Информационный центр "Центральный Дом Знаний"
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|
Основные структуры данныхОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3 1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Понятие информации и данных…………………………………………4 1.2 Особенности электронного документа. Основные структуры данных..5 1.2.1 Линейные структуры данных…………………………………………10 1.2.2 Табличные структуры данных………………………………………..12 1.2.3 Иерархические структуры данных……………………………………14 1.2.4 Упорядочение структур данных………………………………………16 2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1Общая характеристика задачи………………………………………….19 2.2 Описание алгоритма решения задачи…………………………………21 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………..26 ВВЕДЕНИЕ Курсовая работа состоит из двух частей: практической и теоретической. В теоретической части рассматривается тема: «Основные структуры данных». В практической части решается экономическая задача фирмы ООО «Снежок» с использованием табличного процессора MS Excel 2002. Программируя решение любой задачи, необходимо определить множество данных, представляющих предметную область решаемой задачи. При выборе следует руководствоваться проблематикой решаемой задачи и способами представления информации. Здесь необходимо ориентироваться на те средства, которые предоставляют системы программирования и вычислительная техника, на которой будут выполняться программы. 1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ДАННЫХ Под термином «информация» чаще всего понимают содержательный аспект данных, проводя таким образом различие между информацией и данными. Следует знать, что термин «данные» происходит от латинского слова «data» - факт, а термин «информация» - от латинского слова «informatio», что означает разъяснение, изложение. Информация – это мера устранения неопределённости в отношении исхода интересующего нас вопроса. Информация не существует сама по себе, она подразумевает наличие объекта (источника), отражающего (воспроизводящего) информация, и субъекта (приемника, потребителя), воспринимающего её. Поскольку информацию можно хранить, передавать и преобразовывать, то в качестве материальной составляющей этого процесса должны выступать носители информации, передатчики, каналы связи и приемники. Сказанное выше позволяет провести более четкое различие между терминами «информация» и «данные». Данные – это материальные объекты произвольной формы, выступающие в качестве средства предоставления информации. Преобразование и обработка данных позволяет извлечь информация, т.е. знание о том или ином предмете, процессе или явлении. Другими словами, данные служат сходным «сырьём» для получения информации. Фиксация информации в виде данных осуществляется с помощью конкретных средств общения (языковых, изобразительных и т.п.). Обработка данных не всегда является обработкой содержания. Из всех технических средств обработки данных решающую роль играют электронные вычислительные машины, однако следует, имеет в виду, что современные ЭВМ не обладают способностью выполнять интеллектуальные действия. Данные в ЭВМ обрабатываются формально, без учёта их смыслового содержания, а лишь с использованием математических операций и операций булевой алгебры (формальной алгебры логики). Таким образом, данные в информатике представляют собой факты или идеи, выраженные средствами формальной знаковой системы, обеспечивающей возможность их хранения, передачи и обработки. Такую формальную знаковую систему называют языком представления данных. Синтаксис этого языка характеризует способ представления информации, а его семантика – саму информацию. В зависимости от того, кто взаимодействует с данными, способ их представления может быть ориентирован как на человека (например, бумажный или экранный документ), так и на техническое оборудование (электрические сигналы, запись на магнитном носителе и т.п.). По отношению к физическому устройству данные обладают внутренним преставлением (это форма данных, с которой устройство фактически оперирует) и внешним представлением (форма данных, используемая для взаимодействия данного устройства с человеком и другими устройствами). 1.2 ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТА. ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ Экономический документ представляет собой определённым образом организованную совокупность взаимосвязанных по смыслу экономических показателей. Экономический документ является основной и наиболее удобной формой представления информации с точки зрения управления, так как наряду с наглядностью представления информации, необходимой для решения задачи или являющейся результатом решения задачи, он содержит атрибуты, придающие ему юридический статус. В последнее время особое внимание уделяется электронным способам отображения содержимого документов, что позволяет значительно повысить эффективность систем управления благодаря использованию качественно новых подходов в реализации информационных процессов. В самом общем виде электронные документы могут быть представлены либо как электронные копии (являющиеся факсимильным отображением информации реальных бумажных документов), либо электронные формы (являющиеся компьютерной основой для решения задач управления, а в случае необходимости – основой для получения соответствующих бумажных аналогов – «твёрдых копий»). Представление документа в виде электронной копии или электронной формы следует отличать от становящегося в последнее время всё более популярным и актуальным понятия «электронный документ». Электронный документ – сведения, представленные в форме, воспринимаемой электронными средствами обработки, хранения и передачи информации, которые имеют необходимые атрибуты для их однозначной идентификации и которые могут быть преобразованы в форму, пригодную для восприятия человеком. Одним из наиболее важных и неотъемлемых атрибутов электронного документа (в отличие от электронной копии или электронной формы) является электронная цифровая подпись (или просто цифровая