Maǵlıwmatlar strukturasınıń tiykarǵı túsinik hám anıqlamaları

1. 
   Maǵlıwmatlar strukturasınıń tiykarǵı túsinik hám anıqlamaları
   

Maǵlıwmatlar strukturası bul yadta shólkemlestiriletuǵın elementler jıyındısı bolıp, olar ústinde programma járdeminde ámeller orinlanadı. Maǵlıwmatlar strukturası-bul qandayda bir kategoriyaǵa tiyisli bolǵan hám óz-ara belgili bir qatnasqa iye bolǵan elementler kópligine aytıladı.
Maǵlıwmat-qandayda bir mánis yamasa mánisler kópligi esaplanadı. Mısal ushın, bul qandayda bir eksperiment nátiyjeleri yaki studentlerdiń imtixan balları bolıwı múmkin.
Maǵlıwmatlar strukturası elementi – bul mánisler kópliginiń bir bólegi esaplanadı. Struktura elementi - mánisler kópligi bolıp, mısal ushın studentlerdiń atı, familiyası, jası, hár bir pánnen alǵan bahası hám taǵı basqaların keltiriw múmkin. Elementler ekige bóliniwi múmkin. - Element sıpatında maǵlıwmatlar toparı alıp qaraladı. Bunda elementler jáne úles bóleklerge bóliniwi múmkin. Mısalı, ata-analar maydanı studentlerdiń ata hám analar haqqında maǵlıwmat saqlaytuǵın bólek maydanlardan dúziledi. - Elementar, yaģnıy bólinbes, bunda element úles bóleklerge ajıratılmaydı.
Obekt – bul ózgeshelikler hám atributlarǵa iye bolǵan jáne bul ózgesheliklerge ma’nis qabıllawı múmkin bolǵan struktura bolip esaplanadı. Mısalı, student bul obekt dep qaralıwı múmkin bolǵan struktura.
Maydan – bul obektlerdiń atributları yamasa qásiyetlerin ańlatıwshı túsinik bolıp, sanlı yamasa sanlı bolmaǵan mánislerdi ózlestiriwi múmkin.
Jazıw – bul qandayda bir obektke tiyisli hár qıylı kategoriyadaǵı maydanlar kópligi bolıp tabıladı.
Fayl – bul bir-birine baylanıslı bolǵan jazıwlar kopligi bolıp tabıladı. Mısalı, barlıq studentler haqqındaǵı jazıwlardı óz ishine alıwı múmkin.
Gilt – bul jazıwdaǵı maydan bolıp, tap sol jazıwdı basqa jazıwlardan ajıratıp turıwǵa xızmet etedi, onıń mánisi basqa jazıwlarda tákirarlanbaytuģın esaplanadı. Geyde birden kóp maydanlar bahaları elementler aralıq ayrıqsha bolıwı múmkin hám buǵan eseli gilt delinedi. Kóbinese tiykarǵı gilt esaplanatuǵın bir maydan maǵlıwmatı isletiledi hám ol baslanǵısh gilt delinedi, qalǵanları bolsa alternativ gilt delinedi. Geyde bolsa jazıwdıń birden – bir mánisli gilt maydannıń joq ekenligi sebepli gilt sıpatında bir neshe maydanlar alınadı hám olarǵa quramlı gilt delinedi. Eń jaman jaǵdayda, geyde sonday bolıwı múmkin, qandayda bir maydan gilt bola almasa, hár bir elementke qosımsha, mánisi birden – bir bolǵan gilt maydan kiritedi.
Informaciya. Kóbinese maǵlıwmat hám informaciya túsinikleri birdey mániste isletiledi. Biraq tiykarında bolsa informaciya bul maǵlıwmatqa qaraǵanda keńlew túsinik bolıp tabıladı. Informaciya – bul qayta islengen maǵlıwmat bolıp tabıladı. Maǵlıwmat bolsa mánisler jıyındısı bolıp tabıladı, yaǵnıy qandayda bir juwmaqlawshı juwmaq bermeydi. Qarar qabıllawda payda bermeydi. Belgili qaǵıydalar tiykarında qayta islengennen keyin, jańa payda etilgen maǵlıwmatlar informaciyaǵa aylanadı hám qarar qabıllawda paydalı esaplanadı.
