O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI VA
KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH
VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKEKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI FARG’ONA FILIALI
KOMPYUTER INJINIRING FAKULTETI
KOMPYUTER ,,INJINIRING YO’NALISHI’’
716-21 GURUH TALABASI
Aliyeva Dilnoza
<> fanidan
MUSTAQIL ISHI
Qabul qildi:
D.Umurzaqova
Topshirdi: D.Aliyeva
Farg’ona 2023
MAVZU: Xotirani Taqsimlash Usullari Inkapsulyasiya. Merosxo‘rlik.
Polimorfizm. Virtual funksiyalar
REJA:
Kirish
1. Inkapsulyasiya. Merosxo‘rlik. Polimorfizm. Virtual funksiyalar
2. Xotira haqida tushuncha, Xotirani taqsimlash
3. Xotirani taqsimlashning dinamik va static ko’rinishi
4. Xulosa
5. Foydalanilgan adabiyotlar
Kirish
Xotirani boshqarish shaklidir resurslarni boshqarish uchun qo'llaniladi kompyuter xotirasi.
Xotirani boshqarishning muhim talabi shundan iboratki, dasturlarga ularning talabiga binoan
xotira qismlarini dinamik ravishda taqsimlash va kerak bo'lmaganda uni qayta ishlatish uchun
bo'shatish. Bu bitta kompyuterdan ko'proq bo'lgan har qanday rivojlangan kompyuter tizimi
uchun juda muhimdir jarayon har qanday vaqtda bo'lishi mumkin. Xotirani boshqarish
samaradorligini oshiradigan bir necha usullar ishlab chiqilgan. Virtual xotira tizimlar ajratib
turadi xotira manzillari protsessni ajratish va hajmini oshirishga imkon beradigan haqiqiy
jismoniy manzillardan jarayon tomonidan foydalaniladi virtual manzil maydoni mavjud
miqdordan tashqari Ram foydalanish xotira yoki almashtirish ikkilamchi saqlash. Virtual xotira
menejerining sifati umumiy tizimga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin ishlash.
Inkapsulyatsiya (Encapsulation)
Encapsulation ning ma'nosi "sezgir" ma'lumotlarning foydalanuvchilardan
yashiringanligiga ishonch hosil qilishdir. Bunga erishish uchun quyidagilar kerak:
sinf o'zgaruvchilari/atributlarini private deb e'lon qilish;
o'zgaruvchining qiymatiga kirish va yangilash uchun ommaviy(public)
qilib olish va sozlash usullarini taqdim etish.
private o'zgaruvchilarga faqat bir sinf ichida kirish mumkinligini eslatib o’tamiz
(tashqi sinfda unga kirish imkoni yo'q). Biroq, agar biz ommaviy
olish va sozlash usullarini taqdim qilsak, ularga kirish mumkin.
getter & setter metodlari (get(), set())
get usuli o'zgaruvchining qiymatini qaytaradi va set usuli qiymatni o'rnatadi.
Ikkalasining sintaksisi shundan iboratki, ular get bilan boshlanadi yoki set,
keyin o'zgaruvchining nomi, birinchi harfi katta bo'ladi.
Misol:
public class Person {
private String name; // private = restricted access
// Getter
public String getName() {
return name;
}
// Setter
public void setName(String newName) {
this.name = newName;
}
}
get usuli o'zgaruvchining qiymatini qaytaradi.
set(newName) parametrini oladi va uni name o'zgaruvchiga tayinlaydi. this
kalit so'z joriy obyektga murojaat qilish uchun ishlatiladi. this kalit so’zi sinf
o’zgaruvchisiga murojaat qilishda ishlatiladi. Sinf ichidagi metodlarning
o’zgaruvchilari bilan bir xil bo’lganda ham this kalit so’zi orqali chaqiriladi.
