3-lekciya_paradigma_qq
.pdf3-lekciya. Programmalastırıw paradigmaların qollap-quwatlaw.
Jobası:
1.Programmalastırıw tillerinde paradigmalardı qollap-quwatlaw túsinigi: Sintaksis hám semantika.
2.Texnikalıq támiynat: Kompilyatorlar, interpretatorlar hám virtual mashinalardıń roli.
3.Yadtı basqarıw hám tipler sisteması arqalı paradigmalardı ámelge asırıw.
Paradigmalardı qollap-quwatlawdıń tiykarları
Programmalastırıw paradigmaların qollap-quwatlaw degende, belgili bir programmalastırıw tiliniń sintaksisi hám islew mexanizminiń sol paradigmada kod jazıwdı ańsatlastırıwı hám tábiyiy etiwi túsiniledi. Eger til qandayda bir paradigmanı "qollap-quwatlasa", bul programmist sol stilde kod jazǵanda til tárepinen arnawlı quralar menen támiyinlengenligin bildiredi. Mısalı, C tili proceduralıq paradigmanı tolıq qollap-quwatlaydı, sebebi onıń strukturası funkciyalarǵa tiykarlanǵan. Al C tilinde obyektke baǵdarlanǵan kod jazıw múmkin bolsa da (strukturalar arqalı), ol arnawlı "klass" yamasa "mirasxorlıq" túsiniklerin qollap-quwatlamaydı, yaǵnıy bul process júdá quramalı hám jasalma bolıp shıǵadı. Demek, qollap-quwatlaw – bul tek múmkinshilik emes, al qolaylılıq hám effektivlik máselesi.
Paradigmanı qollap-quwatlawdıń birinshi dárejesi – bul sintaksis. Sintaksislik konstrukciyalar programmistke óz oyın anıq hám qısqa bildiriwge járdem beredi. Obyektke baǵdarlanǵan programmalastırıw (OBP) ushın class, interface, extends sıyaqlı arnawlı gilt sózlerdiń bolıwı, programmistke abstrakt oylawǵa múmkinshilik beredi. Eger bul sózler bolmaǵanda, programmist hárbir obyektti qolda islep, yadtı bólistiriw menen shuǵıllanǵan bolar edi. Sol sıyaqlı, funkcionallıq programmalastırıwda lambda ańlatpaları yamasa map, filter funkciyalarınıń til negizine kirgiziliwi, kodtı deklarativ stilde jazıwdı qollapquwatlaydı.
Ekinshi dáreje – bul semantika, yaǵnıy kodtıń mánisi hám onıń orınlanıw tártibi. Til tek sırtqı kórinisi (sintaksisi) menen emes, al ishki logikası menen de paradigmanı qollap-quwatlawı kerek. Mısalı, logikalıq programmalastırıw tili bolǵan Prologta "unifikaciya" hám "keri izlew" (backtracking) mexanizmleri tildiń yadrosına ornatılǵan. Bul mexanizmler programmistke algoritmdi jazbay-aq, tek faktler hám qaǵıydalardı jazıw arqalı sheshim tabıwǵa imkaniyat beredi. Eger imperativ tilde bulardı qollanbaqshı bolsaq, bizge júzlegen qatar qosımsha kod jazıwǵa tuwrı keledi.
Geybir jaǵdaylarda "Sintaksislik qant" (Syntactic sugar) túsinigi qollanıladı. Bul termin tildiń islew principin ózgertpesten, tek kodtı oqıwǵa qolaylı etip kórsetiwshi qosımshalardı ańlatadı. Mısalı, C# tilindegi async/await operatorları
asinxron programmalastırıw paradigmasın qollap-quwatlaw ushın oylap tabılǵan. Olar kodtıń sırtqı kórinisin sinxron (izbe-iz) kodqa uqsatıp qoyadı, biraq kompyuter onı asinxron túrde orınlaydı. Bul jerde til paradigmanı qollap-quwatlaw ushın quramalı processlerdi programmistten jasırıp, oǵan qolaylı interfeys usınıp atır.
