  машина кодындағы программаны  жазуға   арналған перфоратор  болса жеткілікті. Командалардың он  алтылық кодтары пернетақтадан компьютердің жадына ендіріледі, монитор программаны түзету процесін  басқарады, ал экран командалардың коды мен деректерді   он алтылық кодта бейнелеп көрсетеді. Машина кодын пайдаланып программалауда еңбек өнімділігін артыру үшін командалардың мнемоникасын және коды берілген  анықтамалық кестелерді пайдалануға болады.

    Бірақ  қазіргі кезде машина тілінде  программалау тек қысқа  программаларға  шамалы өзгерістер өндіру қажет  болған  жағдайларда ғана қолданылады, өйткені бұл программа  жасаушылар кездесетін мынадай қиыншылықтарға байланысты:

• процессор командаларының көптеген кодтарын есте сақтауға тура келеді;
• жадтың абсолюттік адрестері, әсіресе шартты өтулердің  саны көп, сондықтан ұзын программалар жасауда қадағалау өте қиын;
• жазылған программаны қайта жетілдіріп, өзгертіп жасау өте күрделі жұмыс болады;
• машина кодтарында жазылған программалар өте қиын оқылады;
• тек қана сандардан тұратын программаны жасау программана жасаушыны жалықтырып жібереді және программаларда қателіктердің келуіне алып келеді.

    Осылауша  машина тілі цифрлар тілі бола  отырып, программа жасаушы адамнан  программаны жазуға және оны  жөндеуге көп уақыт жұмсауды  талап етендіктен, программалау  үшін жарамдылығы шамалы болады.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ассемблер  және  макроассемблер  тілдері

 

    Ассамблер  таңбалар (символдар)тілі бола отырып,белгілі   бір дәрежеде машина тілінде  программа жасаудағы  кемшіліктерді  жоюға мүмкіндік береді.

    Ассамблер  тілінде программаның барлық  элементтері  таңбалармен берілетіндігі оның басты артықшылығы болып  табылады.Басқаша айтқанда ассамблер тілінің машина  командаларының цифрлық кодтарын әріптермен немесе әріп-цифрлармен таңбалауға және деректердің таңбалық аттарын  пайдалануға мүмкіндік беретіндігі оның машина тілінен  айырмашылығы болып табылады. Ассамблер тілінің  командаларын машина тіліне аударғанда машина командасын  білдіретін әрбір оператор осы команданың цифрлық  кодтарымен алмастырылады. Командалардың таңбалық  аттарын олардың екілік кодтарына түрлендіру жұмысы  программа жасаушы адамды өте қиын әрі күрделі машақаты  көп жұмыстан босататын және бұл жағдайда құтиылоуға  болмайтын қателіктерден құтқаратын арнайы программа-ассамблерге жүктеледі.

    Ассамблер  тілінде программалауда пайдаланылатын  таңбалық аттар программаның семантикасын, ал команданың  қысқартылып берілген атаулары оның негізгі функциясын  білдіреді.Мысалы, ADD-қосу, SUB-азайту, PARAM-параметр т.с.с.Мұндай аттарды программа жасаушылар оңай есінде  сақтайтын болады.

    Ассамблер  тілінде программа жасау үшін машина тілінде  программа жасағандағыдан көп күрделі құралдар қажет  болады:

• сыртқы құрылғылармен жабдықталған дербес компьютер;
• процессордың түріне қарай резиденттік немесе жүйелік  программалар.

    Машина  тіліне қарағанда ассамблер тілі  едәуір күрделі, программаларды ұтымды жазуға және жөндеуге мүмкіндік береді.

    Ассамблер  тілі машинаға бағдарланған тіл,  яғни  процессордың әрбір командасына  таңбалық ат  меншіктейтіндіктен  машина тіліне және процессордың  құрылысына тәуелді тіл болып  табылады.

    Программа  жасауда ассамблер тілі машина  тіліне қарағанда  программа  жасаушылардың еңбек өнімділігін  арттыруға  сонымен бірге процессордың  программалық және аппараттық  ресурстарын толық пайдалануға  мүмкіндік береді.

    Бұл  біліктілігі жоғары программалаушыларға жоғары  деңгейлі тілдермен жасалған программамен салыс–тырғанда  компьютердің жадында аз орын алатын жылдам жұмыс  істейтін программалар жасауға мүмкіндік береді.

    Ассамблер  тілінің осындай артықшылықтарына  байланысты  ендіру-шығару құрылғыларын басқарушы программалар неше  түрлі жоғары деңгейлі тілдердің көптігіне қарамай ассамблер  тілінде жазылады.

    Ассамблер  тілінің көмегімен программа  жасаушы адам  мынадай параметрлерді  бере алады:

• процессордың машина тілінің әрбір командасының  таңбалық атын;
• ассамблер тілінде жазылған программалық қатардың  стандартты пішімін;
• командалардың нұсқаларын және адрестеудің тәсілдерін  қалай көрсету керектігі туралы пішімді;
• таңбалық тұрақтыларды және бүтін сандық тұрақтыларды  әртүрлі санақ жүйелерінде көрсету үлгілерін;
• программалауды ассамблерлеу (транслациялау) процесін басқарушы пседокомандаларды.