2.Maǵlıwmatlar tipleri – qanday da mánisler jıyındısı bolıp, olar ústinde belgili ámeller orınlı boladı. Maǵlıwmatlar tipleri programmada aldınnan anıqlanǵan yamasa paydalanıwshı tárepinen anıqlanǵan bolıwı múmkin hám tómendegi aspektlerdi názerde tutadı.
1. Mánisler kópligi.
2. Ámeller kópligi.
Mısal ushın int – pútin kategoriyalar hám ústinde atqarılatuǵın arifmetikalıq ámeller (+,-, *, /).
Maǵlıwmatlar tipleri 3 túrge ajratıladı:
1. Primitiv tipler (Maǵlıwmatlardıń ápiwayı tipleri). Aldınan belgili bolatuǵın, sazlanģan tipler dep te atalatuǵın kategoriyalar bolıp, hár qıylı programmalastırıw tillerinde hár qıylı bolıwı múmkin. Mısalı, C++ tilinde int (long, short, … ), float (double), char...
2. Paydalanıwshı tárepinen anıqlanatuģın tipler, egerde ámeldegi dúzilgen kategoriyalar qoyılǵan máseleni sheshiwge jetkilikli bolmasa qollanıladı.
3. Abstrakt tipler. Maǵlıwmatlar kategoriyalarınıń logikalıq qásiyetlerin anıqlawda paydalı instrument esaplanadı. “Abstrakt kategoriya” termini bazalıq matematika túsinigine baylanıslı. Usı tiplerdegi maǵlıwmatlar derlik apparatlıq hám programmalıq támiynat járdeminde struktura sıpatında fizikalıq ámelge asırılıwı múmkin. Biz abstract kategoriyalardı matematikalıq túsinik sıpatında anıqlaǵanımızda ortalıq hám waqıtlıq qatnaslardı itibarǵa almaymız. Bulardı ámelge asırıw máseleleri esaplanadı.
3.Algoritmler nátiyjeliligin esaplawda kiriwshi maǵlıwmatın qanday tańlaw kórilip atırǵan algoritmniń orınlanıwına jaqsı tásir kórsetedi. Mısalı, eger kiriw maǵlımatları álleqashan tártiplengen bolsa, ayrım tártiplestiriw algoritmleri júda jaqsı isleydi, ayrımları bir qansha pás nátiyjelilik penen islewi múmkin. Eger kiriw maǵlımatları tártiplenbegen, tártipsiz bolsa, bunıń kerisi bolıwı múmkin. Sonı itibarǵa alǵan halda, algoritmler analiz etiliwi kerek.
Eń jaqsı jaǵday. Bunda kiriw maǵlımatları algoritm tez orınlanıwı ushın qolay kóriniste boladı, yaǵnıy algoritm kem sanlı ámeller menen orınlanadı hám kem waqıt talap qılınadı. Mısal ushın, eger strukturadan izlenip atırǵan element strukturanıń birinshi elementi bolıp esaplansa, onı izlewge kem waqıt sarplanadı. Sebebi, strukturanıń uzınlınǵına qaramastan bir márte salıstırıw jetkilikli. Algoritimlerdiń eń jaqsı jaǵdayların analiz qılıwda ádette, orınlanıw waqtı konstanta 1 ge teń bolıwı sebepli kóbinese analizlerde bul jaǵday kórlmeydi.
Eń awır jaǵday. Bunda kiriw ma’ǵlumatları algoritm orınlanıwı ushın eń jaman jaǵdayda boladı hám júda áste orınlanadı. Eń awır jaǵday analizde zárur esaplanadı, sebebi bul algoritm orınlanıwı ushın ketiwi múmkin bolǵan maksimal waqıttı kóz aldımızǵa keltiriwge sebep boladı. Mısal ushın, izlenip atırǵan element strukturasınıń aqırǵı elementi bolsa, onı tabıw ushın barlıq salıstırıwlar ámelge asırıladı.
