Урок на тему: Құрылымдық, модульдік, объектілі-бағдарлы және визуалды программалау (10 класс)

Пән аты: Информатика

Сабақтың тақырыбы: Құрылымдық, модульдік, объектілі-бағдарлы және

визуалды программалау

Сабақтың мақсаты:

Білімділігі: Оқушылардың программалау жүйелері мен әдістері туралы түсініктерін қалыптастыру

Дамытушылығы: Оқушының әрбір сабаққа ынтасы мен қабілетін біріктіріп, пәнге деген қызығушылығын арттыру

Тәрбиелігі: Әр оқушыны іскерлікке, нақтылыққа, ынтымақтылыққа тәрбиелеу.

Сабақтың типі: аралас сабақ

Оқыту әдістері: баяндау, сұрақ-жауап, көрнекілік, практикалық әдіс

Сабақтың көрнекілігі: ДК, экран, презентация, тест сұрақтары

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі

Оқушылардың сабаққа қатысын тексеру

ІІ. Сабақтың мақсаты мен міндеттерін айқындау

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру

Программалау әдістері:

1. Процедуралық программалау;

2. Құрылымдық программалау;

3. Программаны модульдік түрде өңдеу;

4. Объектілі-бағдарланған программалау.

Процедуралық программалау

Тарихи пікір бойынша, программалау процедуралық программалау ретінде пайда болып дамыған, программаның негізгі алгоритм мен деректерді өңдеу процедурасы дейді. Процедуралық программалау 40 жылдары Фон Нейман ұсынған дәстүрлі ЭЕМ сәулетінің бейнесі болып табылады. Процедуралық программалаудың идеологиясы мынадай:

• программа мәселені шешу процедурасын беретін операторлардың (нұсқаулардың) тізбегінен тұрады

• негізгі оператор жады аймағындағындағыларды өзгерту үшін қызмет ететін меншіктеу операторы болып табылады;

• компьютер жады мәндердің сақтау қоймасы ретінде көрсетіледі. Ондағы мәліметтерді программа операторы жаңартады.

• программаны орындау жадының алғашқы күйін, яғни алғашқы деректердің мәндерін қорытынды, яғни нәтижелерге түрлендіру мақсатында операторларды ретпен саяды.

Осылайша, программисттің көзқарасы бойынша программа және жад болады, мұнда біріншісі екіншісінің мәліметтерін ретпен жаңартып отырады.

Процедуралық тілдер келесі ерекшеліктермен :

• жадты нақты түрде басқару, оның ішінде айнымалыларды сипаттау қажеттілігімен ;

• символды есептеу үшін аз жарамдылығымен;

• қатаң математикалық негіздің жоқтығымен;

• әдеттегі ЭЕМ-да іске асырудың жоғары нәтижелілігімен сипатталады.

Екінші тіл машинаның тілі болып табылады. Қазіргі кезде мұндай тілдерді программисттер қолданбайды.

Ассемблер тілі - машина тілінде жазылған, программаның оқуға жеңіл символдық түрінде ұсыну үшін арналған. Ол программистке операциялардың мнемоникалық кілттерімен қолдану, жадтың аймақтарына және ұяшықтарға өзіне қолайлы аттарды беру, және де адресациялаудың аса қолайлы схемаларын беру мүмкіндігін береді.

Раscal(Паскаль) програмисттердің арасында әсіресе ЖК үшін аса танымал процедуралық қолданбалы тілдердің бірі болып танылады. 1970 ж. есептеу техникасы саласындағы швейцар маманы профессор Н.Витрум ойлап тапқан тіл француз матаматигінің құрметіне аталып автордың ойынша программа-лауды үйретуге арналған. Алайда тілдің сәттілігі сонша, есептеу және инфор-мация-логикалы сипаттағы мәселелерді шешу үшін программисттердің қолданбалы және жүйелі негізгі құралдарының біріне айналды. 1979 ж. Раscal ВS 6192 программалау тілінің британдық стандартының жобасы дайындал-ды., сонымен қатар ол ISQ 7185 халыкаралық стандарты болды. Раscal тілінде «дұрыс» программалаудың негізі болып қаралатын және кейінен көптеген тілдерді жасаушылар пайдаланған бірқатар концепциялар іске асырылған. Бұл тіл алдында айтылған программалау тілдерінен өзгешілігі мыналармен мінезделеді:

• жоғары дәрежемен;

• кең мүмкіндіктерімен;

• пішінділікпен, қарапайымдылықпен, қысқашалықпен;

• нәтижесі және сенімді программа жасауға керекті қаталдықпен;

• ЭЕМ-да іске асырылудың жоғары нәтижелілігі.

