తెలుగు

ఫంక్షన్ కాల్స్ నిర్వహణ నుండి కస్టమర్ సర్వీస్ అభ్యర్థనలను నిర్వహించడం వరకు, కంప్యూటర్ సైన్స్‌లో స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క వాస్తవ-ప్రపంచ అనువర్తనాలను అన్వేషించండి. ఈ ప్రాథమిక డేటా స్ట్రక్చర్‌లు రోజువారీ సాంకేతికతలను ఎలా శక్తివంతం చేస్తాయో కనుగొనండి.

స్టాక్స్ మరియు క్యూలు: పరిశ్రమలలో ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను ఆవిష్కరించడం

కంప్యూటర్ సైన్స్ రంగంలో, స్టాక్స్ మరియు క్యూలు ప్రాథమిక డేటా స్ట్రక్చర్‌లుగా నిలుస్తాయి, ఇవి మన డిజిటల్ ప్రపంచాన్ని శక్తివంతం చేసే లెక్కలేనన్ని అనువర్తనాలకు బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లుగా పనిచేస్తాయి. తరచుగా సైద్ధాంతిక సందర్భాలలో చర్చించినప్పటికీ, వాటి వాస్తవ-ప్రపంచ ప్రాముఖ్యత కాదనలేనిది. ఈ సమగ్ర గైడ్ వివిధ పరిశ్రమలలో స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను లోతుగా పరిశీలిస్తుంది, వాటి బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు ప్రాముఖ్యతను ప్రదర్శిస్తుంది.

ప్రాథమికాలను అర్థం చేసుకోవడం: స్టాక్స్ మరియు క్యూలు నిర్వచించబడ్డాయి

అనువర్తనాలను అన్వేషించే ముందు, ఈ ముఖ్య డేటా స్ట్రక్చర్‌లపై మన అవగాహనను పటిష్టం చేసుకుందాం:

స్టాక్స్: లాస్ట్-ఇన్, ఫస్ట్-అవుట్ (LIFO)

ఒక స్టాక్ లాస్ట్-ఇన్, ఫస్ట్-అవుట్ (LIFO) సూత్రంపై పనిచేస్తుంది. పళ్ళేల స్టాక్‌ను ఊహించుకోండి; మీరు పైన నుండి మాత్రమే పళ్ళేలను జోడించగలరు లేదా తీసివేయగలరు. స్టాక్‌పై ఉంచిన చివరి పళ్ళెం మీరు మొదట తీసేది. స్టాక్‌పై ముఖ్య కార్యకలాపాలు:

క్యూలు: ఫస్ట్-ఇన్, ఫస్ట్-అవుట్ (FIFO)

మరోవైపు, క్యూ ఫస్ట్-ఇన్, ఫస్ట్-అవుట్ (FIFO) సూత్రాన్ని అనుసరిస్తుంది. ఒక కిరాణా దుకాణంలో లైన్‌ను ఆలోచించండి; లైన్‌లో మొదటి వ్యక్తికి మొదట సేవ అందుతుంది. క్యూపై ముఖ్య కార్యకలాపాలు:

స్టాక్స్ యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు

స్టాక్స్ చాలా బహుముఖమైనవి మరియు కంప్యూటర్ సైన్స్‌లోని అనేక రంగాలలో అనువర్తనాలను కనుగొంటాయి.

1. ఫంక్షన్ కాల్ మేనేజ్‌మెంట్

ప్రోగ్రామింగ్ భాషలలో ఫంక్షన్ కాల్స్‌ను నిర్వహించడంలో స్టాక్స్ యొక్క అత్యంత కీలకమైన అనువర్తనాలలో ఒకటి ఉంది. ఒక ఫంక్షన్‌ను పిలిచినప్పుడు, దాని రిటర్న్ అడ్రస్, ఆర్గ్యుమెంట్స్ మరియు లోకల్ వేరియబుల్స్ వంటి సమాచారం ఒక స్టాక్‌లోకి నెట్టబడుతుంది. ఫంక్షన్ పూర్తయినప్పుడు, ఈ సమాచారం స్టాక్ నుండి పాప్ చేయబడుతుంది, ఇది ప్రోగ్రామ్‌ను సరైన ప్రదేశానికి తిరిగి రావడానికి మరియు మునుపటి స్థితిని పునరుద్ధరించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ మెకానిజం నెస్ట్డ్ ఫంక్షన్ కాల్స్ మరియు రికర్షన్‌ను ప్రారంభిస్తుంది.

