KARABÜK ÜNĠVERSĠTESĠ TEKNOLOJĠ FAKÜLTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Transkript

1 KARABÜK ÜNĠVERSĠTESĠ TEKNOLOJĠ FAKÜLTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MTM211 BĠLGĠSAYAR PROGRAMLAMA I DERS NOTLARI ArĢ. Gör. Dr. Emel SOYLU

2 GĠRĠġ Bu dersin amacı öğrenciye yalnızca programlamayı ya da C dilini öğretmek değil, aynı zamanda temel sayısal yöntemleri ve sıralama algoritmaları gibi sıkça kullanılan programlama tekniklerini göstermektedir. Derste daha çok sayısal yöntemler üzerine durulacaktır. Bir programcının program yazabilmesi için yapması gereken çalıģmalar ve bilmesi gereken ön bilgilere ihtiyacı vardır. Çünkü bir problemin bilgisayar ortamında çözülmesi maalesef hazırlıksız olarak ve hızlı bir Ģekilde gerçekleģemez. Her Ģeyden önce programlama bir süreçtir ve programın yazılıp bitmesi ile bitmez çoğunlukla programın yaģadığı süre içerisinde değiģik Ģekillerde devam eder. Bu nedenle program yazılmadan veya problem çözülmeye baģlamadan önce bazı adımları sağlam atmak gerekir. Birçok zaman bu adımlar raporlarla belgelendirilir. Çünkü yazılımın yaģam döngüsü boyunca bu raporlara veya baģlangıç adımlarına ihtiyaç duyulabilir. Bunu sağlayabilmek ve sağlam temelli programlar yazabilmek için mutlaka ön çalıģmalar kâğıt üzerinde gerçekleģtirilir ve elde edilen dönütlere göre program yazılır. Programlama dili, yazılımcının bir bilgisayara ne yapmasını istediğini anlatmasının bir yoludur. Programlama dilleri, yazılımcının bilgisayara hangi veri üzerinde iģlem yapacağını, verinin nasıl depolanıp iletileceğini, hangi koģullarda hangi iģlemlerin yapılacağını tam olarak anlatmasını sağlar. ġu ana kadar 2500 den fazla programlama dili yapılmıģtır. Bunlardan bazıları Pascal, Basic, C,C3, C++, Java, COBOL, Perl, Pyhton, Ada, Fortran, Delphi ve 1C Enterprise dır. Programlama dilleri zaman içerisinde geliģmiģ, değiģmiģ, kaybolmuģ veya yenileri çıkmıģtır. Bu nedenle programlama bilginizi asla bir programlama diline bağlı tutmayın. Eğer programlama mantığınız ve önsezileriniz oldukça iyi geliģmiģse, Algoritmaları kolay kurup algılayabiliyorsanız, çok karmaģık sorunlar üzerinde fikir yürütüp çözüm üretebiliyorsanız bildiğiniz programlama dilinin fazlaca bir önemi kalmamaktadır çünkü çoğunlukla 1-2 hafta gibi bir sürede bir programlama dilini orta düzeyde öğrenebilirsiniz. En doğrusu da tabii ki her derde çözüm olabilecek temel bir programlama dilini çok iyi bir Ģekilde öğrenip her çözüme uyarlayabilmenizdir. Ancak önemli olan programlama mantığını iyi kapmıģ olmanızdır. 1

3 TANIMLAR Bu ders notlarının daha iyi anlaģılabilmesi için Ģu tanım ve kavramların bilinmesinde fayda bulunmaktadır. Bilgisayar Verileri iģleyerek özet bilgiler Ģekline sokabilen, bu veri ve bilgileri yüksek kapasitelerde saklayıp baģka ortamlara iletebilen elektronik cihazlardır. Bu iģlemleri yaparken çok yüksek hızlarda ve bıkmadanusanmadan tekrarlı olarak aynı iģleri yapan bir cihazdır. Ancak tek baģına bir Bilgisayar donanımı bu iģleri gerçekleģtirecek durumda değildir. Bu iģlemler donanım tarafından yapılsa da asıl iģ yazılımlar tarafından gerçekleģtirilmektedir. Ancak yukarıdaki çizimde görülen her bir adımın gerçekleģtiren yazılımdır. Bilgisayar Organizasyonu Bir elektronik bilgisayar yukarı Ģekildeki gibi temel birimlere sahiptir. Bu Ģekilde bir önceki konuda bahsettiğimiz giriģ, çıkıģ iģlemleri, veri iģleme ve veri saklama iģlemleri gerçekleģtirilir. GiriĢ Birimi Bellek Birimi Aritmetik-Mantık Birimi Denetim Birimi ÇıkıĢ Birimi Klavye, fare, mikrofon, kamera vb. cihazlardan biri veya daha fazlasından oluģur. Veri ve komutların bilgisayara yollanmasını sağlar. Veri, komut ve programların saklandığı donanımları temsil eder. Ana bellek çoğunlukla RAM olarak anılır. Yan veya ikincil bellek ise floppy ve sabit diskleri ifade eder ve bilgilerin daha kalıcı saklanmasını sağlayan alanları temsil eder. Bilgisayardaki tüm aritmetik ve mantıksal iģlemlerin yapıldığı birimdir. Tüm iģlemleri yapan ana birimdir. Bilgisayar programının çalıģmasını denetleyen, programda yapılan hesaplamalara göre hangi iģlerin yapılacağına karar veren birimdir. Makine diline çevrilmiģ bir programda komutları teker teker ve sırayla Ana iģlem birimine getirip yorumlar ve sonuçta komutu çalıģtırır. Bilgisayar ortamında oluģan verilerin dıģ ortama verilmesini sağlayan birimlerdir. Ekran, yazıcı gibi birimlerdir. Bir programcı genel olarak bu birimlerin hangilerinin ne iģe yaradığını ve neleri temsil ettiğini bilmelidir. Özellikle aritmetik-mantık iģlem birimi ve denetim birimi bir bilgisayarın beynini oluģturduğu için nasıl davrandığını iyi bilmek zorundadır. 2

4 Problem Bir iģlemin, otomasyonun ya da bilimsel hesaplamanın bilgisayarla çözülmesi fikrinin ortaya çıkmasına problem denir. Bu tip fikirlerde insanların bu sorunları beyinle çözmeleri ya imkânsızdır ya da çok zor ve zaman alıcıdır. Bu tip bir sorunu bilgisayarla çözebilme fikrinin ortaya çıkması bir bilgisayar probleminin ortaya çıkmasına neden olmuģtur. Bazen de bir iģletme veya yönetimin otomasyonunu sağlamak amacı ile bu tip problemler tanımlanır. Problem Çözümü Problemi çözebilmek için öncelikle sorunun çok net olarak programcı tarafından anlaģılmıģ olması gerekir. Tüm ihtiyaçlar ve istekler belirlenmelidir. Gerekiyorsa bu iģlem için birebir görüģmeler planlanmalı ve bu görüģmeler gerçekleģtirilmelidir. Problemin çözümüne iliģkin zihinsel alıģtırmalar yapılır. Bu alıģtırmaların Bilgisayar çözümüne yakın olması hedeflenmelidir. Bir sorunun tabii ki birden fazla çözümü olabilir. Bu durumda bilgisayar ile en uygun çözüm seçilmelidir. Çünkü bazen pratik çözümler bilgisayarlar için uygun olmayabilir. OluĢturulan Çözüm Algoritma dediğimiz adımlarla ifade edilmelidir. Bu algoritmanın daha anlaģılabilir olması için AkıĢ Çizgesi oluģturulmalıdır. Uygun bir programlama dili seçilmeli ve oluģturulan algoritma ve akıģ çizgesi bu programlama dili aracılığı ile bilgisayar ortamına aktarılmalıdır. OluĢturulan program bir takım verilerle ve mümkünse gerçek ortamında test edilir. OluĢabilecek sorunlar ilgili kısımlar tekrar gözden geçirilerek düzeltilir. Bu adımlar defalarca gerçekleģtirilmek zorunda kalınabilir. Program Problem çözümü kısmında anlatılan adımlar uygulandıktan sonra ortaya çıkan ve sorunumuzu bilgisayar ortamında çözen ürüne program denir. Bazı durumlarda bu ürüne yazılım denebilir. Programlama Problem çözümünde anlatılan adımların tümüne birden programlama denilebilir. Ancak gerçekte ilk paragrafta anlatılan kısım çoğunlukla sistem analizi veya sistem çözümleme olarak anlatılır. Diğer adımlar programlama diye tanımlanabilir. Ancak son paragrafta anlatılan adıma kısaca test aģaması 3

