Файл: Операции, производимые с данными, сущность понятий данные и информация.pdf

Введение

В современном мире мы каждый день сталкиваемся с различным родом информацией, которую мы слышим, видим, читаем, узнаём от друзей и знакомых. Например: по телевизору, в интернете, по радио, в газетах и журналах мы узнаём о погоде, новостях, происшествиях, культуре, событиях и мероприятиях.

Откуда же берётся информация? На практике часто приравнивается определение таких понятий, как «информация» и «данные». Однако эти понятия необходимо различать.

Данные несут в себе сведения о событиях, произошедших в материальном мире, и являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий. Однако данные не тождественны информации. Станут ли данные информацией, зависят от того, известен ли метод преобразования данных в известные нам понятия. Например, мы можем услышать речь человека, обращающегося к нам на иностранном языке. С одной стороны, мы получаем от него данные в виде звуков, но с другой стороны, никакой информации мы от него получить не смогли, т.к. не сумели понять передаваемые нам данные. Они для нас были закодированы, а методы раскодировки мы не знали.

По своей природе данные являются объективными, т.к. это результат регистрации объективно существующих сигналов, вызванных в материальных телах или полях. Например, к данным можно отнести 32, 16, blue и т.п.

Методы преобразования данных являются субъективными. В основе методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами). Например, к методам можно отнести: алгоритм перевода с одного иностранного языка на другой, алгоритм распознавания последовательности символов и преобразование их в слова. К примеру: когда мы видим 32, 16, blue и т.д., то можно утверждать, что мы имеем дело с данными. В том случае, когда мы видим 32 кг, 16 лет, blue = синий, то мы имеем дело с информацией, т.к. применительно к данным нами использовался соответствующий метод восприятия: что-то взвесили, узнали возраст, перевели иностранное слово на известный нам язык.

Одни и те же данные могут в момент потребления предоставлять разную информацию в зависимости от степени (соответствия) взаимодействующих с ним методов. Например, 68 кг – это информация, но с другой стороны, мы не можем сказать чего именно 68 кг. Это может быть вес человека, вес коробки, упаковки, мешка. И в такой ситуации только что полученная информация может превратиться опять в данные, т.к. требует очередной метод уточнения полученных сигналов. А если нас интересует вес, который может выдержать мост, то 68 кг для нас будет информацией, т.к. в данном случае неважно к чему именно относится данный вес.

Чтобы понять данные и преобразовать их в информацию, над ними должны проводиться различные операции. Ввиду необходимости этих операции и заключается актуальность данной темы.

Цель курсовой работы – получить представление об основных операциях с данными.

Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие задачи:

- дать определение понятиям «данные» и «информация»;

- ознакомится с этапами обработки данных;

- узнать про основные операции с данными и с тем, какими они бывают.

Предметом исследования являются операции, производимые с данными.

Объектом исследования являются данные.

Глава 1. Данные и информация

1.1. Сущность понятий данные и информация

Информатика рассматривает информацию, как концептуально связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данные.

Данные могут рассматриваться как признаки 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 - это отображение реального мира с помощью сведений (сообщений). Наряду с термином "информация" в информатике используется понятие "данные". Это понятие уже, чем информация, т.к. представляет отрывочные, не связанные между собой сведения. Однако в работе с компьютерными программами чаще употребляется термин "данные".

1.2. Технологический процесс обработки данных

В технологическом процессе обработки данных можно выделить 4 этапа:

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 данных, т.е. организация такого размещения данных, которое обеспечило бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защиту от искажений и т.д.

3. Обработка данных - процессы, в результате которых на основе ранее 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 (иллюстрации, графики, диаграммы и т.д.), звук и т.д.

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 - цифровое (дискретное) представление информации на магнитных и лазерных носителях.

Посредством технических и программных средств ЭВМ первичные данные преобразуются в машинный код.

Итак, подводя итог можно сказать, что же такое данные. Данные — диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

1.3. Носители данных

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 ( CDROM ). 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.

Носители данных интересуют нас не сами по себе, а постольку, поскольку свойства информации весьма тесно связаны со свойствами ее носителей. Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в принятой для носителя единице измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность. Так, например, мы можем рассчитывать на то, что в базе данных, размещаемой на компакт-диске, проще обеспечить полноту информации, чем в аналогичной по назначению базе данных, размещенной на гибком магнитном диске, поскольку в первом случае плотность записи данных на единице длины дорожки намного выше. Для обычного потребителя доступность информации в книге заметно выше, чем той же информации на компакт-диске, поскольку не все потребители обладают необходимым оборудованием. И, наконец, известно, что визуальный эффект от просмотра слайдов на проекторе намного больше, чем от просмотра аналогичной иллюстрации, напечатанной на бумаге, поскольку диапазон яркостных сигналов в проходящем свете на два три порядка больше, чем в отраженном.

Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют до половины стоимости аппаратных средств.

Замечательным запоминающим устройством и носителем данных является человеческий мозг, содержащий около (10—15) –109 нейронов — ячеек, совмещающих функции памяти и логической обработки информации.

Объём мозга в среднем 1,5 дм³, масса 1,2 кг, потребляемая мощность около 2,5 вт. Лучшие современные электронные запоминающие устройства при такой же ёмкости занимают объём в несколько м³ при массе в десятки и сотни кг, а потребляемая мощность достигает несколько квт.

Научно обоснованные прогнозы утверждают, что совершенствование электронной техники и применение новых высокоэффективных накопительных сред в сочетании с широким использованием методов бионики при решении проблем, связанных с синтезом запоминающих устройств, позволят создавать запоминающие устройства, близкие по параметрам памяти человека.

Глава 2. Операции, производимые с данными

2.1. Операции с данными

Данные характеризуются своим типом и множеством операций над ними. Данные в компьютере условно делятся на простые и сложные.

Примеры простых данных, которые может обрабатывать компьютер:

Таблица 1

К сложным данным относятся: массивы и списки (однотипные), структуры, записи, таблицы (разнотипные). В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью различных методов. Обработка данных включает в себя множество 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;