1.4 Представление информации об объектах

Для любого объекта существует некоторая совокупность информации, которую можно назвать записью. Отдельные атрибуты образуют поля записи. Совокупность записей об объектах называют набором данных или файлом.

С точки зрения программиста объекту ПО соответствует тип записи. Отдельные атрибуты образуют поля записи.

Между этими категориями существует следующая связь:

• файл соответствует объекту;

• число экземпляров объекта равно числу записей в файле;

• число атрибутов, описывающих объект, равно числу полей в каждой записи. Каждому полю соответствует имя поля. Поле записи имеет свое значение поля. Значение (содержимое)

поля описывает атрибут.

Реальный мир

анные

Элемент данных (поле)

t

Значение элемента данных

Информация

Атрибуты

^Г

Значение атрибута

Атрибуты вес рост

фамилия дата рождения.

Объект

Предметная область

Рис. 1

Имя поля Таблица 1

№

ФИО

Пол

Дата рождения

Вес

Рост

1	Иванов П.И.	м	17.6.75	68	175
2	Петров И.С.	м	8.9.80	75	180
	/

Поле атрибутов

1.5 Абстрактные алфавиты. Кодирование

Цифровая информация – это в действительности частный случай т.н. алфавитного способа представления дискретной информации. Основа этого способа – произвольный фиксированный конечный набор символов любой природы, называемый абстрактным алфавитом или просто алфавитом.

Совокупность десятичных цифр вместе с запятой для отделения дробной части числа есть частный случай алфавита с 11 символами – буквами этого алфавита. Другой пример – алфавит естественного человеческого языка (например, русского). Язык математических и др. научных текстов может включать наряду с обычными буквами данного языка буквы других языков (например, греческого), а также различные специальные символы (знаки арифметических операций и т.д.).

При обработке информации часто возникает необходимость представлять средствами одного алфавита бу­квы других алфавитов. Такое представление называется кодированием.

Проблема решается просто, если нужно закодировать буквы алфавита Х с меньшим числом букв, чем у кодирующего алфавита У.

Например, Х – цифры, У – русские буквы. Тогда для кодирования достаточно положить 0 = а, 1 = б, 2 = в, …, 8 = и.

Разумеется, возможны и др. способы кодирования (буквы Х кодируются несколькими буквами У: ноль, один, два и т.д.).

В том случае, когда в Х больше букв, чем в У, обязательно приходится использовать для кодирования по­следовательности букв. Так, например, буквы русского алфавита можно закодировать парами десятичных цифр:

а = 01, б = 02, …, к = 10, л = 11, …

Число представляемых алфавитом символов называется мощностью данного алфавита.

Двоичный алфавит

Простейшим абстрактным алфавитом, достаточным для кодирования любого другого алфавита, является алфавит, состоящий из двух букв. Такой алфавит называется двоичным, а его буквы чаще всего обозначают как 0 и 1. Или:

true	false
Да	Нет
Y	N

Величина, способная принимать лишь два различных значения, представляет собой своеобразный инфор­мационный атом, получивший специальное название бит (binary unit).

Все современные ЭВМ построены на элементах, имеющих два устойчивых состояния. Поэтому основой кодирования данных в ЭВМ является двоичный алфавит.

Байтовый алфавит

Двоичный алфавит из-за своей простоты наиболее широко распространен в технических информационных устройствах, в первую очередь, в ЭВМ. Для кодирования же алфавитов, которыми привык пользоваться чело­век, употребляются последовательности двоичных цифр. Легко видеть, что последовательностями из n двоич­ных цифр можно закодировать N=2ⁿ различных символов. При n = 8 N = 256. Этого вполне достаточно для ко­дирования большинства встречающихся на практике алфавитов (кроме иероглифического письма).

В связи с этим последовательность из 8 двоичных цифр получила название байт. Составляемый же раз­личными последовательностями алфавит из 256 букв называется байтовым алфавитом.

Память всех современных ЭВМ построена по байтовому принципу. Байт - наименьший адресуемый эле­мент памяти. Оперативная память ЭВМ физически состоит из 8-разрядных ячеек (байтов). Каждая ячейка име­ет порядковый номер – адрес.

В мировой практике укоренился единый стандарт байтового кодирования строчных и прописных букв ла­тинского и русского алфавитов, знаков препинания, десятичных цифр и т.д.

Стандартные коды: ASCII – American Standard Code for Information Interchange

EBCDIC – Expanded Binary Coded Decimal Interchange Code (ДКОИ)

Контрольные вопросы

1. Непрерывная и дискретная информация.

2. Данные и ЭВМ.

3. Объекты предметной области.

4. Представление информации об объектах.

5. Абстрактные алфавиты. Кодирование.