Ortasha jaǵday. Bunda algoritmniń ortasha islew imkaniyatın beriwshi kiriwshi maǵlımatlar toplamı alıp qaraladı. Maǵlımatlar strukturası ústinde tómendegi ámelledi orınlaw múmkin:
1.Kórikten ótkiziw (traversing) – struktura elementlerine bir márteden múrajat etiw ámeli.
2. Kiritiw – strukturaǵa jańa element kiritiw ámeli.
3. Óshiriw – strukturadan qandayda bir elementti óshiriw ámeli. Bunda element sonday óshiriliwi kerek, qalǵan elementler stabil halatta bolıwı kerek, yaǵnıy ayırım strukturalarda nasazlıq sezilimewi kerek.
4. Izlew – strukturadan qandayda bir elementti jaylasqqan ornın anıqlaw ámeli.
5.Saylaw – elementlerdi belgili bir tártipte jaylastırıw ámeli.
6.Birlestiriw (merging) – eki strukturanı birlestiriw ámeli.
4. Maǵlıwmatlardı suwretlew basqıshları.
Ápiwayı maǵlıwmatlar strukturası geyde maǵlıwmatlar tipleri dep te ataladı. Ádette, maǵlıwmatlardı xarakterlew tómendegi kórinistegi basqıshlarǵa ajıratıladı:
1) abstrakt (matematikaliq) basqısh
2) logikalıq basqısh;
3) fizikalıq basqısh.
Bizge belgili, qálegen obiekt, hádiyse yáki qandayda bir process izertlenip atırǵanda onıń modeli qurıp alınadı. Model hár túrli bolıwı múmkin, máselen, matematikalıq model, fizikalıq model hám basqa modeller. Obiekt, hádiyse yáki hár bir processtiń matematikalıq modeli qurıldı degeni sol qaralıp atırǵan sistemanıń belgili bir matematikalıq nızamlılıqlar arqalı, yaǵnıy matematikalıq formulalar arqalı ańlatılıwı.
Logikalıq basqıshta maǵlıwmatlar strukturasınıń qanday da bir programmalastırıw tilinde ańlatılıwı túsiniledi. Fizikalıq basqıshta bolsa informaciyalıq obiekttiń logikalıq sıpatlanıwına sáykes túrde kompyuter yadında sáwlelendiriw túsiniledi. Kompyuter yadı shekli bolǵanlıǵı sebepli, yadtı bólistiriw hám onı basqarıw mashqalası payda boladı.
J oqarıdan kórinip turıptı, logikalıq basqısh penen fizikalıq basqıshlar bir birinen parıq qıladı. Sol sebepli, esaplaw sistemalarında logikalıq basqıshtı fizikalıq basqıshlarǵa hám kerisinshe, fizikalıq basqıshtı logikalıq basqıshqa sáwlelendiriw mashqalası payda boladı.
Bul jerde LMS – logikalıq maǵlıwmatlar strukturası; FMS - fizikalıq maǵlıwmatlar strukturası;
Abstrakt basqıshta qálegen strukturanı juplıq kórinisinde ańlatıw múmkin, bul jerde D – elementlerdiń shekli kópligi bolıp, olar, yaǵnıy elementler maǵlıwmatlar túrleri yáki maǵlıwmatlar strukturası bolıwı múmkin
R – bolsa qatnaslar kópligi bolıp, usı qatnaslar qásiyetleri abstrakt basqıshta maǵlıwmatlar strukturalarınıń túrlerin anıqlaydı.
5.Maǵlıwmatlar strukturasın klassifikaciyalaw
Maǵlıwmatlar strukturasınıń tiykarǵı kórinisleri (túrleri):
1) Kóplik – qatnas kópligi bos R=0 bolǵan elementler jıynaǵı.
2) Izbe-izlik – Sonday abstrakt struktura, bunda R kóplik tek ǵana bir sızıqlı qatnastan ibarat (yaǵnıy,birinshi hám aqırǵı elmentlerden tısqarı hár bir element ushın ózinen aldın hám keyin keletuǵın element bar.)
3) Matrica – sonday struktura, bunda R qatnaslar kópligi eki sızıqlı qatnastan payda bolǵan boladı.
4) Terek - bunda R kóplik iyerarxiyalıq tártiptegi bir qatnastan payda bolǵan boladı.