5 da denir. Çoğunlukla çok iyi tanımlanmıģ bir sorunun çözümüne dair adımlar ile çözümün oluģturulup bunun bir programlama dili ile bilgisayar ortamına aktarılması programlama diye adlandırılabilir. Algoritma Bir sorunu çözebilmek için gerekli olan sıralı mantıksal adımların tümüne denir. Doğal dille yazılabileceği için fazlaca formal değildir. Bir algoritma için aģağıdaki ifadelerin mutlaka doğrulanması gereklidir. Her adım son derece belirleyici olmalıdır. Hiç bir Ģey Ģansa bağlı olmamalıdır. Belirli bir sayıda adım sonunda algoritma sonlanmalıdır. Algoritmalar karģılaģılabilecek tüm ihtimalleri ele alabilecek kadar genel olmalıdır. Bir problemi bilgisayar ile çözmek için geliģtireceğimiz programın yazımında izleyeceğimiz adımlar: Problemin ne olduğunu kavra. Çözüm için gereksinimleri belirle. Problemin girdilerini, çıktılarını ve diğer kısıtlama ve gereksinimleri belirle ( bilgilerin giriģ ve çıkıģ biçimlerinin nasıl olacağına kadar). Problemin çözümünü veren algoritmayı yaz. Algoritmayı bir programla dili ile yaz. Programın doğru çalıģıp çalıģmadığını test et. Bu testi değiģik veriler (girdiler) için tekrarla. AkıĢ Çizelgesi Bir algoritmanın daha görsel gösterimidir. Çizgiler, dörtgen, daire vb. geometrik Ģekillerle algoritmanın gösterilmesini sağlar. Doğal dille yazılmadığı için daha formal olduğu düģünülebilir. Programlama Dili 4

6 Bir problemin algoritmik çözümünün bilgisayara anlatılmasını sağlayan, son derece sıkı-sıkıya kuralları bulunan kurallar dizisidir. Derleyici Bir programlama dili ile bilgisayara aktarılan programın bilgisayarın anlayabileceği makine diline çevirmeyi sağlayan ve yazılan programda söz dizim hatalarının olup olmadığını bulan olup olmadığını bulan yazılımlardır. Her programlama dili için bir derleyici olması gerekmektedir. Yorumlayıcı Derleyici gibi çalıģan ancak yazılmıģ programları o anda Makine diline çeviren yazılımlardır. Bu tür bir yazılımda programın makine dili ile oluģturulmuģ kısmı bilgisayarda tutulmaz. Programın her çalıģtırılmasında her adım için makine dili karģılıkları oluģturulur ve çalıģtırılır. YAZILIM GELĠġTĠRME Yazılım geliģtirilirken bir programcı ve yazılım gurubunun takip edeceği adımlar Ģu Ģekildedir. Bu çizgeden anlaģılacağı gibi adımlardan birinde bir sorunla karģılaģılırsa bu sorunu çözebilmek için bir önceki adıma geri dönmek gerekecektir. Bu geri dönüģ bazen bir kaç adım olabilir. Sistem Analizi : Sorunun çözülebilmesi için tamamen anlaģılmasını sağlayan çalıģmalardır. Tasarım : Ġsteklerle ilgili olarak belirlenen bir takım çözümlerin tanımlanmasıdır. Programlama Stili : Her yiğidin yoğurt yiyiģi farklıdır. Aynı Ģekilde her programcı programındaki mantığı farklı kurar bu her programcının kendine özgün bir stili var anlamına gelir. Ancak bunun yanında Her programcının programın sağlığı bakımından dikkat etmesi gereken Ģeyler vardır. Örneğin 5

7 kodlar açık olmalıdır. Kullanılan değiģkenler kullanıldıkları amacı anlatır tarzda isimlendirilmelidir. Program içi dokümantasyona mutlaka önem verilmelidir. Algoritma : Çözümün adımlarla ifade edilmesidir. AkıĢ Çizgesi : Algoritmanın Ģekillerle ifade edilmesidir. Programlama Dili Seçimi : Çözümün netleģmesinden sonra yapılacak iģlemleri kolay bir Ģekilde bilgisayar ortamına aktaracak dilin seçilmesidir. Önemli olan bu dilin özelliklerinin programcı tarafından iyi bilinmesidir. Programın Yazılması : Seçilen programlama dilinin kuralları kullanılarak program yazılmaya baģlanır. bu amaçla çoğunlukla sade bir metin editörü kullanılır. Bazı durumlarda Syntax highlighting denilen bir özelliğe sahip olan daha akıllı editörler de kullanılabilir. Bazen de editör ile programlama dilinin derleyicisinin, bağlayıcısının hatta hata ayıklayıcısının iç içe bulunduğu IDE (Integrated Development Environment) denilen türde derleyiciler kullanılır. Derleme : Programlama dili ile yazılmıģ programın yazım hatalarının olup olmadığının kontrol edilmesini ve ara kod olarak Obje kodun üretilmesini sağlama adımıdır. Bağlama : DerlenmiĢ ara kod diğer kütüphane ve parça programlarla birleģtirilerek makine dilinde programın oluģturulması adımıdır. Ancak bazı IDE ortamlarda ve derleyicilerde derleme ve bağlama bir bütündür ve beraberce halledilirler. Programcının ayrıca bir bağlama iģlemi yapması gerekmez iģlemi yapması gerekmez. ÇalıĢtırma : OluĢturulan makine dili programının çalıģtırılması adımıdır. Yukarıdaki adımların hepsi yolunda gittiyse program sorunsuz olarak çalıģabilmelidir. Test : Programın mantıksal olarak test edilmesini sağlar ve içerik olarak her ihtimal için doğru sonuçlar üretip üretmediğini kontrol etmenizi sağlar. YaĢam Döngüsünün Sağlanması : Yukarıdaki akıģ çizgesi dikkat edilirse aslında bir döngüdür. Hatta test aģamasında sorun çıkmazsa bile sorunun tanımında yani ihtiyaçlarda bazı değiģiklikler olursa adımlar baģtan aģağı tekrar incelenmek zorunda kalınır. Bu çizgeye bir yazılımımın yaģam döngüsü de denilebilir. Bu çizimde yazılımın bakım süreci göz önüne alınmamıģtır. HATA YAKALAMA VE AYIKLAMA 6

