Файл: Операции, производимые с данными (Основные представления, типы данных).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной темы заключается в том, что в настоящее время в ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой при помощи различных методов. Обработка информации включает в себя множество различных процедур. По мере прогресса научно-технического прогресса^[1]и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Больше всего, это связано с непрерывным усложнением условий управления производством и обществом. Вторым показателем, также вызывающий общее увеличение объемов, обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим развитием, а именно с большой скоростью возникновения и усвоения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.

Информатика рассматривает информацию^[2] как связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Так же с информацией в информатике часто употребляется понятие данные.

Данные могут рассматриваться как показатели или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию.Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Информация^[3] - это описание реального мира при помощи знаний (сообщений).Наряду с термином "информация" в информатике используется понятие "данные". Это понятие уже, чем информация, так как представляет отрывочные, не связанные между собой сведения. Однако в работе с компьютерными программами чаще употребляется термин "данные"^[4].

Цель исследования – выявить и изучить особенности и методы процессов, производимых с данными. Учитывая при этом, что данные – диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные команды. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния системы и многое другое.
Для достижения данной цели в работе решались следующие задачи:

1. Изучить научно-теоретическую литературу по заданной теме: «Процедуры, производимые с данными». На основе полученных данных выявить и классифицировать различные операции и носители данных.

2. Разобраться в процедурах, производимых с данными.

1. ДАННЫЕ

1.1 Основные представления, типы данных

Информация^[5] - это отражение реального мира, его объектов, их свойств и отношений на некотором материальном носителе в результате деятельности человека. Наряду с термином «информация» в информатике используется понятие «данные». Понятие «данные» подразумевает под собой отрывочные, не связанные между собой сведения.

В технологическом процессе обработки данных можно выделить 4 этапа^[6]:

1. Формирование первичных данных - первичные сообщения о хозяйственных операциях, документы, содержащие нормативные и юридические акты, результаты экспериментов, например, параметры новой модели самолета или автомобиля и т.д.

2. Накопление и систематизация информации, т.е. организация такого размещения информации, которое обеспечило бы быстрый поиск и отбор нужных материалов, методическое обновление данных, защиту от искажений и т.д.

3. Обработка данных - процессы, в результате которых на основе заранее накопленных данных формируются новые виды данных - обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные и т.д. Эти данные вторичной обработки могут быть подвергнуты следующей обработке и принести более глубокие, точные обобщения.

4. Отображение данных - представление данных в форме, удобной для человека. Это вывод на печать, графические изображения (Рисунок, Презентация и т.п.), звук (Голос, песня, мелодия и т.п).

Сообщения, формируемые на первом этапе, могут иметь разный вид: обычный бумажный документ, звук, видео, числовые данные на каком-то носителе. Как правило, носители первичной информации (физические носители, полученные от аналоговых устройств) - бумага, пластинки, кассеты, видеокассеты очень недолговечны.

Компьютерные технологии предлагают принципиально новый подход^[7] - цифровое (дискретное) представление информации на магнитных и лазерных носителях.

Посредством технических и программных средств ЭВМ^[8] первичные данные преобразуются в машинный код.Одной из основных проблем, связанных с документацией данных в компьютере есть точность и корректность четырех разных видов данных.

Точность^[9] – это способность выполнить задачи без погрешностей или ошибок. Такую характеристику можно трактовать еще и так: - это степень соответствия меры к определенному стандарту.

Корректность – это мера частоты появления ошибок в данных. Ошибки могут возникнуть во время сбора данных, наблюдений или же измерениях.

Достоверность зависит от степени детализации. Примером может быть количество десятичных знаков при измерении той или другой величины. Вес тела, выраженная как 89.12 кг, имеет большую точность, чем вес, выраженному, как 89.1 кг.

Данные^[10] – это составная диалектическая часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: изменение их формы или параметров качества поверхности,механическое перемещение физических тел, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом записи данные могут храниться и перебрасываться на носителях различных видов. Самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, по-видимому, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) используется также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). В качестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

Единицы хранения данных^[11]

В качестве части хранения данных принято считать объект переменной длины, который называют файлом^[12]. Файл – это последовательность произвольного числа байтов, которая обладает особенным собственным именем. Обычно в отдельном файле содержатся данные, которые относятся к одному типу. В таком случае тип данных определяет тип файла.

1.2 Носители данных

Носители данных^[13] – это тело или среда, которые использует человек,способные для компьютерной записи и достаточно длительного времени хранения различной информации (данных).

Все имеющиеся в настоящее время переносчики информации могут подразделяться по различным признакам. В первую очередь, следует различать энергозависимые и энергонезависимые накопители информации.

