Файл: Диалектическое единство данных и методов в информационном процессе (Информация и информатика).pdf

Если разобрать книгу на отдельные листы и смешать их, книга потеряет свое предназначение. Она по-прежнему будет представлять набор данных, но будет трудно подобрать адекватный метод для извлечения из нее информации. (Было бы ещё хуже, если из книги вырезать каждую букву отдельно, – в этом случае вряд ли вообще сможет найтись адекватный метод для ее прочтения.)

Если же собрать все листы книги в правильной последовательности, можно получить простейшую линейную структуру данных. Эту книгу уже можно прочитать, хотя для поиска нужных данных ее придется прочитать подряд, начиная с самого начала, что не всегда удобно. Существует иерархическая структура для быстрого поиска данных. Например, книги делятся на части, разделы, главы, параграфы и т. п. Элементы структуры более низкого уровня включены в элементы структуры более высокого уровня: разделы состоят из глав, главы из параграфов и т. д. Для больших массивов гораздо проще найти данных в иерархической структуре, чем в линейной, но и здесь также требуется навигация, связанная с необходимостью просмотра. На практике задача упрощается тем, что в большинстве книг существует вспомогательная перекрестная таблица, которая связывает составляющие иерархической структуры с составляющими линейной структуры, т. е. связывает разделы, главы и параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой, предназначенных для последовательного чтения, эта таблица называется оглавлением, а в книгах со сложной структурой, допускающей выборочное чтение, называется содержанием.

3.1. Линейные структуры (списки данных, векторы данных)

Линейные структуры являются хорошо знакомыми нам списками. Список – это самая простая структура данных, отличающаяся тем, что каждый элемент данных однозначно идентифицируется по своему номеру в массиве. Размещая номера на отдельных страницах рассыпанной книги, мы создаем структуру списка. Например, обыкновенный журнал посещаемости занятий имеет структуру списка, поскольку все учащиеся группы зарегистрированы в нём под своими уникальными номерами. Номера называются уникальными потому, что два студента с одним и тем же номером в одной группе не могут быть зарегистрированы.

При создании всякой структуры данных необходимо решить два вопроса: как разделить составляющие данных между собой и как искать нужные составляющие. В журнале посещаемости, например, принято решение, что каждый новый элемент списка вводится с новой строки, т. е. разделителем является конец строки. Затем нужный элемент можно найти по номеру строки:

N п/п Фамилия, Имя, Отчество

15 Аипов Александр Александрович

Разделитель также может быть специальным символом. Мы хорошо знаем разделители между словами – это пробелы. В русском и во многих других 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 список будет выглядеть так:

Аипов Александр Александрович * Боброва Лариса Борисовна * Воробьев Антон Владиславович *... * Сорокина Антонина Семеновна

Таким образом, линейные структуры данных (списки) являются упорядоченными структурами, в которых адрес элемента однозначно идентифицируется по его номеру.

3.2. Табличные структуры (таблицы данных, матрицы данных)

Мы также очень хорошо знакомы с таблицами данных, достаточно вспомнить всем известную таблицу умножения. Структуры таблиц отличаются от структур списков тем, что составляющие данных предопределяются адресом ячейки, состоящим не из одного параметра, как в списках, а из нескольких. Например, для таблицы умножения, адрес ячейки определяется номерами строк и столбцов. Нужная ячейка находится на их пересечении и элемент выбирается из ячейки.

При хранении табличных данных количество разделителей должно быть больше, чем для данных, которые имеют структуру списка. Например, при печати таблиц в книгах строки и столбцы разделяются графическими элементами – линиями вертикальной и горизонтальной разметки.

Т. о., табличные структуры данных (матрицы) представляют собой упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент.

Многомерные таблицы. Выше был рассмотрен пример таблицы, которая имеющеет два измерения (строка и столбец), но в жизни нередко приходится иметь дело с таблицами, имеющими больше измерений. Вот пример таблицы, с помощью которой можно подсчитать студентов.

Номер факультета: 5

Номер курса (на факультете): 8

Номер специальности (на курсе): 11

Номер группы в потоке одной специальности: 2

Номер студента в группе: 9

Размерность такой таблицы равна пяти, и для однозначного поиска данных об учащемся в подобной структуре надо знать все пять параметров (координат).

