Algoritmlar va ma’lumotlar tuzilmasini ishlab chiqish

3.4. Xulqni modellashtirish va algoritmlashtirish
Murakkab tizimlarning xulq-atvorini modellashtirish ularning ishlash dinamikasini aniqlash uchun ishlatiladi [7, 20]. Tizimning xatti-harakatlarini modellashtirish usullari va vositalari turli xil, ko'pincha qarama-qarshi bo'lgan talablar to'plamini qondirishi kerak. Mana ulardan ba'zilari:
- dastur matni yozish uchun asos bo'ladigan model etarlicha batafsil bo'lishi kerak;
- tizim ixtiro qilish jarayonida va fikr almashish uchun munozara vositasi bo'lib xizmat qilishi uchun model ixcham va ko'rinadigan bo'lishi kerak;
- model amalga oshirish xususiyatlariga, ishlatiladigan texnik vositalarga, dasturlash tiliga, shuningdek ma'lumotlar bazasini loyihalash texnologiyalari bilan bog'liq bo'lmasligi kerak;
- o'zini tutish modellari ko'pchilik dasturchilarga tanish va tanish bo'lishi va asosiy dasturlash paradigmalariga zid bo'lmasligi kerak .
Bir vaqtning o'zida barcha talablarni bajarish deyarli imkonsiz bo'lganligi sababli, xatti-harakatlarni modellashtirish vositalari ko'plab kelishmovchiliklarning natijasidir va taqdimotning turli shakllarini qabul qiladi. Muayyan vositani tanlash tavsiflanishi kerak bo'lgan xatti-harakat turiga qarab belgilanadi. Xulqni modellashtirish texnikasini to'rt guruhga bo'lish mumkin:
- davlatlarning aniq yoritilishi bilan xatti-harakatlarning tavsifi;
- tizim elementlari orasidagi ma'lumotlar va boshqaruv oqimlarini aniq taqsimlash bilan xatti-harakatlarning tavsifi;
- xatti-harakatlarni vaqt ichida xabarlar ketma-ketligi sifatida tavsiflash;
- parallel xatti-harakatlarning tavsifi.
Tizimlarning xatti-harakatlarini namoyish etish usullaridan biri bu axborotni, tashkiliy yoki texnologik jarayonlarni hujjatlashtirishning standarti bo'lgan va vizual tadqiqotlar va ularning stsenariylarini modellashtirish uchun qulay vosita bo'lgan IDEF3 metodologiyasi.
IDEF3-da diagrammaning ikkita asosiy turi mavjud, ular jarayonning tavsifini har xil tomondan ifodalaydi:
- jarayon bosqichlarining ketma-ketligini tavsiflovchi diagrammalar ( Jarayon oqimini tavsiflash diagrammasi , PFDD ),
- jarayondagi ob'ektning holati va uni o'zgartirishi diagrammalari ( Object State Transition Network , OSTN ).
Modeli PFDD markaziy qismlariga dona ishlaymiz - birligi bo'yicha Ish (UOW) shunchaki ish (deb atash mumkin, faoliyati ). Diagrammadagi havolalar ishlarning o'zaro bog'liqligini ko'rsatadi. Birlashganda yoki dallanishda o'zaro ta'sirlar mantig'ining vizual ko'rinishi va "kesishmalar" ( Junction ) birlashtirilganda ishlatiladi .
IDEF3 diagrammasining namunasi shakl. 15 video ma'ruzalarni tayyorlash va nashr etish jarayonidagi bosqichlarni tavsiflash uchun .

Shakl: 15. IDEF3 jarayonidagi qadamlar ketma-ketligini tavsiflovchi diagramma 
Xulq-atvor diagrammalarining deyarli barcha turlari u yoki bu darajada turli operatsiyalarni parallel bajarish imkoniyatini aks ettirishga qodir, buning uchun boshqaruv oqimining birlashishi va tarmoqlanishi elementlari mavjud. Agar dasturiy ta'minot tizimi jarayonlarining xatti-harakatlari modellarini xulq-atvorning taxminiy tavsifi sifatida qaralishi kerak bo'lsa, unda xatti-harakatlar aspektining rasmiy, ya'ni eng aniq va aniq tavsifi uchun algoritmlardan foydalaniladi.