8 Bir programın bilgisayar baģında geçen geliģtirme süreci yukarıdaki gibidir. Bu çizimde kırmızı-turuncu renkle gösterilen kısımlar hata durumlarını göstermektedir. Syntax Error: Yazılan programda programlama dili kurallarına aykırı bir takım ifadelerden dolayı karģılaģılabilecek hatalardır. Düzeltilmesi son derece basit hatalardır. Hatanın bulunduğu satır derleyici tarafından rapor edilir. Hatta bazı derleyiciler hatanın ne olduğunu ve nasıl düzeltilmesi gerektiğini dahi bildirebilirler. Bazen Syntax Error tipi hataları Bağlama zamanında da ortaya çıkabilir. Eğer bir derlemede Syntax Error alındı ise obje kod üretilememiģtir demektir. Soru: Bir Derleyici hatanın nasıl düzeltileceğini bildirebildiğine göre kendisi niçin düzeltmemektedir? Run-time Error: Programın çalıģtırılması sırasında karģılaģılan hatalardır. Programcının ele almadığı bir takım aykırı durumlar ortaya çıktığında programın iģletim sistemi tarafından kesilmesi ile ortaya çıkar. Bu tip hatalarda hata mesajı çoğunlukla çalıģan iģletim sisteminin dili ile verilir. Eğer bu tip hataları kullanıcı ele almıģsa, program programcının vereceği mesajlarla ve uygun Ģekilde sonlandırılabilir. Bu tip hataların nerelerde ve hangi Ģartlarda ortaya çıkabileceğini bazen kestirmek zor olabilir. Çoğunlukla iģletim sistemi ve donanım kaynakları ile ilgili sorunlarda bu tip hatalar ortaya çıkar demiģtik. Örneğin olamayan bir dosya açmaya çalıģmak, var olan bir dosyanın üzerine yazmaya çalıģmak, olmayan bir bellek kaynağından bellek ayırtmaya çalıģmak, olmayan bir donanıma ulaģmaya çalıģmak vs. vs. vs. Logical Error: KarĢılaĢabileceğiniz en tehlikeli hatadır. Programlama mantığında bir takım Ģeylerin yanlıģ düģünülmesinden kaynaklanır. Hata test aģamasında ortaya çıkar. Hesaplanması gereken veya bulunması gereken değerlerin eksik veya yanlıģ hesaplanması ile tespit edilir. Bu sorunun giderilebilmesi için Tasarım hatta çözümleme aģamasına geri dönülmesi gerekebilir. Bazen bu hatanın nereden kaynaklandığını bulabilmek çok zor olmaktadır. Bug: Logical Error diyebileceğimiz Mantıksal hatalara verilen adlar bug yani böcek diye de tanımlanmıģ olabilir. Bu tip hatalar eğer çok net değil ve zamanla ortaya çıkabiliyor ise veya nedeni çok net olarak anlaģılamamıģsa bug diye adlandırılır. Gerek serbest yazılım gerek ticari yazılımların tümünde bug dediğimiz mantıksal hatalar bulunur. Çünkü hatasız program yazabilmek çok zordur. Ġlk seferde yazılan bir programın tamamen hatasız olmasını beklemek son derece hatalıdır. Günümüzde en meģhur yazılım firmaları bile yazılımlarında bug olduğunu kabul eder ve zaman zaman bu bugları giderebilmek için ya yazılımlarına yama yazılımı üretirler ya da o yazılımın yeni bir versiyonunu piyasaya sürerler. Debug: Mantıksal hataları giderebilmek ve yazılımdaki bug'ları bulabilmek için yapılan iģlemin adıdır. Genellikle yazılan programın adım adım ve denetim altında çalıģtırılmasıdır. Programın her adımında ilgili değiģkenlerin hangi değere sahip olduğunu görmeyi sağlar ve anormal bir durumu daha kolay izleyip bulmanızı sağlar. Bu iģlemi gerçekleģtirebilmek için bazı IDE ortamlarında debugger dediğimiz yardımcı komut veya yaz ALGORĠTMALAR Bir bilgisayar programı aslında sıra düzensel olarak tanımlanmıģ bir dizi komuttan baģka bir Ģey değildir. Bu açıdan bizim yazmaya çalıģacağımız programda bir dizi komut yani eylem topluluğudur. Her programda bu eylemler yazıldıkları sırada gerçekleģtirilir veya çalıģtırılırlar. Aslında bizim günlük hayattaki yaģantı tarzımız dahi düzenli olarak bir takım iģlemlerin sıra ile yapılması Ģeklindedir. Yani bir iģ yapabilmek için bir takım alt iģ veya olayları peģ peģe gerçekleģtiririz. Algoritmanın tanımını daha önce vermiģtik burada bu tanımı tekrar etmek faydalı olacaktır. Bir sorunu çözebilmek için gerekli olan sıralı mantıksal adımların tümüne algoritma denir. Bir algoritmadan beklenen bir takım özellikler olduğunu da yine daha önceki tanımlar bölümünde bahsetmiģtik. Biz Ģimdi mümkün olduğu kadar bu tanım ve özelliklerden yola çıkarak örneklerle bir kaç algoritma vermeye çalıģacağız. Öncelikle bir ev hanımının pasta yapmak istediğini varsayalım. Bu pastanın yapılabilmesi için gerekli bir takım iģlemler ve alt adımlar bellidir. bir ev hanımı da sıra ile bu adımları uygulayarak bu pastayı yapar. ġöyle ki: 7

9 1. Pastanın yapımı için gerekli malzemeleri hazırla 2. Yağı bir kaba koy 3. ġekeri aynı kaba yağın üzerine koy 4. Yağ ve Ģekeri çırp 5. KarıĢımın üzerine yumurtayı kır 6. Tekrar çırp 7. Kıvama geldi mi diye kontrol et 8. a. Kıvamlı ise 9. adıma devam et b. Değilse 6. adıma dön. 9. KarıĢıma un koy 10.KarıĢıma vanilya, kabartma tozu vb. koy 11.KarıĢımı Kıvama gelinceye kadar çırp 12.Pastayı Kek kalıbına koy 13.Yeteri kadar ısınan fırına pastayı koy 14.PiĢtimi diye kontrol et 15. a. PiĢmiĢ ise 16. adıma devam et b. Değilse 14. adıma dön 16.Keki fırından çıkart 17.Fırını kapat 18.Kekin kapağını kapat 19.Kekin soğumasını bekle 20.Keki servis edebilirsin. Bu algoritma günlük hayattan bir örnek. Gerçekte biz her iģimizi algoritmik olarak yaparız ancak bunu farkına varmayız. Yukarıdaki algoritmayı inceleyecek olursak bir kekin yapılması için gerekli tüm adımlar sıra ile yer almıģ durumda. Gerçi algoritma anlatacağımız konuların daha iyi anlaģılabilmesi için biraz farklı ele alınmıģtır ama gerçek bir Pasta yapım aģamasını içerir. Bu algoritma ve diğer tüm algoritmalar için bilmemiz gereken bazı konular bulunmaktadır: Her adım son derece belirleyici olmalıdır. Hiç bir Ģey Ģansa bağlı olmamalıdır. Belirli bir sayıda adım sonunda algoritma sonlanmalıdır. Algoritmalar karģılaģılabilecek tüm ihtimalleri ele alabilecek kadar genel olmalıdır. Algoritmada algoritmanın genel iģleyiģini etkileyebilecek hiç bir belirsizlik olmamalıdır. (Bu örnekte öyle bir belirsizlik var. Bir fırının yeteri kadar ısına bilmesi hangi koģula bağlıdır, bu fırın ne zaman açılmıģ olmalıdır ve kaç dereceye ayarlanmıģ olmalıdır gibi...) Algoritmada bazı adımlar yer değiģtirebilir. Ancak birçok adımın kesinlikle yer değiģtiremeyeceğini bilmeliyiz. YanlıĢ sıradaki adımlar algoritmanın yanlıģ çalıģmasına neden olacaktır. (9 ve 10. adım değiģtirilebilir adımlar yer adımlar yer değiģtirebilir.) Ancak adımlar kesinlikle yer değiģtiremezler. Peki Bilgisayarda çözülecek bir sorunu nasıl algoritma ile ifade ederiz? Bunun için öncelikle bir sorun tanımlayalım. BaĢlangıç ta basit olması için Ģöyle bir problem üzerinde düģünelim: Bilgisayara verilecek iki sayıyı toplayıp sonucu ekrana yazacak bir program için algoritma geliģtirmek isteyelim. Sorun son derece basit ancak sistem tasarımının net yapılabilmesi için sorun hakkında anlaģılamayan tüm belirsiz noktalar açıklığa kavuģturulmalıdır. Örneğin sayılar bilgisayara nereden verilecek, Klavye, Dosya veya belki baģka bir ortam. Bu ve buna benzer soru ve tereddütleriniz varsa sorun sahibine bunları sormalı ve sistem analizi yapmalısınız. Sonra bulacağımız çözümü algoritma haline dönüģtürebiliriz. 1. BAġLA 2. A sayısını oku 3. B sayısını oku 4. TOPLAM=A + B iģlemini yap 5. TOPLAM değerini ekrana yaz 6. SON Biraz daha karmaģık bir sorun Ģöyle olsun: Klavyeden girilecek iki sayıdan büyük olanından küçük olanını çıkarıp sonucu ekrana yazacak program için bir algoritma geliģtiriniz. A. BAġLA B. A sayısını oku 8

