Средства обработки данных

Автоматизированная обработка данных - одна из основных массовых проблем, решаемых с помощью ЭВМ. На персональных компьютерах IBM PC базовым средством обработки данных является язык программирования Basic. В операционной системе Windows это язык считается основным языком разработки программ для компьютеров IBM PC.                          

Основной особенностью языков структурного и графического программирования Бейсика как языка обработки данных являются операторы данных data, позволяющие описывать данные непосредст­венно в текстах программ. Пример и реализация алгоритма обработки данных:

алг «день рождения»                       '

день рождения

нач                                                      cls

вывод («день рождения»)              print «день рождения:»

чтение пт$, dn, ms, gd                  read nm$, dn, ins, gd

вывод nm$; dn; ms; gd                    print nm$; dn; ms; gd

кон                                                      end

дано: Саша, 18, 10, 1980                  data «Саша», 18,10,1980

Выполнение программы на компьютере приведет к появлению на экране следующих строк:

день рождения:

Саша 18 10 1980

Для решения этой задачи для других данных необходимо внести изменения в оператор данных data и вновь запустить программу на выполнение. Пример изменения данных:

дано: Оля, 1, 12, 1974                       data «Оля», 1,12,1974

В традиционных версиях языка Бейсик с нумерацией строк опе­раторы data выделяются в отдельные группы и нумеруются обычно с числа 1000. Это позволяет четко отделить в программах описание данных от операторов их обработки:

алг «дни рождения»                                    10 ' дни рождения

нач                                                                  20 cls

вывод («день рождения:»)                          30 print «день рождения:»

чтение nт$, dn, ms, gd                               40 read nm$, dn, ms, gd

вывод nm$; dn; ms; gd                                  50 print nm$; dn; ms; gd

кон                                                                  60 end

дано: Иванов, Саша, 18,10,1980                 1000 data «Саша», 18,10,1980

При размещении нескольких таблиц или других групп данных в программах на Бейсике полезным средством являются операторы restore (операторы чтения данных с заданного номера или метки):

1) оператор чтения данных после метки test:

restore test

- чтение данных после метки test;

2) оператор чтения данных с оператора 1000:

restore 1000

- чтение данных, начиная с 1000-го оператора;

3) оператор чтения данных с самого начала:

restore - чтение данных сначала.

В задачах обработки данных переработке подвергаются не только числовые данные, но и символьная информация. Для этих целей в программах используются символьные данные, переменные и мас­сивы.

Символьные данные - это последовательности символов. В текстах программ на Бейсике символьные данные заключаются в двойные кавычки. Примеры: «мама», «корень=», «2 + 1» и т.д. Во входных данных символьные данные записываются в соответствии с входными спецификациями.

Символьные переменные - это переменные, значениями которых являются символьные данные. В программах на Бейсике символь­ными явлются те переменные, к имени которых справа приписан знак $. Примеры символьных переменных: s$, p$, sl$, pr$.

Числовые данные и переменные в языке Бейсик могут быть трех основных типов - целочисленные, вещественные и вещественные двойной точности. В программах для этих типов переменных ис­пользуются следующие обозначения:

n%, m%, nl%, m3%                        - целочисленные

х, у, xl, y5                                           - вещественные

 а#, b#, al#, b8#                                  - вещественные двойной точности

В качестве примера решения задач обработки данных рассмот­рим алгоритм и программу вывода списка дней рождения членов семьи по данным, представленным в следующей таблице:

Дни рождения:

Мама	26	6	1949
Папа	22	5	1946
Сережа	25	10	1973
Оля	1	12	1974

Для представления данных из этой таблицы в программе восполь­зуемся следующей последовательностью операторов data:

Дни рождения:

Мама	26	6	1949
Папа	22	5	1946
Сережа	25	10	1973
Оля	1	12	1974

 

 

dni: ' дни рождения

data «мама», 26, 6, 1949

data «папа», 22,5, 1946

data «Сережа», 25, 10, 1973

data «Оля», 1, 12, 1974

data «», 0, 0, 0





                                                   

Обратите внимание!

1. Каждый оператор data

здесь отвечает одной строке таблицы.

2. Последний оператор

data содержит пустую «запись» - пустое имя «» и три нуля, означающие конец данных.

Такая форма представления данных позволяет достаточно просто вносить изменения, исправления и добавления в данные. Эти изме­нения в таблице переносятся в соответствующие операторы data, а добавление или удаление строк в таблице отображается добавлением или удалением соответствующих операторов в программе.

Рассмотрим алгоритм и программу вывода списка дней рождения в семье, составленные в соответствии с выбранным представлением данных:

алг «дни рождения»                        '

дни рождения

нач                                                      сls

вывод («дни рождения»)               print «дни рождения»

чтение таблицы dni                      restore dni

цикл                                                  do

чтение (пп, d, т, g)                      read nn$, d, m,

g

при пп

= «» вых                               if nn$ = «» exit then do

вывод (пп, d, m, g)                         print nn$, d, m, g

кцикл                                                loop

кон                                                      end

Для формирования и обработки новых групп данных в программах используются массивы. Массив в программе - это область опе­ративной памяти ЭВМ, используемая для размещения некоторой совокупности данных.



