Автоматтандыру есептерін программалау курсының мақсаттары мен міндеттері.

Модуль. Алгоритмдеу жә не программалауғ а кіріспе

Тақ ырып. Кіріспе

Лекция

Автоматтандыру есептерін программалау" курсының мақ саттары мен міндеттері.

„Автоматтандыру есептерін программалау" (АЕП) пә нін оқ ытудың мақ саты - есептерді алгоритмдеу негіздерін, программалауды автоматтандыру қ ұ ралдарын, программалау тілдерінің сипаттамаларын, таң далғ ан тілдің операторлары мен мә ліметтер тү рлерін, ішкі программаларды қ олдана отырып, кү рделі программалар қ ұ руды ү йрету. Сонымен қ атар, стандартты модульдерді, мә ліметтердің динамикалық қ ұ рылымын, программалық камтамасыздандыруын жобалау ә дістерін, программалау стилін, алгоритмдерді іс жү зінде тексеру ә дістерін, объектіге-бағ дарлы тә сілдерінің негіздерін оқ ып-ү йрену жә не осы білімді ә ртү рлі инженерлік есептерді шешуде қ олдану болып табылады.

Пә нді оқ у процессінде студенттер есептердің алгоритмдеу негіздерін, таң далғ ан алгоритмдік тілінде қ олданылатын мә ліметтер тү рлерін, операторларын, стандартты жә не ішкі программаларды, динамикалык қ ұ рылымдарды, программмалау технологиясының негіздерін, программалық қ амтамасыздандыруды жобалау ә дістерін, программмалау стилін, программаларды іс жү зінде тексеру ә дістерін қ олдана отырып, мә ліметтерді ө ң деу есептерін шешу жә не ә ртү рлі есептердің программалау ерекшеліктерін мең геруі қ ажет.

«Автоматтандыру есептерін программалау» курсын оқ ыту процесі осы ғ ылыми пә ннің бү гінгі кү н талабына сай болып, студенттерге нақ ты білім негіздерін беру, сонымен қ атар программалау мен инженерлік есептерді шешудегі жетістіктерді қ олдану жә не жоғ ары кә сіби маман даярлау ү шін оғ ан қ ажетті жаң а білімді ө здігінен алуғ а, жоғ ары математикалық негіздері мен тә жірибелік дағ дылық тарғ а ү йрету.

Студенттерге есепті шешудің алгоритмдері туралы нақ ты тү сініктерді тө менгі курстарда беру ө те маң ызды. Сол себептен, практикалық жә не лабораториялық сабақ тарғ а аса назар аударылғ ан жө н. Пә ннің бағ дарламасын іске асыру оқ у процесін қ арқ ындатуды жә не барлық сабақ тардың, курстық жұ мыстың, студенттердің ғ ылыми-зерттеу жұ мыстарының ө зара нақ ты қ атынасын нығ айтуды жә не пә нді окытуда техникалық қ ұ ралдарды қ олдануды қ ажет етеді.

Пә нді оқ удың нә тижесінде студенттер ә ртү рлі алгоритмдердің қ ұ рылымдык сұ лбаларын қ олдануды, есеп талабына сә йкес қ ажетті қ ұ рылымдық мә ліметтерді ұ йымдастыруды, есепті шешу ү шін есептеу ә дістерін дү рыс пайдаланып, таң далғ ан программалау тілінің мү мкіндіктерін толығ ымен қ олдана отырып, программалар қ ұ руды, оларды жоғ ары дең гейде жазуды жә не іс жү зінде тексеруді, сапалы программалық қ ү жаттарды қ ұ руды ү йренуі қ ажет.

Студенттер есепті шешу ә дістеріне жә не алгоритмдік концепциялар негіздеріне аса назар аударғ аны жө н. Программалық объектілерге тү сінік беру, программаларды қ ұ ру, пайдалану жә не оларды ө згертуді білу керек. Қ ұ растырылғ ан алгоритмді басқ арушы жү йелерді қ олдана отырып, программаларғ а аудару жә не жү зеге асыру.

«Автоматтандыру есептерін программалау» пә ні мектеп қ абырғ асында оқ ылғ ан математика, есептеуіш техника жә не информатика, сонымен қ атар, жоғ ары оқ у орында оқ ылатын математика жә не информатика пә ндері бойынша алынғ ан білімге негізделеді.

Осы пә нмен ө зара байланысты пә ндер тізімі: жоғ арғ ы математика, компьютерлік графика, информатика, объект-бағ дарланғ ан программалау, есептеу ә дістері, басқ ару жү йелеріндегі микропроцессорлық кешендер, басқ ару объектілерін модельдеу жә не идентификаттау, автоматты реттеу жү йелер теориясы, технологиялық ү рдістерді оптималды басқ ару.