Texnikalıq hám sistemalıq qollap-quwatlaw
Paradigmalar tek qaǵaz betindegi teoriyalar emes, olar real kompyuterde islewi ushın kompilyatorlar hám interpretatorlar tárepinen texnikalıq jaqtan qollapquwatlanıwı shárt. Kompilyator – bul joqarı dárejeli paradigmalıq kodtı (mısalı, klasslar menen) tómen dárejeli mashina kodına aylandıratuǵın programma. OBP paradigmasındaǵı "polimorfizm" (bir atamadaǵı funkciyanıń hár túrli islesiwi) ámelge asıwı ushın kompilyator "virtual funkciyalar kestesi" (vtable) degen arnawlı strukturanı dúzedi. Bul keste programmanıń orınlanıw waqtında qaysı metodtı shaqırıw kerekligin anıqlaydı. Demek, paradigma jumıs islewi ushın kompilyator quramalı injenerlik sheshimlerdi óz ishine alıwı kerek.
Yadtı basqarıw modeli (Memory Management) de paradigmanı qollapquwatlawda sheshiwshi rol oynaydı. Imperativ hám sistemaǵa baǵdarlanǵan tillerde (C, Rust) programmist yadtı qol menen basqarıwı kerek, bul maksimal effektivlikti támiyinleydi. Biraq, OBP (Java, Python) yamasa funkcionallıq tillerde obyektler júdá kóp jaratılıp hám óshiriletuǵınlıqtan, yadtı qol menen basqarıw múmkin emes. Sol sebepli, bul tiller "Qoqımlardı jıynawshı" (Garbage Collector) mexanizmin qollap-quwatlaydı. Bul mexanizm paradigmanıń talabına say, programmistti yad penen islesiw júginen azat etip, tek biznes-logikaǵa itibar qaratıwına múmkinshilik beredi.
Tipler sisteması (Type System) – paradigmanıń qáwipsizligin hám logikasın támiyinlewshi qural. Statikalıq tiplestirilgen tiller (Haskell, Java) paradigmanıń qaǵıydaların kod orınlanbastan burın tekseredi. Mısalı, funkcionallıq programmalastırıwda taza funkciyalardıń side-effect (sirtqı tásir) bermewin támiyinlew ushın tipler sisteması qatań qadaǵalawdı ornatadı. Al dinamikalıq tiller (Python, JavaScript) bolsa, skriptli paradigmanı qollap-quwatlap, kodtı tez jazıwǵa hám ózgertiwge imkaniyat beredi, biraq tiplerdi orınlanıw waqtında tekseredi. Hár eki jaǵdayda da tipler sisteması tańlanǵan paradigmanıń maqsetine xızmet etedi.
Virtual mashinalar (JVM, CLR) paradigmalardı qollap-quwatlawdıń jańa dárejesin alıp keldi. Java Virtual Machine (JVM) sıyaqlı platformalar tek bir tilge emes, al túrli paradigmalarǵa tiykarlanǵan kóp tillerge (Java, Scala, Kotlin, Groovy) ulıwma orınlanıw ortalıǵın beredi. Yaǵnıy, bir proektte OBP (Java) hám funkcionallıq (Scala) paradigmalardı aralastırıp qollanıwǵa boladı. Virtual mashina bul tillerdiń barlıǵın birdey bayt-kodqa aylandırıp, olardıń bir-biri menen baylanısıwın támiyinleydi. Bul multiparadigmalıq programmalastırıwdıń eń úlken texnikalıq jetiskenliklerinen biri.