10 C. B sayısını oku D. Eğer A büyüktür B SONUC=A-B Değilse SONUC=B-A E. SONUC değerini ekrana yaz F. SON Gerçekte bir algoritma genellikle üç ana bölümden oluģur. Bunlar : - Algoritmanın giriģ ve ilk iģlemlerinin yapıldığı bölüm - Döngüsel bir bölümün olduğu kesim. Bu bölüm iterasyonlarla bir iģlemin sürekli tekrar edilerek sonuca ulaģmayı sağlayan bölümdür. - Son iģlemlerin yapıldığı bölümdür. Bu bölüm elde edilen sonuçların ekrana yazılmasını sağlayan bölümdür. Örneğin birden Klavyeden girilen bir n değerine kadar sayıları toplayan ve sonucu ekrana yazan bir algoritmayı geliģtirelim. 1. BAġLA 2. N OKU 3. T=0 4. X=1 5. T=T+X 6. X=X+1 7. EĞER X<=N ĠSE 5. ADIMA GĠT 8. T YAZ Bu algoritmalar oldukça basit algoritmalar olup algoritma kavramının yerleģmesini sağlayan örneklerdir. AKIġ ÇĠZGELERĠ Bir algoritmanın Ģekillerle görsel gösterimidir. Dikkat edildiyse algoritma doğal dille yazıldığı için herkes tarafından anlaģılamayabilir ya da istenmese de baģka anlamlar çıkarılabilir. Ancak akıģ çizgelerinde her bir Ģekil standart bir anlam taģıdığı için farklı yorumlanıp anlaģılamaması mümkün değildir. Bir algoritmanın ifade edilebilmesi için kullanılan Ģekiller ve anlamları Ģunlardır: 9

11 10

12 Bu Ģekiller kullanılarak algoritma ile oluģturulan çözümler akıģ çizgelerine çevrilir. Bu Ģekiller herkes tarafından anlaģılabilir ve doğru olarak yorumlanabilir bir özellik arz ederler. 11

13 ARĠTMETĠK VE MANTIKSAL ĠFADELER Bir takım iģlemlerin yapılabilmesi için aritmetik iģlemlerin nasıl tanımlandığını bilmeniz gerekecek. Program akıģının doğru bir Ģekilde sağlanabilmesi için bazı yerlerde karar verilmesi gereklidir. Bu kararların verilmesini sağlayacak Mantıksal ifadeler bilgisayarlar tarafından yapılabilmelidir. Aritmetik Ġfadeler Bir programın istenilen iģleri yerine getirebilmesi için hesap yapabilmesi ve bu hesaplar sonucunda elde edilen değerleri saklayabilmesi gerekmektedir. Genel olarak tüm programlama dillerinde aritmetik iģlemler Ģu Ģekilde tanımlanmıģtır: Değer DeğiĢken aritmetik operatör Değer DeğiĢken 12

14 Bu tip bir gösterimde Değer denilen kesim sabit bir değeri temsil eder. DeğiĢken ise içerisinde her an farklı bir değer tutabilecek bir tanım ifade eder. Aritmetik Operatör ise aritmetik iģlemin özünü oluģturan bir iģleçtir. Aritmetik Operatör Kısaca dört iģlem olarak da ifade edebileceğimiz iģleçlerdir. Çoğunlukla dört tanedirler ve cebirde kullanılan öncelikleri aynı Ģekilde kullanırlar. * Çarpma iģlemini gösteren iģleçtir. Bölme ile eģ önceliklidir. / Bölme iģlemini gösteren iģleçtir. Çarpma ile eģ önceliklidir. + Toplama iģlemini gösteren iģleçtir. Çıkarma ile eģ önceliklidir. - Çıkarma iģlemini gösteren iģleçtir. Toplama ile eģ önceliklidir. Temel olarak bu iģleçler her programlama dilinde bulunur. Öncelikleri yukarıdaki sırada olduğu gibidir. EĢ öncelikli aritmetik ifadeler bulunursa bu ifadelerde iģlem soldan sağa doğru yapılır. Bu iģlem önceliklerini değiģtirmek için her programlama dilinde "(", ")" (Parantez aç-kapa) ifadelerini bulabilirsiniz. Bunlardan hariç olarak bazen üz alma operatörlerinden bahsedilebilir. bazen de mod operatörü ve tam bölme operatörü gibi değiģik ve standart olmayan operatörler yar alabiliyor. Aritmetik Operand Aritmetik ifadelerde iģleme giren tarafların her birine aritmetik operand yani aritmetik iģlenen denir. Yukarıdaki tanımda Değer DeğiĢken ikilisinin her biri iģlenen yani operand tanımını sağlar. Bir aritmetik ifade de bir çift operand ve bir operatör minimum olması gereken ifadelerdir. Ancak daha fazla aritmetik iģlenen ve iģleç olabilecektir. Örneğin A * B + (12 + B) iģlemi de bir aritmetik ifadedir. Değer Aktarma deyimi Genellikle bir aritmetik ifade ile hesaplanan değer baģka bir değiģkene aktarılır. Bu iģlem çoğunlukla "=" sembolü ile gerçekleģtirilir. Ancak baģka bir komut, sembol veya ifade ile de bu değer aktarılması yapılabilir. Mantıksal ifadeler Bir değerin baģka bir değer ile karģılaģtırılması sonucu doğru veya yanlıģ sonuç elde edebilen ifadelerdir. Mantıksal operatörler ve karģılaģtırma operatörlerinin değiģik alternatiflerle bir araya gelmesinden oluģur ve Ģu Ģekilde ifade edilir: Değer DeğiĢken Aritmetik ifade KarĢılaĢtırma Operatörü Değer DeğiĢken Aritmetik ifade KarĢılaĢtırma Değimi Mantıksal operatör KarĢılaĢtırma Değimi KarĢılaĢtırma Operatörü Ġki değer veya aritmetik ifadeyi bir biriyle karģılaģtırmayı sağlayan sembollerdir. = Ġki değerin eģit olup olmadığı karģılaģtıran iģleçtir. >, >= Ġki değerden soldakinin sağdakine oranla büyük olup olmadığını veya büyük eģit olup olmadığı kontrol eden operatördür. <, <= Ġki değerden soldakinin sağdakine oranla küçük olup olmadığını veya küçük eģit olup olmadığı kontrol eden operatördür. <> Ġki değerin farklı olup olmadığını karģılaģtırılan iģleçtir. A>=8 ifadesi a değiģkeni içindeki değeri 8 den büyük mü diye karģılaģtırır. A<>12 ifadesi a değiģkeni içindeki değer 12 den farklı mı diye karģılaģtırır. Mantıksal Operatör 13

15 Birden fazla mantıksal karģılaģtırma deyiminin birleģtirilmesini sağlayan iģleçlerdir. VE, VEYA gibi ifadelerdir. Bu operatörler mantıksal ifadelerden iki veya daha fazlasının mantıksal doğruluk tablolarına göre birleģtirilmesini sağlar. VEYA için doğruluk tablosu VE için doğruluk tablosu P Q P BAYA Q D D D D Y D Y D D Y Y Y P Q P VE Q D D D D Y Y Y D Y Y Y Y Son mantıksal operatör DEĞĠL operatörü olup tek iģlenen alır ve aldığı iģlenenin mantıksal değilini alır. Yani doğru olan değeri yanlıģa yanlıģ olan değeri doğruya çevirir. P D Y DEĞĠL(P) Y D Örneğin bir değiģken içindeki değerin 1 ile 10 arasında olup olmadığını kontrol eden ifade Ģu Ģekildedir: (A>=1 VE A<=10). Bu tür ifadeler yazılırken dikkat edilmelidir örneğin (A>=1 VE A<=10) yerine yanlıģlıkla (A>=1 VEYA A<=10) yazılması her zaman doğru sonuç üretecektir. Yada (A=3 VE A=8) gibi bir ifade de asla doğru olamayacaktır. DEĞĠġKEN VE DĠZĠ TANIMLAMA Bilgisayarda yapılacak hesaplar sonucu elde edilecek değerleri ve dıģarıdan bilgisayara girilecek değerler değiģkenlerde tutulur. DeğiĢkenler içlerinde tuttukları değerlerin türlerine göre sınıflandırılır. Bu değiģkenler bazen basit Ģekilde olmaz kayıt yapısında ya da dizi yapısında olabilirler. Sabit Programın her yerinde aynı değeri ifade eden değerlerdir. DeğiĢkenlerde olduğu gibi sabitler de tür kavramına sahiptir. YazılıĢ tarzına bakarak sabitin türünü anlamak mümkündür. Tam Sayı Sabitleri Sadece rakamlardan oluģan ifadelerdir. Bu tip sayıların içerisinde sadece rakam ve gerekiyorsa iģaret sembolü olabilir. Aritmetik iģlemlere girebilirler. (12, 1233, gibi) Kesirli Sayı Sabitleri Rakam ve ondalık ayıracı olarak. (nokta) sembolü kullanılabilir. Ayrıca iģaret sembolü olarak (-) kullanılabilir. Aritmetik iģlemlere girebilirler. (3.14, gibi) Dizgi Sabitleri Tırnak içerisinde yazılan her ifade dizgi sabiti olarak algılanır. Programlama dillerinde farklı tırnak sembolleri kullanılabilir. Çoğunlukla " sembolü tercih edilir. Aritmetik iģlemlere giremez. ('Malatya', "Merhaba", "Dünya", "12322" gibi). DeğiĢken Her seferinde farklı değerler içerebilen yapıdır. Programlarda değiģkenleri kutu olarak sembolize ederek çözümlemek mümkündür. DeğiĢkenler de sabitlerde olduğu gibi türlere sahiptir. Sabitlerdeki türler aynen geçerlidir. 14

