WWW.HUMOSCIENCE.COM
10
MA’LUMOTLAR TUZILMASI VA ALGORITMLARI
Madaminov Uktamjon Ataxanovich
TATU Urganch filali o‘qituvchisi,
uktam9527@mail.ru
Mamatqulov Mirjalol Saminjon o‘g‘li
TATU Urganch filali 4-bosqich talabasi,
mamatqulovmirjalol@gmail.com
Annotatsiya: Ushbu kurs ilmiy maqolada Toshkent axborot texnologiyalari
universiteti barcha ta’lim yonalishlari 2- kurs talabalari uchun umum mutaxassislik fani
hisoblanadi. Maqolada kurs talabalarni tuzilmalar ko’rinishida ma’lumotlarni qayta
ishlash, optimal algoritimlar ishlab chiqish va dasturlash ko’nikmalarini
takomillashtirishga yonaltirish bo‘yicha ma’lumotlar berilgan.
Kalit so‘zlar: Dasturlash, algoritm, texnologiya, funksiya, ilova, loyiha, obyekt.
Ma’lumotlar tuzilmasi (MT-ing.: data structure) - bu tuzilmani tashkil qiluvchi
elementlar (ma’lumotlar) va ular orasidagi bog’liqlikni ifodalovchi munosabatlar
majmuasi hisoblanadi.
Maqsadi (ing.: purpose) - turli dasturlash tizimlarida loyihalash usullari,
ma’lumotlar tuzilmasini ishlab chiqish hamda algoritmlar bo’yicha nazariy va amaliy
bilimlar berish.
Vazifasi (ing.: objective) – talabalarni turli xil ma’lumotlar tuzilmalari bilan
tanishtirish, yangi tuzilmalarni ishlab chiqish va o’quv jarayonlariga tadbiq etish
usullari o’rgatishdan iboratdir.
Ma’lumot - bu biror bir ob’ekt, jarayon, hodisa yoki voqelikni ifodalab (tasniflab)
beruvchi belgi yoki belgilar majmuasidir.
WWW.HUMOSCIENCE.COM
11
Berilgan ma’lumot (belgi)lar qanday qiymat qabul qilishiga qarab ma’lumotlarni
bir qancha turlarga ajratish mumkin[1].
Ma’lumotlar turi (tuzilmasi) quyidagilarni belgilab beradi:
ushbu tuzilmaning xotirada joylashishi usuli va unga ajratilgan xotira hajmi;
berilgan ma’lumot turi uchun mumkin bo’lgan qiymatlar;
ushbu ma’lumotlar tuzilmasi ustida bajariladigan amallar (operatsiyalar).
Algoritmlarni yaratish va tahlil qilish, masaladan dasturga o‘tish. Kompyuter o‘z
hisoblash kuchliligi bilan birga tezkor, ozoda, aniq va shu bilan birga “butunlay befahm
bajaruvchi” hisoblanadi. Turli masalalarni yechishda undan foydalanganimizda
kompyuter biror nimani o‘zi o‘ylab topadi degan fikrimiz xato, kompyuter ishlashi
uchun aniq va to‘liq instruksiya kerak bo‘ladi. Bu yerda biz algoritmni aniqlash
to‘plamidan biriga kelyapmiz. ALGORITM – so‘nggi natijani hosil qilish uchun
kerakli bo‘lgan, biror harakatni amalga oshiruvchi qatiy o‘rnatilgan tartib. Bu g‘alati
tuyulishi mumkin, lekin biz real hayotda algoritmga har doim duch kelamiz. Omadli
telefon qo‘ng‘irog‘i uchun kerakli bo‘lgan amallar tartibini o‘z ichiga oluvchi telefon-
avtomatdan foydalanish instruksiyasi. Maishiy texnikadan foydalanish qoidalari va
boshqalar qisqa, tushunarli shaklda bizga u yoki bu holda nima qilishimiz kerakligini
xabar qilib, harakatlarimiz algoritmini belgilab beradi. Tarixchi matematiklarning
ta’kidlashicha, (H. Zemanek ishlariga qarang, Lecture Notes in Computer Sciece 122
(1981), 1-81), «algoritm» so‘zi buyuk ajdodimiz Abu Abdulloh Muhammad ibn Muso
al-Xorazmiy ismidan kelib chiqqan, uning mashhur “Kitob al-jabr va al-muqobola”
traktasi esa yana bir mashhur “algebra” atamasining vujudga kelishiga asos bo‘ldi.
