АЛГОРИТМДЕР ЖАНЕ ОЛАРДЫ ҚҰРУ ТӘСІЛДЕРІ

АЛГОРИТМДЕР ЖАНЕ ОЛАРДЫ ҚҰРУ ТӘСІЛДЕРІ

Битуреев Шахмардан

Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау университеті студенті

Көкшетау қ. Қазақстан

Аңдатпа:

Бұл мақалада алгоритмдердің маңызы мен оларды құру тәсілдері жан-жақты қарастырылады. Алгоритм ұғымының мәні ашылып, оның негізгі қасиеттері талқыланады. Сонымен қатар, алгоритмді жазудың әртүрлі тәсілдері — сөзбен сипаттау, блок-схема және бағдарламалау тілінде жазу жолдары нақты мысалдар арқылы түсіндіріледі. Зерттеу барысында теориялық ақпараттар мен практикалық тапсырмалар үйлестіріліп, алгоритмдік ойлауды дамыту жолдары көрсетіледі. Мақала мектеп бағдарламасына сай жазылып, оқушылардың информатика пәніне деген қызығушылығын арттыруға бағытталған.

Кілт сөздер: Алгоритм, блок-схема, тармақталу, цикл, программалау, алгоритмдік ойлау, информатика, мектеп бағдарламасы, логикалық ойлау, ақпараттық технологиялар.

Abstract: This article comprehensively examines the significance of algorithms and the methods for their creation. It elucidates the concept of an algorithm, highlighting its fundamental properties. Furthermore, it explains various techniques for writing algorithms—verbal descriptions, flowcharts, and programming language implementations—through concrete examples. The study integrates theoretical information with practical tasks, demonstrating ways to develop algorithmic thinking. Written in accordance with the school curriculum, the article aims to foster students' interest in the field of informatics.

Keywords: Algorithm, flowchart, branching, cycle, programming, algorithmic thinking, informatics, school curriculum, logical thinking, information technology.

Кіріспе:

Қазіргі заманда информатика ғылымы әлемдік деңгейде қарқынды дамып келеді. Бұл ғылымның маңызды салаларының бірі – алгоритмдер. Алгоритм – белгілі бір мәселені шешуге арналған нақты, жүйелі әрекеттер тізбегі. Әрі қарай өңдеу үшін алгоритмді таңдаңыз, біз оны сол бетте қолданамыз. Алгоритмдер тек информатикада ғана емес, күнделікті өмірде де кеңінен қолданылады. Мысалы, әртүрлі есептерді шешеді, күнделікті тұрмыста кездесетін міндеттерді автоматтандыру үшін алгоритмдер қажет.

Мақаланың негізгі мақсаты – алгоритмдер мен оларды құру тәсілдерін тереңірек түсіндіру. Сонымен қатар, алгоритмдерді құру барысында қолданылатын әдістерді, атап айтқанда сөзбен сипаттау, блок-схема және бағдарламалау тілдерінде жазу тәсілдерін қарастыру. Бұл зерттеу мектеп оқушыларының алгоритмдік ойлау қабілеттерін дамытуға бағытталған. Алгоритмдерді тиімді құру әдістерін меңгеру – болашақта бағдарламалау тілдерімен жұмыс істеу үшін қажетті дағды болып табылады.

Негізгі бөлім:

Алгоритм

Алгоритм – белгілі бір мәселені шешу үшін орындалатын нақты, реттелген әрекеттер тізбегі. Алгоритмдер есептерді шешеді, процестерді автоматтандыруға және ақпараттарды өңдеуге арналған негізгі құрал болып табылады. Олар күнделікті өмірде әр түрлі істерді атқаруда қолданылады, мысалы: компьютерлік бағдарламалар, іздеу жүйелері, медициналық диагностика, қаржылық есептеулер және т.б.

Алгоритмдер кез келген күрделі мәселені жүйелі түрде шешуге мүмкіндік береді. Әрбір алгоритмнің негізгі элементтері бар: бастапқы деректер, әрекеттер тізбегі және нәтиже. Деректердің тиімділігін арттыру үшін оларды дұрыс жоспарлап, дұрыс орындау маңызды.