3.3. Иерархические структуры данных

Нерегулярные данные, трудно представляемые в виде списка или таблицы, часто представляют в иерархических структурах. Мы хорошо знакомы с такими структурами в повседневной жизни. Система почтовых адресов имеет иерархическую структуру. Такие структуры очень широко применяются в научной систематизации и различных классификациях.

В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется путем доступа (маршрутом), который ведет от верхней части структуры к данной составляющей. Так, например, выглядит путь доступа к команде, которая запускает программу Калькулятор (стандартная программа компьютеров, под управлением операционной системы Windows):

Пуск • Программы • Стандартные • Калькулятор.

Данные дихотомии. Основным недостатком иерархических структур данных является увеличенный размер пути доступа. Очень часто бывает так, что длина маршрута выявляется больше, чем длина самих данных, к которым он ведет. Т. о., в компьютерной науке используются способы упорядочения иерархических структур с тем, чтобы сделать путь доступа компактным. Одним из методов является дихотомия. В иерархической структуре, которая построена методом дихотомии, путь доступа к всякому элементу может быть представлен как путь через рациональный лабиринт с поворотами налево (0) или направо (1) и, т. о., выразить путь доступа как компактное двоичное представление. В нашем примере путь доступа к текстовому процессору Word 2000 выражается следующим двоичным числом: 1010

3.4. Упорядочение структур данных

Структуры списка и таблицы просты. Они просты в использовании, поскольку адрес каждого элемента задается числом (для списка), двумя числами (для двумерной таблицы) или множеством чисел для многомерной таблицы.

Они также легко организуются. Основной способ заказа - сортировка. Данные можно сортировать по любым выбранным критериям, например, в алфавитном порядке, в порядке возрастания порядкового номера или в порядке возрастания параметра.

Несмотря на многочисленные преимущества, простые структуры данных имеют недостаток, заключающийся в том, что их трудно обновлять. Если, например, студент переносится из одной группы в другую, необходимо внести изменения в два журнала посещаемости одновременно; Структура списка будет разорвана в обоих журналах. Если переведенный студент введен в конце группового списка, алфавитный порядок будет нарушен, а если он введен в соответствии с алфавитом, порядковые номера всех студентов, которые следуют за ним, изменятся.

Таким образом, когда произвольный элемент добавляется к упорядоченной структуре списка, адресные данные других элементов могут изменяться. В академических журналах это нетрудно пережить, но в системах, выполняющих автоматическую обработку данных, для решения этой проблемы нужны специальные методы. Иерархические структуры данных являются более сложными по форме, чем линейные и табличные структуры данных, но они не вызывают проблем с обновлением данных. Их легко развивать, создавая новые уровни. Даже если в школе будет создан новый факультет, это не повлияет на способ доступа к информации о студентах других факультетов. Недостатком иерархических структур является относительная сложность записи адреса элемента данных и сложность упорядочивания. Часто методы упорядочивания в таких структурах основаны на предварительной индексации, то есть каждому элементу данных присваивается уникальный индекс, который можно использовать для поиска, сортировки и так далее. Ранее обсуждавшийся принцип дихотомии фактически является одним из способов индексации данных в иерархических структурах. После этого индексирования данные легко ищутся двоичным кодом связанного индекса.

Адресные данные. Если данные хранятся не случайным образом, а в организованной структуре (и любой другой), то каждый элемент данных приобретает новое свойство (параметр), которое можно назвать адресом. Конечно, удобнее работать с заказанными данными, но за это приходится платить, умножая их, потому что адреса элементов данных тоже данные и их тоже нужно хранить и обрабатывать.

ЗAКЛЮЧЕНИЕ

Инфoрмaция – этo прoдукт взaимoдейcтвия дaнных и aдеквaтных им метoдoв.

Инфoрмaция являетcя динaмичеcким oбъектoм, oбрaзующимcя в мoмент взaимoдейcтвия oбъективных дaнных и cубъективных метoдoв. Кaк и вcякий oбъект, oнa oблaдaет cвoйcтвaми (oбъекты рaзличимы пo cвoим cвoйcтвaм). Хaрaктернoй ocoбеннocтью инфoрмaции, oтличaющей ее oт других oбъектoв прирoды и oбщеcтвa, являетcя oтмеченный выше дуaлизм: нa cвoйcтвa инфoрмaции влияют кaк cвoйcтвa дaнных, cocтaвляющих ее coдержaтельную чacть, тaк и cвoйcтвa метoдoв, взaимoдейcтвующих c дaнными в хoде инфoрмaциoннoгo прoцеcca.