Biroq, name o'zgaruvchi sifatida e'lon qilinganligi sababli private, biz unga
ushbu sinfdan tashqaridan kira olmaymiz :
Misol:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person myObj = new Person();
myObj.name = "John"; // error
System. out.println(myObj.name); // error
}
}
Xatolik sodir bo’ladi
Buning o'rniga, o'zgaruvchiga kirish va yangilash uchun getName() va
setName() usullaridan foydalanamiz:
Buning o'rniga, o'zgaruvchiga kirish va yangilash uchun getName() va
setName() usullaridan foydalanamiz:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person myObj = new Person();
myObj.setName("John"); // Set the value of the name variable to "John"
System. out.println(myObj.getName());
}
} // Outputs "John"
Demak, nima uchun inkapsulyatsiya degan savolga javob berib o’tamiz:
o
Sinf atributlari va usullarini yaxshiroq nazorat qilish.
o
Sinf atributlari faqat o'qish uchun (agar siz faqat get usulidan
foydalansangiz) yoki faqat yozish uchun (faqat belgilangan usuldan
foydalansangiz) bo'lishi mumkin.
o
Moslashuvchan: dasturchi boshqa qismlarga ta'sir qilmasdan kodning
bir qismini o'zgartirishi mumkin.
o
Ma'lumotlar xavfsizligini oshirish.
Merosxo‘rlik (extends)
extends kalit so'zi sinfni kengaytiradi (klass boshqa sinfdan meros bo'lib
qolganligini bildiradi).
Dasturlashda atribut va usullarni bir sinfdan ikkinchisiga meros qilib olish
mumkin. Biz "meros tushunchasini" ikki toifaga birlashtiramiz:
subclass (child) - boshqa sinfdan meros bo'lib qolgan sinf;
superclass (parent) - meros qilib olingan sinf
Sinfdan meros olish uchun kengaytirilgan (extends) kalit so'zdan
foydalaniladi.
class Vehicle {
protected String brand = "Ford"; // Vehicle attribute
public void honk() { // Vehicle method
System.out.println("Tuut, tuut!");
}
}
class Car extends Vehicle {
private String modelName = "Mustang"; // Car attribute
public static void main(String[] args) {
Car myCar = new Car(); // Create a myCar object
// Call the honk() method (from the Vehicle class) on the myCar object
myCar.honk();
// Display the value of the brand attribute (from the Vehicle class) and the value of
the modelName from the Car class
System.out.println(myCar.brand + " " + myCar.modelName);
}
}
Polimorfizm
Polimorfizm "ko'p shakllar" degan ma'noni anglatadi va bizda bir-biri bilan
irsiy bog'liq bo'lgan ko'plab sinflar mavjud bo'lganda paydo bo'ladi.
Oldingi bobda aytib o'tganimizdek; Meros atributlar va usullarni boshqa
sinfdan meros qilib olish imkonini beradi. Polimorfizm bu usullardan turli
vazifalarni bajarish uchun foydalanadi. Bu bizga bitta harakatni turli yo'llar bilan
bajarishga imkon beradi.
Misol uchun, AnimalSound() deb nomlangan usulga ega Animal deb
nomlangan superklassni o'ylab ko'ring. Hayvonlarning kichik sinflari cho'chqalar,
mushuklar, itlar, qushlar bo'lishi mumkin va ular hayvonlarning o'ziga xos ovoziga
ega.
class Animal {
public void animalSound() {
System.out.println("The animal makes a sound");
}
}
class Pig extends Animal {
public void animalSound() {
System.out.println("The pig says: wee wee");
}
}
class Dog extends Animal {
public void animalSound() {
System. out.println("The dog says: bow wow");
}
}
Endi biz Pig va Dog obyektlarini yaratishimiz va ularning ikkalasida
animalSound() usulini chaqirishimiz mumkin:
Endi biz Pig va Dog obyektlarini yaratishimiz va ularning ikkalasida
animalSound() usulini chaqirishimiz mumkin:
class Animal {
public void animalSound() {
System. out.println("The animal makes a sound");
}
}
class Pig extends Animal {
public void animalSound() {
System. out.println("The pig says: wee wee");
}
}
class Dog extends Animal {
public void animalSound() {
System. out.println("The dog says: bow wow");
}
}
class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal myAnimal = new Animal(); // Create a Animal object
Animal myPig = new Pig(); // Create a Pig object
Animal myDog = new Dog(); // Create a Dog object
myAnimal.animalSound();
myPig.animalSound();
myDog.animalSound();
}
}
Xotira haqida tushuncha, Xotirani taqsimlash
Xotirani taqsimlash - bu jarayonga (uning ko'rsatmalari va ma'lumotlari)
jismoniy yoki virtual xotira manzil maydonini belgilash harakati. Xotirani
taqsimlashning ikkita asosiy usuli statik va dinamik xotira ajratishdir. Statik xotira
ajratish usuli xotirani jarayonga, uni bajarishdan oldin tayinlaydi. Boshqa
tomondan, dinamik xotirani taqsimlash usuli xotirani jarayonga, uni bajarish
vaqtida tayinlaydi. Ushbu bo'limda biz xotirani taqsimlash nima ekanligini, uning
turlarini (statik va dinamik xotirani taqsimlash) va ularning afzalliklari va
kamchiliklarini muhokama qilamiz. Shunday ekan, keling, boshlaylik.