ఉదాహరణ: ఒక సంఖ్య యొక్క ఫ్యాక్టోరియల్‌ను లెక్కించడానికి ఒక రికర్సివ్ ఫంక్షన్‌ను పరిగణించండి. ప్రతి రికర్సివ్ కాల్ స్టాక్‌లోకి కొత్త ఫ్రేమ్‌ను నెడుతుంది. బేస్ కేస్‌ను చేరుకున్న తర్వాత, ఫ్రేమ్‌లు పాప్ చేయబడతాయి, కాల్ చైన్ పైకి ఫలితాలను తిరిగి ఇస్తాయి.

2. ఎక్స్‌ప్రెషన్ ఎవాల్యుయేషన్

స్టాక్స్ అరిథ్‌మెటిక్ ఎక్స్‌ప్రెషన్స్‌ను, ముఖ్యంగా కంపైలర్లు మరియు కాలిక్యులేటర్లలో ఎవాల్యుయేట్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఇన్ఫిక్స్ నోటేషన్ (ఉదా., 2 + 3 * 4) ను ఎవాల్యుయేషన్‌కు ముందు పోస్ట్‌ఫిక్స్ (ఉదా., 2 3 4 * +) లేదా ప్రిఫిక్స్ నోటేషన్‌కు మార్చాలి. ఈ మార్పిడి మరియు ఎవాల్యుయేషన్ ప్రక్రియలో ఆపరేటర్లు మరియు ఆపరాండ్‌లను నిర్వహించడానికి స్టాక్స్ ఉపయోగించబడతాయి.

ఉదాహరణ: ఇన్ఫిక్స్ ఎక్స్‌ప్రెషన్ "(2 + 3) * 4" ను స్టాక్ ఉపయోగించి పోస్ట్‌ఫిక్స్ నోటేషన్‌కు మార్చడంలో, ప్రాధాన్యత ఆధారంగా ఆపరేటర్లను స్టాక్‌లోకి నెట్టడం మరియు అధిక ప్రాధాన్యత గల ఆపరేటర్‌ను లేదా ఎక్స్‌ప్రెషన్ ముగింపును ఎదుర్కొన్నప్పుడు వాటిని పాప్ చేయడం ఉంటుంది.

3. అన్‌డు/రీడు ఫంక్షనాలిటీ

టెక్స్ట్ ఎడిటర్ల నుండి గ్రాఫిక్ డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్ వరకు అనేక అనువర్తనాలు అన్‌డు/రీడు ఫంక్షనాలిటీని అందిస్తాయి. వినియోగదారు చేసిన చర్యల చరిత్రను నిల్వ చేయడానికి స్టాక్స్ ఉపయోగిస్తారు. ప్రతి చర్య అన్‌డు స్టాక్‌లోకి నెట్టబడుతుంది, మరియు వినియోగదారు "అన్‌డు" క్లిక్ చేసినప్పుడు, పై చర్య అన్‌డు స్టాక్ నుండి పాప్ చేయబడి రీడు స్టాక్‌లోకి నెట్టబడుతుంది. "రీడు" క్లిక్ చేయడం ప్రక్రియను రివర్స్ చేస్తుంది.

ఉదాహరణ: వర్డ్ ప్రాసెసర్‌లో, టైప్ చేసిన ప్రతి అక్షరం, ఫార్మాట్ చేయబడిన పేరాగ్రాఫ్, లేదా చొప్పించిన చిత్రం ఒక చర్యగా పరిగణించబడుతుంది. ఈ చర్యలు అన్‌డు స్టాక్‌లో నిల్వ చేయబడతాయి, వినియోగదారు పత్రం యొక్క మునుపటి స్థితులకు తిరిగి వెళ్ళడానికి అనుమతిస్తుంది.

4. బ్యాక్‌ట్రాకింగ్ అల్గారిథమ్స్

బ్యాక్‌ట్రాకింగ్ అనేది క్రమంగా సాధ్యమయ్యే పరిష్కారాలను అన్వేషించే ఒక సమస్య-పరిష్కార పద్ధతి. ఒక మార్గం డెడ్ ఎండ్‌కు దారితీస్తే, అల్గారిథమ్ మునుపటి స్థితికి బ్యాక్‌ట్రాక్ చేసి వేరే మార్గాన్ని అన్వేషిస్తుంది. స్టాక్స్ తీసుకున్న మార్గాన్ని ట్రాక్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది అల్గారిథమ్ సమర్థవంతంగా బ్యాక్‌ట్రాక్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఉదాహరణ: ఒక మేజ్‌ను పరిష్కరించడానికి బ్యాక్‌ట్రాకింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. అల్గారిథమ్ నిష్క్రమణను కనుగొనే వరకు లేదా డెడ్ ఎండ్‌ను చేరుకునే వరకు వివిధ మార్గాలను అన్వేషిస్తుంది. స్టాక్ మార్గాన్ని ట్రాక్ చేస్తుంది, అల్గారిథమ్ బ్యాక్‌ట్రాక్ చేసి ప్రత్యామ్నాయ మార్గాలను అన్వేషించడానికి అనుమతిస్తుంది.

