Файл: Технологии программирования. Операции, производимые с данными.pdf

Введение

Есть операции в языках программирования, которые очень похожи на операции в математике, но есть операции совсем не похожие на математические. Например в языке С++ есть операции: х<2?3:14 или (integer)15.6.

Увы, нет четкого определения понятия операция, поэтому будем считать операцией любые структуры, которые можно использовать в выражениях и которые возвращают определенный результат, но которые нельзя представить, как вызов функции или метода класса в данном языке.(например, если в языке нет функций с переменным количеством аргументов, то если существует встроенная конструкция аналогичная функции с переменным количеством аргументов, то будем считать её операцией.

Рассмотрим основные виды операций в языках программирования:

1) Математические операции.

2) Операции присвоения

3) Операция сравнения

4) Логические операции

5) Побитовые операции

6) Операции работы со строками

7) Операции по работе с указателями и памятью

8) Операции преобразования типов и получения размеров объектов.

9) Операции по определению видимости имен и выбора членов.

10) Операция выбора

11) Операции по работе с исключениями

12) Другие операции

Также можно разделять операции по количеству аргументов:

1) Унарные (Операции с одним аргументом)

2) Бинарные (Операции с двумя аргументами)

3) Тернарные (Операции с тремя аргументами)

4) Сложные (Операции, которые нельзя отнести к первым трем)

Все вышеизложенное говорит об актуальности выбранной нами темы.

Объектом исследования являются операции, производимые с данными.

Целью настоящей работы является анализ операций, производимые с данными.

Для достижения указанной цели предлагается решение следующих задач:

1. рассмотреть основные понятия баз данных;
2. провести анализ основных видов операций в языках программирования

Структура работы: титульный лист, содержание, введение, основная часть, заключение и список литературы.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ БАЗ ДАННЫХ.

Основные понятия

В подавляющем большинстве случаев при решении хозяйственных, экономических и финансовых задач приходится иметь дело с обширными специфически структурированными и взаимозависимыми массивами данных. Такие сложные наборы данных традиционно принято называть базами данных.

Стержневые идеи современных информационных технологий базируются на концепции баз данных. Согласно этой концепции, основой информационных технологий являются данные, которые должны быть организованы в базы данных в целях адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Одним из важнейших понятий в теории баз данных является понятие информации. Под информацией понимаются любые сведения о каком-либо событии, процессе, объекте.

Данные — это информация, представленная в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным средством. Для компьютерных технологий данные — это информация в дискретном, фиксированном виде, удобная для хранения, обработки на ЭВМ, а также для передачи по каналам связи.

База данных (БД) — именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области, или иначе БД — это совокупность взаимосвязанных данных при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений в определенной предметной области. БД состоит из множества связанных файлов.

База данных должна обладать определенными свойствами:

1. Восстанавливаемость – возможность восстановления базы данных после сбоя системы (проверка наличия файлов, дублирование базы данных).

2. Безопасность – предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа, защиту от копирования, запрещение несанкционированного доступа.

3. Целостность. В каждый момент времени существования базы данных сведения, содержащиеся в ней, должны быть полными, непротиворечивыми и адекватно отражающими предметную область. В этом и заключается ее целостность. Целостность базы данных достигается вследствие введения ограничения целостности (указание диапазона допустимых значений, соотношение между значениями данных, ограничение на удаление информации и т.д.).

Ограничения реализуются различными средствами СУБД, например, при помощи декларативных (объявленных при разработке базы данных ее разработчиком) ограничений целостности.

4. Эффективность – минимальное время реакции на запрос пользователя.

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Автоматизированная информационная система (АИС) — это система, реализующая автоматизированный сбор, обработку, манипулирование данными, функционирующая на основе ЭВМ и других технических средств и включающая соответствующее программное обеспечение (ПО) и персонал. В дальнейшем в этом качестве будет использоваться термин информационная система (ИС), который подразумевает понятие автоматизированная.

Каждая ИС в зависимости от ее назначения имеет дело с той или иной частью реального мира, которую принято называть предметной областью (ПрО) системы. Выявление ПрО — это необходимый начальный этап разработки любой ИС. Именно на этом этапе определяются информационные потребности всей совокупности пользователей будущей системы, которые, в свою очередь, предопределяют содержание ее базы данных.

