Компютърна обработка на данни
Информатикае техническа наука, която систематизира методите за създаване на съхранение, възпроизвеждане, обработка и предаване на данни с помощта на компютърни технологии, както и принципите на действие на тези инструменти и методите за тяхното управление.
Основната задачана компютърните науки е да систематизира техниките и методите за работа с хардуера и софтуера на компютърните технологии.Целтана систематизацията е да идентифицира, внедри и разработи напреднали, най-ефективни технологии, да автоматизира етапите на работа с данни, както и да осигури методологична подкрепа за нови технологични изследвания.
Основната разлика между компютърните науки и другите технически дисциплини е фактът, че предметната им област се променя изключително динамично.
Единството на законите за обработка на информацията в системи от различно естество е фундаменталната основа на теорията на информационните процеси, което определя нейната обща валидност и специфика. Обект на изследване на тази теория е информацията.
Информатиката разглежда информацията като взаимосвързана информация, данни, концепции, които променят представите ни за явление или обект в света. Наред с информацията в компютърните науки често се използва понятиетоданни.
Данните могат да се разглеждат като знаци или записани наблюдения, които по някаква причина не се използват, а само се съхраняват. В случай, че стане възможно тези данни да се използват за намаляване на несигурността относно нещо, данните се превръщат в информация. Следователно може да се твърди, че информацията са използваните данни.
Същността на всички компютърни програми е, че те описват трансформацията на някои първоначални данни в крайни.Програмата може да използва някои данни като междинни. Преди да извършите каквито и да било операции, трябва да имате обектите, към които ще бъдат приложени данните, и да сте наясно със структурата на обектите, които ще бъдат получени.
Развитието на изчислителните технологии и програмирането беше придружено от еволюцията на идеите за ролята на данните и тяхната организация. Едно от свойствата на компютрите е способността да съхраняват огромни количества информация и данни и да осигуряват лесен достъп до тях. При решаването на конкретен проблем е необходимо да се избере набор от данни, представящи реалната ситуация. След това трябва да изберете как да представите тази информация. Представянето на данните се определя от средствата и възможностите, разрешени от компютъра и неговия софтуер.
Въпреки това свойствата на самите данни, операциите, които трябва да се извършват върху тях, също играят много важна роля. С развитието на изчислителната техника и програмирането средствата и възможностите за представяне на данни са силно развити и сега позволяват използването както на най-простите неструктурирани данни, така и на данни от по-сложни типове, получени чрез комбинация от най-прости данни.
В заключение трябва да се отбележи, че такива информационни параметри като богатство, достатъчност, стабилност, достъпност, уместност, надеждност пряко влияят върху качествената и количествената структура на компютърните данни, както и върху тяхната по-нататъшна обработка и окончателни трансформации.
1. Данните, тяхната структура и видове
Данните носят информация за събития, настъпили в материалния свят, тъй като те са регистрация на сигнали, възникнали в резултат на тези събития. Данните обаче не са същото като информацията.
Даннитеса диалектичен компонент на информацията.Те са регистрирани сигнали. В същото време физическият метод на регистрация може да бъде всеки: механично движение на физически тела, промяна на тяхната форма или параметри на качеството на повърхността, промяна на електрически, магнитни, оптични характеристики, химичен състав и естество на химичните връзки, промяна на състоянието на електронната система и много други. Според метода на регистрация данните могат да се съхраняват и транспортират на различни видове носители.
Работата с големи набори от данни е по-лесна за автоматизиране, когато данните са подредени, тоест формират дадена структура. Има три основни типа структури от данни:линейни, йерархичниитаблични.
a)Линейните структуриса списъци. Списъкът е най-простата структура от данни, характеризираща се с това, че всеки елемент от данни е уникално идентифициран чрез своя номер в масива. Чрез поставяне на номера на отделни страници от разпръсната книга, ние създаваме структура на списък. При създаването на всяка структура от данни трябва да се решат два въпроса: как да се разделят елементите от данни помежду им и как да се търсят необходимите елементи.
Когато съхранявате таблични данни, броят на разделителите трябва да е по-голям, отколкото за данните, които имат структура от списък. Ако искате да запазите таблицата като дълъг символен низ, използвайте един разделителен знак между елементите, които принадлежат към същия низ, и друг разделител за разделяне на редовете.
Фигура 1. Пример за представяне на таблична структура от данни
Фигура 2. Пример за представяне на йерархична структура от данни
В съвременната информационна система се разграничават два основни вида данни, това са прости(неструктурирани)и по-сложни -структурирани.
a)Прости (неструктурирани) типове данни
В математиката е обичайно да се класифицират количествата според техните характеристики. Има цели, реални, комплексни и логически величини, които са индивидуални стойности, набори от стойности или набори от набори. Същото е и в компютърните науки.
Целите числа, използвани от компютър, имат същите свойства като целите числа в аритметиката. Всички изчисления с тях се извършват абсолютно точно (не приблизително). Има само една разлика в свойствата на компютърните цели числа - ограничен обхват: за всяка компютърна система има най-голямото разрешено цяло число в нея и най-малкото, отрицателно. Това свойство на компютърните числа е свързано с особеностите на тяхното кодиране в клетките на компютърната памет.
Операциите събиране, изваждане, умножение и деление могат да се извършват върху реални (или реални) числа, точно както върху математически реални числа. Въпреки това, всички операции с реални числа се извършват с точност, която не надвишава някаква фиксирана стойност, поради факта, че представянията на числа в компютърната памет имат ограничена дължина, в зависимост от конкретния компютър и използваната програмна система.
Основното свойство на литералните (знаковите) данни е тяхното подреждане, тоест свойството да бъдат сравними. Обичайният знак за стойността на знак или текстова стойност са кавички. Всеки знак има специфичен цифров код (например кодът на знака за латинската буква „A“ в повечето 63 кодировки) и подреждането се извършва според тези цифрови кодове. Като правило има функции, които ви позволяват да получите неговия код по символ и символ по код.
Булеви данни, които могат да приемат стойностите "true" или "false". Понякога можете да използвате операцииимпликации ("ако"), еквивалентности ("ако и само ако") и други подобни.
b) Типове структурирани данни
Структурираните данни са много по-мощни от обикновените данни.
Структурираните типове данни се класифицират по следните основни признаци: хомогенни - разнородни, подредени - неподредени, директен достъп - последователен достъп, статични - динамични. Тези знаци се противопоставят един на друг само в двойката, а извън нея могат да се комбинират.
Една структура се наричаподредена,ако редът между нейните елементи е дефиниран. Наличието на индекс в записа на структурните елементи вече показва неговото подреждане.
Според метода на достъп подредените структури садиректен и последователен достъп.При директен достъп всеки елемент от структурата е достъпен за потребителя по всяко време, независимо от другите елементи.
Ако размерът на структурата (дължина, брой елементи) не може да бъде променен в хода на действие, но е фиксиран предварително, тогава такава структура се наричастатична.
Софтуерът за информатика понякога ви позволява да не фиксирате размера на структурата, а да го зададете в процеса на решаване на проблема и да го промените, ако е необходимо, което може да бъде много удобно. Такава структура се наричадинамична.
Най-традиционният и добре познат от структурираните типове данни емасив(иначе наричан нормален тип) - хомогенна подредена статична структура с директен достъп.