Использование массивов в программах на Бейсике требует опи­сания их с помощью операторов dim. В операторах dim для каждого массива указывается его имя и размеры. Массивы в программах могут быть одномерными, двумерными, трехмерными и т. д.

Примеры описаний массивов:

одномерные массивы из 20 элементов -

dim nm$(20), d(20), m(20)

двумерные массивы из 2х10 и 10х10 элементов –

dim fm$(2,10), tb(10,10)

Обращения к элементам массивов записываются в зависимости от размерности, указанной в их описаниях. Примеры обращений к одномерным и двумерным массивам:

nm$(4) = «Костя»

d(4) = 10

fm$(l,10) = «Петров»

tb(3,4) = 3*4

В программах на Бейсике операторы dim являются выполняемы­ми. Результатом их выполнения является выделение участков памя­ти для хранения соответствующих массивов. По этой причине в ка­честве размеров массивов могут указываться переменные, которые должны получить конкретные положительные значения до выпол­нения оператора dim.

Описание двумерного массива с переменной n

в качестве его раз­меров:

n = 5                            ' n = 5

dim tb(n,n) ,               ' массив tb[1:n, 1:n]

В качестве примера использования массивов с переменными раз­мерами приведем алгоритм и программу формирования «Таблицы умножения n´n».

Таблица умножения



1           2          3          4          5

2          4          6          8          10

3          6          9          12        15

4          8          12        16        20

5          10        15        20        25

В приведенных ниже алгоритме и программе расчета и вывода таблицы умножения для ее размещения используется двумерный массив tb(n, n) c n = 5:

алг «таблица умножения»                        ' таблица умножения

п=5                                                             n=5

массив tb[1:n, 1:n]                                    dim tb(n,n)

нач                                                             сls



от k = 1 до п цикл                                   for k = 1 to n

от 1

= 1 до п цикл                                    for l = 1 to п

tb[k,l]:

= k*l                                                   tb(k,l) = k*l

вывод tb[k,l]                                                  print tb(k,l);

кцикл                                                           next 1          

нов_строка                                              print

кцикл                                                         next k

кон                                                                end

Запуск этой программы на ЭВМ приведет к получению приве­денной выше картинки с таблицей умножения размера 5х5. Для получения таблицы умножения размера 8х8 или 10 х 10 достаточно изменить в программе значение n =5 на n = 8 или n = 10.

Перечисленных базовых средств достаточно для решения большого числа задач обработки данных: экономических, статистических, инженерных, научных и т.п. Однако при постановке решения задач обработки данных важно четко различать место размещения и виды обрабатываемых данных.

По способу использования при решении задач различаются сле­дующие данные:

исходные;

результирующие.

Исходные данные - конкретные данные решаемых задач, отвеча­ющие принятой постановке. Исходные данные могут оказаться как допустимыми, так и недопустимыми по постановке решаемых задач.

Результирующие данные - это результаты решения поставленных задач при введенных исходных данных. Сообщения о невозмож­ности решения задачи также считаются результирующими данными.

По способу размещения и использования в обрабатывающих алгоритмах и программах данные подразделяются на:

·         входные;

·         выходные;

·         сохраняемые.

Входные данные - это данные, вводимые в ЭВМ во время работы программы. Входные данные могут вводиться с клавиатуры, магнит­ных дисков или с помощью других устройств ввода информации.



Выходные данные - данные, выводимые ЭВМ как результат ра­ боты программ. Выходные данные могут выводиться на экран, на печать, на магнитные диски или другой носитель информации.

Сохраняемые данные - данные, которые хранятся в долговремен­ной памяти ЭВМ и могут обновляться как результат работы про­грамм. Эти данные могут храниться и многократно обновляться на магнитных дисках в течении длительного промежутка времени.

В качестве примера рассмотрим задачу поиска номеров телефо­нов по телефонному справочнику. Исходной информацией в этой задаче является «Телефонный справочник», который можно пред­ставить следующей таблицей:

Телефонный справочник

Вова	125-14-70
Саша	222-01-02
Маша	102-99-00

Результирующая информация - номера телефонов и сообщения об отсутствии таких сведений. Информация о результатах поиска информации может выводиться на экран ЭВМ. Диалог с компьюте­ром может проходить по следующему сценарию, в котором отража­ются исходные и выходные данные:

Сценарий:

поиск номера телефона имя = ? <имя>

телефон: <номер>

нет такого

Для хранения таблицы «Телефонного справочника» в программе можно воспользоваться следующими операторами data:

tel: 'номера телефонов:

data  «Вова», «125-14-80»

data «Саша», «222-01 -02»

data «Маша», «102-99-00»

data «», «»

При выбранных представлении данных и сценарии диалога решением могут служить следующие алгоритм и программа:

Алгоритм                                                      Программа

алг «Телефонный справочник»                  '

Телефонный справочник

нач                                                                  сls

вывод («поиск номера телефона»)           print «поиск номера телефона»