5. బ్రౌజర్ హిస్టరీ

వెబ్ బ్రౌజర్లు సందర్శించిన పేజీల చరిత్రను నిర్వహించడానికి ఒక స్టాక్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. మీరు "బ్యాక్" బటన్‌ను క్లిక్ చేసినప్పుడు, బ్రౌజర్ ప్రస్తుత పేజీని స్టాక్ నుండి పాప్ చేసి మునుపటి పేజీని ప్రదర్శిస్తుంది. "ఫార్వార్డ్" బటన్ సాధారణంగా వెనక్కి వెళ్ళిన తర్వాత సందర్శించిన పేజీలను ట్రాక్ చేయడానికి ప్రత్యేక స్టాక్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

క్యూల యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు

క్యూలు సమానంగా ముఖ్యమైనవి మరియు వివిధ సిస్టమ్‌లలో పనులు మరియు వనరులను నిర్వహించడంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

1. జాబ్ షెడ్యూలింగ్

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్స్ ఎగ్జిక్యూషన్ కోసం ప్రక్రియలను షెడ్యూల్ చేయడానికి క్యూలను ఉపయోగిస్తాయి. ఒక ప్రక్రియ అమలుకు సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, అది రెడీ క్యూలో ఎన్‌క్యూ చేయబడుతుంది. ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అప్పుడు రెడీ క్యూ నుండి ప్రక్రియలను డీక్యూ చేసి, వివిధ షెడ్యూలింగ్ అల్గారిథమ్‌ల (ఉదా., ఫస్ట్-కమ్, ఫస్ట్-సర్వ్డ్, ప్రయారిటీ షెడ్యూలింగ్) ఆధారంగా వాటికి CPU సమయాన్ని కేటాయిస్తుంది.

ఉదాహరణ: బహుళ-వినియోగదారు ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌లో, బహుళ ప్రక్రియలు ఎగ్జిక్యూట్ కోసం వేచి ఉండవచ్చు. ప్రతి ప్రక్రియకు న్యాయబద్ధంగా మరియు క్రమపద్ధతిలో CPUని ఉపయోగించుకునే వంతు వస్తుందని ఒక క్యూ నిర్ధారిస్తుంది.

2. ప్రింట్ క్యూ

ప్రింట్ క్యూలు ప్రింటర్‌కు పంపిన ప్రింట్ జాబ్స్‌ను నిర్వహిస్తాయి. బహుళ వినియోగదారులు ఒకే ప్రింటర్‌కు ప్రింట్ జాబ్స్‌ను పంపినప్పుడు, జాబ్స్ ఒక ప్రింట్ క్యూలో ఎన్‌క్యూ చేయబడతాయి. ప్రింటర్ అప్పుడు జాబ్స్‌ను అవి స్వీకరించిన క్రమంలో ప్రాసెస్ చేస్తుంది.

ఉదాహరణ: ఒక కార్యాలయ వాతావరణంలో, బహుళ ఉద్యోగులు ఒక షేర్డ్ ప్రింటర్‌కు పత్రాలను పంపవచ్చు. ప్రతి పత్రం సమర్పించిన క్రమంలో ముద్రించబడుతుందని ప్రింట్ క్యూ నిర్ధారిస్తుంది, విభేదాలను నివారిస్తుంది మరియు న్యాయబద్ధతను నిర్ధారిస్తుంది.

3. కస్టమర్ సర్వీస్ కాల్ సెంటర్లు

కాల్ సెంటర్లు ఇన్‌కమింగ్ కాల్స్‌ను నిర్వహించడానికి క్యూలను ఉపయోగిస్తాయి. ఒక కస్టమర్ కాల్ చేసినప్పుడు, ఏజెంట్ అందుబాటులో ఉండే వరకు వారు క్యూలో ఉంచబడతారు. కాల్స్ సాధారణంగా అవి స్వీకరించిన క్రమంలో నిర్వహించబడతాయి.