Есептеуіш техника қ ұ ралдарын пайдаланып ақ паратты ө ндеу жә не басқ ару жү йелерін ә зірлеу. Компьютерлік жү йелердің ақ паратты ө ндеу жә не басқ ару ә дістері мен міндеттері

5В070200 «Автоматтандыру жә не басқ ару» мамандығ ы саласында компьютерлік технологиялар кең қ олданылады, сонымене қ атар, бағ дарламалау технологиялардың тү рлі ә дістері зерттеліп пайдаланылады. Автоматтандыру жә не басқ ару саласындағ ы негізгі тү сініктер мен ұ ғ ымдарды қ арастырайқ.

Басқ ару. Басқ ару ұ ғ ымы қ оғ ам мен тү рлі ұ йымдарда, қ оғ амдық -мемлекеттік тіршілікте, ә сіресе қ азіргі заманғ ы жү йелі-кибернетикалық ғ ылымдарда фундаменталды ұ ғ ымдардың бірі болып табылып, ө з маң ыздылығ ы бойынша философиялық категорияларғ а жақ ын.

Кез-келген басқ ару ү рдісінің міндеті – басқ ару объектісіне мақ саттылық ө зара ә рекеттесулерді ұ йымдастырып жү зеге асыру болып табылады. Басқ ару ү рдісі объектті қ алаулы қ алып-кү йге ө ткізу мақ сатында шараларды іздестіріп жү зеге асыру болып табылады.

Басқ ару ұ ғ ымы «басқ ару объектісі», «ә сер ету», «мақ сат», «объекттің жұ мыс жасау алгоритмі», «басқ ару алгоритмі» сияқ ты ұ ғ ымдармен байланысты.

Басқ ару объектісі – берілген жағ дайда оның қ алып-кү йі субъектті қ ызық тыратын жә не субъект оғ ан мақ саттылық ә серін тігізе алатын қ оршағ ан ортаның бір бө лігі (сурет 1.1). Басқ ару объектісін ерекшелегенде кемінде екі шарт орындалуы тиіс:

· объектке ә сер тигізуге болады;

· бұ л ә сер бізді объектке қ ойылатын мақ саттарғ а жақ ындатуы, яғ ни оның қ алып-кү йін біздің қ алағ ан бағ ытта ө згертуі мү мкін.

X – ортаның объектке ә серін тигізу арнасы; Y – объекттің ортағ а ә серін тигізу арнасы; U – басқ арудың объектке ә серін тигізу арнасы

Сурет 1.1 Басқ ару объектісі жә не оның орта жә не басқ арумен ө зара ә рекеттесуі.

Басқ ару объектілерге келтірілетін мысалдар саны ө те кө п. Біздің мамандық саласында ә детте ол технологиялық (тү рлі заттарды ө ндіру жә не с.с.), телекоммуникациялық, кең селік жә не с.с. ү рдістер.

Кез келген басқ ару ү рдісінің бірінші кезең і басқ ару объектісін ерекшелеп алу жә не ә сер ету X, Y, U арналарын анық тау болып табылады.

Басқ ару есептерін шешу барысында «ә сер ету» ұ ғ ымы тек ақ параттық мағ ынада қ арастырылады. Басқ ару объектісін жә не ә сер ету арналарын ерекшелеу тек басқ арудың берілген мақ саты кө з қ арасынан орындалуы керек.

Басқ ару мақ саты – оларды басқ ару объектісі қ анағ аттандыруы тиіс болатын шарттарғ қ асиеттер мен талаптар жиынтығ ы. Мақ сат корректілі тұ жырымдалғ ан жә не техникалық тұ рғ ыда жү зеге асырылатын кейбір критерий деп айтқ ан дұ рыстау болады.

Басқ ару алгоритмі – басқ ару объектісінің нақ тылы қ алып-кү йі белгілі болғ ан жағ дайда мақ саттылық ә сер етуді (басқ аруды) қ алыптастыруғ а (синтездеуге) мү мкіндік беретін ережелер, ә дістер жә не тә сілдер жиынтығ ы. Басқ а сө збен айтқ анда, басқ ару алгоритмі тү рлі ситуацияларда басқ ару мақ саттарына қ алай жету керек екендігі туралы нұ сқ ау болып табылады. Басқ ару алгоритмінің бар болуы кез келген басқ ару жү йенің тіршілік етуінің қ ажетті шарты болып табылады.

