C++ DASTURLASH TILINING ZAMONAVIY ILOVALARDAGI QO'LLANILISHI

Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 83 Annotatsiya: Ushbu maqolada C++ dasturlash tilining zamonaviy ilovalardagi qo‘llanilishi, jumladan operatsion tizimlar, o‘yin dvigatellari, sun’iy intellekt tizimlari, IoT/IT qurilmalari va yuqori samaradorlik talab qilinadigan hisoblash tizimlaridagi o‘rni yoritiladi. Tadqiqot davomida C++ tilining tez ishlashi, xotira ustidan nozik boshqaruvni ta’minlashi, obyektga yo‘naltirilgan va generik dasturlashni qo‘llab-quvvatlashi, platformalararo moslashuvchanligi hamda yirik loyihalar uchun mos dasturiy arxitektura yaratishdagi afzalliklari tahlil qilindi. Natijalar shuni ko‘rsatadiki, C++ bugungi kunda ham operatsion tizimlar, o‘yin sanoati, sun’iy intellekt kutubxonalari, tarmoq protokollari, hayotiy muhim tizimlar va o‘rnatilgan qurilmalar dasturiy ta’minotini ishlab chiqishda eng ishonchli va kuchli tizim dasturlash tillaridan biri bo‘lib qolmoqda. Kalit So‘zlar C++, tizim dasturlash, operatsion tizimlar, o‘yin dvigatellari, sun’iy intellekt, IoT, dasturiy arxitektura, yuqori samaradorlik. Аннотация: В данной статье рассматривается применение языка программирования C++ в современных программных решениях, включая операционные системы, игровые движки, системы искусственного интеллекта, устройства Интернета вещей (IoT) и высокопроизводительные вычислительные системы. Анализируются ключевые преимущества C++, C++ DASTURLASH TILINING ZAMONAVIY ILOVALARDAGI QO‘LLANILISHI Xaydarov Shohruh Toshkent davlat iqtisodiyot universiteti, Raqamli iqtisodiyot va texnologiyalar fakulteti, “Axborot tizimlari va texnologiyalari” yo‘nalishi, 1-bosqich talabasi [email protected] Abrayeva Mahliyo Toshkent davlat iqtisodiyot universiteti, Raqamli iqtisodiyot va axborot texnologiyalari fakulteti, “Axborot tizimlari va texnologiyalari” kafedrasi katta o‘qituvchisi [email protected] Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 84 такие как высокая скорость выполнения, детальный контроль над памятью, поддержка объектно-ориентированного и обобщённого программирования, а также кроссплатформенность и пригодность для построения сложной программной архитектуры. Полученные результаты демонстрируют, что C++ по-прежнему остаётся одним из наиболее востребованных и надёжных языков для системного программирования и разработки критически важных приложений. Ключевые слова: C++, системное программирование, операционные системы, игровые движки, искусственный интеллект, IoT, программная архитектура, высокопроизводительные системы. Annotation This article examines the use of the C++ programming language in modern software systems, including operating systems, game engines, artificial intelligence frameworks, Internet of Things (IoT) devices, and highperformance computing platforms. The paper analyzes key advantages of C++, such as execution speed, fine-grained memory control, support for object-oriented and generic programming, cross-platform compatibility, and suitability for building complex software architectures. The findings indicate that C++ remains one of the most reliable and powerful languages for system-level development, real-time applications, and performance-critical solutions. Keywords: C++, system programming, operating systems, game development, artificial intelligence, IoT, software architecture, high-performance computing. I.KIRISH Bugungi raqamli iqtisodiyot sharoitida dasturiy mahsulotlar sifati, ularning tezkorligi, ishonchliligi, xavfsizligi va ko‘p platformalilik darajasi iqtisodiy