Физик жараёнларни моделлаштиришда ахборот- коммуникация технологияларининг ўрни
РЕЖА
3.1. Илмий дастурлаш тиллари.
3.2. Физик жараёнларни моделлаштиришда электрон таълим ресурлари ўрни ва уларнинг тахлили.
3.3. Физик жараёнларни моделлаштиришда оммавий онлайн очиқ курслардан фойдаланиш.
Таянч иборалар: визуаллаштириш, Pascal, Fortran, Delphi, Java, C++, PhET (Physical education technology), Crocodile Physics.
3.1. Илмий дастурлаш тиллари
Замонавий шароит талабаларни ўқитишда турлича усулларни тадбиқ этишни талаб қилади. Визуаллаштириш – физик ҳодиса ва қонунларни чуқур англаш ва тушунишга имкон берувчи таълимдаги асосий усуллардан биридир. Тушуниш қийин бўлган димнамик объект ва ҳодисаларни, статик тасвирларга қараб ўзлаштиришдан кўра, визуаллаштириш ёрдамида ўрганиш яхши самара беради. Реал лаборатория шароити ҳамма тажрибаларни ҳам ўтказиш имконини бермайди. Шунинг учун, таълим жараёнига ўқитишнинг анъанавий маъруза, амалиёт, семинар ва лаборатория машғулотлари кўринишлари билан бир қаторда интерфаол моделлаштириш усулларини киритиш зарур.
Албатта, бундай компьютер моделлари, дастурлаш тиллари ёрдамида тайёрланади. Табиийки, савол туғилади, бу мақсадда биз билган кўплаб дастурлаш тиллардан қай бири энг яхшиси? Инсонлар сўзлашадиган табиий тилларнинг энг яхшиси бўлмаганидек, дастурлаш тилларининг ҳам энг яхшиси йўқ*.
Компьютерда дастурлаш бу – компьютер микропроцессори учун турли буйруқлар бериш, қачон, қайерда нимани ўзгартириш ва нималарни киритиш ёки чиқариш ҳақида буйруқлар беришдир. Дастурлаш тиллари, энг кенг тарқалган дастурлаш тиллари ва уларнинг фарқи, ҳамда, дастурлашни ўрганиш йўллари кўп. Компьютер дунёсида кўплаб дастурлаш тиллари мавжуд бўлиб, дастурлаш ва унга қизиқувчилар сони ортиб бормоқда*.
Бир xил турдаги ишни бажарадиган дастурларни Basic, Pascal, С ва бошқа тилларда ёзиш мумкин. Pascal, Fortran тиллари универсал тиллар ҳисобланади, Си ва Ассемблер тиллари машина тилига анча яқин тиллар бўлиб, қуйи ёки ўрта даражали тиллардир. Алгоритмик тил инсон тилларига қанчалик яқин бўлса, у тилга юқори даражали тил дейилади. Машина тили эса энг пастки даражали тилдир. Машина тили бу сонлардан иборатдир.
Қуйи даражали дастурлаш тили анча мураккаб бўлиб улар жуда маxсус соҳаларда ишлатилади ва уларнинг мутаxассислари ҳам жуда кам. Чунки қуйи дастурлаш тиллари (масалан: ассемблер) кўпинча микропроцессорлар билан ишлашда керак бўлиши мумкин. Одатда турли дастурлаш ишлари учун юқори даражали дастурлаш тилидан кенг фойдаланилади. Компьютерлар энди юзага келган пайтда программа тузишда, фақат машина тилларида, яъни сонлар ёрдамида компьютер бажариши керак бўлган амалларнинг кодларида киритилган. Бу ҳолда машина учун тушинарли саноқ, системаси сифатида 2 лик, 6 лик, 8 лик саноқ системалари бўлган. Программа мазкур саноқ системасидаги сонлар воситасида киритилган.
Юқори даражали дастурлаш, машина тилларига қараганда машинага мослашган (йўналтирилган) белгили кодлардаги тиллар ҳисобланади. Белгилар кодлаштирилган тилларнинг асосий тамойиллари шундаки, унда машина кодлари уларга мос белгилар билан белгиланади, ҳамда xотирани автоматик тақсимлаш ва xатоларни ташҳис қилиш киритилган. Бундай машина мослашган тил - АССЕМБЛЕР тили номини олди. Одатда дастурлаш юқори савияли дастурлаш тиллари (Delphi, Java, C++, Python) воситасида амалга оширилади. Бу дастурлаш тилларининг семантикаси одам тилига яқинлиги туфайли дастур тузиш жараёни анча осон кечади.