Басқ ару объектісі мен басқ ару алгоритмін жү зеге асыратын басқ арушы қ ұ рылғ ыны біріктіру арқ ылы басқ ару жү йесін аламыз. Басқ ару жү йесі деп олардың ө зара ә рекеттесу ү рдісі қ ойылғ ан басқ ару мақ сатының орындалуына ә келетіндей басқ ару объектісі мен басқ арушы қ ұ рылғ ының жиынтығ ын атайды (сурет 1.2).

, – басқ ару объекті туралы ақ парат алу арналары.

Сурет 1.2 Басқ ару жү йесі

Басқ ару жү йесіне қ атысты басқ ару мақ саты мен алгоритм сыртқ ы сипатқ а ие. Ол басқ ару мақ саты мен алгоритм берілген басқ ару жү йе арқ ылы емес, басқ а одан жоғ ары дең гейдегі жү йе арқ ылы анық талуына байланысты.

Сонымен, кез келген басқ ару ү рдісі тө рт аспектілерімен сипатталады:

1) объектке басқ арушы ә сер тигізілетін U арнасы;

2) басқ арушы ә серлерді синтездеу ү шін қ ажет болатын объект туралы ақ парат алынатын арналар (, );

3) басқ ару мақ саты;

4) басқ ару алгоритмі.

Басқ ару субъектісі – нақ тылы техникалық жү йелер, ү рдістер жә не механизмдер, тұ лғ алар, ұ жымдарды, ұ йымдарды, кә сіпорындарды, мемлекеттерді басқ ару жү йелері.

Объекттер қ ойылғ ан мақ саттарғ а жетуі ү шін субъект мақ саттар немесе берілген программағ а негізделген объекттердегі басқ ару параметрлерін қ алаулы ө згерістерге ә келетін басқ ару ә серлерді жү зеге асыруы тиіс.

Сонымен, басқ ару – ол бар ақ параттың негізінде белгілі бір мақ саттарғ а жетуге бағ ытталғ ан ү рдіс.

Басқ ару ү рдістерін қ арастыру барысында кибернетикалық тә сіл кең пайдаланылады. Кибернетика (ежелгі грек κ υ β ε ρ ν η τ ι κ ή / kybernetike сө зінен — «басқ ару ө нері», kybernao сө зінен — «рульді басқ арамын», κ υ β ε ρ ν ή τ η ς / kybernē tē s сө зінен — «кеменің рулін ұ стап отырушы», жеке жағ дайларда бұ л сө здің тү бірінен «губернатор» немесе ағ ылшын «government» — ө кімет сө здері пайда болғ ан) — машиналар, тірі ағ залар немесе қ оғ ам сияқ ты тү рлі жү йелерде басқ ару жә не ақ парат жіберу ү рдістердің жалпы заң дылық тары туралы ғ ылым.

Кибернетиканың объектісі болып барлық басқ ару жү йелері табылады. Басқ аруғ а бағ ынбайтын жү йелер негізінде кибернетиканың зерттейтін объектілер қ атарына жатпайды. Кибернетика кибернетикалық тә сіл, кибернетикалық жү йе сияқ ты ұ ғ ымдарды ендіреді. Кибернетикалық жү йелер олардың материалдық табиғ атына тә уелсіз абстрактілі тү рде қ арастырылады. Кибернетикалық жү йелердің мысалдары – техникадағ ы автоматты реттегіштер, ЭЕМ (ДК), адамның миі, биологиялық популяциялар, адам қ оғ амы. Мұ ндай ә р жү йе ақ паратты қ абылдауғ а, есте сақ тауғ а, ө ндеу жә не алмасуғ а қ абілетті ө зара байланысқ ан объекттердің (жү йе элементтерінің) жиыны болып табылады. Кибернетика басқ ару жү йелерін жә не ой ең бегін автоматтандыру жү йелерін қ ұ рудың жалпы қ ағ идаларын жетілдіреді. Кибернетика мә селелерін шешуге арналғ ан негізгі техникалық қ ұ ралдар — тү рлі есептеуіш қ ұ рылғ ылар, ДК. Сондық тан, кибернетиканың жеке ғ ылым ретінде пайда болуы (Н. Винер, 1948) XX-шы ғ асырдың 40-шы жылдары сондай машиналардың қ ұ рылуына байланысты, ал кибернетиканың теориялы жә не практикалық аспекттері тұ рғ ысында дамуы - электронды есептеуіш техниканың прогресіне байланысты.

