Загрузка...
Учебная работа. Контрольная работа: Компьютерная обработка данных
– это техно наука, систематизирующая приемы сотворения хранения, проигрывания, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, также принципы функционирования этих средств и способы управления ими.
информатики является классификация приемов и способов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.
классификации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, более действенных технологий, в автоматизации шагов работы с данными, также в методическом обеспечении новейших технологических исследовательских работ.
Кардинальным различием информатики от остальных технических дисциплин является тот факт, что ее предметная область меняется очень оживленно.
Единство законов обработки инфы в системах различной природы является базовой основой теории информационных действий, определяющей ее общезначимость и специфика. Объектом исследования данной нам теории является информация.
Информатика разглядывает информацию как связанные меж собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении либо объекте мира вокруг нас. вместе с информацией в информатике нередко употребляется понятие
Данные могут рассматриваться как признаки либо записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не употребляются, а лишь хранятся. В том случае, если возникает возможность применять эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные преобразуются в информацию. Потому можно утверждать, что информацией являются применяемые данные.
Сущность всех компьютерных программ заключается в том, что они обрисовывают преобразование неких исходных данных в конечные. Какие-то данные программка может применять как промежные. До этого чем выполнить какие-либо операции, нужно иметь объекты, к которым данные будут применяться, и верно представлять для себя структуру объектов, которые будут получены.
Развитие вычислительной техники и программирования сопровождалось эволюцией представлений о роли данных и их организации. Одним из параметров компов является способность хранить большие объемы инфы и данных, обеспечивать легкий доступ к ним. Решая определенную задачку, нужно избрать огромное количество данных, представляющих настоящую ситуацию. Потом надлежит избрать метод представления данной нам инфы. Представление данных определяется исходя из средств и способностей, допускаемых компом и его программным обеспечением.
Но весьма важную роль играют и характеристики самих данных, операции, которые должны производиться над ними. С развитием вычислительной техники и программирования, средства и способности представления данных получили огромное развитие и сейчас разрешают применять как простые неструктурированные данные, так и данные наиболее сложных типов, приобретенные при помощи композиции простых данных.
В заключение необходимо подчеркнуть, что такие характеристики инфы, как содержательность, достаточность, устойчивость, доступность, актуальность, достоверность конкретно влияют на доброкачественную и количественную структуру компьютерных данных, также на их последующую обработку и конечные преобразования.
1. Данные, их структура и типы
Данныенесут внутри себя информациюо событиях, произошедших в вещественном мире, потому что они являются регистрацией сигналов, появившихся в итоге этих событий. Но данные не тождественны инфы.
– диалектическая составная часть инфы. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При всем этом физический способ регистрации быть может хоть каким: механическое перемещение физических тел, изменение их формы либо характеристик свойства поверхности, изменение электронных, магнитных, оптических черт, хим состава и нрава хим связей, изменение состояния электрической системы и почти все другое. В согласовании с способом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях разных видов.
Работа с большенными наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены,другими словами образуют заданную структуру. Существует три главных типа структур данных:
и
a) Линейные структуры
– это списки. Перечень –это простая структура данных, отличающаяся тем, что любой элемент данных совершенно точно определяется своим номером в массиве. Проставляя номера на отдельных страничках рассыпанной книжки, мы создаем структуру перечня. При разработке хоть какой структуры данных нужно решить два вопросца: как делить элементы данных меж собой и как разыскивать нужные элементы.
Таковым образом, линейные структуры данных (списки) – это упорядоченные структуры, в каких адресок элемента совершенно точно определяется его номером.
б) Табличные структуры
– это такие структуры, у каких элементы данных определяются адресом ячейки. Он состоит не из 1-го параметра, как в перечнях, а из нескольких.
При хранении табличных данных количество разделителей обязано быть больше, чем для данных, имеющих структуру перечня. Если необходимо сохранить таблицу в виде длинноватой символьной строчки, употребляют один символ-разделитель меж элементами, принадлежащими одной строке, и иной разделитель для отделения строк.
Таковым образом, табличные структуры данных (матрицы)– это упорядоченные структуры, в каких адресок элемента определяется номером строчки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая разыскиваемый элемент.
Набросок 1. Пример представления табличной структуры данных
в) Иерархические структуры данных –
это структуры, которые содержат в себенерегулярные данные, которые тяжело представить в виде перечня либо таблицы. В иерархической структуре адресок всякого элемента определяется методом доступа, ведущим от верхушки структуры к данному элементу. Иерархические структуры данных по форме труднее, чем линейные и табличные, но они не делают заморочек с обновлением данных. Их просто развивать методом сотворения новейших уровней.