Tarkib: Statik va dinamik xotirani ajratish Xotirani taqsimlash Xotirani
taqsimlash turlari Statik va dinamik xotirani taqsimlashning afzalliklari va
kamchiliklari Asosiy xulosalar Xotirani taqsimlash Jarayonni bajarish uchun uni
birinchi navbatda xotiraga joylashtirish kerak. Xotiradagi jarayonga joy ajratish
xotirani ajratish deyiladi. Xotirani ajratish - bu bog'lanish atamasining umumiy
jihati.Keling, misol yordamida bog'lanishni tushunamiz. Faraz qilaylik, dasturda
atributlar to'plamiga ega ob'ekt mavjud. Endi ushbu ob'ektning o'zgaruvchisi ushbu
atributlar to'plami uchun qiymatlarga ega bo'ladi. Ushbu qiymatlarni saqlash uchun
biz ushbu atributlarga ajratilgan xotiraga ega bo'lishimiz kerak. Demak,
o'zgaruvchining atributiga xotira manzilini belgilash akti xotirani ajratish deyiladi.
Va qiymatlarni o'zgaruvchining atributlariga ko'rsatish/bog'lash harakati majburiy
deb ataladi. Ushbu bog'lash amali dasturni bajarish jarayonida o'zgaruvchidan
foydalanishdan oldin bajarilishi kerak.
Bizda xotirani ajratishning ikki turi mavjud yoki ikkita bog'lash usuli, statik
va dinamik bog'lanishni aytishimiz mumkin.
Xotirani taqsimlash turlari
1. Statik xotirani ajratish Statik xotira ajratish kompilyator dasturni
kompilyatsiya qilganda va obyekt fayllarini hosil qilganda amalga oshiriladi.
Bog'lovchi ushbu barcha ob'ekt fayllarini birlashtiradi va bitta bajariladigan faylni
yaratadi. Yuklovchi ushbu bitta bajariladigan faylni bajarish uchun asosiy xotiraga
yuklaydi. Statik xotirani taqsimlashda jarayon uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar
hajmi jarayon boshlanishidan oldin ma'lum bo'lishi kerak. Agar jarayonni amalga
oshirishdan oldin ma'lumotlar o'lchamlari ma'lum bo'lmasa, ularni taxmin qilish
kerak. Agar taxmin qilingan ma'lumotlar hajmi talab qilinganidan kattaroq bo'lsa,
bu xotiraning isrof bo'lishiga olib keladi. Agar taxmin qilingan o'lcham kichikroq
bo'lsa, bu jarayonning noto'g'ri bajarilishiga olib keladi. Statik xotirani ajratish
usuli jarayonni bajarish jarayonida xotirani ajratish operatsiyasini talab qilmaydi.
Jarayon uchun zarur bo'lgan barcha xotira ajratish operatsiyalari jarayon
boshlanishidan oldin amalga oshiriladi. Shunday qilib, bu jarayonning tezroq
bajarilishiga olib keladi.
Statik xotira taqsimoti dinamik xotira ajratish bilan solishtirganda ko'proq
samaradorlikni ta'minlaydi.
