15.Данные и их обработка. Структуры данных. Простые (неструктурированные) типы данных.

Обработка Данных - процесс приведения данных к виду, необходимому для использования. О.д. включает три группы операций: подбор входных данных, их обработку, получение и анализ выходных данных.

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью различных и всевозможных методов. Компьютерная обработка данных включает в себя множество различных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего, это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объемов обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а именно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные:

* сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

* формализация данных - приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

* фильтрация данных - отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

* сортировка данных - упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

* архивация данных - организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

* защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

* транспортировка данных - прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя - клиентом;

* преобразование данных - перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя: например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку.

Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных. Например, для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей необходимо преобразование цифровых данных в некое подобие звуковых сигналов, чем и занимаются специальные устройства - телефонные модемы.

Данные, их структура и типы

Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. Существует три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная.

a) Линейные структуры - это списки. Список - это простейшая структура данных, отличающаяся тем, что каждый элемент данных однозначно определяется своим номером в массиве. Проставляя номера на отдельных страницах рассыпанной книги, мы создаем структуру списка. При создании любой структуры данных надо решить два вопроса: как разделять элементы данных между собой и как разыскивать нужные элементы.

Таким образом, линейные структуры данных (списки) - это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента однозначно определяется его номером.

б) Табличные структуры - это такие структуры, у которых элементы данных определяются адресом ячейки. Он состоит не из одного параметра, как в списках, а из нескольких.

При хранении табличных данных количество разделителей должно быть больше, чем для данных, имеющих структуру списка. Если нужно сохранить таблицу в виде длинной символьной строки, используют один символ-разделитель между элементами, принадлежащими одной строке, и другой разделитель для отделения строк.

Таким образом, табличные структуры данных (матрицы) - это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент.

в) Иерархические структуры данных - это структуры, которые содержат в себе нерегулярные данные, которые трудно представить в виде списка или таблицы. В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется путем доступа, ведущим от вершины структуры к данному элементу. Иерархические структуры данных по форме сложнее, чем линейные и табличные, но они не создают проблем с обновлением данных. Их легко развивать путем создания новых уровней.

Недостатком иерархических структур является относительная трудоемкость записи адреса элемента данных и сложность упорядочения.

Простые (неструктурированные) типы данных

В математике принято классифицировать величины в соответствии с их характеристиками. Различают целые, вещественные, комплексные и логические величины, представляющие собой отдельные значения, множества значений или множества множеств. Аналогично и в информатике.

Целые числа, используемые компьютером, имеют те же свойства, что и целые числа в арифметике. Все вычисления с ними выполняются абсолютно точно (не приближенно). Имеется только одно отличие в свойствах компьютерных целых чисел - ограниченность диапазона: для каждой компьютерной системы имеется самое большое допустимое в ней целое число и самое малое, отрицательное. Это свойство компьютерных чисел связано с особенностями их кодирования в ячейках памяти компьютера.

Над действительными (или вещественными) числами могут быть выполнены операции сложения, вычитания, умножения и деления, так же, как и над математическими действительными числами. Однако все операции над действительными числами выполняются с точностью, не превосходящей некоторого фиксированного значения, вследствие того, что представления чисел в памяти компьютера имеют ограниченную длину, зависящую от конкретного компьютера и используемой системы программирования.

Главным свойством литерных (символьных) данных является их упорядоченность, то есть свойство быть сравнимыми. Обычным признаком значения символьной или текстовой величины являются кавычки. Каждый символ имеет определенный числовой код (например, код символа латинской буквы 'А' в большинстве кодировок 63) и упорядочение происходит в соответствии с этими числовыми кодами. Как правило, имеются функции, позволяющие получить по символу его код и символ по коду.

К логическим данным, способным принимать значения «истина» или «ложь». Иногда можно использовать операции импликации («если»), эквиваленции («если и только если») и тому подобное.