1-dars: Kompyuter nima?

1-blokHamma narsa bit1–4 darslar

Nega bu muhim

Telefoningiz bir daqiqa oldin kamera edi, keyin xarita bo’ldi, hozir esa kitob. Bitta qurilma, lekin har marta boshqa narsa. Kir yuvish mashinasi hech qachon muzlatgichga aylanmaydi — nega telefon aylanadi?

Shu savolga javob butun modulning kalitidir. Javobni bilib olsangiz, “kompyuter buzildi” degan gap o’rniga “aynan nima buzildi” deb o’ylay boshlaysiz.

Bu darsdan keyin siz

• kompyuter nima uchun universal mashina deb atalishini tushuntira olasiz
• algoritm nima ekanligini va nega u aniq bo’lishi kerakligini bilasiz
• har qanday kompyuter bajaradigan to’rt bosqichni (IPOS) sanab bera olasiz
• abstraksiya nima ekanligini o’z so’zlaringiz bilan aytib bera olasiz

Nazariya

Kompyuter — universal mashina

Odatdagi mashinalar bitta ish uchun yasaladi. Kir yuvish mashinasi kir yuvadi, mikser aralashtiradi, kalkulyator hisoblaydi. Ularning vazifasi metall va plastikka “yozilgan” — o’zgartirish uchun mashinani qayta yasash kerak.

Kompyuter boshqacha ishlaydi. Uning vazifasi apparatga yozilmagan, balki dasturga yozilgan. Dasturni almashtirsangiz — mashinaning o’zi o’zgarmaydi, lekin u boshqa ish qila boshlaydi.

Shu sababli bitta telefon kamera ham, xarita ham, kitob ham bo’la oladi. Aynan shu xususiyat uchun kompyuter universal mashina deb ataladi.

◆Asosiy g'oya

Kompyuter — bu “hamma narsani qila oladigan” mashina emas. Bu hozir nima qilishini dastur aytadigan mashina. Universallik ana shunda.

1.1-rasm. Kompyuter tizimi: bitta apparat, minglab turli vazifalar.

Algoritm: kompyuter tushunadigan yagona til

Dastur — bu kompyuterga beriladigan buyruqlar ketma-ketligi. Bu ketma-ketlikning aniq va tugallanadigan shakli algoritm deb ataladi.

algoritmalgorithm

Muammoni yechishga olib boradigan, aniq belgilangan qadamlar ketma-ketligi. Har qadam bir ma’noli bo’lishi va algoritm oxiri kelib to’xtashi shart.

Odam bilan gaplashganda noaniqlikka yo’l qo’yiladi: “choy damlab qo’y” deganda qanchalik quyuq, qancha shakar — buni odam o’zi to’ldiradi. Kompyuter to’ldirmaydi.

U aytilgan narsani aytilgan tartibda bajaradi. Tartib xato bo’lsa, natija ham xato bo’ladi — lekin kompyuter buni sezmaydi va to’xtatmaydi.

▲Bu yerda xato qilishadi

“Kompyuter xato qildi” degan gap deyarli har doim noto’g’ri. Kompyuter berilgan buyruqni aynan bajaradi. Xato buyruqda bo’ladi — ya’ni odamda.

IPOS: har kompyuter bajaradigan to’rt ish

Kalkulyator ham, noutbuk ham, bankomat ham, sun’iy yo’ldosh ham bir xil to’rt bosqichdan o’tadi. Bu bosqichlar birinchi harflari bilan IPOS deb ataladi.

Bosqich	Inglizcha	Nima bo’ladi	Misol
Kirish	Input	Ma’lumot kompyuterga tushadi	Klaviaturada yozdingiz
Qayta ishlash	Processing	Ma’lumot ustida amal bajariladi	Protsessor hisoblaydi
Chiqish	Output	Natija ko’rsatiladi	Ekranda harf paydo bo’ldi
Saqlash	Storage	Ma’lumot keyinga qoldiriladi	Fayl diskka yozildi

Telefonda rasm olganingizda: linzadan yorug’lik tushadi (kirish), protsessor uni tozalaydi (qayta ishlash), ekranda ko’rsatadi (chiqish), galereyaga yozadi (saqlash).

1.2-rasm. IPOS tsikli — kompyuter ishining umumiy sxemasi.

Abstraksiya: nega siz tranzistorni o’ylamaysiz

Telefonda video ko’rayotganingizda millionlab tranzistor ishlayapti. Lekin siz bu haqda o’ylamaysiz — siz faqat “Play” tugmasini bosasiz.

abstraksiyaabstraction

Murakkablikni yashirib, faqat kerakli qismini ko’rsatish usuli. Har daraja o’zidan pastdagi darajaning tafsilotlarini yashiradi.

Kompyuter shunday darajalardan qurilgan minoraga o’xshaydi: eng pastda elektr, undan yuqorida tranzistor, keyin mantiqiy darvoza, protsessor, operatsion tizim, va eng yuqorida siz bosgan tugma.