Dinamik xotira taqsimoti
2. Dinamik xotira ajratish dastur bajarilayotgan vaqtda amalga oshiriladi. Bu
erda xotira dasturning ob'ektlari dastur ishlayotgan vaqtda birinchi marta
foydalanilishi kerak bo'lganda ajratiladi. Kerakli ma'lumotlarning haqiqiy hajmi ish
vaqtida ma'lum bo'ladi, shuning uchun u dasturga aniq xotira maydonini ajratadi va
shu bilan xotirani isrof qilishni kamaytiradi. Dinamik xotira taqsimoti dasturni
bajarish uchun moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Chunki u dastur uchun qancha
xotira maydoni talab qilinishini hal qilishi mumkin. Agar dastur etarlicha katta
bo'lsa, unda hozirda foydalaniladigan dasturning turli qismlarida dinamik xotira
taqsimoti amalga oshiriladi. Bu xotira sarfini kamaytiradi va tizimning ish
faoliyatini yaxshilaydi. Xotirani dinamik ravishda taqsimlash tizim ustidan
ortiqcha yuk hosil qiladi. Ba'zi taqsimlash operatsiyalari dasturning bajarilishi
davomida qayta-qayta bajariladi, bu esa dasturning sekin bajarilishiga olib keladi.
Dinamik xotirani ajratish operatsion tizimdan maxsus yordamni talab qilmaydi.
Dinamik xotirani taqsimlash usulidan foydalanish uchun dasturni loyihalash
dasturchining zimmasida. Shunday qilib, dinamik xotira taqsimoti moslashuvchan,
lekin statik xotira taqsimotiga qaraganda sekinroq.
Statik va dinamik xotira ajratishning afzalliklari
Statik xotirani taqsimlash
Statik xotira taqsimoti xotirani jarayonga tayinlashning samarali usulini
ta'minlaydi.Barcha xotira tayinlash operatsiyalari bajarish boshlanishidan oldin
amalga oshiriladi. Shunday qilib, dasturni bajarish vaqtida xotirani taqsimlash
operatsiyalari uchun qo'shimcha xarajatlar yo'q.
Statik xotirani taqsimlash tezroq bajarilishini ta'minlaydi, chunki bajarilish
vaqtida dasturga ajratilgan xotirada vaqtni yo'qotish shart emas.
Dinamik xotirani taqsimlash
Dinamik xotira taqsimoti xotirani jarayonga belgilashning moslashuvchan
usulini ta'minlaydi. Dinamik xotira taqsimoti xotira sarfini kamaytiradi, chunki u
ushbu dasturni bajarish jarayonida jarayonga xotirani tayinlaydi. Shunday qilib, u
dastur tomonidan talab qilinadigan aniq xotira hajmidan xabardor. Agar dastur
katta bo'lsa, dinamik xotira ajratish dasturning turli qismlarida amalga oshiriladi.
Xotira dasturning hozirda ishlatilayotgan qismiga biriktirilgan. Bu shuningdek,
xotira isrofgarchiligini kamaytiradi va haqiqatan ham tizim ish faoliyatini
yaxshilaydi.
Statik va dinamik xotira ajratishning kamchiliklari
Statik xotirani taqsimlash
Statik xotirani taqsimlashda tizim dasturning xotira talabini bilmaydi.
Shunday qilib, u dastur uchun zarur bo'lgan xotirani taxmin qilishi kerak. Statik
xotira taqsimoti xotirani yo'qotishga olib keladi. Chunki u dastur tomonidan talab
qilinadigan xotira hajmini taxmin qiladi. Shunday qilib, agar taxminiy o'lcham
kattaroq bo'lsa, bu xotirani yo'qotishga olib keladi, aks holda taxminiy o'lcham
kichikroq bo'lsa, dastur noto'g'ri ishlaydi.