Kompyuter ishi jarayonida boshqariladigan instruksiyalarni ishlab chiqarishning asosi
algoritm hisoblanadi. Biroq, biz algoritmdan o‘z yozuvlarimizni to‘g‘ridan-to‘g‘ri
kompyuterga o‘tkaza olmaymiz, chunki ular kompyuter tushunmaydigan, faqatgina
insonlar tushunadigan tilda yozilgan. Kompyuter algoritmni tushunishi uchun u
mashina tiliga o‘giriladi, aynan shunday mashina tilida yozilgan algoritmlar dastur
yoki kompyuter dasturi deb ataladi[2]. Quyida biz bu tushunchani joriy kurs asosida
WWW.HUMOSCIENCE.COM
12
yotuvchi algoritm tushunchasi yordamida aniqlashtirishga harakat qilamiz. Shuni
ta’kidlash kerakki, adabiyotda umume’tirof etilgan algoritmni aniqlash tushunchasi
yo‘q. Kompyuter texnologiyalari tushunchasiga adekvat bo‘lgan algoritm ifodasini
beramiz:
• Algoritm – bu masala yechimini hosil qilish uchun boshlang‘ich informatsiyada
amalga oshirish kerak bo‘lgan aniq belgilangan amallar ketma-ketligi.
• Ixtiyoriy algoritm muhim xossalarga ega:
• Algoritmning aniqligi – har bir qadam bajarilishining bir qiymatliligi.
• Diskretliligi – masalani yechish jarayonini bajarilish vaqtida kompyuter yoki
insonga qiyinchilik tug‘dirmasligi uchun bir necha sodda bosqichlar (bajarilish
qadamlari)ga bo‘lish.
• Ommaviylik – belgilangan masalalar sinfini yechish uchun algoritmning
foydaliligi.
Natijaviylik – oxirgi qadamlarda dastlabki ma’lumotlarga ega bo‘lgan kerakli
natijani olishga imkon beruvchi algoritmning harakatlar yakuni.
Amaliyotda quyidagi algoritm turlari mavjud:
Chiziqli – amallar ketma-ket, biror-bir shart tekshirilmasdan bajariluvchi
algoritm.
Tarmoqlanuvchi – belgilangan shartlarning o‘zgarishiga bog‘liq holda
ko‘rsatmalarning variantlari oldindan mo‘ljallanadigan algoritm.
Sikllik – alohida jarayonlar yoki jarayonlar guruhi bir necha marta bajariladigan
algoritm.
Algoritmni yozish usullari: so‘zli, formulali, jadvalli, grafik.
Informatsiya kompyuterda qayta ishlash uchun xom-ashyo sifatida xizmat qiladi,
ya’ni metallurgik ishlab chiqarishda metall ruda xom-ashyo hisoblanishi kabi. Lekin,
ixtiyoriy xom-ashyo qayta ishlovda samarali bo‘lishi uchun dastlabki tayyorgarlikka
ega bo‘lishi kerak. Bu to‘laligicha informatsiyaga tegishli. Demak, bizda o‘rganish
uchun hisoblash texnikasiga jalb etmoqchi bo‘lgan biror bir hodisa mavjud. Birinchi
WWW.HUMOSCIENCE.COM
13
navbatda biz qiziqtirayotgan hodisa haqidagi informatsiyalarni yig‘amiz, so‘ng bu
informatsiyani sistemalashtiramiz va sinflarga ajratamiz. Bundan keyin berilgan
hodisani ifodalovchi modelni quramiz. Model so‘zi fransuzchadan kelib chiqqan
bo‘lib, dastlabki ma’nosi bu – biror fizik obyekt yoki hodisaning aniq ko‘rinishini
beruvchi namunadir. Biz fizik emas, balki informatsion modeldan foydalanamiz[3]. U
hodisani maxsus matematik apparat, grafik, diagrammalar yordamida ifodalaydi.
Model hodisaning harakterli belgilari va asosiy tomonlarini ochib berish imkonini
beradi. Matematik va imitatsion modellashtirish mavjud.
Matematik modellashtirish – hodisa tadqiqoti va ifodasi uchun matematik
apparatni qo‘llash. Aniq matematik model obyektning holatini kuzatish va uni tahlil
qilish imkonini beradi.
Imitatsion modellashtirish – asosan sanoatda qo‘llaniladi, hisoblash texnikasi va
maxsus programma ta’minoti yordamida real mavjud bo‘lmagan qurilmada bir qator
tekshirishlar o‘tkazish imkonini beradi. Bunday modellashtirishni qo‘llash xom-ashyo
ishlab chiqarishni tezlashtiradi, chunki qurish va tadqiq qilish jarayoni qisqaradi,
xatolar miqdori va ularning bahosi kamayadi. Masalan, «Boing» firmasi uzoq yillar
davomida qo‘llanib kelingan joyni rejalashtirishni ishlab chiqish, yo‘lovchilar
o‘rindiqlarining joylashuvi, samolyot salonining natural modellarini yaratishdan bosh
tortdi, ularni kompyuter modellariga almashdi. Bu millionlab dollarlarning tejalishi va
samolyotlarning yangi modellarini ishlab chiqish muddatlarini qisqartirdi. Modelni
qurib bo‘lgandan so‘ng unga mos algoritmni yaratish bosqichiga o‘tiladi[4].