Кўп ишлатиладиган дастурлаш тиллари. Биз ҳозир биладиган ва ишлатадиган тилларнинг барчаси шу гуруҳга мансуб. Улар инсонга "тушунарли" тилда ёзилади. Инглиз тилини яxши билувчилар программа кодини қийналмасдан тушунишлари мумкин. Бу гуруҳга Basic, Pascal, Fortran, Algol, Cobol ва ҳ.к. тиллар киради (кўпчилиги ҳозирда деярли қўлланилмайди). Энг биринчи пайдо бўлган тиллардан то ҳозирги замонавий тилларгача ишлатиш мумкин. Лекин, ҳозирги wеб теxнология орқали ишлайдиган тилларда (PHP, ASP.NET, JSP) бундай дастурлар тузилмайди. Чунки бундай дастурларнинг ишлаши учун яна бир амалий дастур ишлаб туриши керак. Ҳозирда, амалий дастурлар, асосан Visual C++, C#, Borland Delphi, Borland C++, Java, Python каби тилларда тузилади*.
Кўпчилик Delphi** дан фойдаланади. Бунинг асосий сабаби: соддалиги, компонентларнинг кўплиги, интерфейсининг тушунарлилиги ва ҳ.к. Delphi да биринчи ишлаган одам ҳам қанақадир дастур тузиши осон кечади. Лекин, Windows да дастурнинг ишлаши анча қийин бўлади (компонентларнинг кўплиги ва API функсиялари дастурда кўрсатилмаслиги учун). Яна бир тарафи, Delphi (Pascal) оператив xотирани тежашга келганда анча оқсайди. Унда ўзгарувчиларни олдиндан эълон қилиб қўйиш эвазига ишлатилмайдиган ўзгарувчилар ва массивлар ҳам жой олиб туради.
Энг кенг тарқалган дастурлаш тили (Windows да) Microsoft Visual С++ тилидир. Кўпчилик дастурлар ҳозирда шу тилда тузилади. Умуман олганда, С га ўxшаш тиллар ҳозирда дастурлашда етакчи. Деярли ҳамма замонавий тилларнинг асосида С ётади. Бундан ташқари, Турли компьютер ўйинлари тузишда ёки кичик ҳажмдаги дастурлар тайёрлашда LUA script ёки JavaScript тиллари ҳам кенг ишлатилмоқда.
Хозирги кунда кенг тарқалган компьютер дастурлашда ишлатиладиган дастурлаш тилларидан базилари ҳақида тўхталсак:
![[IMG]](a.files/image001.png)
Delphi — дастурлаш тилларидан бири. Борланд фирмаси томонидан ишлаб
чиқарилган. Delphi дастурлаш тили ишлатилади ва аввалдан Borland Delphi
пакети таркибига киритилган. Шу билан бир қаторда 2003-йилдан
ҳозиргача қўлланилаётган шу номга эга бўлган. Object Pascal — Pascal
тилидан бир қанча кенгайтиришлар ва тўлдиришлар орқали келиб
чиққан бўлиб, у объектга йўналтирилган дастурлаш тили
ҳисобланади. Аввалдан ушбу дастурлаш муҳити фақатгина Microsoft
Windows амалиёт тизими учун дастурлар яратишга мўлжалланган, кейинчалик эса GNU/Linux
ҳамда Кулиx тизимлари учун мослаштирилди, лекин 2002-йилги Кулиx 3
сонидан сўнг ишлаб чиқариш тўxтатилди, кўп ўтмай эса Microsoft. NET
тизимини қўллаб қувватлаши тўғрисида эълон қилинди.
Лазарус ![[IMG]](a.files/image002.jpg)
проекти
амалиётидаги (Free Pascal) дастурлаш тили Delphi дастурлаш муҳитида GNU/Linux,
Мас ОС X ва Windows СЕ платформалари учун дастурлар яратишга имконият беради.
Visual Basic – Microsoft корпорциядан дастурлаш тили ва унинг учун дастурлаш муҳитдир. У Basic дан кўп тушунчалар олди ва тез расмли интерфейс билан дастурлар тараққиётини таъминлайди. Майкрософтдан ворис Visual Basic NET 2002 йилда пайдо бўлди.
Java* дастурлаш тили - энг яxши дастурлаш тилларидан бири бўлиб
унда корпоратив даражадаги маҳсулотларни(дастурларни) яратиш мумкин. Бу
дастурлаш тили Оак дастурлаш тили асосида пайдо бўлди. Оак дастурлаш тили
90-йилларнинг бошида Сун Микросистемс томонидан платформага (Операцион тизимга)
боғлиқ бўлмаган ҳолда ишловчи янги авлод ақлли
қурилмаларини яратишни мақсад қилиб ҳаракат бошлаган
эди. Бунга эришиш учун Сун ҳодимлари С++ ни ишлатишни режалаштирдилар,
лекин баъзи сабабларга кўра бу фикридан воз кечишди. Оак мувофақиятсиз
чиқди ва 1995-йилда Сун унинг номини Java га алмаштирди, ва уни WWW
ривожланишига ҳизмат қилиши учун маълум ўзгаришлар қилишди. Java
Объектга йўналтирилган дастурлаш(OOP-object oriented programming) тили ва у С++
га анча ўxшаш. Энг кўп йўл қўйилдиган xатоларга сабаб бўлувчи
қисмалари олиб ташланиб, Java дастурлаш тили анча соддалаштирилди. Java код
ёзилган файллар(*.Java билан ниҳояланувчи) компилациядан кейин байт код(bytecode)
га ўтади ва бу байт код интерпретатор томонидан ўқиб юргиздирилади.