Dinamik xotirani taqsimlash
Dinamik xotirani taqsimlash usuli xotirani jarayonga uni bajarish vaqtida
tayinlash uchun qo'shimcha xarajatlarga ega. Ba'zan dasturni bajarish jarayonida
xotirani ajratish harakatlari bir necha marta takrorlanadi, bu esa qo'shimcha
xarajatlarga olib keladi. Amalga oshirish vaqtida xotirani taqsimlashning
qo'shimcha xarajatlari ma'lum darajada bajarilishini sekinlashtiradi. Xotirani
ajratish dastur yoki jarayon uchun xotira manzilini belgilaydi. Xotirani
taqsimlashda statik xotira ajratish va dinamik xotira ajratishning ikkita usuli
mavjud. Statik xotirani taqsimlash samaradorlikni ta'minlaydi, chunki u xotirani
bajarilishi boshlanishidan oldin jarayonga tayinlaydi. Shunday qilib, dasturni
bajarish paytida xotirani ajratish operatsiyasi uchun ortiqcha yuk yo'q, bu
dasturning tezroq bajarilishiga olib keladi. Statik xotirani ajratishda kerakli xotira
hajmi dastur bajarilishidan oldin ma'lum bo'lishi kerak. Statik xotira ajratish
jarayonga taxminiy xotira maydonini belgilaydi, chunki u dastur tomonidan talab
qilinadigan xotira hajmini bilmaydi. Bu xotirani behuda sarflashga olib keladi.
Dinamik xotirani ajratish dasturni bajarish vaqtida amalga oshiriladi. Shunday
qilib, u xotirani isrof qilishdan saqlaydigan dasturga aniq xotira miqdorini ajratadi.
Dinamik xotira taqsimoti dasturning bajarilishini sekinlashtiradigan dasturni
bajarish paytida xotirani taqsimlash operatsiyasining qo'shimcha xarajatlariga ega.
Dinamik xotira ajratish xotirani taqsimlashda moslashuvchanlikni ta'minlaydi,
go'yo dastur etarlicha katta bo'lsa, u dasturlarning turli qismlarida xotirani ajratish
operatsiyalarini bajaradi va xotirani isrof qilishni kamaytiradi. Operatsion tizim
samarali va moslashuvchan bajarish uchun statik va dinamik xotira ajratishning
eng yaxshi aralashmasini olishi mumkin.
Dinamik xotirani boshqarish muntazam xotira ajratish va bo'sh joyni bo'shatishni
talab qiladi. Ushbu maqolada x otirani ajratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan
bir nechta usullar keltirilgan. Malloc (xotirani ajratish) yoki bo'sh funksiyani
chaqirish, ajratilgan xotira manziliga havolaga olib keladi yoki u har safar
chaqirilganda boshqalar foydalanishi uchun xotirani bo'shatadi. Dinamik xotirani
boshqarish muntazam xotira ajratish va bo'sh joyni tozalashni talab qiladi.
Bo'shatilgan bo'sh joy bilan bir qatorda ishlatilgan joy bilan nima qilish kerak?
Keyingi malloc qo'ng'irog'i uchun qaysi manzillar/uyalardan foydalanish
kerakligini qanday aniqlaymiz? Xotirani boshqarishning uchta usuli mavjud, biz
ushbu savollarni hal qilishda foydalanishimiz mumkin, biz ularni batafsil
muhokama qilamiz. Quyidagi jadval 1024 baytlik bitta katta xotira blokining joriy
holatini ko'rsatadi. Xotirani ajratish uchun har bir usul uni qanday ishlatishini
ko'rib chiqamiz.
Eslatma: Ushbu blogda biz faqat First Fit algoritmini ko'rib chiqamiz, garchi
bu usullarning har biri o'z foydalanish holatlariga ega. Umuman olganda, birinchi
moslamaga ustunlik beriladi.
Birinchi Fit
Birinchi moslash usulida bepul ro'yxat so'ralgan o'lchamga ega bo'lgan
birinchi bepul blokni topish uchun ketma-ket o'tkaziladi. Blok topilgach, quyida
keltirilgan ikkita amaldan biri bajariladi: Agar o'lcham so'ralgan miqdorga teng
bo'lsa, u bepul ro'yxatdan o'chiriladi. Aks holda, u ikki qismga bo'linadi. Bu erda
birinchi qism ro'yxatda qoladi va ikkinchisi ajratiladi.Ikkinchi qismni ajratishning
sababi shundaki, ro'yxatni yangilash operatsiyasidan faqat erkin tugun hajmini
o'zgartirish orqali oldini olish mumkin. Keling, 200 baytni ajratishga harakat
qilaylik va strukturaning qanday o'zgarishini tushunamiz.