Кейбір алгоритмдерге тән қасиеттер:

• Анықтылық: Әр қадам нақты және түсінікті болуы тиіс.

• Нәтижелілік: Алгоритмнің әр қадамы белгілі бір нәтиже әкелуі тиіс.

• Аяқталу: Алгоритм белгілі бір уақытта аяқталуы керек.

• Жаппайлық: Белгілі бір типтегі барлық мәселелерді шешуге жарамды болуы.

2. Алгоритм түрлері

Қосымша ақпарат алу үшін алгоритмдер келесі түрлерге бөлінеді:

• Сызықтық алгоритм: Сызықтық алгоритмде барлық әрекеттер бірінен кейін бірі орындалады. Мұндай алгоритмдерде ешқандай тармақталу немесе қайталану жоқ.

  • Мысал: Екі санды қосу алгоритмі. Алгоритмнің барлық қадамдары бірінен кейін бірі орындалады.

• Тармақталған алгоритм: Тармақталған алгоритмдерде шарттың нәтижесіне байланысты әртүрлі әрекеттер орындалады. Бұл алгоритмдерде "егер" немесе "егер болмаса" деген шарттар бар.

  • Мысал: Екі санның үлкенін табу алгоритмі. Егер бірінші сан екінші саннан үлкен болса, онда оны шығару, әйтпесе екінші санды шығару керек.

• Циклдік алгоритм: Циклдік алгоритмдерде бір әрекет бірнеше рет қайталанады. Мұндай алгоритмдерде циклдер ("for", "while") қолданылады.

  • Мысал: 1-ден 100-ге дейінгі сандардың қосындысын табу. Мұнда алгоритм сандарды қайталап қосып отырады.

• Құрама алгоритм: Құрама алгоритмдер бірнеше қарапайым алгоритмдердің бірігуінен тұрады. Бұл алгоритм пайдалы жүктемелерден деректерді алып тастайтынын ескеріңіз.

  • Мысал: Бірнеше санның орташа мәнін табу алгоритмі. Мұнда сызықтық алгоритм, тармақталған алгоритм және циклдік алгоритм элементтері болуы мүмкін.

3. Алгоритм құру тәсілдері

Алгоритмдер әртүрлі тәсілдермен құрылады:

• Сөзбен сипаттау: Әр қадамды сөзбен сипаттау арқылы алгоритм құрылымын ұсынуға болады. Барлық міндетті түрде тазалаңыз, көптеген жағдайда күрделі алгоритмдер үшін тиімсіз болуы мүмкін.

  • Мысал: "Екі санды енгізіңіз. Оларды қосыңыз. Нәтижені көрсетіңіз."

• Блок-схема: Блок-схема – алгоритмнің графикалық визуализациясы. Әр қадам блок түрінде көрсетіліп, олардың арасындағы байланыс сызықтарымен белгіленеді. Бұл әдіс алгоритмнің құрылымын айқын көруге мүмкіндік береді.

  • Мысал: Екі санды салыстыратын алгоритмнің блок-схемасы.

• Бағдарламалау тілінде жазу: Алгоритмдер бағдарламалау тілдерінде жазылады, ол алгоритмді нақты код түрінде жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Python

a = int(input("Бірінші санды енгізіңіз: "))

b = int(input("Екінші санды енгізіңіз: "))

if a > b:

print("Үлкен сан:", a)

else:

print("Үлкен сан:", b)

4. Алгоритмдер мен олардың қолданылуы

Алгоритмдер ақпараттық технологиялардың барлық салаларында маңызды рөл атқарады. Олар деректерді өңдеу, ақпаратты жүйелеу және тиімді шешімдер қабылдауға көмектеседі.

• Интернет іздеу жүйелері: Алгоритмдер веб-беттерді іздеу, сұрауларға жауап беру және ақпаратты дұрыс ұйымдастыру үшін қолданылады. Google іздеу жүйесі өте күрделі алгоритмдермен жұмыс істейді.