Недочетом иерархических структур является относительная трудозатратность записи адреса элемента данных и сложность упорядочения.
Набросок 2. Пример представления иерархической структуры данных
В современной информационной системе выделяются два главных типа данных, это обыкновенные
и наиболее сложные –
.
a) Обыкновенные (неструктурированные) типы данных
В арифметике принято систематизировать величины в согласовании с их чертами. Различают целые, вещественные, всеохватывающие и логические величины, представляющие из себя отдельные значения, огромного количества значений либо огромного количества множеств. Аналогично и в информатике.
Целые числа, применяемые компом, имеют те же характеристики, что и целые числа в математике. Все вычисления с ними производятся полностью буквально (не приближенно). Имеется лишь одно отличие в свойствах компьютерных целых чисел – ограниченность спектра: для каждой компьютерной системы имеется самое огромное допустимое в ней целое число и самое маленькое, отрицательное. Это свойство компьютерных чисел соединено с чертами их кодировки в ячейках памяти компа.
Над действительными (либо вещественными) числами могут быть выполнены операции сложения, вычитания, умножения и деления, так же, как и над математическими действительными числами. Но все операции над действительными числами производятся с точностью, не превосходящей некого фиксированного значения, вследствие того, что представления чисел в памяти компа имеют ограниченную длину, зависящую от определенного компа и применяемой системы программирования.
Основным свойством литерных (символьных) данных является их упорядоченность, другими словами свойство быть сопоставимыми. Обыденным признаком значения символьной либо текстовой величины являются кавычки. Любой знак имеет определенный числовой код (к примеру, код знака латинской буковкы ‘А’ в большинстве шифровок 63) и упорядочение происходит в согласовании с этими числовыми кодами. Обычно, имеются функции, дозволяющие получить по символу его код и знак по коду.
К логическим данным, способным принимать значения «правда» либо «ересь». Время от времени можно применять операции импликации («если»), эквиваленции («если и лишь если») и тому схожее.
б) Структурированные типы данных
Существенно огромные способности заключают внутри себя структурированные данные, по сопоставлению с ординарными.
Структурированные типы данных систематизируют по последующим главным признакам: однородная – неоднородная, упорядоченная – неупорядоченная, прямой доступ – поочередный доступ, статическая – динамическая. Эти признаки противостоят друг дружке только снутри пары, а вне этого могут сочетаться.
Структуру именуют
если меж ее элементами определен порядок следования. Наличие индекса в записи частей структуры уже показывает на ее упорядоченность.
По способу доступа упорядоченные структуры бывают
При прямом доступе любой элемент структуры доступен юзеру в хоть какой момент независимо от остальных частей.
Если у структуры размер (длина, количество частей) не быть может изменен по ходу деяния, а фиксирован заблаговременно, то такую структуру именуют
Программные средства информатики время от времени разрешают не фиксировать размер структуры, а устанавливать его по ходу решения задачки и поменять по мере необходимости, что бывает весьма комфортно. Такую структуру именуют
Самым обычным и обширно известным из структурированных типов данных является массив
(по другому именуемый постоянным типом) – однородная упорядоченная статическая структура прямого доступа.
Массивом именуют однородный набор величин 1-го и такого же типа, именуемых компонентами массива, объединенных одним общим именованием и идентифицируемых вычисляемым индексом. Компонентами массива могут быть не только лишь простые данные, да и структурные, в том числе массивы.
Обобщением массива является комбинированный тип данных – запись
, являющаяся неоднородной упорядоченной статической структурой прямого доступа. Запись есть набор именованных компонент – полей (нередко различного типа), объединенных одним общим именованием и идентифицируемых (адресуемых) при помощи как имени записи, так и имен полей.
Очередь
есть линейно упорядоченный набор последующих друг за другом компонент, доступ к которым происходит по последующим правилам:
1) новейшие составляющие могут добавляться только в хвост очереди;
2) значения компонент могут читаться (извлекаться) только в порядке следования компонент от головы к хвосту очереди.
Размер очереди заблаговременно не оговаривается и на теоретическом уровне может считаться нескончаемым. Для запоминания (хранения) компонент очереди нередко употребляют снаружи запоминающие устройства большенный емкости – магнитные диски и ленты. Отсюда другое заглавие очереди – файл.