16 Dizi Bazı durumlarda kullanım amacı aynı olan birden fazla hatta oldukça fazla sayıda değiģkene ihtiyaç bulunur. Bu tip bir durumda bu değiģkenler tek tek tanımlanmak yerine bir ad altında indisle tanımlanırlar. bu tanıma dizi denir. Bazı sorunların çözümü için bu tanımlar zorunludur. Mesela 1000 sayıyı sıralamak için basit değiģken tanımlama iģlemi baģarısız olacaktır. Veya bir sınıf listesinin tümünü bilgisayarda tutmak isterseniz basit değiģkenler uygun değildir. Çoğunlukla bu tip bir tanımda dizinin bir adı vardır. EriĢmek istediğiniz dizinin eleman indis değeri ile bu dizi içerisinde istediğiniz elemana ulaģabilirsiniz. A dizisi A(1) A(2) A(3) A(4) A(5) A(6) A(7) A(8) A(9) A(10) Bir dizi bu Ģekilde düģünülebilir. Her bir eleman yukarıdaki gibi isimlendirilir. Bunun bize sağlayacağı avantaj indis değerlerinin değiģkenlerle ifade edilebilmesinde yatmaktadır. Yani tek bir satır komut ile tüm dizi elemanları mesela ekranda yazdırılabilir. ALGORĠTMA ÇALIġTIRMA Bazen Bir takım algoritmaların ne iģe yaradığını anlamak veya algoritmanın doğru çalıģıp çalıģmadığını test etmek için algoritmayı çalıģtırmak gereklidir. Algoritmayı çalıģtırmak demek algoritmanın adımlarını sıra ile uygulamak, oluģan değiģken değerlerini bir tablo üzerinde göstermek demektir. 1. BAġLA 2. A OKU 3. B OKU 4. C OKU 5. TOP=0 6. SAY=A 7. TOP = TOP+SAY 8. SAY=SAY+C 9. EĞER SAY<=B ĠSE 7. ADIMA GĠT 10.TOP YAZ 11.SON ġeklinde verilmiģ bir algoritmamız olsun. Bu algoritma için A 3, B 12 ve C 2 değerleri girilince SAY ve TOP değiģkenlerinde hangi değerlerin oluģacağını algoritmayı adımlayarak gösterelim. DeğiĢkenlerin Her birinin Değeri Açıklama A B C TOP SAY adıma kadar programın ilk çalıģtırılıģında değiģkenlerin elde ettiği değer ve 8. adımların çalıģtırılmasından sonraki değerler ve 8. değerler tekrar çalıģtırılıyor <=12 olduğu için 7. ve 8. tekrar çalıģtırılıyor <=12 olduğu için 7. ve 8. tekrar çalıģtırılıyor <=12 olmadığı için algoritma 10. satırdan çalıģmaya devam edecektir. Ve 10. satırdaki ifadeden dolayı ekrana 35 değeri yazılacaktır. 15

17 SAYI SĠSTEMLERĠ Bir Bilgisayar sisteminde tüm bilgi kayıtları ve iģlemleri elektriksel devreler üzerinden gerçekleģtiği için tek bilinen gerçek elektrik akımının varlığı veya yokluğudur. Bu da matematiksel ve mantıksal olarak ikili sayı sistemine karģılık gelir. Çoğunlukla ikili sayı sistemindeki 0 değeri elektrik olmadığını 1 değeri ise bir elektriksel gerilimin olduğunu anlatır. Bu iki sayısal değer (0 ile 1) ikili sayı sisteminin rakamlarıdır. Ve bilgisayarda oluģan tüm değer ve sonuçlar gerçekte bu rakamlar ile anlatılabilirler. Ancak bizim bu sayısal değerleri anlamamız zor olduğu için sayısal olarak onluk sayı sistemini kullanırız. Tabandan Tabana Çevrim Böyle olunca sayıların gerektiği durumlarda tabandan tabana çevrilebilmesi gereklidir. Ġlköğrenim düzeyinde görmüģ olabileceğiniz yöntemlere burada bir değinmekte fayda bulunmaktadır. Bu rakamların her biri bilgisayar da bit denilen alanlarda tutulmaktadır. Ġkili Sayı isteminden onlu sayı sistemine çevrim Elimizdeki ikili sayının en sağındaki basamak sıfırıncı basamak olmak kaydıyla tüm basamaklarımız sola doğru numaralandırılır. Sonra her basamaktaki sayısal değeri 2 basamak değeri ile çarpar ve bulunan tüm değerleri toplarız =1* * * * * * * *2 7 = =155 Onlu Sayı isteminden ikili sayı sistemine çevrim Eldeki onlu sayı sürekli 2 değerine bölünerek iģlem yapılır. Bölme iģlemi en son bölümün 0 olduğu noktaya kadar devam eder. Elde edilen bölme tablosunda en son kalanlar sondan baģa doğru yan yana yazılır ve sayının ikilik tabandaki karģılığı bulunmuģ olur. Örneğin elimizde 156 gibi sayısal bir değer olsun. ĠġLEM BÖLÜM KALAN 155/ / / / / /

18 2/ /2 0 1 Sonuç Kalan sütunundaki değerlerin aģağıdan yukarı dizilmesi ile olarak elde edilir. Diğer Sayı Sistemleri 0..X Ģeklinde bir dizi rakama sahip olan sayı sistemleri X+1 li sayı sistemi olarak anılır. Örneğin 0..7 arasında rakamlarla ifade edilen sayı sistemi 8 li sayı sistemidir. Bunun gibi bir programcının bilmesi gerekebilecek 16 li sayı sistemi vardır. Bu sistemde sayılar 0..9 a kadar gider ve sonrasında A,B,C,D,E,F gibi rakamları da 10,11,12,13,14,15 gibi değerleri ifade etmek için kullanılır. Bu sayı sistemleri haricinde 3 lü, 5 li vb sistemler bulunabilir/bulunur. Ancak bir bilgisayar programcısı ikili, sekizli, onlu, onaltılık sistemleri kullanır ve bu sistemlerden haberdardır. VERĠ ĠġLEME Bilgisayarımızda anlatmak, görmek, duymak istediğimiz her bilgi veya medya bilgisayar ortamında sayısal olarak saklanır. Bunların üzerinde yapacağınız iģlemlerin çoğu da aslında matematiksel veya mantıksal iģlemlerdir. Örneğin bir çizim bilgisayarda nokta nokta saklanır. Ġki boyutlu bir düzlem üzerinde (0,0) koordinatındaki noktanın rengi sayısal olarak verilir. Örneğin bu değer 0 ise renk siyah ise renk beyazdır. Bu sayısal değeri değiģtirerek (0,0) koordinatındaki noktanın rengini değiģtirmiģ olursunuz. Aynen bu Ģekilde tüm bilgiler bilgisayar ortamında uygun sayısal veriler Ģeklinde tutulur. Yapılacak iģlemler bu verilerin üzerinde matematiksel ya da mantıksal yollarla yapılan iģlemlerdir. Bir resmin büyütülüp küçültülmesi resimlerin üzerine efekt eklenmesi, seslere efektlerin eklenmesi, video görüntülerinde istenilen ekleme ve çıkarmaların yapılması, bir nesnenin üç boyutlu görüntüsünün elde edilip hareket kazandırılması gibi onlarca konu veri iģleme esaslarına dayanan hesaplamalarla elde edilir. Bu tip kavramların her biri için internet ten algoritma vb. aratılıp kullanılabilir. ALGORĠTMA ÖRNEKLERĠ VE SORULAR 17