Bu modulda biz shu minoraning har qavatini pastdan yuqoriga qarab qo’lda quramiz.

1.3-rasm. Bitta g'oya — universal mashina — o'nlab sohaga tarqaldi.

Sinab ko’r

Robot juda itoatkor, lekin mutlaqo o’ylamaydi. Unga sandvich yasashni buyuring va nima bo’lishini ko’ring.

Algoritm mashinasi

Qadamlarni to'g'ri tartibga soling, keyin robotga bering.

Bu simulyatorda sandvich yasash qadamlarini tartibga solib robotga berasiz. Robot buyruqlarni so'zma-so'z bajaradi.

JavaScript'siz ham sinab ko'rish mumkin: qadamlarni daftarga yozib, tartibini o'zgartirib ko'ring va har tartibda robot nima qilishini yozib chiqing.

1. 1Murabboni non ustiga surting
2. 2Nonni oling
3. 3Sandvichni tarelkaga qo‘ying
4. 4Pichoqni murabboga botiring
5. 5Ikki bo‘lakni birlashtiring
6. 6Nonni ikkiga kesing

Robotga berQayta boshlash

Tartibni ataylab buzib ham sinab ko’ring. Har xato tartibda robot nima uchun shunday qilganini o’zingizga tushuntirib bering — bu darsning eng muhim mashqi.

Xulosa

• Kompyuter — universal mashina: uning vazifasi apparatda emas, dasturda yozilgan
• Algoritm — aniq, bir ma’noli va tugallanadigan qadamlar ketma-ketligi
• Har kompyuter to’rt bosqichdan o’tadi: kirish → qayta ishlash → chiqish → saqlash
• Kompyuter o’ylamaydi: u buyruqni aynan bajaradi, xato buyruqni ham
• Abstraksiya murakkablikni yashiradi — shu sababli tranzistorni bilmasdan telefon ishlatasiz

O’zingizni sinang

1Nega kir yuvish mashinasi universal mashina emas, telefon esa universal?

Javobni ko'rish

Kir yuvish mashinasining vazifasi apparatiga qurilgan — uni o’zgartirish uchun mashinani qayta yasash kerak. Telefonning vazifasi esa dasturda yozilgan: dasturni almashtirsangiz, apparat o’zgarmasdan boshqa ish qila boshlaydi.

2«Choy damla» — bu algoritm bo'la oladimi? Javobingizni asoslang.

Javobni ko'rish

Yo’q. Algoritm har qadami bir ma’noli bo’lishini talab qiladi, bu buyruqda esa noaniqlik juda ko’p: qancha suv, qanday choy, qancha vaqt damlanadi. Odam bu bo’shliqlarni o’zi to’ldiradi, kompyuter to’ldirmaydi.

3Bankomatdan pul olayotganingizda IPOS ning har bosqichi nimadan iborat?

Javobni ko'rish

Kirish — kartani suqib PIN kodni kiritdingiz. Qayta ishlash — bankomat kodni tekshirib hisobingizni ko’rdi. Chiqish — pul chiqdi va ekranda xabar ko’rindi. Saqlash — operatsiya bank bazasiga yozildi.

4Dasturchi kodda xato qildi va programma noto'g'ri natija berdi. Kompyuter xato qildimi?

Javobni ko'rish

Yo’q. Kompyuter berilgan buyruqni aynan bajardi — u buyruqning mantiqan noto’g’ri ekanligini bilmaydi va tekshirmaydi. Xato algoritmda, ya’ni odamda.

5Abstraksiya kompyuterda foydali, lekin uning zarari ham bormi?

Javobni ko'rish

Bor. Pastdagi darajani umuman bilmaslik muammo tug’diradi: programma nega sekin ishlayotganini yoki nega xotira yetmayotganini tushunolmaysiz. Shu sababli dasturchi pastdagi darajalarni ham bilishi kerak — aynan shu modul buni beradi.

Amaliy topshiriq

~20 daqiqaoson

Har kuni bajaradigan bir ishni tanlang: tishni yuvish, choy damlash, maktabga tayyorlanish yoki velosipedga minish.

Shu ishni 10 qadamli algoritm qilib daftarga yozing. Shartlar:

1. Har qadam bitta aniq harakat bo’lsin (“tayyorlan” emas, “sochiqni oling”)
2. Hech qanday qadam tushib qolmasin
3. Yozib bo’lgach, qadamlardan bittasining joyini almashtiring va robot nima qilishini yozib qo’ying

Topshiriladigan natija: 10 qadamli ro’yxat va buzilgan tartibdagi kulgili natija tavsifi.

Darsni belgilash uchun JavaScript kerak. Bu progressni saqlash uchun ishlatiladi — darslikning o'zi JavaScript'siz ham to'liq o'qiladi.

Darsni tugatdim