Ko'rinib turibdiki, xotira ikkinchi bo'limda ajratilgan, oldingi blok birinchi
qismga ishora qiladi. Agar birinchi qism ishlatilgan bo'lsa, ikkinchi bo'limga ishora
qilib, o'zgartirish ro'yxatda amalga oshirilishi kerak edi. Endi algoritmni ko'rib
chiqamiz:
p = freeblock;
alloc = null; // pointer to store the allocated size n’s address
q = null;
// find the free node which can allocate the given size n
while ( p != null && size(p) < n) {
q = p; // previous node
p = next(p);
}
// if there is block large enough found
if ( p != null ) {
s = size(p);
alloc = p + s – n; // alloc contains the address of the desired block
// if the block size matches the requested size, remove the block from the free list
if ( s == n) {
// if the match is found in the first block update the pointer of freeblock to point the
next of free block
if ( q == null ) {
freeblock = next(p);
} else {
next(q) = next(p); }
} else {
size(p) = s – n; // adjust the size of the remaining free block
}
Hajmi belgilangan “n” o‘lchamidan kattaroq yoki unga teng bo‘lgan bepul
bloklarning eng kichigi Best Fit yondashuvida tanlanadi. Eng yaxshi moslikni
topish uchun ushbu algoritm to'liq ro'yxat bo'ylab ishlashi kerak. Keling, 200 bayt
ajratishga harakat qilaylik va strukturadagi o'zgarishlarni qayd etamiz: Worst Fit
texnikasidagi algoritm har doim eng katta bo'sh xotira blokining bir qismini
ajratadi. Ushbu strategiyaning g'oyasi shundan iboratki, ko'pchilik so'rovlarga
xizmat ko'rsatish uchun oz sonli juda katta bloklardan doimiy ravishda foydalanish
orqali ko'plab kichik bloklar parchalanmagan bo'lib qoladi. Keling, 200 ni
ajratishga harakat qilaylik va strukturaning qanday o'zgarishini ko'rib chiqaylik.
C++ da o‘zgaruvchilar yo
statik - kompilyatsiya paytida
, yo standart
kutubxonadan funksiyalarni chaqirish yo‘li bilan dinamik - dasturning bajarilish
paytida, joylanishi mumkin. Bu usullarni ishlatishning asosiy farqi ularning
effektivligida va moslanuvchanligidadir. Statik joylashtirish
birmuncha
effektivroq
,chunki xotira ajratish dastur bajarilishidan oldin bajariladi. Ammo uning
moslanuvchanligi ancha pastroq, chunki bu holda biz joylashtiriladigan
ob’yektlarning turlari va o‘lchamlarini oldindan bilishimiz zarur.Masalan, matn
fayllarni
qatorlarning statik massivida
, uning o‘lchamini oldindan bilish zarurligidan,
joylashtirish ancha qiyin. Ayniqsa, oldindan noaniq sonli elementlarni saqlash va
qayta ishlash bilan bog‘liq masalalar uchun xotirani dinamik taqsimlash usulidan
foydalanish qulay.
Xotirani statik va dinamik taqsimlash o‘rtasidagi asosiy farq quyidagilar:
Statik ob’yektlar nomlangan o‘zgaruvchilar bilan belgilanadi. Shu sababli bunday
ob’yektlar ustida amallar bevosita ularning nomlarini ishlatish orqali amalga
oshiriladi. Dinamik ob’yektlar shaxsiy nomga ega bo‘lmaydi, ular
ustidagi amallar
bilvosita
, ya’ni ko‘rsatkichlar yordamida bajariladi;
Statik ob’yektlar uchun xotira ajratish va bo‘shatish kompilyator tomonidan
avtomatik ravishda bajariladi. Dasturchining bu haqda bosh qotirishi shart
emas.Dinamik ob’yektlar uchun xotira ajratish va bo‘shatish butunligicha
dasturchining zimmasiga tushadi. Bu esa hal qilishda xatoga yo‘l qo‘yish mumkin
bo‘lgan murakkab masaladir.Dinamik ajratilgan xotira bilan ish ko‘rish
uchun new va
delete
buyruqlaridan foydalaniladi.Shu paytgacha barcha misollarda xotirani statik ajratish
usulidan
foydalanilib kelindi. Masalan, i o‘zgaruvchini aniqlash quyidagicha bajarilar edi:
|