19 Klavyeden girilecek X değerinden N değerine kadar tüm doğal sayıları listeleyen algoritmayı geliģtiriniz. Çözüm: X değiģkeni ve N değiģkeni klavyeden girilecek olup X den N e kadar elde edilecek her bir değer ekrana yazılacaktır. 1. X OKU 2. N OKU 3. X YAZ 4. X=X+1 5. EĞER X<=N ĠSE 3. ADIMA GĠT 6. SON Klavyeden girilecek bir N değerine kadar fibonecci dizisini bulan algoritmayı geliģtiriniz. Fibonecci dizisi 1 1 değerleri ile baģlar ve yeni değer kendinden öndeki iki değerin toplamı olarak bulunur. ( ) Çözüm: Fibonacci dizisi a,b,c Ģeklinde 3 değiģken ile hesaplanabilecek bir dizidir. Çünkü sürekli a ile b toplanarak c üretilir ve sonra bu a, b, c değiģkenleri kaydırılır. 7. N OKU 8. A=1 9. B=1 10.A,B YAZ 11.C=A+B 12.EĞER C>N ĠSE 11. GĠT 13.C YAZ 14.A=B 15.B=C ADIMA GĠT 17.SON Klavyeden girilen bir sayının tüm tam bölenlerini bulup listeleyen (Ekrana yazan) bir algoritma geliģtiriniz. Çözüm: Bu örneği çözebilmek için böleni kalma operatörünün varlığını kabul edeceğiz. Bu amaçla Cdilinde de kullanılan % operatörünü kalanı bulma operatörü olarak kullanacağız. 18.N OKU 19.X=1 20.EĞER N%X=0 ĠSE X YAZ 21.X=X+1 22.EĞER X<=N ĠSE 3. ADIMA GĠT 23.SON Klavyeden girilen üç sayıdan büyüklük sıralamasına göre ortadakini bulup ekrana yazan program için algoritma yazınız. Çözüm: Bu algoritma üç sayının klasik yollarla sıralanmasını ya da büyüklük sıralamasının bulunmasının ne denli zor olduğunu anlatmaya çalıģan bir örektir. 24.A, B, C OKU 25.EĞER A>B VE B>C ĠSE B YAZ 26.EĞER C>B VE B>A ĠSE B YAZ 27.EĞER B>A VE A>C ĠSE A YAZ 28.EĞER C>A VE A>B ĠSE A YAZ 29.EĞER A>C VE C>B ĠSE C YAZ 30.EĞER B>C VE C>A ĠSE C YAZ 31.SON 18

20 Klavyeden girilen A ve B gibi iki sayının bölme iģlemi kullanmadan sadece toplama ve çıkarma kullanarak kalanlı bölme yapan algoritmayı yazınız. Çözüm: Bu örnek çok eski iģlemcilerde çarpma iģleminin tanımlı olmadığı durumlar için çarpma ya da bölme yapmak amacıyla kullanılan algoritma olarak karģımıza çıkmıģtır. Ġlk okulda da fasulye hesabına dayanarak çarpmayı öğrendiğimiz yılları hatırlamamızı sağlayabilir. 32.A,B OKU 33.BOLUM=0 34.KALAN=0 35.EĞER A<B ĠSE KALAN=A, 8. ADIMA GĠT 36.A=A-B 37.BOLUM=BOLUM ADIMA GĠT 39.BOLUM, KALAN YAZ Klavyeden girilen A ve B gibi iki sayıyı, çarpma iģlemi kullanmadan sadece toplama ve çıkarma kullanarak çarpıp sonucu ekrana yazan algoritmayı yazınız. Çözüm: 40.A, B OKU 41.SAY=0 42.TOPLA=0 43.EĞER SAY>=B ĠSE 8. ADIMA GĠT 44.TOPLA=TOPLA+A 45.SAY=SAY ADIMA GĠT 47.TOPLA YAZ Sıfır 0 girilinceye kadar klavyeden okutulan değerlerin ortalamasını hesaplayıp ekrana yazan algoritmayı geliģtiriniz Çözüm: Bu örnekte bir toplam değerini tutabilecek bir de sayıları sayabilecek iki değiģkene ihtiyaç vardır. Klavyeden girilen her değer sıfır ile karģılaģtırılacak değilse iģleme devam edilecektir. Sıfır ise ortalama hesaplanıp ekrana yazılacaktır. 48.T=0 49.SAY=0 50.X OKU 51.EĞER X=0 ĠSE 8. ADIMA GĠT 52.T=T+X 53.SAY=SAY+X ADIMA GĠT 55.ORT=T / SAY 56.ORT YAZ Klavyeden girilecek 20 sayının tek olanlarını ayrı çift olanlarını ayrı toplayıp sonuçları ekrana yazan algoritmayı geliģtiriniz Çözüm: Bu algoritmada yine % operatörünün kalanı bulan operatör olarak kullanılacağını varsayıyoruz. Çünkü bu algoritmada bir sayının çift mi tek mi olduğunu anlamak ancak ve ancak o sayının ikiye bölümünden kalanın 1 mi 0 mı olduğuna bağlıdır 57.CIFT=0 58.TEK=0 59.SAY=0 19

21 60.X OKU 61.SAY=SAY+1 62.EĞER X%2=0 ĠSE CIFT=CIFT+X DEĞĠLSE TEK=TEK+X 63.SAY=SAY+1 64.EĞER SAY<20 ISE 4. ADIMA GĠT 65.TEK, CIFT YAZ Bir n değeri için geliģtiriniz. f( x ) n x x Ģeklindeki fonksiyonun değerini hesaplayıp ekrana yazan algoritmayı Çözüm: Bu algoritma oldukça basit bir Ģekle sahip olup benzer Ģekildeki tüm fonksiyonları küçük değiģikliklerle rahatça hesaplayabilecek bir algoritmadır. Sadece 4. adımı değiģtirerek oldukça fazla sayıda algoritma veya sorun türetilebilir. 66.N OKU 67.F=0 68.X=1 69.F=F+1/(X*X) 70.X=X+1 71.EĞER X<=N ĠSE 4. ADIMA GĠT 72.F YAZ n 1 f ( x ) Ģeklindeki bir fonksiyon için f(x)>=kk Ģartını sağlayan en küçük n değerini bulabilecek 2 x x 1 bir algoritma geliģtiriniz. Kk ve n değerlerinin klavyeden girildiğini düģünelim Çözüm: 73.KK OKU 74.N OKU 75.F=0 76.X=1 77.F=F+1/(X*X) 78.X=X+1 79.EĞER F<KK ĠSE 5. ADIMA GĠT 80.F,X YAZ Genel Gösterimi Xn=n2 Ģeklinde olan bir dizinin n. Elemanına kadar tüm elemanlarını ekranda yan yana gösterecek programın algoritmasını geliģtiriniz. Çözüm: Yan yana veya alt alta bu konuda algoritma düzeyinde yapabilecek bir tanım yok bu iģlem daha çok Programlama dili ile hallolabilecek bir iģlemdir. Bu nedenle burada o ifade dikkate alınmamıģtır. 81.N OKU 82.X=1 83.X*X YAZ 84.X=X+1 85.EĞER X<=N ĠSE 3. ADIMA GĠT 86.SON 20

22 Klavyeden 0-Sıfır girilinceye kadar girilen bir dizi sayının karelerinin ortalamasını bulacak program için algoritma geliģtiriniz. Çözüm: Bu algoritma 7.sorudaki algoritmaya benzer bir algoritmadır. Ve bu Ģekilde biri birine çok benzeyen bir sürü örnek verilebilir ve soru sorulabilir. 87.SAY=0 88.T=0 89.X OKU 90.EĞER X=0 ĠSE 8. ADIMA GĠT 91.T=T+X*X 92.SAY=SAY ADIMA GĠT 94.ORT=T/SAY 95.ORT YAZ Klavyeden girilecek iki pozitif tam sayının OBEB (Ortak Bölenlerin En Büyüğü) ini bulacak algoritmayı geliģtiriniz. Örneğin elimizde 3654 ve 1365 değerleri olsun. Bu değerlerin OBEB i Ģu Ģekilde bulunmaktadır / 1365 Kalan / 924 Kalan / 441 Kalan / 42 Kalan / 21 Kalan 0 Kalan 0-Sıfır oluncaya kadar sıra ile bölme yapılmaktadır. OBEB değeri ise 21 olarak bulunan değerdir. Bu iģlem sırasında ve yineleme özelliklerini kullanarak iki sayının OBEB ini bulunuz. Kalanı bulmak için % operatörünün tanımlı olduğunu varsayıp kullanabilirsiniz. Çözüm: 96.A, B OKU 97.KALAN=A%B 98.EĞER KALAN=0 ĠSE 7. ADIMA GĠT 99.A=B 100.B=KALAN ADIMA GĠT 102.B YAZ 21