Энергонезависимые накопители, используемые для архивирования и сохранения массивов данных, подразделяют:

• по виду записи:
  – магнитные накопители (жесткий диск, гибкий диск, сменный диск);
  – магнитно-оптические системы, называемые также МО;
• – оптические, такие, как CD (Compact Disk, Read Only Memory) или DVD (Digital Versatile Disk);
• по способам построения:
  – вращающаяся пластина или диск (как у жесткого диска, гибкого диска, сменного диска, CD, DVD или MО);
  – ленточные носители различных форматов;
  – накопители без подвижных частей (например, FlashCard, RAM (RandomAccessMemory), имеющие ограниченную область применения из-за относительно небольших объемов памяти по сравнению с вышеназванными носителями информации).

В тех случаях, когда требуется быстрый доступ к информации^[14], как, к примеру, при выводе или передаче данных, то используются носители с вращающимся диском. Для архивирования, который выполняется периодически (с англ. Backup), наоборот, более предпочтительными являются ленточные носители. По сколько они имеют большие объемы памяти в сочетании с небольшой ценой, но, из недостатков – у них относительно невысокое быстродействие.

Назначение носителей информации различают на три основные группы:

1. Распространение информации: носители с предварительно записанной информацией, такие как CD ROM или DVD-ROM.
2. Архивирование: носители для одноразовой записи информации, такие как CD-R или DVD-R.
3. Резервирование (Backup) или передача данных: носители с возможностью многоразовой записи информации, такие как дискеты, жесткий диск, MO, CD-RW.

CD и DVD (ROM, R, RW)

CD-ROM^[15] был первоначально создан для распространения больших объемов информации (например, музыку, видео, изображения и тому подобное) за определенную плату. А вскоре он стал одним из наиболее используемых носителей информации для меньших объемов данных, например, при личном пользовании. Скорее всего в будущем CD-ROM будут заменены на DVD-ROM. Потому что DVD имеет емкость памяти от 4,7 до 17 GB. DVD-ROM может быть использован для распространения программных продуктов, мультимедиа, банков данных и для записи художественных фильмов. Увеличить объем памяти здесь помогли специальные инновационные технологии двойного слоя. Они позволяют наносить на каждую из сторон диска по два накопительных слоя, которые, в свою очередь, разделяются полу отражающим промежуточным слоем. При считывании информации лазер "прыгает" между обоими накопительными слоями.

Компакт-диск, который кратко называют CD-R (или, соответственно, DVD-R), представляет собой оптическую пластину для разовой записи в формате 5,25 дюйма с большой плотностью. Запись на такой диск может быть сделана только один раз в специальном записывающем устройстве. После этого информацию можно воспроизвести посредством обычного дисковода CD-ROM. Основная область применения – это передача данных в ограниченном количестве.

Более гибким, но менее распространенным является CD-RW (с англ. Rewritable). Этот сменный носитель информации может быть перезаписан заново до 1000 раз. Нанесенный слой при записи в результате термооптического процесса изменяет свою структуру с кристаллической на аморфную. В результате на этих местах изменяются отражающие свойства несущего слоя. Интенсивность излучения, соответствующая отражению от светлых или темных участков, преобразуется в бинарные числа 1 или 0.

Сменные диски SyQuest^[16]. Работа сменного накопителя основывается на употреблении магнитных слоев, которые служат, в основном, для многократной записи разной информации.

Производитель SyQuest, начав с выпуска дисков емкостью 44 Мб, увеличилс течением времени их память до целых 1,5 Гб. При этом увеличение памяти потребовало применения и нового оборудования, то есть дисковода. Эти сменные магнитные диски стали довольно часто используемыми носителями данных в допечатных процессах.

Картриджи данных. Начиная с 70-х годов эти магнитные накопители относятся к основным средам для резервирования данных. Главным образом они используются для резервного, или запасного, копирования данных на жестком диске персональных компьютеров. Часто при резервировании в сети система автоматически подключает несколько картриджей для обработки накопителей со сменными дисками. Картриджи выпускаются в форматах 5,25 и 3,5 дюйма. Дисководы, предлагаемые различными производителями, бывают встроенными в устройство или присоединенными к ПК. По сравнению с гибкими дисками скорость пересылки данных у картриджей выше, однако она меньше, чем у жестких дисков.

SuperDisk, ZIP, JAZ. Гибкий диск 3,5 дюйма является наиболее распространенным накопительным носителем в мире. В настоящее время в разработке находятся две системы: технология ZIP фирмы Iomega и SuperDisk (ранее называвшийся LS-120) фирмы Imation.

SuperDisk^[17] предоставляет возможность размещения информации объемом 120 Мб и почти не отличается внешне от традиционной 3,5-дюймовой дискеты. Носитель информации недорогой и "совместим в обе стороны", т.е. на новых дисководах можно также считывать и записывать классические дискеты 1,44 Мб.