2. Проводимые операции с данными
В процессе информационного процесса данные преобразуются из 1-го вида в иной при помощи разных и различных способов. Компьютерная обработка данных содержит в себе огромное количество разных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в людском обществе трудовые затраты на обработку данных неприклонно растут. До этого всего, это соединено с неизменным усложнением критерий управления созданием и обществом. 2-ой фактор, также вызывающий общее повышение размеров обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а конкретно с резвыми темпами возникновения и внедрения новейших носителей данных, средств их хранения и доставки.
В структуре вероятных операций с данными можно выделить последующие главные:
•
скопление инфы с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;
•
приведение данных, поступающих из различных источников, к схожей форме, чтоб создать их сравнимыми меж собой, другими словами повысить их уровень доступности;
•
отсеивание «излишних» данных, в каких нет необходимости для принятия решений; при всем этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;
•
– упорядочение данных по данному признаку с целью удобства использования; увеличивает доступность инфы;
•
организация хранения данных в комфортной и вседоступной форме; служит для понижения экономических издержек по хранению данных и увеличивает общую надежность информационного процесса в целом;
•
комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, проигрывания и модификации данных;
•
прием и передача (доставка и поставка) данных меж удаленными участниками информационного процесса; при всем этом источник данных в информатике принято именовать
а пользователя –
перевод данных из одной формы в другую либо из одной структуры в другую. Преобразование данных нередко соединено с конфигурацией типа носителя: к примеру книжки можно хранить в обыкновенной картонной форме, но можно применять для этого и электрическую форму, и микрофотопленку.
Необходимость в неоднократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, в особенности если она осуществляется средствами, не созданными для транспортировки данного вида данных. к примеру, для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей нужно преобразование цифровых данных в некоторое подобие звуковых сигналов, чем и занимаются особые устройства – телефонные модемы.
3. Кодирование данных
Система кодировки применяется для подмены наименования объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения комфортной и наиболее действенной обработки инфы.
– совокупа правил кодового обозначения объектов.
Кодирование и хранение данных в компе обязано обеспечивать не только лишь надежное декодирование, да и защиту инфоpмации от различного pода сбоев, помех, вирусов, несанкционированного доступа и тому схожему.
Помехоустойчивое кодирование соединено обычно с введением в кодовые композиции двоичных знаков лишней инфоpмации, нужной для обнаружения сбоев.
Набросок 3. Процесс передачи сообщения от источника к приёмнику
Помехоустойчивое кодирование соединено обычно с введением в кодовые композиции двоичных знаков лишней инфоpмации, нужной для обнаружения сбоев.
Для автоматизации работы с данными, относящимися к разным типам, весьма принципиально унифицировать их форму представления – для этого обычно употребляется прием
другими словами выражение данных 1-го типа через данные другого типа.
Кодирование данных двоичным кодом
В вычислительной технике существует своя система кодировки – она именуется двоичным кодированиемоснована на представлении данных последовательностью всего 2-ух символов: 0 и 1. Эти знаки именуются двоичными цифрами либо сокращенно бит.
Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 либо 1 (да либо нет, темное либо белоснежное, правдалибо ересь и тому схожее). Если количество битов прирастить до 2-ух, то уже можно выразить четыре разных понятия.
Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодировки, мы увеличиваем вдвое количество значений, которое быть может выражено в данной системе.
Кодирование целых и реальных чисел
Целые числа кодируются двоичным кодом довольно просто – довольно взять целое число и разделять его напополам до того времени, пока в остатке не появляется ноль либо единица. совокупа остатков от всякого деления, записанная справа влево вкупе с крайним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа.
Для кодировки целых чисел от 0 до 255 довольно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Шестнадцать бит разрешают закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита – уже наиболее 16,5 миллионов различных значений.
Для кодировки реальных чисел употребляют 80-разрядное кодирование. При всем этом число за ранее преобразуется в нормализованную форму.
1-ая часть числа именуется мантиссой, а 2-ая – чертой. Огромную часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы и некое фиксированное количество разрядов отводят для хранения свойства.
Кодирование текстовых данных
Если любому символу алфавита сравнить определенное целое число, то при помощи двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов довольно для кодировки 256 разных знаков. Этого хватит, чтоб выразить разными комбинациями восьми битов все знаки британского и российского языков, как строчные, так и строчные, также знаки препинания, знаки главных арифметических действий и некие принятые особые знаки.
Для того чтоб весь мир идиентично кодировал текстовые данные, необходимы единые таблицы кодировки, а это пока нереально из-за противоречий меж знаками государственных алфавитов, также противоречий корпоративного нрава.