ఉదాహరణ: ఒక పెద్ద కస్టమర్ సర్వీస్ సెంటర్ గంటకు వందలాది కాల్స్‌ను స్వీకరించవచ్చు. ప్రతి కాలర్‌కు సకాలంలో మరియు సమర్థవంతంగా సేవ అందించబడుతుందని, వేచి ఉండే సమయాన్ని తగ్గించి, కస్టమర్ సంతృప్తిని మెరుగుపరుస్తుందని ఒక క్యూ నిర్ధారిస్తుంది. వివిధ రకాల విచారణల కోసం లేదా ప్రాధాన్యత స్థాయిల కోసం వేర్వేరు క్యూలు ఉండవచ్చు.

4. బ్రెడ్త్-ఫస్ట్ సెర్చ్ (BFS)

బ్రెడ్త్-ఫస్ట్ సెర్చ్ (BFS) అనేది ఒక గ్రాఫ్ ట్రావర్సల్ అల్గారిథమ్, ఇది ఒక నోడ్ యొక్క పొరుగువారిని అన్వేషించిన తర్వాత వారి పొరుగువారికి వెళుతుంది. సందర్శించాల్సిన నోడ్‌లను నిల్వ చేయడానికి క్యూలు ఉపయోగించబడతాయి. అల్గారిథమ్ ప్రారంభ నోడ్‌ను ఎన్‌క్యూ చేయడంతో ప్రారంభమవుతుంది. అప్పుడు అది ఒక నోడ్‌ను డీక్యూ చేసి, దానిని సందర్శించి, దాని సందర్శించని పొరుగువారిని ఎన్‌క్యూ చేస్తుంది. అన్ని నోడ్‌లు సందర్శించబడే వరకు ఈ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.

ఉదాహరణ: ఒక గ్రాఫ్‌లో రెండు నోడ్‌ల మధ్య అతి తక్కువ మార్గాన్ని కనుగొనడానికి BFS ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ఇచ్చిన ప్రారంభ నోడ్ నుండి చేరుకోగల అన్ని నోడ్‌లను అన్వేషించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

5. వెబ్ సర్వర్ అభ్యర్థన నిర్వహణ

వెబ్ సర్వర్లు ఇన్‌కమింగ్ క్లయింట్ అభ్యర్థనలను నిర్వహించడానికి క్యూలను ఉపయోగిస్తాయి. ఒక క్లయింట్ అభ్యర్థన పంపినప్పుడు, అది అభ్యర్థన క్యూలో ఎన్‌క్యూ చేయబడుతుంది. సర్వర్ అప్పుడు క్యూ నుండి అభ్యర్థనలను డీక్యూ చేసి, వాటిని ప్రాసెస్ చేస్తుంది. ఇది అభ్యర్థనలు న్యాయబద్ధంగా మరియు క్రమపద్ధతిలో నిర్వహించబడుతున్నాయని నిర్ధారిస్తుంది, సర్వర్ ఓవర్‌లోడ్ అవ్వకుండా నివారిస్తుంది.

ఉదాహరణ: ఒక ప్రముఖ ఇ-కామర్స్ వెబ్‌సైట్ పీక్ అవర్స్‌లో సెకనుకు వేలాది అభ్యర్థనలను స్వీకరించవచ్చు. అధిక ట్రాఫిక్ కాలంలో కూడా ప్రతి అభ్యర్థన ప్రాసెస్ చేయబడుతుందని ఒక క్యూ నిర్ధారిస్తుంది.

6. కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్‌లో డేటా బఫర్లు

వివిధ వేగంతో పనిచేసే పరికరాలు లేదా ప్రక్రియల మధ్య డేటా ప్రసారాన్ని నిర్వహించడానికి కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్‌లో డేటా బఫర్‌లుగా క్యూలు ఉపయోగించబడతాయి. డేటా పంపేవారిచే బఫర్‌లో ఎన్‌క్యూ చేయబడుతుంది మరియు స్వీకరించేవారిచే డీక్యూ చేయబడుతుంది, ఇది అసింక్రోనస్ కమ్యూనికేషన్‌కు అనుమతిస్తుంది.

ఉదాహరణ: ఒక నెట్‌వర్క్ రూటర్‌లో, ఇన్‌కమింగ్ ప్యాకెట్‌లను వాటి గమ్యస్థానానికి ఫార్వార్డ్ చేయడానికి ముందు బఫర్ చేయడానికి క్యూలు ఉపయోగించబడతాయి. ఇది ప్యాకెట్ నష్టాన్ని నివారించడానికి మరియు విశ్వసనీయ కమ్యూనికేషన్‌ను నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది.