23 C C Programlama Dili genel amaçlı orta seviyeli ve yapısal bir programlama dilidir yılında Dennis Ritchie tarafından Bell Telefon Labaraturvarında tasarlanmıģtır. C, özellikle sistem programlamada sembolik makine dili(assembler) ile tercih edilmektedir. ĠĢletim sistemleri, derleyiciler ve debug programları gibi aģağı seviyeli sistem programlarının yazılımında yoğun olarak C programlama dili kullanılır. C güçlü ve esnek bir dildir. C ile iģletim sistemi yazabilir, kelime iģlemciler oluģturabilir veya grafik çizebilirsiniz. C taģınabilir bir dildir. Yani herhangi bir C kodu hiçibir değiģikliğe uğramadan, veya çok az bir değiģimle, baģka bir derleyicide derlenebilir. Örneğin, Windows iģletim sistemlerinde yazılan bir C kodu, Linux, UNIX veya VAX gibi iģletim sistemlerinde de derlenebilir. C yapısal bir dildir. C kodları fonksiyon olarak adlandıralan altprogramlardan oluģmuģtur. AĢağıdaki örnekte verilen C programı derlendikten sonra, ekrana 'Merhaba Dünya!' yazacaktır. Program derlendikten sonra ekrana Merhaba Dünya! yazar. /* ilk.c programi */ #include <stdio.h> printf("merhaba Dünya!\n"); return 0; C Kodlarının Temel Özellikleri Bir C programı aģağıda verilen özellikleri mutlaka taģımalıdır. Her C programı fonksiyonunu içermelidir. Satırın sonuna; iģareti konmalıdır. Her fonksiyonun baģlangıcı ve bitiģi sırasıyla ve sembolleri ile belirlenir. C dilinde yazılan kodlarda küçük-büyük harf ayrımı vardır (case sensitive). Örneğin A ile a derleyici tarafından farklı değerlendirilir. Açıklama operatörü /* */ sembolleridir. DeğiĢken isimleri en fazla 32 karakterden oluģabilir. 32 karakterden uzun değiģken isimlerinin ilk 32 karakteri değerlendirilir. Geriye kalan karakterler iģleme tabi tutulmaz. DeğiĢken adları Ġngiliz alfabesinde bulunan karakterler (A-Z) veya (a-z) ile yazılmalıdır. DeğiĢken adları herhangi bir rakam ile baģlayamaz. Ġlk karakter bir harf olmalıdır. AĢağıda verilen kelimeler C deyimleridir ve değiģken ismi olarak kullanılamaz. 22

24 Auto enum short volatile Break extern signed while Case float sizeof Char for static Const goto struct Continue if switch Default int typedef Do long union Double register unsigned Else return void 2.2 Veri Tipleri Veri tiplerini vermeden önce yazılan bir programın geçtiği aģamalara göz atalım Int Tip Integer = Tamsayı Tamsayıları içerir. Bellekte 2 Byte tutar. 5, -19, gibi Minimum : = Maksimum : = Gerçel Tipler (Float, Double) Gerçel sayıları içerirler. float : Bellekte 4 Byte yer tutar. 3.4E-38 ile 3.4E+38 aralığında değer alır. Hassasiyet 7-8 basamaktır. double : Bellekte 8 Byte ter tutar. 1.7E-308 ile 1.7E308 aralığında değer alır. Hassasiyet basamaktır , -5.2, 4.0 Bilimsel gösterim biçimi 2.5*10 3 = 2.5E3 2.5*10-3 = 2.5E Char Tip Char : Karakter : Alfanumerik karakterleri içerir. '5', '*', 'K' 2.3 Sabitler (CONST) #include <stdio.h> 23

25 const float PI=3.14; // Tanımlama kısmı float r, Alan; scanf("%f",r); alan := PI*r*r; printf(('alan = %f', alan); CONST (sabit) : Değeri programın çalıģması boyunca değiģtirilemez. Kullanım biçimi const tip Belirleyici=değeri; const float PI=3.14; Tip belirtilmez ise tamsayı kabul edilir. 2.4 DeğiĢkenler Değeri programın çalıģması boyunca değiģtirilekir. Kullanım biçimi: Tip Belirleyici [,Belirleyici] ; int i; float alan; Veri Tipi Açıklama Bellekte iģgal Alt sınır ettiği boyut (bayt) Üst sınır char Tek bir karakter veya unsigned 1 küçük tamsayı için char short int -32,768 32,767 unsigned Kısa tamsayı için 2 short int 0 65,535 int -2,147,483,648 2,147,483,647 Tamsayı için 4 unsigned int 0 4,294,967,295 - long int 9,223,372,036,854,775,808 9,223,372,036,854,775,807 Uzun tamsayı için 8 unsigned 0 18,446,744,073,709,551,615 long int float Tek duyarlı gerçel 4 sayı için (7 basamak) -3.4e +/ e +/- 38 double Çift duyarlı gerçel sayı 8 için (15 basamak) -1.7e +/ e +/ Belirleyiciler (Identifier) BileĢenlere isim verme. (Sabit, değiģken, altprogram, etiket, tipler (kullanıcı tanımlı)) Kısıtlamalar. Ġlk karakteri rakam olamaz. Sadece harfler, rakamlar ve _ (underscore) karakterinin birleģiminden oluģabilir.. C diline ait saklı (reserved) sözcükler kullanılamaz.. En fazla 31 karakter olabilir.. Küçük - büyük harf ayırımı vardır. 24

26 2.5.2 isimlerin Seçimi. Belirleyicinin kullanım amacına uygun anlamlı isim seçin. (Hungarian notation). Ne fazla kısa ne de fazla uzun olsun karakter uzunluğunda olmasını alıģkanlı edinin. 2.6 Matematiksel ifadeler Matematiksel ifadeleri günlük hayattaki biçimde bilgisayarda yazamadığımız için belli bir kurallar uymamız gerekir. Kullandığımız matematiksel iģlemler ve anlamları Ģöyledir: +, -, *, / toplama, çıkarma, çarpma, bölme % tamsayı bölme sonucundaki kalanı verir (modulus) 7. / 2 ---> 3.5 (nokta sayının gerçel yorumlanmasını sağlar) 7 / 2 ---> 3 (sayılar int kabul edilip sonuçta int tipine dönüģtürülür) 7 % 2 ---> 1 2 % 7 ---> 2 2 / 7 ---> 0 Matematiksel ifadeler hesaplanırken izlenen adımlar: 1. Önce parantez içindeki ifadeler hesaplanır. Ġçiçe parantezler var ise hesaplamaya en içteki parantezden baģlanır. 2. ilk önce *, / ve % iģlemleri daha sonra + ve - iģlemleri yapılır. 3. Öncelik sırası aynı olan iģlemlerde hesaplama soldan sağa doğru yapılır. 5./2*3 --> 7.5 Bir C Programının Genel Yapısı baģlık dosyaları. Kullanılan deyimler ile ilgili sabitler ; sabitlerin tanımlama bölümü değiģkenler; değiģkenleri tanımlama bölümü deyimler; Program gövdesi 2.7 Atama Deyimi (Assignment) Bir değiģkene bir değer(sabit, değiģken, ifade) vermek. DeğiĢkenAdı = değer; x = 8 ; y = x + 15 ; y = (8 - x) / (2 - x) ; 25