• Медицина: Науқасқа диагноз қоюдың әртүрлі алгоритмдері бар.

• Қаржы саласы: Қаржылық есептеулер мен автоматтандырылған сауда жүйелерінде алгоритмдер қолданылады.

• Транспорт жүйелері: Автономды көлік жүргізу үшін алгоритмдер маңызды рөл атқарады. Олар көліктің жол жағдайын түсініп, дұрыс әрекет етеді.

5. Алгоритмдердің тиімділігін бағалау

Алгоритмдердің тиімділігін бағалау үшін бірнеше критерийлер қолданылады:

• Уақыттық күрделілік: Алгоритмнің орындалу уақытының кіріс деректерінің көлеміне тәуелділігін көрсетеді.

• Кеңістіктік күрделілік: Алгоритмнің жұмыс істеуі үшін қажетті жады көлемін бағалайды.

• Қарапайымдылық: Алгоритмді жазу, оқу және түсіну қаншалықты оңай екендігін көрсетеді.

Ең тиімді алгоритмдер ресурстарды үнемдеп, уақыт пен жадыны оңтайлы пайдалануы керек.

6. Қосымша мысал

Мысал: 1-ден 100-ге дейінгі барлық сандардың қосындысын табу алгоритмі.

Python

sum = 0

for i in range(1, 101): # 1-ден 100-ге дейінгі сандарды циклмен өтеміз

sum += i

print("1-ден 100-ге дейінгі сандардың қосындысы:", sum)

Циклдегі қысымды ұстап тұрудың циклдік алгоритмі болды. Мұнда уақыттық күрделілігі O(n).

Қорытынды: Алгоритмдер қазіргі ақпараттық қоғамда маңызды рөл атқарады және олар әрбір саланың дамуында шешуші фактор болып табылады. Алгоритмдер деректерді өңдеу, есептерді шешу және автоматтандырылған жүйелердің тиімді жұмыс істеуі үшін қолданылатын негізгі тіл болып табылады. Алгоритмдер ғылымның барлық саласында, соның ішінде информатика, экономика, медицина және қаржы салаларында маңызды орын алады.

Мақалада алгоритмдер және олардың түрлері туралы кеңінен қарастырылды. Сызықтық, тармақталған және циклдік алгоритмдер – әртүрлі есептерді шешу үшін қолданылатын негізгі құрылымдар. Сонымен қатар, алгоритмдерді құру тәсілдері, олардың тиімділігі мен қолданылуы туралы айтылды. Алгоритмдерді дұрыс және тиімді құру, олардың жұмысын оңтайландыру көптеген мәселелерді шешуге көмектеседі.

Алгоритм цилиндрлердің түбінен және бөшкенің түбінен көбікті алу үшін қолданылмайды. Осы мақсат үшін арнайы технологиялық процестер қолданылады. Сондықтан алгоритмдер мен олардың қолданылу аясын түсіну әрбір информатика маманы үшін маңызды болып табылады.

Қорыта айтқанда, алгоритмдер біздің өміріміздің әр түрлі салаларында кеңінен қолданылып, олардың дұрыс құрылуы мен тиімділігін арттыру қазіргі уақытта өзекті мәселелердің бірі болып табылады.

Әдебиеттер

1. Айтбаев, Т.Ж. (2010). Алгоритмдер теориялары мен тәжірибесі . Алматы: Білім.

2. Әлімбетов, Қ.А. (2018). Информатика негіздері . Астана: Арман-ПВ.

3. Кибанов, А.Г.(2016). Programlau tilderi men algorithmder . Маскеу: Университет кітабы.

4. Хоар, Дж. (2015). Алгоритмдер мен деректер құрлымдары . Алматы: Қазақ университеті.

5. Силин, В.Л. (2017). Алгоритмдер зәне септеу теориялары . Санкт-Петербург: Политехникалық.

6. Ван дер Вельде, Э. (2014). Компьютер ғылымдарының негіздері . Мағынасы: MSTU.

7. Бендер, М. (2013). Алгоритмдер: теория және практика . Нью-Йорк: Спрингер.