raqobatbardoshlikning muhim omillaridan biri sifatida namoyon bo‘lmoqda. Xususan, yuqori yuklama ostida ishlaydigan server tizimlari, real vaqt rejimida ishlovchi o‘yin dvigatellari, tarmoq protokollari, IoT qurilmalari, sun’iy intellekt Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 85 modullari va hayotiy muhim boshqaruv tizimlarida ishlatiladigan dasturlar tezkor ishlashi, xotira va resurslardan samarali foydalanishi zarur. C++ dasturlash tili C tilining rivojlantirilgan versiyasi bo‘lib, tizim resurslari ustidan chuqur va nozik boshqaruvni ta’minlaydi, shu bilan birga obyektga yo‘naltirilgan, generik (templatelar asosida) va komponentga yo‘naltirilgan dasturlash paradigmalari bilan ishlash imkonini beradi. C++ ISO/IEC standarti asosida muntazam yangilanib borilmoqda (C++11, C++14, C++17, C++20 va hokazo) [5, 6, 7], bu esa uni zamonaviy dasturlash talablari bilan uyg‘unlashtirib, katta miqyosli va murakkab loyihalar uchun ham dolzarb bo‘lib qolishini ta’minlamoqda. Shu sababli C++ dasturlash tili hali ham tizim dasturlash, o‘yinlar ishlab chiqish, kompilyatorlar, virtual mashinalar, tarmoq steklari, ma’lumotlar bazalari va boshqa ko‘plab sohalarda asosiy texnologik vositalardan biridir. II. C++ TILINING AFZALLIKLARI C++ dasturlash tilining dolzarbligi uning bir nechta muhim texnik va konseptual afzalliklari bilan izohlanadi. Birinchidan, C++ kompilyatsiya qilinadigan til bo‘lib, mashina kodiga yaqin bo‘lgan bajariladigan fayl yaratadi, bu esa interpretatsiya qilinadigan yoki virtual mashina orqali bajariladigan tillarga nisbatan sezilarli tezlikni ta’minlaydi. Ikkinchidan, C++ xotira ustidan to‘liq boshqaruv beradi: dasturchi new/delete, ko‘rsatkichlar (pointers), references, RAII (Resource Acquisition Is Initialization) kabi mexanizmlar orqali resurslarni (xotira, fayllar, tarmoq soketlari) aniq nazorat qilishi mumkin. Uchinchidan, C++ obyektga yo‘naltirilgan dasturlashni (class, inheritance, polymorphism) qo‘llab-quvvatlaydi, bu esa katta loyihalarda kodni modulga ajratish, qayta foydalanish va kengaytirish imkonini beradi. To‘rtinchidan, generik dasturlash imkoniyatlari — templatelar, STL (Standard Template Library) va boshqa kutubxonalar orqali turli ma’lumotlar turlari bilan qayta yozmasdan ishlash, murakkab ma’lumotlar tuzilmalarini samarali yaratish imkonini beradi [3, 4]. Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 86 Bundan tashqari, C++ ko‘p platformali bo‘lib, Windows, Linux, macOS, mobil platformalar va o‘rnatilgan (embedded) tizimlarda bir xil kod bazasini minimal o‘zgarishlar bilan ishlatish mumkin. C++ tilining manba kodidan qayta foydalanish, katta jamoalar bilan ishlashga mos arxitektura qurish, yuqori darajadagi abstraksiyalar bilan past darajadagi boshqaruvni uyg‘unlashtirish kabi xususiyatlari ham muhim afzalliklardandir [1, 2]. III. OPERATSION TIZIMLARDA C++ Ko‘plab mashhur operatsion tizimlar va ularning muhim komponentlari past darajada samarali ishlash, xotira va apparat resurslarini bevosita boshqarish talabi sababli C va C++ tillarida yozilgan. Microsoft tomonidan ishlab chiqilgan Windows NT yadrosi 1993-yildan boshlab C tilida shakllanib, jarayonlar boshqaruvi, xotira menejeri, HAL (Hardware Abstraction Layer) va drayverlar tizimi kabi qismlarida yuqori unum uchun C/C++ kod bazasiga tayanadi. Zamonaviy Windows 11 tizimida ham qurilma drayverlarining katta qismi WDM/UMDF/KMDF freymvorklari asosida C++da yoziladi. Apple Inc. ekotizimidagi macOS yadrosi bo‘lgan XNU Mach mikroyadrosi va BSD qatlamlarini C/C++da birlashtiradi, tizim API va