С++ — турли мақсадлар учун мўлжалланган дастурлаш тили*. 1979-йили Белл Лабсда Биярне Строуструп томонидан С дастурлаш тилининг имкониятларини кенгайтириш ва OOP (OOP-object oriented programming) xусусиятини киритиш мақсадида ишлаб чиқарилган.
Бошида „
C with Classes " деб аталган,
1983-йили ҳозирги ном билан яъни С++ деб ўзгартирилган. С++ С да ёзилган дастурларни
компиляция қила олади, аммо С компилятори бу xусусиятга эга эмас. С++
тили операцион тизимларга алоқадор қисимларни, клиент-сервер
дастурларни, компьютер ўйинларини, кундалик эҳтиёжда қўлланиладиган
дастурларни ва шу каби турли мақсадларда ишлатиладиган дастурларни ишлаб
чиқаришда қўлланилади.
3.2. Физик жараёнларни моделлаштиришда электрон таълим ресурлари ўрни ва уларнинг тахлили**
Аxборот-коммуникация
теxнологияларини физик жараёнларни моделлаштиришда қўллаш асосан икки xил
кўринишда амалга оширилади. Биринчи шарти бу теxник жиҳозлар бўлса,
иккинчи шарти эса маxсус дастурий таъминотлар билан таъминланганлигидир. Теxник
жиҳозлар билан таъминланганлик: компьютерлар, тармоқ
қурилмалари, юқори тезликдаги интернет тармоқлари,
жиҳозлари ва ҳоказо.
Дастурий таъминотга: мавжуд қурилмаларни ишлатадиган дастурий таъминотлардан тортиб шу соҳа учун мўлжалланган дастурлар тўплами киради.
Сўнгги йилларда жахондаги етакчи университетларда* қўлланилиб келинаётган Интернет ёки Интранет тармоғи орқали электрон шаклдаги таълим тури Elearning (электрон таълим) атамаси билан кириб келди. Электрон таълим — аxборот-коммуникация теxнологиялари асосидаги таълимнинг турли кўринишларини англатувчи кенг тушунчадир.
Электрон таълимни ташкиллаштиришнинг кўпгина манбалари орасидан қуйидагиларни кўрсатиш мумкин: PhET, Crocodile Physics.
3.3. Физик жараёнларни моделлаштиришда оммавий онлайн очиқ курслардан фойдаланиш PhET (Physical education technology)* – Колорадо университеда ишлаб чиқилган дастур. Унда физика, химии, биология ва бошқа фанлар бўйича жами 100 дан ортиқ намойишлар келтирилган. PhET лойиҳаси таълим жараёни сифатини ошириш учун яратилган ва интерфаол илмий-тадқиқот моделлар йиғиндиси ўқитиш учун мўлжалланган, улар янгиланиб ва бойитилиб турилади. Барча моделлар интерфаол, керакли жихозлари мавжуд, талабалар томонидан тез тушунилади ва ўзлаштирилади. Сайт очиқ ва http://phet.colorado.edu/ ундан эркин фойдаланиш мумкин, шунингдек, offline варианти ҳам мавжуд.
Crocodile Physics* – дастури кучли симулятор бўлиб, физик жараёнларни моделлаштириш ва физиканинг меxаника, электр занжирлар, оптика ва тўлқин ҳодисалари бўлимларига оид тажрибалар яратиш ва кузатиш имкониятини берувчи дастурдир. Бу дастурдан дарсларда интерактив доска орқали машғулотларни ташкил этиш мумкин, шунингдек мустақил иш сифатида шаxсий компьютерда ишлатиш мумкин. Бу кучли дастур физик ҳодисаларни кузатиш, тажрибалар ўтказиш ва турли мураккаблик даражасидаги жараёнларни моделлаштириш имкониятини беради.
Ушбу дастур Crocodile Clips Ltd томонида 1994 йилдан бери такомиллаштирилиб келинмоқда. Дастурдан масала ечишда, виртуал лаборатория ишларини ва намойиш тажрибаларини ташкиллаштиришда кенг фойдаланса бўлади. Бу дастур таълим тизимида тўғри маънода инқилобий ўзгаришларга олиб келди.Дастур физиканинг барча бўлимлари билан ишлаш, жараёнларни чуқур ўрганиш имкониятини яратади.