Всепригодная система кодировки текстовых данных
Если проанализировать организационные трудности, связанные с созданием единой системы кодировки текстовых данных, то можно придти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время разумеется, что если, к примеру, кодировать знаки не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с огромным количеством разрядов, то и спектр вероятных значений кодов станет намного больше. Таковая система, основанная на 16-разрядном кодировке знаков, получила заглавие всепригодной.Шестнадцать разрядов разрешают обеспечить неповторимые коды для 65 536 разных знаков – этого поля довольно для размещения в одной таблице знаков большинства языков планетки.
Кодирование графических данных
Хоть какое черно-белое графическое изображение, напечатанное в газете либо книжке, состоит из мелких точек, образующих соответствующий узор, именуемый растром.
Набросок 4. Пример чёрно-белого рисунка с видимым растром
– это способ кодировки графической инфы, давно принятый в полиграфии.
Так как линейные координаты и личные характеристики каждой точки (яркость) можно выразить при помощи целых чисел, то можно сказать, что растровое кодирование дозволяет применять двоичный код для представления графических данных. Принятым на нынешний денек считается цвета, и, таковым образом, для кодировки яркости хоть какой точки обычно довольно восьмиразрядного двоичного числа.
Для кодировки цветных графических изображений применяется
случайного цвета на главные составляющие. В качестве таковых составляющих употребляют три главные цвета: красноватый, зеленоватый и голубий. На практике считается (хотя на теоретическом уровне это не совершенно так), что хоть какой цвет, видимый человечьим глазом, можно получить методом механического смешения этих 3-х главных цветов.
Если уменьшить количество двоичных разрядов, применяемых для кодировки цвета каждой точки, то можно уменьшить размер данных, но при всем этом спектр шифруемых цветов приметно сокращается.
Кодирование звуковой инфы
Приемы и способы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную технику более поздно. К тому же, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписей не было настолько же долговременной и испытанной истории кодировки. В итоге способы кодировки звуковой инфы двоичным кодом далеки от стандартизации. Огромное количество отдельных компаний разработали свои корпоративные эталоны, но если гласить обобщенно, то можно выделить два главных направления.
1-ый способ основан на том, что на теоретическом уровне хоть какой непростой звук можно разложить на последовательность простых гармонических сигналов различных частот, любой из которых представляет собой правильную синусоиду, а как следует, быть может описан числовыми параметрами, другими словами кодом. В природезвуковые сигналы имеют непрерывный диапазон, другими словами являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и инфы, связанные с способом кодировки.
Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, длительность и интенсивность звука, динамику его конфигурации, некие характеристики среды, в какой происходит звучание, также остальные характеристики, характеризующие индивидуальности звука. Так как в качестве образцов употребляются «настоящие» звуки, то свойство звука, приобретенного в итоге синтеза, выходит весьма высочайшим и приближается к качеству звучания настоящих музыкальных инструментов.
4. Измерение инфы и единицы хранения данных
Существует много разных систем и единиц измерения данных. Любая научная дисциплина и любая область людской деятель может, использовав свои, более комфортные либо обычно устоявшиеся единицы. В информатике для измерения данных употребляют тот факт, что различные типы данных имеют двоичное б. Так как одним б, правило, кодируется один знак текстовой инфы, то для текстовых документов размер в б соответствует лексическому размеру в знаках.
Наиболее большая единица измерения – кб (Кбайт). Условно можно считать, что 1 Кбайт приблизительно равен 1000 б. Условность связана с тем, что для вычислите ной техники, работающей с двоичными числами, наиболее комфортно б (1024 б). Но везде, где это не принципно не включают 24 б. В кб определяют сравнимо маленькие объемы данных. Условно можно считать, что одна страничка неформатированного машинописного текста составляет около 2 Кбайт.
Наиболее большие единицы измерения данных образуются добавлением префиксов
в наиболее больших единицах пока нет практической надобности.
1 б = 8 (23
) бит
1 Кбайт =1024 б =210
б
1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220
б
1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230
б
1 Тбайт = 1024 Гбайт = 240
б
При переходе к наиболее большим единицам «инженерная» погрешность, сплетенная с округлением, скапливается и становится недопустимой, потому на старших единицах измерения округление делается пореже.
При хранении данных решаются две препядствия: как сохранить данные в более малогабаритном виде и как обеспечить к ним удачный и резвый доступ. Для обеспечения доступа нужно, чтоб данные имели упорядоченную структуру, а при всем этом появляется высочайшая перегрузка в виде адресных данных. Без их недозволено получить доступ к необходимым элементам данных, входящих в структуру.