obyektga yo‘naltirilgan drayver interfeysi esa Objective-C asosidagi IOKit drayver modeliga bog‘lanadi. Mobil platformalarda iOS past darajadagi tarmoq steklari, shifrlash kutubxonalari (masalan, libSystem va CommonCrypto) ham C/C++da amalga oshirilgan. Ochiq kodli olamda Linux Foundation nazorati ostidagi Linux yadrosi deyarli to‘liq C tilida (≈95%) yozilgan bo‘lib, u 30+ million qator koddan iborat va POSIXmos tizim chaqiriqlari, jarayonlar rejalashtiruvchisi (CFS), xotira boshqaruvi va asosiy tarmoq qatlami bilan bevosita ishlaydi. Uning atrofidagi tizim utilitalari, serverlar va grafik muhitlarning katta qismi C++da shakllangan: masalan, mashhur grafik muhitlardan KDE Plasma — Qt/C++ kod bazasiga ega, displey kompozitorlaridan Wayland bilan ishlovchi kompozitorlar (masalan, KWin) ham Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 87 C++da yozilgan. Server qatlamida systemd va Open vSwitch kabi komponentlar C/C++ aralashmasidan foydalanadi. Operatsion tizimlar uchun ishlab chiqiladigan drayverlar, fayl tizimlari, tarmoq steklari va xavfsizlik modullari juda yuqori ishonchlilik, past kechikish va deterministik ishlashni talab etadi. Fayl tizimlariga misol: NTFS (Windows oilasida) va ext4 (Linuxda) yadroning ichki C qatlamida ishlaydi, kengaytirilgan monitoring, indekslash va foydalanuvchi utilitalari esa ko‘pincha C++da amalga oshiriladi. Tarmoq qatlamida TCP/IP steklari har uch platformada ham past darajada C/C++ kodiga ega bo‘lib, paketlar marshrutlash, zero-copy I/O va soket buferlari shu tillar imkonida optimallashtiriladi. Virtuallashtirish va konteyner texnologiyalarida ham past darajadagi unumli ishlov C++ modullariga tayanadi. Virtual mashinalardan VirtualBox — yadro integratsiyasi va qurilma emulyatsiyasi qismlarini C++da bajaradi, servervituallashtirishda QEMU qurilma emulyatsiyasining katta qismi C/C++da. Konteyner platformalarida Docker Engine containerd ga tayanadi; containerd o‘zining past darajadagi shim (container-shim) va runc interfeysi samaradorligi uchun C/C++ga yaqin kod bloklariga ega. Orkestratsiya qatlamida Kubernetes ayrim C++ asosli tarmoq plaginlari va monitoring agentlaridan foydalanadi (masalan, cAdvisor — C++ komponentlariga ega). Bunday sharoitda C++ dasturchiga RAII, xotira xavfsizligi, shablonlar (templates), concurrency vositalari, lock-free tuzilmalar, va past darajadagi SIMD/inline-assembly optimizatsiyalarini qo‘llash imkonini bergani sababli operatsion tizim komponentlarini yozishda optimal tanlov bo‘lib qolmoqda. C++ning yuqori abstraksiya bilan past daraja boshqaruvini birlashtira olishi — real vaqt tizimlari, xavfsizlik drayverlari, virtual qurilmalar va tezkor I/O talab qiluvchi modul arxitekturalarida muhim ustunlik yaratadi. Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 88 IV. O‘YIN DVIGATELLARIDA C++ O‘yin sanoati C++ tilining eng faol qo‘llaniladigan sohalaridan biridir. Unreal Engine, CryEngine kabi kuchli o‘yin dvigatellari C++ tilida yozilgan bo‘lib, ular millionlab foydalanuvchilarga ega AAA (Triple-A) darajadagi o‘yinlarni yaratishda qo‘llaniladi. Unity dvigatelida asosiy skript tili C# bo‘lsa-da, dvigatelning ko‘plab past darajadagi modul va komponentlari C++da yozilgan. O‘yinlar real vaqt rejimida yuqori aniqlikdagi 2D/3D grafika, murakkab fizika modeli, sun’iy intellekt, tarmoq orqali ko‘p foydalanuvchi rejimi va katta hajmdagi resurslar bilan ishlashni talab qiladi [8]. C++ tilining tez ishlash xususiyati, past darajadagi optimallashtirish imkoniyatlari, apparat tezlatkichlari (GPU) bilan bevosita yoki kutubxonalar