Раscal тілінің маңызды белгілерінің бірі құрылымды программалау концепция-сының толық іске қосылуы және кезектемелілігі.

Құрылымдық программалау

Процедуралық программалаудың дамуында құрылымдық программалаудың принциптері үлкен роль атқарды. Программаны белгілі бір мәселені шешіп жатқан орындаушы ретінде қарастырайық. Программа жазып болған кезде, бастапқы мәселе көптеген бөліктерге бөлінеді, оларрдың әрқайсысы элемен-тарлық (базалық) орындаушы-нұсқаумен шешіледі. Бұл жерден бөлінуде қоры-тындылайтын, жоғары-төмен программалау әдістемесі деп аталатын келесі қа-тынас туындайды:

• мәселелер мен бөліктер өзінің аралық орындаушымен («процедура» деп аталатын бір кіруі мен бір шығуы бар код фрагменттерімен);

• әрбір бөлшек өзінің бөлшектеріне базалық орындаушылар (нұсқаулар) дәрежесіне жетпейінше өзінің аралық орындаушысымен.

Мұндай әдістемесінің теориялық негізі келесі 4 типті элементарлы блок-схемалардан тұратын кез келген алгоритмнің құрылымдық блок-схемасын ұсыну мүмкіндігі болып табылады.

Сипатталған процестің әрбір қадамында кезекті аралық орындаушы жасай отырып, біріншіден, ағымдағы орындаушының жұмысының үлкен үлесін оларға арту қажет, екіншіден, оларда базалық орындаушылардың аяққы дәрежесіне жақындауы қажет. Жазылған құрастырудың құрылымдық технологиясы бойынша өңделген алгоритмдер ішіне еңгізілген дұрыс қасиеттері бар:

• кезекті мәселенің келесі бөлімдерінің дұрыс мағлұматтануын, аралық орындаушылардың дұрыстығын, кезекті орындаушының дұрыстығын қамтамасыз етеді, оларда қате аз;

• оларды түсіну мен модификациясының оңайлатылғанын.

Жоғарыдан төмен қарай құрылған программадағы басқарудың жалпы құрылымы ағаш тектес болып табылады. Сондықтан мұндай программаны оңай түсінуге болады.

Тура осы мақсатқа тағы да бірқатар мәтінді көркемдеу ережелері де қызмет етеді, жекелей айтқанда, оның форматталуы, яғни оған шегініс пен интервал құрылымының анықталған еережелері бойынша енгізу.

Программаны модульдік түрде өңдеу

Программалық жабдықтама өңдеуіндегі модульдік қатынас түсінігін оңдаған, жүз мыңдаған операторлары бар программалар мысалында қарастырамыз. Мұндай үлкен күрделі алгоритмдік программалардың құрылысы, оларды программалық өнім деп атайық, бөлінбейтін бүтін болып табылмайды. Программалық өнім өзара байланысқан - программалық модульдер жиынтығы болып көрінеді.

Модуль - бұл анықталған тағайындалуы және басқа программалық модульдерден автономды өңдеу берілген функцияларын қамтамасыз ететін программаның тәуелсіз бөлігі. Өзара байланысқан бөлік-модульдер жиыны түріндегі жасалып жатқан программалық өнім көрінуі, ыңғайлылығы үшін орындалады: • өңдеу;

• программалау;

• жөндеу;

• программалық өнімге өзгертулер енгізу.

Программалық өнімнің модульдік көрінуі келесі мақсаттарды көздейді:

• өндеудің қажет мерзімін қамтамасыз етіп орындаушыларға жұмысты үлестіру;

• жобалық жұмыстарға күнтізбектік график құрау және программалық өнімдерді жасау процесінде оларды үйлестіру;

• жобалық жұмыстардың еңбек шығыны мен бағасын бақылау.

Программаларды жеке құрамдарға құрылымдық бөлу оларды жасау құралын таңдау үшін де қызмет етеді. Программалық өнімді жасаған кезде көп рет пайдаланылған модульдер еркшеленеді, олардың тимизациясы мен унификациясы болады, ол арқылы бүтіндей өңдеуге кеткен мерзімі мен еңбек шығыны қысқартылады. Үлкен алгоритмдік күрделі программалар өңдеушілер ұйымымен жасалынады және өңдеу ыңғайлылығын, программалау сенімділігін, жөндеу тиімділігін және программалық өнімге өзгертулер енгізуді қамтамасыз ететін модульдік қатыныста ғана жасауға болады.

Көптеген модульдер арасынан ерекшелейді:

• басты модуль - программалық өнімнің іске қосуын басқарады;

• басқарушы модуль - басқа модульдерді өндеуге шақыруын қамтамасыз етеді;

• жұмыс модульдері - өндеу функцияларын орындайды;

• сервистік модульде және кітапханалар, утилиттер - қызмет ету функцияларын атқарады.