    Ассамблер  тілі кез келген компьютерге  түсінікті,өйткені  басқа барлық  тілдерге қарағанда машина тіліне  ең жақын тіл  ол ассамблер  тілі. Бұл тіл копьютнрмен жақынырақ танысуға  мүмкіндік береді. Сондықтан да ассамблерді оқу дегеніміз  процессордың өзін оқып үйрену деген сөз. Ассемблер тілінде  жазылған программа кез келген басқа тілдерде жазылған  программаларға қарағанда өте тез орындалады. Мысалы, ассемблер тілінде жазылған программа дәл осы программаға  баламалы СИ немесе Паскаль тілдерінде жазылған  программалардан екі-үш есе, ал BASIC тілінде жазылған  программалардан он бес және онда да көп есе тез  орындалады.

    Ассемблер  тіліндегі программалар басқа тілдерде жазылған  программаларға қарағанда өлшемі жағынан шағын болады, сондықтан компьютердің жадын үнемдеуге мүмкіндік береді.

    Ассемблер  тіліндегі программалар компьютердің  барлық  мүмкіндіктерін толық   ұтымды пайдалануға сізге жол  ашады.

   Ассемблер тілін әрқайсысы машина командаларының бір тобына баламалы макрокомандалармен толықтыру жүйе  қолданылады. Мұндай тіл макроассемблер тілі деп аталады. Макрокомандаларды пайдалану ірі құрылыс блоктарының программалар құруға мүмкіндік береді және ассемблер тілін жоғары деңгейлі тілдерге жақындатады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансляторлар

 

    Жоғары деңгейлі тілдер көптеген алгоритмдерді үйреншікті  математикалық амалдардың жазылуына жақын ыңғайлы түрде  жазып түсіндіруге мүмкіндік береді. Бұл тілдерді пайдалану программалаудағы кездесетін қиындықтарды азайтады.

    Жоғары  деңгейлі тілдерді программа  жасауда пайдалану  60-шы жылдары  басталды. Содан бері бүгінгі  күнде дейін  белгілі есептерді  шешуге арналған әмбебап, сандай-ақ  бағдарланған көптеген әртүрлі тілдер жасалып пайдаланылып  келеді.

    Әрбр  программалау тілінің өзінің  аты бар.Көптеген  программалау  тілінің аты олар алғаш жасалғаннан  бастап  тіркелген.Содан бері  программалау тілдерінде қолданылатын  ережелер өзгергенімен тілдер  аты сол бұрынғы күйінде  өзгеріссіз қалуда.

    Қазіргі  кезде жоғары деңгейлі программалау  тілдері былай  бөлінеді:

• процедуралы (көптеген классикалық программалау  тілдері, мысалы, FORTAN, PASCAL, BASIC, C);
• логикалық  (ЛИСПЫ, ПРОЛОГ т.б.);
• объектік-бағдарланған (С⁺⁺, Java т.б.).

    Қысқа  программаларды жасауда процедуралық  программалау тілдерін пайдалану  ыңғайлы; логикалық  программалау  тілдерін алгоритмдерді теориялық  зерттеуде  жасанді интеллекті  оқытып үйрену жұмыстарында деректер  базасымен жасалатын операцияларда өндіріс объектілерін және әскери бөлімдерді басқару жүйелерін басқаруда, ал  объектік-бағдарланған программалау тілдерін бәрінен де  үлкен және күрделі программаларды (Мысалы, компьютерлік  ойындарда), жасақтауда пайдаланған жөн.

    Әртүрлі программалау тілдерінің арасында айтарлықтай  елеулі айырмашылықтардың болуына қарамастан олардың  барлығында негізгі операцияларды жүзеге асырудың ұқсас  құралдары бар. Бұдан басқа әртүрлі программалау тілдерін  пайдаланғанда жұмыс істеу қиындығының түрліше  болатындағына қарамастан кез келген программаны жасауда  кез келген типтегі программалау тілін пайдалануға болады.

    Бұл тілдердің  әрқайсысына тоқталмай-ақ, осы тілдерді  машина тіліне аударушы трансляторлардың  жұмысына  тоқталайық. Машина тілінен  өзгеше программалау тілінде  құрылған программа компьютерде орындалу үшін жарамды  түрде, яғни машина тіліне түрлендіруі тиіс. Мұндай түрлендіру  трансляциялау деп аталады. 

    Ассемблердің  ендірілетін тілі мнемокод, макроассемблер-макротіл, ал компилятордікі-поцедуралы бағдарланған тілдер  боып табылады. Осыған байланысты ендірілетін тілдерді  транцлятордың түрлеріне қарай ассемблер тілі, макроассемблер тілі деп аталады т.с.с.