запрос(«имя=», NN)                                    input «имя=», NN$

чтение-таблицы tel                                    restore tel     

цикл                                                               do



чтение (имя, пот)                                     read im$, nm$

если имя

= NN то                                      if im$ = NN$ then

вывод («номер:»,пот)                              print «номер:»,nm$

выход [из цикла]                                       exit do

инес имя

= «» то                                       elseif im$ = «» then

вывод («нет такого»)                             print «нет такого»

выход [из цикла]                                       exit do

все                                                                 end if

кцикл                                                            loop

кон                                                                  end

Из приведенного примера видно, что при составлении алгорит­мов и программ обработки данных важную роль играют не только сценарии ввода-вывода данных в ЭВМ, но и представление данных. От выбора этих представлений существенно зависят способы доступа к данным и процедуры обработки.

Однако наиболее важным при составлении алгоритмов и программ обработки данных прежде всего является четкое определение исход­ных и результирующих данных, а уже затем - подбор представлений входных, выходных и сохраняемых данных на ЭВМ.

Систематические методы разработки алгоритмов и программ обработки данных состоят в том, что постановка решаемых задач, выбор представлений данных и составление спецификаций диалога проводятся до составления детальных алгоритмов и программ обработки данных.

Подобный подход к составлению алгоритмов и программ обра­ботки данных позволяет проверять правильность составляемых алгоритмов и программ по отношению к этим спецификациям и обеспечить в них полное устранение ошибок.

Приведем пример систематического составления алгоритмов и программ обработки данных с использованием спецификаций для решения задачи «Выбор друзей по росту». Допустим, что исходные данные этой задачи представлены следующей таблицей:

фамилия	имя	рост
Иванов	Саша	180
Петров	Вова	160
Сидоров	Миша	190

<


Примем, что запросы на поиск друзей по росту и результаты по­иска будут выводиться на экран по следующему сценарию:

Сценарий «Поиск друзей»

выбор друзей по росту мин_рост = ? <min> макс_рост = ? <max>

<фамилия> <имя>

нет таких

Для представления данных о друзьях в программе воспользуемся следующими операторами

data:

dan: 'данные о друзьях

data «Иванов», «Саша», 180

data «Петров», «Вова», 160

data «Сидоров», «Миша», 190

data «», «», 0

Тогда в качестве решения на ЭВМ поставленной задачи в соот­ветствии с выбранными сценарием и представлением сохраняемых данных, могут быть приняты следующие алгоритм и программа обработки данных.

Алгоритм                                                      Программа

алг «выбор друзей»                                       ' выбор друзей

нач                                                                  сls

вывод («выбор друзей по росту»)             print «выбор друзей по росту»

запрос («мин_рост =>», min)                   input «мин_рост =>», mn

запрос («макс_рост =<», тах)                 input «макс_рост =<», mх

чтение-таблицы dan                                restore dan

n: = 0                                                             n = 0         

цикл                                                              do     

чтение (фам, имя, r)                                read fm$,im$,r

при фам = «» вых                                        if fm$ = «» then exit do

если min £ r и r £ max то                        if mn<= r and r <= mx then

вывод (фам, имя)                                     print fm$, im$

n: = n+1                                                     n = n+1

все                                                                end if

кцикл                                                             loop

если n = 0 то                                                if n = 0 then



вывод «нет таких»                                   print «нет таких»

кон                                                                  end

Сравнение приведенных алгоритма и программы со сценарием диалога показывает их полное соответствие друг другу. Прогон этой программы на ЭВМ при самых различных вариантов запросов под­твердит правильность ее работы, а доказательство ее правильности потребует знания техники анализа результатов ее выполнения для всех комбинаций исходных данных.

В о п р о с ы

 

1. Что такое исходные и результирующие данные?

2. Что такое входные, выходные и сохраняемые данные?

3. Что такое представление данных?

4. Как описываются массивы в программах на Бейсике?

5. Какие типы переменных есть в программах на Бейсике?

6. Как описываются данные в программах на Бейсике?

3 а д а ч и

1. Составьте сценарий, алгоритм и программу поиска номера теле­фона по фамилии с представлением сведений в последовательности операторов data.

2. Составьте сценарий, алгоритм и программу поиска по имени дней рождения родных: мамы, папы, сестер и братьев, используя операторы data.

3. Составьте сценарий, алгоритм и программу поиска следующих данных о друзьях, используя операторы data для получения сведений:

а) о росте друзей;

б) о весе друзей;

в) о цвете глаз.

4. Составьте сценарий, алгоритм и программу поиска сведений о расписании занятий по дням недели, используя операторы data.

5. Составьте сценарий, алгоритм и программу поиска сведений о расписании занятий, используя операторы data:

а) по названию предмета;

б) по дням недели;

в) по номеру урока.

6. Составьте алгоритм и программу построения изображения лома­ной по координатам точек, записанных в последовательности операторов data.

7. Составьте алгоритм и программу вывода изображений ткани из цветных кругов по данным об их центрах и радиусах, записанных в последовательности операторов data.


Содержание раздела

---

---