orqali ishlash imkoniyatlari sababli o‘yin dvigatellari uchun asosiy dasturlash vositasi bo‘lib qolmoqda. Shuningdek, DirectX, OpenGL, Vulkan kabi grafik APIlar bilan ishlovchi ko‘plab dvigatel va rendering tizimlari ham C++da yaratiladi. V. SUN’IY INTELLEKT VA IT SOHALARIDA C++ So‘nggi yillarda sun’iy intellekt (SI), mashinaviy o‘qitish (Machine Learning) va chuqur o‘qitish (Deep Learning) sohalari juda tez rivojlanmoqda. Ushbu yo‘nalishlarda asosiy e’tibor algoritmlarning samaradorligi va ma’lumotlarni tezkor qayta ishlashga qaratilgan. Yuqori darajadagi dasturlash tillari va kutubxonalar, masalan, Pythonning TensorFlow, PyTorch va Keras kabi kutubxonalari foydalanuvchilarga qulay interfeysni taqdim etsa-da, ularning hisoblash yadro qismi ko‘pincha C yoki C++ tillarida yozilgan. Bu tanlovning sababi quyidagilarda yotadi: 1. Yuqori unumdorlik – SI modellarini o‘qitish massiv matritsa va tensor amallari (linear algebra)ga tayanadi. Ushbu amallarni past darajada optimallashtirish uchun C++ eng samarali tanlov sanaladi. Masalan, Google tomonidan ishlab chiqilgan TensorFlow kutubxonasining asosiy hisoblash mexanizmlari Eigen va XLA kabi C++ asosli texnologiyalarga tayanadi. O‘z navbatida, Meta mahsuloti bo‘lgan Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 89 PyTorch tensor amallari va GPU bajaruv qatlamida C++ backendidan faol foydalanadi, xususan, CUDA bilan integratsiyalangan ijro modullari aynan C++da yoziladi. 2. Paralel va heterogen hisoblashni qo‘llab-quvvatlash – Chuqur o‘qitish jarayonlari ko‘p yadroli CPU va GPU’larda ulkan parallel hisoblashga muhtoj. Shu bois C++ past darajadagi thread’lar, asinxron vazifalar, hamda lock-free tuzilmalarni samarali boshqarish orqali kechikishni kamaytiradi. Bunga misol sifatida GPU matematik backend’lar: NVIDIA platformasi bo‘lgan CUDA chuqur o‘qitish ekotizimlarida aynan C/C++ integratsiya qatlamlari orqali boshqariladi. Bundan tashqari, CPU optimizatsiyalarida keng qo‘llanuvchi oneDNN va TensorRT tizimlari ham C++da qurilgan bo‘lib, model inference bosqichini 10–40% gacha tezlashtiradi. 3. Xotirani aniq va xavfsiz boshqarish – Katta SI modellarini o‘qitish gigabaytlar hajmidagi parametrlar va oraliq aktivatsiyalarni saqlashni talab etadi. C++ xotira menejmentini aniq nazorat qilish, obyektlarning avtomatik resurs tozalash (RAII) yondashuvi va pointer’lar ustida ishlash imkonini bergani sababli xotira oqishi (memory leak) va fragmentatsiyani sezilarli kamaytiradi. Masalan, JAX jamoasi tomonidan ishlatiladigan tensor kompilyatsiya optimizatsiyalari ham past darajada C++ XLA bloklari orqali amalga oshadi. 4. Real vaqt (low-latency) inference talabi – Sun’iy intellektni amaliy tizimlarga joylash (autonomous transport, robototexnika, monitoring agentlar) past kechikishli javobni talab qiladi. C++da yozilgan inference modullari tarmoqdan ma’lumot olish → model ijrosi → natija uzatish zanjirini minimal kechikish bilan bajara oladi. Misol uchun, avtonom transport simulyatsiyasi va sensor fuzion qatlamlarida C++ kod bazasiga ega frameworklar ko‘p uchraydi. 