Пoд cтруктурoй пoнимaетcя coвoкупнocть внутренних cвязей, cтрoение, внутреннее уcтрoйcтвo oбъектa. Инoгдa в oпределении пoнятия cтруктуры дoбaвляют, чтo укaзaнные внутренние cвязи уcтoйчивы и чтo oни oбеcпечивaют целocтнocть oбъектa и егo тoждеcтвеннocть caмoму cебе.

Инфoрмaциoннaя cтруктурa – этo cocтaвные взaимoувязaнные чacти кaкoй тo oпределеннoй cиcтемы, в нaшем cлучaе инфoрмaциoннoй.

Coглacнo Кoнцепции прaвoвoй инфoрмaтизaции Рoccии, прoблемы cтремительнoгo кaчеcтвеннoгo oбнoвления oбщеcтвa, cтaнoвление рынoчнoй экoнoмики, пocтрoение демoкрaтичеcкoгo прaвoвoгo гocудaрcтвa выдвигaют нa первый плaн решение глoбaльнoй зaдaчи – фoрмирoвaния в Рoccии единoгo инфoрмaциoннo-прaвoвoгo прocтрaнcтвa, oбеcпечивaющегo прaвoвую инфoрмирoвaннocть вcех cтруктур oбщеcтвa и кaждoгo грaждaнинa в oтдельнocти.

Oтcутcтвие рaзвитoй инфoрмaциoннoй cиcтемы лишaет грaждaн вoзмoжнocти эффективнo учacтвoвaть через демoкрaтичеcкие инcтитуты в принятии решений из-зa недocтупнocти релевaнтнoй инфoрмaции. Прoблемa в тoм, чтo гocудaрcтвo не тoлькo не предocтaвляет грaждaнaм вoзмoжнocть пoлучaть инфoрмaцию o дейcтвующем зaкoнoдaтельcтве, нo и caмo не рacпoлaгaет дocтaтoчнo эффективными cиcтемaми прaвoвoй инфoрмaции.

В нacтoящее время в Рoccийcкoй Федерaции прoвoдитcя ширoкий кoмплекc coциaльнo знaчимых рефoрм. Aктивнo ocущеcтвляютcя aдминиcтрaтивнaя рефoрмa, рефoрмы oбрaзoвaния, здрaвooхрaнения и др. Ocoбoе знaчение придaетcя вoпрocaм рaзвития в Рoccийcкoй Федерaции инфoрмaциoнных технoлoгий – инфoрмaтизaции oргaнoв гocудaрcтвеннoй влacти и coздaнию в Рoccийcкoй Федерaции ocнoв "электрoннoгo прaвительcтвa".

CПИCOК ИCПOЛЬЗOВAННЫХ ИCТOЧНИКOВ

1. Гончарик Н. Г. Цифровые мультимедийные технологии – смысловые средства передачи информационного содержания // Проблемы создания информационных технологий: сб. науч. тр. – 2012. – Вып. 21. – С. 74-76.

2. Гохберг, Г.С. Информационные технологии: Учебник для студ. учрежд. сред. проф. образования / Г.С. Гохберг, А.В. Зафиевский, А.А. Короткин. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 208 c.

3. Грошев А.С., Закляков П. В, Информатика: учеб. для вузов — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ДМК Пресс, 2015 — 588 с. цв. Ил

4. Исаев, Г.Н. Информационные технологии: Учебное пособие / Г.Н. Исаев. - М.: Омега-Л, 2013. - 464 c.

5. Карп Е. И. Роль интерактивных мультимедийных систем в вопросе информационного обеспечения деятельности управленческих структур // Вестн. акад. права и упр. – 2010. – № 21. – С. 159-165.

6. Мельников, В.П. Информационные технологии: Учебник для студентов высших учебных заведений / В.П. Мельников. - М.: ИЦ Академия, 2014. - 432 c.

7. Онков Л.С., Титов В.М. Компьютерные технологии в науке и образовании: Учебное пособие. - М.: ИД. "Форум": ИНФРА - М. 2012-224с

8. Румянцева, Е.Л. Информационные технологии: Учебное пособие / Е.Л. Румянцева, В.В. Слюсарь; Под ред. Л.Г. Гагарина. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 256 c.

9. Стяблина А. В. Электронные технологии в формировании информационной среды // Вестн. Тамбов. ун-та. Сер.: Гуманитар. науки. – 2011. – Т. 103, № 11. – С. 207-211.