Так как адресные данные тоже имеют размер и тоже подлежат хранению, хранить данные в виде маленьких единиц, таковых как байты, неловко. Их неловко хранить и в наиболее больших единицах (кб, мб и тому схожему), так как неполное наполнение одной единицы хранения приводит к неэффективности хранения. В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, именуемый файлом
– это последовательность случайного числа байтов, владеющая неповторимым своим именованием
Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных описывает тип файла.
Так как в определении файла нет ограничений на размер, можно представить для себя файл, имеющий 0 байтов (пустой файл),и файл, имеющий хоть какое число байтов. имя файла практически несет внутри себя адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией из-за отсутствия способа доступа к ним. Не считая функций, связанных с адресацией, имя файла может хранить и сведения о типе данных, заключенных в нем. Для автоматических средств работы с данными это принципиально, так как по имени файла они могут автоматом найти адекватный способ извлечения инфы из файла.
Практическая часть
Вариант 16
В течение текущего денька в салоне сотовой связи проданы мобильники, код, модель и стоимость которых указаны в таблице на рис. 16.1. В таблице на рис. 16.2 указан код и количество проданных телефонов разных моделей.
1. В итоговой таблице (рис. 16.3) обеспечит автоматическое наполнение данными столбцов «Модель мобильного телефона», «Стоимость, руб.», «Продано, шт.», используя начальные данные таблиц на рис. 16.1 и 16.2, также функции ЕСЛИ(), ПРОСМОТР. Высчитать сумму, полученную от продаж каждой моделей, итоговую сумму продаж.
2. Сформировать ведомость продаж мобильников на текущую дату.
3. Представить графически данные о продаже мобильников за текущий денек.
Рис. 16.3. Табличные данные ведомости продаж
Диаграмма 1. Данные о продаже мобильников за текущий денек
Заключение
В современном мире комп считают всепригодным преобразователем инфы. Тексты на естественных языках и числа, математические и особые знаки – одним словом все, что в быту либо в проф деятель быть может нужно человеку, обязано иметь возможность быть введенным в комп.
В силу бесспорного приоритета двоичной системы счисления при внутреннем представлении инфы в компе кодирование «наружных» знаков основывается на сравнении любому из их определенной группы двоичных символов. При всем этом из технических суждений и из суждений удобства кодирования-декодирования следует воспользоваться двоичными группами равной длины.
Проанализировав информационные структуры и технологии, можно прийти к выводу о том, что
– это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, также их характеристики.
При обработке на ЭВМ данные трансформируются, условно проходя последующие этапы:
• данные как итог измерений и наблюдений;
• данные на вещественных носителях инфы (таблицы, протоколы, справочники);
• модели (структуры) данных в виде диаграмм, графиков, функций;
• данные в компе на языке описания данных;
• базы данных на машинных носителях.
Для хранения данных употребляются базы данных, для их свойственны большенный размер и относительно маленькая удельная стоимость инфы.
процесс кодировки хоть какого вида инфы практически представляет собой его преобразование тем либо другим методом в числовую форму.
В памяти машинки не существует принципного различия меж закодированной информацией разных типов. Над всеми видами данных, включая добавочно и саму программку, машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор способен создавать арифметические, логические и остальные операции, которые содержатся в системе его установок.
Перечень литературы
1. «Информатика» под ред. Доктора Н.В. Макаровой. Москва, «Деньги и статистика», 2001 г.
2. «Информатик» Базисный курс под ред. С.В. Симоновича. «Питер», 2004 г.
3. Касаткин В.Н. информация, методы, ЭВМ . М.: Просвещение, 1991, 192 с.
4. Математический энциклопедический словарь. / Гл. ред. Ю.В. Прохоров. М.: Сов. энциклопедия, 1988, 847 с.
5. Компьютерные технологии обработки инфы. / Под. ред. С.В. Назарова. – М.: деньги и статистика, 1995.
6. Леонтьев В.П. Новая энциклопедия индивидуального компа 2003. – М.: Олма-пресс, 2003.
7. Миньков С.Л. Информатика: учебное пособие. – Томск, 2000.
8. Фигурнов В.Э. IBMPC для юзеров. 7-е изд., прераб. И доп. – М.: ИНФА – М, 2002.
9. Пекелис В. Продажная девка империализма от А до Я.М., 1990.
10. Дмитриев В. Прикладная теория инфы. М., 1989.
]]>