Kitapxanalar hám zamanagóy tendenciyalar
Programmalastırıw tili qanshelli kúshli bolmasın, onıń paradigmalıq imkaniyatları standart kitapxanalar (Standard Libraries) arqalı tolıq ashıladı. Kitapxanalar – bul paradigmanıń "qurılıs blokları". Mısalı, C++ tilindegi STL (Standard Template Library) kitapxanası "Ulıwmalasqan programmalastırıw" (Generic programming) paradigmasın qollap-quwatlaydı. Ol programmistke maǵlıwmat tipine ǵárezsiz bolǵan algoritm hám konteynerlerdi usınadı. Eger bul kitapxana bolmaǵanda, C++ tiliniń paradigmalıq kúshi ámeliyatta aytarlıqtay dárejede tómen bolatuǵın edi. Sol sıyaqlı, React.js kitapxanası JavaScript tilinde "Komponentli" hám "Deklarativ" UI dúziw paradigmasın qollap-quwatlaydı.
Zamanagóy tillerde paradigmalardı qollap-quwatlaw "Gibridlesiw" (Hybridization) jolı menen ketip atır. Házirgi waqıtta taza bir paradigmanı qollapquwatlaytuǵın tiller kemnen-kem ushırasadı. Dástúrli OBP tilleri (Java, C++) sońǵı versiyalarında funkcionallıq programmalastırıw elementlerin (Lambda, Streams) qosıp atır. Al dástúrli funkcionallıq tiller bolsa imperativ elementlerdi qabıllap atır. Bul processte tillerdiń "Standart kitapxanaları" úlken rol oynaydı. Olar eski kodtı buzbay, jańa paradigmalıq usıllardı qosıwǵa imkaniyat beredi. Mısalı, Java 8-de Stream API qosılıwı menen, til sintaksisi úlken ózgeriske ushıramasa da, programmalastırıw stili túptamırınan ózgerdi.
Paradigmalardı qollap-quwatlawda IDE (Integraciyalasqan islep shıǵıw ortalıǵı) hám basqa ásbaplardıń da ornı bar. Zamanagóy IDE-lar (IntelliJ IDEA, Visual Studio) kodtı analizlep, paradigmanı durıs qollanıwǵa járdem beredi. Mısalı, eger siz OBP qaǵıydaların buzsańız, IDE sizge eskertiw beredi yamasa refactoring (kodtı jaqsılaw) usınıs etedi. Bul sırtqı qollap-quwatlaw programmistlerge quramalı paradigmalardı tezirek úyreniwge hám qátelerdi azaytıwǵa járdemlesedi. Ásirese, Rust tili sıyaqlı quramalı "Yad qáwipsizligi" (Memory safety) paradigmasın qollanatuǵın tillerde, kompilyator hám analizatorlardıń járdemi oǵada zárúr.
Juwmaqlap aytqanda, programmalastırıw paradigmasın qollap-quwatlaw – bul kóp qatlamlı process. Ol tildiń sintaksisinen baslanıp, kompilyator optimizaciyasına, yad basqarıw modeline hám eń aqırında bay kitapxanalar ekosistemasina shekemgi barlıq basqıshlardı qamtıydı. Paradigma tek ǵana "oylaw usılı" emes, ol usı texnikalıq qurallar arqalı "islew quralı"na aylanadı. Programmist sıpatında biz tildiń usı imkaniyatların qanshelli tereń túsinek, tańlaǵan paradigmamızdıń potencialın da sonshelli tolıq paydalana alamız.
BAQLAW SORAWLARÍ:
1.Programmalastırıw tili paradigmanı "qollap-quwatlaydı" degen sóz neni ańlatadı?
2."Sintaksislik qant" (Syntactic sugar) degende neni túsinesiz hám ol paradigmanı qollanıwda qanday rol oynaydı?
3.Yadtı basqarıw modelleri (mısalı, Garbage Collector) paradigmalardı qollapquwatlawǵa qalay tásir etedi?
4.Kompilyatorlar hám interpretatorlar paradigmalıq túsiniklerdi (polimorfizm, rekursiya) qalay ámelge asıradı?
5.Zamanagóy tillerde gibrid (multiparadigmalıq) qollap-quwatlaw qalay ámelge asırılmaqta?