27 5x 2 +2 fonksiyonunun x=4.8 noktasındaki değerini float x, y ; x = 4.8; y = 5 * x * x + 2; Vize ve final notlarınından geçme notu float vize, final, ort; vize = 50; final = 60; ort = vize * final * 0.6; 1998 yılına kadar geçen gün sayısı float gun; int yil = 1998; gun = 365 * (yil - 1); gun = gun + (yil -1 ) / 4; 2.8 printf iģlevi Program içinde istenen değerleri çıktı birimlerine göndermek için kullanılır. Normal kullanımında çıktı birimi olarak ekran kabul edilir. Kullanım biçimi: prinf( kontrol, <parametreler>) <kontrol> ile belirtilen bilgiye göre parametreleri yazar. Kontrol metini iki kısımdan oluģur. o sıradan karakterler: doğrudan yazılırlar. o dönüģüm/biçim belirleyici karakterler: Değerlerin nasıl yazılacağı bildirilir. printf(" sonuç = %d", k); --- integer değer yazılacaktır ekrana aynen aktarılır DönüĢüm belirlemek için önce % karakteri ve ardından dönüģümün nasıl olacağını belirten karakter verilir. Bu karakterlerden bazıları: Değişken Yazım ve Okutma Formatları: %c : Karakter değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. Ör: Printf("\n %c",x); %d : Tamsayı değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %f : Ondalık sayı değişenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %lf : Double değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %s : String değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %o : Octal 8' lik taban değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %x : Hexadesimal değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %lf : Daha büyük double değişkenleri yazdırma yada okutmada kullanılır. %e : Üstel yazdırma (sayıyı bilimsel gösterimde yaz) %ld : long integer %lu : unsigned long integer %Le : long double %u : unsigned decimal İmleç Konumlandırma \n : satır başı \a : zil \t : tab \b : bir karakter geri program parçası ekranda görünen / imleçin konumu i = 5 ; printf("%d",i) ; 5 26

28 printf("'i=%d",i) ; i=5 printf("i=") ; printf("%d",i) ; i=5 - printf("i=\n") ; i= printf("%d",i) ; 5 alt satıra geçer printf('i=%d\n",i) ; i=5 alt satıra geçer printf("%d - %d",i, 5*i); 5-25 Biçimli yazdırma % karakteri ile dönüģüm karakteri arasına aģağıdaki karakterler de kullanılabilir. - : sola dayalı yaz m : yazılacak değer için ayırılan alan n : değerin kaç karekteri yazılacağı s = "ABCDEF" printf("%10s ",s); printf("%10.3s ",s);.... A B C D E F A B C x = ; printf("%7.2f",x) ; # x = ; printf("%6.3f",x) ; printf("%6.1f",x) ; ## 85.5 Yarıçapı belli dairenin alanını hesaplayan programı yazınız. (ilk yazılan program) #include <stdio.h> const float PI=3.14; float r, alan; r = 7; alan := PI*r*r; printf(('alan = %f', alan); 27

29 En fazla dört basamak olabilen sayının basamak değerlerini yazdır. % ve / iģlemlerinin kullanımı. #include <stdio.h> int i,y; y=1985; i= y / 1000; printf("%d",i); y= y-i*1000; i= y / 100; printf(" %d",i); y = y-i*100; i= y / 10; printf(" %d",i); y = y-i*10; printf(" %d\n",y); i = 1985; printf("%d ",i / 1000); printf("%d ",(i / 100) % 10); printf("%d ",(i / 10) % 10); printf("%d\n",i % 10); ax 2 +bx+c=0 tipi bir denklemin köklerini veren programı yazınız. Girdi : a, b ve c katsayıları Çıktı : denklemim kökleri Algoritma : 1. a, b ve c katsayılarını oku. 2. Delta= değerini hesapla. 3. x 1 ve x 2 değerlerini hesapla. 4. Kökleri yaz. Programın kodlanması: #include <stdio.h> /* printf iģlevi için */ #include <math.h> /* sqrt iģlevi için */ float a, b, c; float x1, x2; float d; a = 1; b = -3; c = 2; d = b * b - 4 * a * c; x1 = (-b + sqrt(d)) / (2 * a); 28

30 x2 = (-b - sqrt(d)) / (2 * a); printf("kökler = %f, %f",x1, x2); C dilinde karekök almak için bir deyim yoktur. Örnekte bunu yerine getiren C diline eklenmiģ olan sqrt() fonksiyonu kullanılmģtır. AĢağıda buna benzer artık C derleyecilerinde standart olmuģ bazı fonksiyonlar verilmiģtir. Bu iģlevler math.h baģlık dosyasında tanımlıdır. Fonksiyon x,y Sonuç abs(x) int int x'in mutlak değeri fabs(x) double double x'in mutlak değeri pow(x, y) double double x y sqrt(x) double double x'in karekökü exp(x) double double e x değeri log(x) double double ln(x) değeri log10(x) double double log 10 (x) değeri ceil(x) double double x ten büyük ilk tamsayı floor(x) double double x ten küçük ilk tamsayı Örnekler: ceil(5) 5 ceil(5.2) 6 ceil(-5.2) -5 floor(5) 5 floor(5.2) 5 floor(-5.2) -6 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> int main(int argc, char *argv[]) double x,y,sonuc; printf("x sayisini giriniz.\n\n"); scanf("%lf",&x); printf("y sayisini giriniz.\n"); scanf("%lf",&y); sonuc=abs(x); printf("x sayisinin mutlak degeri=%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=pow(x,y); printf("x^y=%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=sqrt(x); printf("x sayisinin koku=%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=exp(x); 29

31 printf("e^x=%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=log(x); printf("ln(x) degeri=%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=log10(x); printf("log10(x) degeri =%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=ceil(x); printf("x ten buyuk ilk tamsayi degeri =%0.2lf\n\n",sonuc); sonuc=floor(x); printf("x ten kucuk ilk tamsayi degeri =%0.2lf\n\n",sonuc); getch(); 2.9 scanf ĠĢlevi Klavyeden veri okumak için kullanılır. Yapı olarak printf iģlevi ile hemen hemen aynıdır. Kullanım biçimi: scanf( kontrol, <değiģkenler>) Girilen karakterler <kontrol> metininde belirtilen biçimlere göre değiģkenlere aktarılır. DeğiĢkenler iģaretçi tipinde olmalıdır. Yani parametre olarak değiģkenin adresi gönderilmelidir. Ayırıcılar boģluk, tab, enter scanf("%f %f %f ", &a, &b, &c); scanf iģlevinin değeri 0 ise hiçbir değiģkene değer atanmamıģ >0 ise baģarılı bir Ģekilde değer atanan değiģken sayısı int a,b,c; float m,n; scanf("%d", &a); scanf("%d %d",&a,&b) aktarılır. scanf("%f %d", &m, &a); Klavyeden tamsayı okur. Girilen değer a değiģkenine aktarılır. Klavyeden girilen ilk değer a değiģkenine, ikinci değer b değiģkenine Klavyeden ilki gerçel, ikincisi tamsayı olmak üzere iki değer okur. Ġkinci dereceden denklem çözümünün yapıldığı örnekte katsayıları klavyeden okutmak istersek scanf("%f %f %f ", &a, &b, &c); Farklı kullanıcı arayüzünde yazarsak printf( Katsayıları sırasıyla giriniz (a b c) : ); scanf("%f %f %f ", &a, &b, &c); printf( a katsayısını giriniz : ); scanf( %f, &a); printf( b katsayısını giriniz : ); scanf( %f, &b); printf( c katsayısını giriniz : ); scanf( %f, &c); 30

32 Vize ve final notlarınından ortalamayı hesaplayan programda değerlerin klavyeden okunmuģ hali. float vize, final, ort; printf( Vize notunu giriniz ); scanf( %f, &vize); printf( Final notunu giriniz ); scanf( %f, &final); ort = vize * final * 0.6; printf( Ortalaması = &f\n, ort); 2.10 Mantıksal ifadeler Sonucu Doğru veya YanlıĢ olan ifadelerdir. Sonuç sıfır ise yanlıģ aksi halde doğru kabul edilir. ĠliĢkisel iģleçler(operatör) : iki değer arasındaki iliģkiyi test etmek için kullanılır. iģleç anlamı > büyük >= büyük - eģit == eģit < küçük <= küçük - eģit!= eģit değil x=8, y=5 için x > y Doğru x < y YanlıĢ x!=y Doğru Mantıksal iģleçler : Ġki mantıksal ifade arasındaki iliģki üzerindeki iliģkide kullanılır.! DEĞĠL (NOT) && VE (AND) VEYA (OR) (X>0) && (X>Y) (X>0) (Y>0) Ġfadelerde iģleçlerin yürütülme sırası iģleç Önceliği ( ) en yüksek (ilk yürütülür)! *, /, % +, - <, <=, >=, > ==,!= &&, = en düģük (son yürütülür) = iģleci sağdan sola, diğerleri soldan sağa doğru yürütülür. 31