подпись). Цель электронной цифровой подписи – удостоверение подлинности сведений, отображённых материальных носителях информации или передаваемых средствами связи, и установление её принадлежности к конкретному лицу. Электронная цифровая подпись представляет собой определённую последовательность символов, имеющую неизменяемое соотношение с каждым символом определённого объёма сведений электронного документа и предназначенную для подтверждения целостности и неизменности этого объёма сведений, а также тождественности его содержания волеизъявлению заверившего его лица. В целях упрощения организации процессов обработки, передачи и хранения информации, содержащейся в документах, она может объединяться в виде информационных массивов (файлов – для Машиных носителей). Информационный массив с позиции логической структуры представляет собой набор данных (документов) одной формы (одного названия) со всеми их значениями либо сочетание таких наборов данных, относящихся к одной задаче. Во втором случае массив называется укрупнённым. Сущность массива выражается через логический смысл и естественную целостность его структуры. В системах обработки информации массив является основной структурной единицей, предназначенной для хранения, передачи и обработки информации. Массивы могут объединяться в более крупные структурные единицы. Самой крупной является информационная база, а самой простой формой объединения – информационный поток. Информационный поток – это совокупность информационных массивов, в том числе документов, относительно конкретной управленческой деятельности, имеющая динамический характер. Информационная база – вся совокупность информации реального экономического объекта. Рассмотренные структурные единицы экономической информации отражают их логическое построение без учёта особенностей представления данных на технических носителях. При организации автоматизированной обработки экономической информации понятие структуры данных связывается с представлением их на различных носителях, и таким образом соответствующие единицы выделяются в зависимости от особенностей того или иного носителя и способов фиксации данных на нём. Это составляет основу физического подхода к рассмотрению структур информации. При размещении информации на бланках документов можно выделить следующие структурные единицы: позицию, запись, строку, графу, зону документа, документ, пачку документов. Для электронной формы представления документа выделяются те же структурные единицы, только вместо понятия «пачки документов» используется понятие: «лист» или «страница». Массив представляет собой, с одной стороны, физическую единицу обработки информации, с другой – отражает содержательный аспект информации, используемой в управлении. Последнее позволяет классифицировать информационные массивы следующим образом: Постоянные (условно-постоянные) и переменные; Основные и вспомогательные; Входные, промежуточные (внутренние), выходные (результатные); Текущие (рабочие) и служебные; Постоянные массивы, как правило, содержат нормативно-справочную информацию (НСИ) длительного хранения и многократного использования; переменные массивы – исходную и промежуточную информацию, отражающую текущее состояние объекта управления. Основные массивы предназначаются для хранения информации в процессе обработки данных и решения задач управления; вспомогательные массивы являются производными от основных массивов путём логической обработки последних в целях обеспечения более рационального процесса решения задач. Промежуточные массивы носят служебный характер в отличии от других тем, что содержат результаты предыдущих расчётов, полученных при решении задач и используемых в качестве исходных данных при решении последующих задач. Входные и выходные массивы определяют характер их отношения к рассматриваемым информационным процессам обработки данных, что имеет принципиально важное значение при оценке объёмно0временных характеристик различных вариантов информационных технологий. Текущие (рабочие) массивы содержат информацию о состоянии управляемого объекта или процесса на данный момент времени. Они могут формироваться на основе нескольких входных массивов. Служебные массивы (различного рода справочники, каталоги, нормативные документы и т.п.) хранят информацию, непосредственно не связанную с объектом управления, но необходимую для реализации процессов решения задач управления. Данные, включаемые в информационные массивы, делятся на неоднородные и однородные. Однородные массивы содержат одноимённые записи одинаковой структуры, неоднородные – разнотипные записи с различной структурой. Совокупности массивов составляют структурные единицы более высоких рангов: системные наборы, библиотеки массивов. Особое место в организации процессов обработки данных занимают так называемые динамические структуры данных: очереди и стёки. В любое время очередь или стёк содержит упорядоченное множество информационных элементов. Если элемент добавляется, то он становится в конец упорядоченного множества. Доступ к элементам или их исключение из множества возможно только в начале упорядоченного множества, определяющего очередь. Элемент, находящийся в очереди первым, является единственно доступным, и он должен быть исключён или обработан первым. В стёке – в противоположность очереди – обработка и исключение элементов множества осуществляются в порядке, противоположном порядку записи элементов в стёк, т.е. доступным в любой момент времени является элемент, находящийся в конце упорядоченного множества. Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, т.