5) Graf - bunda R qatnaslar kópligi tek ǵana bir binar tártipli qatnastan payda boladı.
6) Gipergraf - bul sonday qatnaslar strkturası, bunda R kóplik eki yáki onnan artıq túrli tártiptegi qatnaslardan payda etilgen boladı.
Paydalanıwshı programması hám kompyuter yadında MS klassifikaciya qılıw

MS klassifikaciya qılıwda tiykarǵı belgi bul maǵlıwmatlar strukturasın programma islewi barısında ózgeriwi esaplanadı. Máselen, eger programma orınlanıwı dawamında elementler sanı yáki olar arasındaǵı qatnaslar ózgerse, onda bunday MS dinamikalıq maǵlıwmatlar strukturası, keri jaǵdayda statikalıq maǵlıwmatlar strukturası delinedi.
Maǵlıwmatlar strukturasına mısallar:
Bizge belgili, matematikada ózgeriwshilerdi, olardıń bazı bir kerekli xarakterlerine sáykes túrde klassifikaciya qılıw qabıl etilgen. Ózgeriwshilerge mısal sıpatında tómendegilerdi keltirip ótiw múmkin: haqıyqıy ózgeriwshiler, kompleks ózgeriwshiler, logikalıq ózgeriwshiler, bunnan basqa bazıbir mánislerdi qabıl etiwshi ózgeriwshiler hám basqalar. Maǵlıwmatlardı qayta islewde olardı klassifikaciya qılıw da úlken ahmiyetke iye. Bul jerde de klassifikaciya qılınıp atırǵan hár bir konstanta, ózgeriwshi, ańlatpa yáki funkciya qandayda bir bólimge tiyisli boladı degen printsipke tiykarlanǵan.
6. Maǵlıwmatlardıń abstrakt tipleri
Ulıwma alǵanda bólimler ózgeriwshi yáki ańlatpa qabil etiwi múmkin bolǵan mánisler kópligi arqalı xarakterlenedi.
Kóplegen programmalastırıw tillerinde maǵlıwmatlar standart hám paydalanıwshı tárepinen beriletuǵın tiplerge ajratıladı. Maǵlıwmatlardıń standart tiplerine tómendegi 5 túrli ózgeriwshiler kiredi: a)Putin (INT); b) haqıyqıy (FLOAT) ; c) logikalıq (BOOL); d) belgili (simvol) (CHAR); e) kórsetkishli (*).
Paydalanıwshi tárepinen anıqlanatuǵın tipler bolsa:
a) sanalatuǵın;
b) diapazonli (aralıqlı).
Maǵlıwmatlardiń qálegen tipi mánisler oblastı hám olar ustinde orınlanıwı múmkin bolǵan ámeller arqalı xarakterlenedi.
Pútin tip– INT
Bul tip pútin sanlar toplamınıń qanday da bir úles kópligi bolıp, onıń ólshemi mashina yáki EEM konfiguraciyasına baylanıslı turde ózgerip turadı. Eger pútin sandı mashinada jazıw ushın p razryadtan paydalanılsa (bunda qosımsha koddan paydalanılǵanda), onda x pútin sannıń mánis qabıl etiw aralıǵı tómendegishe bolıwı zárúr, yaǵnıy tómendegi shártti qanaatlandırıwı kerek:
-2 n-1<= x< 2 n-1.
Pútin tiptegi maǵlıwmatlar ústinde orınlanatuǵın barlıq ámeller tuwrı ámelge asırıladı dep esaplanıp, bul ámeller arifmetikada qabıl etilgen qaǵıydalarǵa boysınadı. Eger bul tipte ámeller orınlanǵanda nátiyje ruxsat etilgen aralıqtan shıǵıp ketse, onda esaplaw toqtatıladı. Bunday jaǵday tolıp ketiw dep ataladı.
Bunday tipke kiriwshi sanlar ekige bólinedi: belgige iye hám belgige iye emes. Olardıń hár biri ushın sáykes túrde mánis qabıl etiw aralıǵı bar:
a) belgige iye emes sanlar ushın (0..2n-1);
b) belgige iye ushın (-2N-1.. 2N-1-1