UML tilidagi tizimlarning xatti-harakatlarini modellashtirish uchun eng rivojlangan vositalar, bu erda xatti-harakatlarni tavsiflash uchun bir nechta turli xil vositalar (diagrammalar) mavjud:
- tizim diagrammalarini tashkil qilishni tavsiflovchi ish diagrammalaridan foydalanish ;
- ketma-ketlik diagrammalari xabarlarni vaqtincha tartibga solishga qaratilgan;
- hamkorlik sxemalari xabarlarni yuboradigan va qabul qiladigan ob'ektlarni tarkibiy tashkil etishga qaratilgan;
- holat diagrammalarida tizim holatining hodisalarga javoban holat mashinasi sifatida o'zgarishi tavsiflanadi;
- Faoliyat diagrammalari boshqaruvni bir faoliyatdan boshqasiga o'tkazilishini ko'rsatadi.
Ob'ektlarning xatti-harakatlarini ularning hayotiy tsikli, ya'ni ob'ekt holatidagi o'zgarishlar ketma-ketligi nuqtai nazaridan ko'rib chiqish ko'pincha oqilona. Bunday tavsif uchun mashinaning holat diagrammasi bilan tasvirlangan modellardan foydalaniladi. Bunday holda, davlat mashinasining holatlari ob'ektning mumkin bo'lgan holatlariga, ya'ni ob'ektning atributlari qiymatlarining turli to'plamlariga mos keladi va o'tishlar turli hodisalar sodir bo'lishi natijasida yuzaga keladi.
Dastur oddiy bayonotlar ketma-ketligi (chiziqli dastur) bo'lsa, dasturdagi gaplar o'z navbatida tabiiy tartibda bajariladi. Bunday holda, boshqaruv oqimi belgilangan chiziqli ketma-ketlikka to'g'ri keladi. Biroq, operatorlarning chiziqli tartibidan chetga chiqish odatda quyidagicha bo'ladi:
- boshqaruv oqimiga maxsus boshqaruv tuzilmalari ta'sir qiladi: sakrash operatorlari, shartli operatorlar, tsikl operatorlari va boshqalar;
- subroutine chaqirilganda dastur bayonotlarining bajarilishi to'xtatiladi, boshqaruv subroutine-ga o'tkaziladi, ya'ni subroutine operatorlari boshqaruv oqimiga kiradi. Ichki dasturdan chiqqandan so'ng, dastur bayonotlarining bajarilishi tiklanadi.
Xuddi shunday holat ham dasturda o'zaro aloqada bo'lgan ob'ektlar o'rtasida xabarlarni sinxron almashinuvi bilan yuzaga keladi.
Agar boshqaruv oqimi ma'lum bir usulni bajarish yoki murakkab foydalanish holatini amalga oshirish uchun zarur bo'lgan elementar qadamlarning ketma-ketligi bo'lsa, unda uni tavsiflash uchun faoliyat diagrammalaridan foydalanish qulaydir.
Ma'lumotlar oqimi boshqaruv oqimidan tashqari, ba'zi harakatlar natijalarining boshqa harakatlarning kirish argumentlari bilan bog'liqligini aks ettirish sifatida ham qo'llaniladi. UML tilida [17, 21, 22] ushbu maqsadlar uchun faoliyat va o'zaro ta'sirlar diagrammasi berilgan .
Xabarlarning vaqtincha ketma-ketligini almashish orqali bir-birlari bilan bir nechta dasturiy ta'minot ob'ektlarining o'zaro ta'siri bunday UML diagrammalarida deyarli teng keladigan ikkita shaklning birida ( aloqa diagrammasi va ketma-ketlik diagrammasi ) o'zaro ta'sir diagrammasi sifatida tavsiflanadi .
Algoritmlarni tavsiflashning bir necha usullari mavjud, ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega va har xil vaziyatlarda foydalanishga mo'ljallangan. Demak, kompyuter tomonidan bajarilishi uchun ishlab chiqilgan algoritmlarni tavsiflashda dasturlash tillari va odam bajaradigan algoritmlarni tavsiflash uchun boshqa usullardan foydalaniladi.
Algoritmni yozib olish uchun vositalar va usullarni tanlash, avvalo, algoritmning o'zi maqsadiga, shuningdek uning ijrochisi kim bo'lishiga bog'liq. Algoritm qadamlar ketma-ketligi sifatida tavsiflanadi. Har bir qadamda amalga oshirilgan harakatlar tarkibi va keyingi hisob-kitoblar yo'nalishi aniqlanadi. Bunday holda, agar joriy qadam keyingi bosqichni bajarish kerakligini ko'rsatmasa , keyingi bosqichga o'tish amalga oshiriladi .
Algoritmlarni quyidagicha yozish mumkin:
- og'zaki qoidalar;
- psevdokod;
- blok-sxemalar;
- dasturlar va boshqa shakllar.