е. образуют заданную структуру. Существуют три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная. Эти структуры можно рассмотреть на примере обычной книги. Если разобрать книгу на отдельные листы и перемешать их, книга потеряет свое назначение. Она по-прежнему будет представлять набор данных, но подобрать адекватный метод для получения из нее информации весьма непросто. (Еще хуже дело будет обстоять, если из книги вырезать каждую букву отдельно — в этом случае вряд ли вообще найдется адекватный метод для ее прочтения.) Если же собрать все листы книги в правильной последовательности, мы получим простейшую структуру данных — линейную. Такую книгу уже можно читать, хотя для поиска нужных данных ее придется прочитать подряд, начиная с самого начала, что не всегда удобно. Для быстрого поиска данных существует иерархическая структура. Так, например, книги разбивают на части, разделы, главы, параграфы и т. п. Элементы структуры более низкого уровня входят в элементы структуры более высокого уровня: разделы состоят из глав, главы из параграфов и т. д. Для больших массивов поиск данных в иерархической структуре намного проще, чем в линейной, однако и здесь необходима навигация, связанная с необходимостью просмотра. На практике задачу упрощают тем, что в большинстве книг есть вспомогательная перекрестная таблица, связывающая элементы иерархической структуры с элементами линейной структуры, то есть связывающая разделы, главы и параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой, рассчитанных на последовательное чтение, эту таблицу принято называть оглавлением, а в книгах со сложной структурой, допускающей выборочное чтение, ее называют содержанием. Основным недостатком иерархических структур данных является увеличенный размер пути доступа. Очень часто бывает так, что длина маршрута оказывается больше, чем длина самих данных, к которым он ведёт. Поэтому в информатике применяют методы для регуляризации иерархических структур с тем, чтобы сделать путь доступа компактным. Один из методов получил название дихотомии. В иерархической структуре, построенной методом дихотомии, путь доступа к любому элементу можно представить как через рациональный лабиринт с поворотами налево (0) и направо (1) и, таким образом, выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи. Структуры данных – логически упорядоченный организованный набор данных. 1.2.1 ЛИНЕЙНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ Линейные структуры — это хорошо знакомые нам 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. Обычный журнал посещаемости занятий, например, имеет структуру списка, поскольку все студенты группы зарегистрированы в нем под своими уникальными номерами. Мы называем номера уникальными потому, что в одной группе не могут быть зарегистрированы два студента с одним и тем же номером. При создании любой структуры данных надо решить два вопроса: как разделять элементы данных между собой и как разыскивать нужные элементы. В журнале посещаемости, например, это решается так: каждый новый элемент списка заносится с новой строки, то есть разделителем является конец строки. Тогда нужный элемент можно разыскать по номеру строки. N п/п Фамилия, Имя, Отчество 1 Аистов Александр Алексеевич 2 Бобров Борис Борисович 3 Воробьева Валентина Владиславовна …………………………………………………….. 27 Сорокин Сергей Семенович Разделителем может быть и какой-нибудь специальный символ. Нам хорошо известны разделители между словами — это пробелы. В русском и во многих европейских языках общепринятым разделителем предложений является точка. В рассмотренном нами классном журнале в качестве разделителя можно использовать любой символ, который не встречается в самих данных, например символ «*». Тогда наш список выглядел бы так: Аистов Александр Алексеевич * Бобров Борис Борисович * Воробьева Валентина Владиславовна *... * Сорокин Сергей Семенович Еще проще можно действовать, если все элементы списка имеют равную длину. В этом случае разделители в списке вообще не нужны. Для розыска элемента с номером, надо просмотреть список с самого начала и отсчитать а( n -1) символ, где а - длина элемента. Со следующего символа начнется нужный элемент. Его длина тоже равна а, поэтому его конец определить нетрудно. Такие упрощенные списки, состоящие из элементов равной длины, называют векторами данных. Работать с ними особенно удобно. Таким образом, линейные структуры данных (списки) — это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента однозначно определяется его номером. 1.2.2 ТАБЛИЧНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ С таблицами данных мы тоже хорошо знакомы, достаточно вспомнить всем известную таблицу умножения. Табличные структуры отличаются от списочных тем, что элементы данных определяются адресом ячейки, который состоит не из одного параметра, как в списках, а из нескольких. Для таблицы умножения, например, адрес ячейки определяется номерами строки и столбца. Нужная ячейка находится на их пересечении, а элемент выбирается из ячейки. При хранении табличных данных количество разделителей должно быть больше, чем для данных, имеющих структуру списка. Например, когда таблицы печатают в книгах, строки и столбцы разделяют графическими элементами — линиями вертикальной и горизонтальной разметки: Табл.1 Если нужно сохранить таблицу в виде длинной символьной строки, используют один символ-разделитель между элементами, принадлежащими одной строке, и другой разделитель для отделения строк, например так: Меркурий*0,39*0,056*0#Венера*0,67*0,88*0#Земля*1,0*1,0*1#Марс*1,51*0,1*2*... Для розыска элемента, имеющего адрес ячейки ( m , n ), надо просмотреть набор данных с самого начала и пересчитать внешние разделители. Когда будет отсчитан m — 1 разделитель, надо пересчитывать внутренние разделители. После того как будет найден n — 1 разделитель, начнется нужный элемент. Он закончится, когда будет встречен любой очередной разделитель. Еще проще можно действовать, если все элементы таблицы имеют равную длину. Такие таблицы называют матрицами. В данном случае разделители не нужны, поскольку все элементы имеют равную длину и количество их известно. Для розыска элемента с адресом ( m , n ) в матрице, имеющей М строк и N столбцов, надо просмотреть ее с самого начала и отсчитать a[N(m — 1) + ( n — 1)] символ, где а — длина одного элемента. Со следующего символа начнется нужный элемент. Его длина тоже равна а, поэтому его конец определить нетрудно. 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. (......) |
Loading
|