5. Cross-platform va embedded tizimlarga moslik – C++ kodni turli platformalar (server, mobil, IoT, embedded)ga yuqori samaradorlik bilan port qilish imkonini Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 90 beradi. Shu sabab u SI’ning backend qatlamlarida – ayniqsa optimallashtirilgan hisoblash grafiklari va inference dvigatellarida – faol qo‘llanadi. Amaliy texnik yondashuvlar: C++ backend’lar SIMD (Single Instruction, Multiple Data) optimizatsiyalari orqali vektorli hisoblashni tezlashtiradi. CUDA kernel launcher’lar, GPU xotira almashish, va tensor parallelism orchestrator’lari aynan C++ host-device interfeyslari orqali boshqariladi. Shablon-metadasturlash (template metaprogramming) yordamida umumiy, lekin maksimal tezkor tensor operatsion bloklar quriladi. Lock-free concurrency konteynerlar orqali yuqori throughput’li trening pipeline’lar shakllanadi. VI. REAL VAQT TIZIMLAR – SENSORLAR, AKTUATORLAR, APPARATGA YAQIN ISHLASH Real vaqt tizimlar (RTS — Real-Time Systems) tashqi hodisalarga deterministik va vaqt chegarasida javob qaytarishi majbur bo‘lgan hisoblash tizimlaridir. Ushbu tizimlarning asosiy talabi – javob vaqtining aniqligi, ya’ni tizim «tez» emas, balki vaqtida natija berishi muhimdir. Real vaqt tizimlar 2 turga bo‘linadi: hard real-time va soft real-time. Hard real-time tizimlarda vaqt chegarasidan chiqish katta halokat yoki xavf keltirib chiqarishi mumkin; bu sinfga aviatsiya parvoz nazorati, tibbiy implant qurilmalari va avtomobil xavfsizlik boshqaruv bloklari misol bo‘ladi. Soft real-time tizimlarda esa vaqt chegarasining buzilishi tizim sifatining tushishiga olib keladi, ammo bevosita halokat keltirmaydi; video oqim (streaming), tarmoq monitoringi yoki o‘yin dvigatellari shu sinfga kiradi. Sanoat avtomatikasi, robototexnika, avionika, medikal qurilmalar va telekommunikatsiya kabi kritik sohalar real vaqt tizimlar arxitekturalaridan foydalanadi. Sanoat avtomatizatsiyasida paketli ishlab chiqarish liniyalari Siemens tomonidan ishlab chiqilgan FreeRTOS ga o‘xshash real-time operatsion Results of National Scientific Research International Journal 2025 Volume 4| Issue 10 SJIF5.8, Researchbib 10.7 ISSN: 2181-3639 https://academicresearch.ru/index.php/inrnsr/index 91 tizimlar yordamida boshqariladi. Robototexnikadagi real vaqt boshqaruvida esa ROS 2 qo‘llanadi va undagi real-time pub/sub qatlam DDS protokoli asosida ishlaydi. RTS tizimlarida xulq (reaksiya) sikli sensorlardan kelgan ma’lumot oqimini olish → ularni qayta ishlovchi vazifa rejalashtiruvchisiga uzatish → nazorat algoritmlari bilan hisoblash → aktuatorlarni boshqarish komandalarini chiqarish ketma-ketligida amalga oshadi. Tashqi muhit signallari odatda interrupt (uzilish) sifatida mikroprotsessorga yetib keladi. Mikroprotsessorning uzilishni qayta ishlash samaradorligi ISR (Interrupt Service Routine) funksiyalarining past darajadagi C yoki C++ ijrosiga bog‘liq bo‘ladi. Real vaqt tizimlarda sensorlar va aktuatorlar markaziy rol o‘ynaydi. Sensorlar atrof-muhit yoki qurilma holati haqida fizik signallarni raqamli namuna (sampling)ga oladi. Masalan, haroratni o‘lchashda Thermocouple, bosim monitoringida Barometric sensor, robotlarda masofa aniqlashda LiDAR sensor, medikal monitorlarda puls o‘qish uchun PPG sensor keng qo‘llanadi. Aktuatorlar esa real vaqt boshqaruvidan kelgan boshqaruv signallarini fizik ta’sirga aylantiradi. Sanoat klapanlari drayver interfeysi orqali solenoidlarni boshqarishda, motorlar esa PWM signallari orqali aylanish tezligini o‘zgartiradi. Deterministik rejalashtirish va kechikish (latency) RTS’da kechikish (latency) 3 bosqichda o‘lchanadi 1-Interrupt latency – tashqi signal tizimga kelgandan ISR boshlanguncha bo‘lgan vaqt. 2-Scheduling latency – vazifa navbatdan CPU’da bajaruvga chiqishgacha bo‘lgan vaqt. 3-Execution latency – sensordan olingan ma’lumot qayta ishlanib, aktuator komandasi chiqarilgungacha bo‘lgan vaqt. Hard real-time tizimlarda interrupt latency odatda 1–50 mikrosekund, scheduling latency esa 50–200 mikrosekund oralig‘ida bo‘lishi talab qilinadi