స్టాక్స్ మరియు క్యూల మధ్య ఎంపిక

స్టాక్ లేదా క్యూ ఉపయోగించడం మధ్య ఎంపిక పూర్తిగా అప్లికేషన్ యొక్క నిర్దిష్ట అవసరాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ క్రింది అంశాలను పరిగణించండి:

ప్రాథమికాలకు మించి: వైవిధ్యాలు మరియు అధునాతన అనువర్తనాలు

స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క ప్రాథమిక భావనలు సరళంగా ఉన్నప్పటికీ, తెలుసుకోవలసిన అనేక వైవిధ్యాలు మరియు అధునాతన అనువర్తనాలు ఉన్నాయి:

ఈ అధునాతన డేటా స్ట్రక్చర్‌లు విస్తృత శ్రేణి సిస్టమ్స్‌లో అమలు చేయబడతాయి. ప్రయారిటీ క్యూలు నిజ-సమయ సిస్టమ్స్‌లో ప్రాథమికమైనవి, అయితే డబుల్-ఎండెడ్ క్యూలు మరియు సర్క్యులర్ క్యూలు ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో మెమరీ నిర్వహణ సామర్థ్యాలను అందిస్తాయి. మల్టీత్రెడెడ్ కార్యకలాపాలను నిర్వహించే సిస్టమ్స్‌లో కాన్‌కరెంట్ క్యూలు ఎక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి.

ప్రపంచ దృక్కోణాలు: వివిధ ప్రాంతాలలో అనువర్తనాలు

స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు వివిధ ప్రాంతాలు మరియు సంస్కృతులలో స్థిరంగా ఉంటాయి. అయితే, స్థానిక అవసరాలు మరియు సాంకేతిక మౌలిక సదుపాయాలపై ఆధారపడి నిర్దిష్ట అనువర్తనాలు మరియు అమలులు మారవచ్చు. ఉదాహరణకు:

ముగింపు: స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క శాశ్వత ప్రాముఖ్యత

స్టాక్స్ మరియు క్యూలు, వాటి సరళత ఉన్నప్పటికీ, కంప్యూటర్ సైన్స్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ డెవలప్‌మెంట్‌లో అనివార్యమైన డేటా స్ట్రక్చర్‌లుగా మిగిలిపోయాయి. డేటా మరియు పనులను సమర్థవంతంగా నిర్వహించగల వాటి సామర్థ్యం వాటిని వివిధ పరిశ్రమలు మరియు భౌగోళిక ప్రాంతాలలో అనేక అనువర్తనాల యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలుగా చేస్తుంది. ఫంక్షన్ కాల్స్ నిర్వహణ నుండి కస్టమర్ సర్వీస్ అభ్యర్థనలను నిర్వహించడం వరకు, మనం ప్రతిరోజూ సంకర్షణ చెందే డిజిటల్ ప్రపంచాన్ని రూపొందించడంలో స్టాక్స్ మరియు క్యూలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. వాటి సూత్రాలు మరియు అనువర్తనాలను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, డెవలపర్లు బలమైన, సమర్థవంతమైన మరియు స్కేలబుల్ పరిష్కారాలను నిర్మించడానికి వాటి శక్తిని ఉపయోగించుకోవచ్చు.

సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉన్నందున, స్టాక్స్ మరియు క్యూల యొక్క నిర్దిష్ట అమలులు మరియు అనువర్తనాలు మారవచ్చు. అయితే, LIFO మరియు FIFO యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు సంబంధితంగా కొనసాగుతాయి, ఈ డేటా స్ట్రక్చర్‌లు రాబోయే సంవత్సరాల్లో కంప్యూటర్ సైన్స్ యొక్క మూలస్తంభంగా ఉండేలా చూస్తాయి. అల్గారిథమ్స్ మరియు కంప్యూటర్ సిస్టమ్స్‌లో నిరంతర ఆవిష్కరణలు స్టాక్స్ మరియు క్యూలు సంక్లిష్ట సమస్యలను పరిష్కరించే విధానాన్ని పొందుపరచడం మరియు అభివృద్ధి చేయడం కొనసాగిస్తాయి.

స్టాక్స్ మరియు క్యూలు: పరిశ్రమలలో ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను ఆవిష్కరించడం | MLOG