Әрбір модуль дербес сақталатын файл ретінде рәсімделеді. Программалық өнім қызмет ету үшін программалық модульдердің толық құрамы бар болуы қажет. Программалық өнім жұмысы кезінде қажетті программалық модульдер активтеледі. Басқарушы модульдер кезекті модульдер орындауға тізбекті шақыруды береді. Модульдердің ақпараттық байланысы ортақ деректер базасы немесе өзгермелі алмасу арқылы модульаралық деректер жіберу арқасында қамтамасыз етіледі.

Объектілі-бағдарланған программалау

Программалаудың осы бағытының негізін салушылардың бірі Алан Кэйдің баяндамасында Объектті-бағытталған программалаудың мынадай принциптері берілген:

1. Барлығы объект болып саналады.

2. Объекттер бір-бірімен хабарлама жіберу арқылы әрекеттеседі.

3. Хабарлама- қимылға келтіру үшін керекті аргументтер жиынтығымен қамтылған әрекетті жасауға сұрау.

4. Әрбір объекттің онда басқа объекттер орналасқан тәуелсіз жадысы бар.

5. Әрбір объект объекттердің жалпы қасиеттерін білдіретін кластың өкілі болып саналады.

6. Класта объекттің іс-әрекеті беріледі. Бір кластың барлық объекттері бірдей әрекеттерді жасай алады.

7. Кластар жалпыға бірдей, біріңғай иерархиялық ағаш тәріздес құрылым ретінде ұйымдастырылған. Кейбір класт объекттерінің жадысы мен іс-әрекеті иерархиялық ағаштың төменгі сатысында орналысқан әрекеттерді қайталайды.

Осылайша Программалаудың объекті-бағытталған стилінің негізінде объект түсінігі жатыр, ал мәні «объект=» мәліметтер + процедура» формуласымен анықталады. Әрбір объект өзінде мәліметтердің кейбір құрылымы мен әдістеме деп аталатын тек оған ғана ашылатын, осы мәліметтерді өңдеу процедураларын интеграциялайды. Бір объектте мәліметтер мен процедуралардың бірігуі инкапсуляция деп аталады.

Әділ - нысаналық бағдарлау - әдітерін қолданумен шешілетін мәселе, объекттер мен терминдерде баяндалады. Мұндай жағдайдағы программа объектер жиынтығы мен олардың арасындағы байланысты көрсетеді, пл программалау процесі - бардың арасынан табу немесе жаңа объекттерді жасау және олардың арасында қатынас орнату. Жңа объекттерді жасау кезінде объекттер қасиеті қосылуы немесе алдыңғы объектерден алынуы мүмкін. Объекттермен жұмыс кезінде полиформизм де болуы мүмкін - әр түрлі мәліметтерді өңдек үшін бірдей атқа ие әдістерді қолдану мүмкіндігі. Соңғы уақытта көптеген программалар, әсіресе объектті бағытталғн, визуальды программалау жүйесі ретінде жүзеге асырылуда. Мұндай жүйелердің ерекшелігі дайын «құрылыс блоктарынан» тұратын, программаларды жасайтын мықты орта. Ол программалы операцияларды кодтамай-ақ диалогты режимде программалау өнімінің интерфейсті бөлімін жасауға мүмкіндік береді. Объекті - бағытталған визуалды программалау жүйесін Visual Basic, Delphi, C+Builder және Visual C++

ІV. Жаңа білімді бекіту

1. Процедуралық программалаудың идеологиясы неде?

2. Процедуралық тілдердің қандай артықшылықтары бар?

3. Программалау тілінің дәрежесі немен анықталады?

4. Жоғарыдан төмен қарай программалаудың мәні неде?

5. Алгоритмдердің қандай базалық құрылымын білесіңдер?

6. Құрылымдық қатынаста программалау технологиясы қандай?

7. Неліктен программалуды өңдеудегі құрылымдық қатынас процедуралыққа қарағанда оңайырақ?

8. Программалық модуль дегеніміз не?

9. Программаның құрылымдануы не үшін орындалады?

10. Программаның құрылымдануы қандай мақсаттарды көздейді?

11. Программалардың модульдік құрылысының типтік схемасы қандай?

12. Объекті-бағыттылған программалаудың негізгі принциптері.

13. Программалауды объекті-бағытталған программалау кезінде программа нені білдіреді?

14. Программалаудың объектті-бағытталған тілдеріне мысал келтіріңдер.

15. Визуалды программалау деген не?

V. Практикалық тапсырма

Тест орындау

VІ. Қорытынды кезең

Бүгін сабақта біздің білгеніміз? VІІ. Үйге тапсырма: І-тарау, §1.3