Автоматтандыру — ғ ылыми-техникалық прогресс бағ ыттарының бірі, энергия, материалдарды немесе ақ паратты алу, тү рлендіру, жіберу жә не пайдалану ү рдістеріне қ атысудан адамды босаттатын, осындай қ атысу дә режесін немесе орындалатын операциялардың ең бексыйымдылығ ын елеулі тү рде азайтатын ө зін ө зі реттеуші техникалық қ ұ ралдар, экономика-математикалық ә дістер жә не басқ ару жү йелерін пайдалану. Электронды техниканы жә не есептеу ә дістерін қ олданатын, кейде адамның ойлау функцияларын жү зеге асыратын, ақ паратты алу кө здерін (сезгіш қ ұ ралдарды, сенсорларларды), енгізу қ ұ рылғ ыларын, басқ ару қ ұ рылғ ыларын (контроллерлерді), орындаушы қ ұ рылғ ыларды, шығ ару қ ұ рылғ ыларын қ осымша пайдалануды талап етеді. А втоматты деген ұ ғ ыммен қ атар автоматтандырылғ ан деген ұ ғ ым пайдаланылады, ол ЭЕМ негізінде басқ ару ү рдісіне адамның қ атысу дә режесі салыстырмалы тү рде жоғ арылау екендігін білдіреді.

Технологиялық ү рдісті автоматтандыру —адамның тікелей қ атысуысыз немесе адамғ а аса маң ызды шешімдерді қ абылдау қ ұ зыретін қ алдыратын технологиялық ү рдістің ө зін басқ аруды жү зеге асыруғ а мү мкіндік беретін жү йелерді жү зеге асыруғ а арналғ ан ә дістер мен қ ұ ралдар жиынтығ ы.

Ә детте, технологиялық ү рдісті автоматтандыру нә тижесінде ТҮ БАЖ қ ұ рылады. Технологиялық ү рдісті автоматтандырудың негізі – қ абылданғ ан басқ ару критерийге (оптималдылық қ а) сә йкес зат жә не энергия ағ ындарын қ айта тарату болып табылады.

Кә сіпорындағ ы технологиялық жабдық ты басқ аруды автоматтандыру жү йесі кә сіпорнын басқ арудың автоматтандырылғ ан жү йесімен (К БАЖ) байланысуы мү мкін. ТҮ БАЖ деп ә детте бү кіл ө ндірістегі немесе салыстырмалы тү рде дайын ө німді шығ аратын ө ндірістің жеке бір учаскесіндегі негізгі технологиялық операцияларды автоматтандыруды қ амтамасыз ететін кешенді шешімді тү сінеді. ТҮ БАЖ-дың қ ұ рамдас бө ліктері ретінде жеке автоматты басқ ару жү йелері (АБЖ) немесе бірегей кешенге байланысқ ан автоматтандырылғ ан қ ұ рылғ ылар болуы мү мкін. Ә детте ТҮ БАЖ технологиялық ү рдісті операторлық басқ арудың бір немесе бірнеше басқ ару пульттері тү ріндегі бірегей жү йесіне, ү рдістің барысы туралы ақ паратты ө ндеу жә не архивтеу қ ұ ралдарына, автоматтандырудың типтік элементтеріне: сезгіш қ ұ ралдар, контроллерлер, орындаушы қ ұ рылғ ыларғ а ие. Барлық ішкі жү йелерді ақ параттық байланыстыру ү шін ө неркә сіптік желілер қ олданылады.

Басқ ару жү йенің қ ұ рамдас (жә не ә детте ең қ ымбат) бө лігі программалаудың тү рлі технологиялары мен тілдерің пайдалану арқ ылы қ ұ рылатын программалық қ амтамасыз ету (ПҚ Е) болып табылады.

Ә дебиет

Негізгі ә дебиет

1. Культин H. Самоучитель. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi. БХВ - Санкт-Петербург, 2009г.-407с.

2. Культин H. Turbo Pascal в задачах и примерах. БХВ - Санкт-Петербург, 2007. - 256с.

3. Марченко А.И., Марченко Л.А. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0. - Киев «BEK+».1999.-460c.

4. Немнюгин CA. TURBO PASCAL. Практикум. Питер, 2002, -253с.

5. Немнюгин С. Изучаем Turbo Pascal. / Л. В. Перколаб, c. А. Немнюгин. СПб: Питер, 2007. – 320 с.

Қ осымша ә дебиет

6. М.Гук. Серия энциклопедия. Аппаратные средства IBM PC. Изд-во «Питер», 2007 г.

7. Пильщиков В.H. Сборник упражнений по языку Паскаль. - M.: Наука, 1989.