Hisoblash mashinasi tilida (mashina kodlarida) ketma-ket buyruqlar ko‘rinishida
berilgan masala yechimining algoritmi mashinaviy dastur deb ataladi. Mashinaviy
dastur buyrug‘i yoki mashinaviy buyruq–qo‘shimcha ko‘rsatma va tushunchalarsiz
avtomatik holda bajariluvchi elementar mashina instruksiyasi. Dasturlash – dastur
tuzish bilan bog‘liq bo‘lgan nazariy va amaliy faoliyat. Algoritmni mashina tiliga
o‘girish jarayoni translyatsiya deb ataladi. Mashina tilini «odamiylashtirishning»
birinchi qadami ramziy nomlarni mashina kodiga o‘tkazuvchi dasturlar tuzish bo‘ldi.
WWW.HUMOSCIENCE.COM
14
So‘ng arifmetik ifodalarni o‘giruvchi dasturlar yaratildi va nihoyat, 1958 yilda
dasturlash tilida keng foydalaniladigan Fortran translyatori kirib keldi. Shundan so‘ng
ko‘plab dasturlash tillari yaratildi.
Kompyuter mashinaviy dastur buyruqlarini boshqargan holda informatsiyaga
ishlov beradi, buning uchun ish jarayonida turli berilganlardan foydalanadi.
Foydalanilgan berilganlar quyidagilarga bo‘linadi:
Kiruvchi – kompyuterga kiradi va masalani yechish uchun shart sifatida
foydalaniladi.
Chiquvchi – informatsiyaga ishlov berish natijasida dasturda hosil bo‘lgan
berilganlar. Matn, grafik, videotasvir va h. k. ko‘rinishda bo‘lishi mumkin[5].
Hodisa tadqiqoti, masala yechimi uchun hisoblash texnikasi yordamida qabul
qilish kerak bo‘lgan amallarning umumiy tartibini quyidagicha sxema sifatida
tasvirlash mumkin:
Hodisa, jarayon, masala * model*algoritm*dastur*kompyuter*natija.
Ma’lumot tushunchasi. Ma’lumotlar tuzilmasi bu xotirada tashkil etiladigan
elementlar yig’indisi bo’lib, ular ustida dastur yordamida amallar bajariladi.
Ma’lumotlar tuzilmasi – bu bironta toifaga tegishli bo’lgan va o’zaro ma’lum
munosabatga ega bo’lgan elementlar to’plamiga aytiladi[6].
Ma’lumot – bironta qiymat yoki qiymatlar to’plami hisoblanadi.Misol uchun bu
bironta eksperiment natijalari, yoki talabalarning imtixon ballari bo’lishi mumkin.
Ma’lumotlar tuzilmasi elementi – bu qiymatlar to’plamining bir bo’lagi
hisoblanadi.
Tuzilma
elementi
– qiymatlar jamlanmasi bo’lib, misol
uchuntalabalarning ismi, sharifi, yoshi har bir fandan olgan baxosi va x.k. larni keltirish
mumkin. Elementlar 2 ga bo’linishi mumkin.
- Element sifatida ma’lumotlar guruhi olib qaraladi. Bunda e;lementlar yana qism
bo’lak;arga bo’linishi mumkin. Masalan, ota-onalar maydoni talabalarning ota va
onalari xaqida ma’lumot saqlaydigan alohida maydonlardan tashkil topadi.
- Elementar, ya’ni bo’linmas, bunda element qism bo’laklarga ajratilmaydi.
WWW.HUMOSCIENCE.COM
15
Ob’ekt – bu xususiyatlar va attributlariga ega bo’lgan va bu xususiyatlarga qiymat
qabul qilishi mumkin bo’lgan tuzilma hisoblanadi. Masalan, talaba bu ob’ekt deb
qaralishi mumkin tuzilma[7].
Maydon – bu ob’ektlarning attributlari yoki xususiyatlarini ifodalovchi tushuncha
bo’lib, sonli yoki son bo’lmagan qiymatlarni o’zlashtirishi mumkin.
Yozuv – bu bironta ob’ektga tegishli turli toifadagi maydonlar to’plamidir.
Kalit – bu yozuvdagi maydon bo’lib, aynan shu yozuvni boshqa yozuvlardan
ajratib turishga xizmat qiladi, uning qiymati boshqa yozuvlarda takrorlanmas
hisoblanadi. Ba’zida bittadan ko’p maydonlar qiymatlari elementlararo betakror
bo’lishi mumkin va bunga karrali kalit deyiladi. Ko’pincha asosiy kalit hisoblanadigan
bitta maydon ma’lumoti ishlatiladi va u boshlang’ich kalit deyiladi, qolganlari esa
alternativ kalit deyiladi. Ba’zida esa yozuvlaning yagona qiymatlatli kalit maydonni
yo’qligi sababli kalit sifatida bir nechta maydonlar olinadi va ularga tarkibli kalit
deyiladi[8]. Eng yomon holatda, ba’zan shunaqa bo’lishi mumkinki, bironta maydon
kalit bo’la olmasa, har bit elementga qo’shimcha, qiymati yagona bo’lgan kalit maydon
kiritiladi.
| 