Банк данных (БнД) является разновидностью ИС. БнД — это система специальным образом организованных данных: баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Под задачами обработки данных обычно понимается специальный класс решаемых на ЭВМ задач, связанных с видом, хранением, сортировкой, отбором по заданному условию и группировкой записей однородной структуры.

Отдельные программы или комплекс программ, реализующие автоматизацию решения прикладных задач обработки данных, называются приложениями. Приложения, созданные средствами СУБД, относят к приложениям СУБД. Приложения, созданные вне среды СУБД с помощью систем программирования, использующих средства доступа к БД, к примеру, Delphi или Visual Studio, называют внешними приложениями.

1.2. Носители данных

Данные и информация обычно хранится на компьютере используя жесткий диск или другое устройство хранения данных.

Данные - различная информация, полученная специальным способом. Эта информация представлена в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и (автоматизированной) обработки. Обычно все данные хранятся в файлах.

1.3 Единицы измерения данных

Бит — базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода.

Байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации. В настольных вычислительных системах байт считается равным восьми битам

Килоба́йт (кБ, Кбайт, КБ) м., скл. — единица измерения количества информации, равная в зависимости от контекста 1000 или 1024 (210) стандартным (8-битным) байтам. Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах.

1 килобайт (КБ) = 8 килобит (Кб)

Мегаба́йт (Мбайт, М, МБ) м., скл. — единица измерения количества информации, равная, в зависимости от контекста, 1 000 000 (106) или 1 048 576 (220) стандартным (8-битным) байтам.

Гигабайт (Гбайт, Г, ГБ) — кратная единица измерения количества информации, равная 109 стандартным (8-битным) байтам или 1 000 000 000 байтам. Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах.

  Байт- мельчайшая адресуемая единица информации

Килобайт – базовая единицаамяти в различных электронных устройствах.

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОПЕРАЦИЙ В ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.

Математические операции

Существует пять видов математических операций:

1) Четыре действия арифметики;

2) Операция целочисленного деления;

3) Операция деления по модулю;

4) Операция возведения в степень;

5) Инкремент и декремент;

Рассмотрим их подробнее:

1) Во всех рассматриваемых нами языках программирования символы четырех действий арифметики (сложение, вычитание, умножение, деление) одинаковы: +,-,*,/.

2) Специальная операция целочисленного деления есть только в языках Visual Basic, VBScript: \ и в языке Delphi: div, но во всех языках, произошедших от C++(Visual C++,C++ Builder,C# Java, JavaScript, PHP, Perl),если оба аргумента у операции деления (/) целые числа, то она всегда возвращает целый результат (т.е. действует аналогично операции целочисленного деления).

3). Операция деления по модулю ( эта операция возвращает разность между первым аргументом и максимальным числом делящимся на второй аргумент без остатка и меньшим или равным первому аргументу).

Операция деления по модулю (например, в Visual Basic'e) аналогична следующей x mod y аналогична x - (x\y)*y. В Visual FoxPro и PL-SQL такой операции нет.

4) Операция возведения в степень (существует только в языках Perl, PL-SQL, Visual Basic, VBScript и Visual FoxPro):

5) Операция инкремент(декремента)

Это операция с одним аргументом предназначена для увеличения(уменьшения) аргумента на единицу. Во всех языках, где есть инкремент или декремент, они определены одинаково два плюса или минуса подряд (++ или --). Если в языке существует инкремент или декремент, то существует две его формы: префиксная (++х,--х) и постфиксная (х--,х++).Инкремент или декремент существуют только в языках, произошедших от языка C++ (Visual C++,C++ Builder, Java, JavaScript, PHP, Perl). Префиксная форма отличается от постфиксной, тем что в префиксной форме аргумент изменяется и новое значение участвует в выражении, а в постфиксной форме сначала полностью вычисляется выражение, а уже потом аргумент изменяется. Это проще показать на примере:

Если х = 10, то 3*(++х) равно 33,а 3*(х++) равно 30, но х после обоих этих выражений будет равен 11.

Все остальные действия математики (округления, получение значений тригонометрических функций, действия над комплексными функциями и т.д.), а также целочисленное деление, возведение в степень, деление по модулю (если в данном языке они не реализованы как операции) реализованы в виде либо встроенных функций, либо методов специальных классов.