СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА БЕЛКОВ.

Под файлом понимается именованная область внешней памяти или логическое устройство – потенциальный источник или приемник информации[2]. Основное отличие внешней памяти ЭВМ от оперативной памяти - возможность сохранения информации при отключении ЭВМ. Информация сохраняется в виде файлов, доступ к которым поддерживает операционная система ЭВМ. Поддержка операционной системы состоит в том, что в ней имеются средства:

* создания файлов;

* уничтожения файлов ;

* поиска файлов на внешнем носителе ;

* чтения и записи из файлов и в файлы ;

* открытия файлов ;

* закрытия файлов ;

* позиционирования файлов.

Любой сколько-нибудь развитый язык программирования должен содержать средства для организации хранения информации на внешних запоминающих устройствах и доступа к этой информации. Рассматриваемый здесь язык не лишен такой возможности.

Любой файл в Турбо-Паскале имеет три характерные особенности:

1) у файла есть имя, это дает возможность работать с несколькими файлами одновременно;

2) содержит компоненты одного типа (типом может быть любой тип, кроме файлового);

3) длина вновь создаваемого файла никак не ограничена при объявлении и ограничивается лишь емкостью внешних устройств памяти.

Обращение к файлу производится через файловую переменную, которую можно описать следующим образом:

type

< имя > = file of < тип >;

< имя > = text;

< имя > = file;

где < имя > – имя файлового типа или файловой переменной (правильный идентификатор);

file, of, text – ключевые слова (пер.с англ.: файл, из, текст);

< тип > – любой тип языка Турбо-Паскаль, кроме файлового.

Например, можно привести такие описания:

type student = record

mark:string(10);

fiz,mat,pr: integer;

end;

text1 = file of string[80];

var f1 : file of char;

f2 : text;

f4 : text1;

f3 : file of student;

f6 : file;

В зависимости от способа описания можно выделить текстовые (text) файлы, двоичные или типизированные (file of) и нетипизированные (file). Вид файла определяет способ хранения информации в файле.

Текстовый файл является файлом последовательного доступа, и его можно представить как набор строк произвольной длины. Логически последовательный файл можно представить как именованную цепочку байтов, имеющую начало и конец. Последовательный файл отличается от файлов с другой организацией тем, что чтение (или запись) из файла (в файл) ведутся байт за байтом от начала к концу.

Cначала рассмотрим текстовые файлы.

Каждой программе доступны два стандартных файла input (клавиатура) и output (экран). Это - текстовые файлы. Любые другие файлы становятся доступными после выполнения специальных процедур. Рассмотрим основные процедуры для работы с текстовыми файлами.

Связывание файловой переменной с именем файла осуществляется с помощью встроенной процедуры assign:

assign(<ф.п.>,<имя файла или лог.уст-во>)

Здесь <ф.п.> – правильный идентификатор, объявленный в программе как переменная файлового типа;

<имя файла или лог. уст-ва> – текстовое выражение, содержащее имя файла или логического устройства. Если имя файла задается в виде пустой строки, например assign(f,''), то файловая переменная связывается со стандартным файлом input или output.

Процедура открытия файла по чтению :

reset (<ф.п.>);

reset – ключевое слово (пер. с англ.: устанавливать);

<ф.п.> – файловая переменная.

При выполнении этой процедуры файл подготавливается к чтению: внутренняя переменная, её называют указатель файла, устанавливается на начало файла, т.е. на его первую компоненту.

Процедура открытия файла по записи:

rewrite(<ф.п.>);

При выполнении процедуры rewrite файл подготавливается к записи информации в начало файла. Процедура очищает файл (т.е. если в файле уже была информации, то она будет потеряна) и устанавливает указатель файла на первую компоненту.

Для чтения и записи информации из файла или в файл используются известные процедуры: read, readln и write, writeln в которых в качестве первого параметра выступает файловая переменная. Например:

write(f,x1,x2,x3) – процедура записи в файл f компонентов x1,x2,x3. Процедура записывает выражения х1, х2, х3 по одному в файл f, начиная с того места, куда был установлен указатель файла в момент обращения к процедуре write. Аналогично работают остальные процедуры ввода и вывода.

При заполнении файла после последней записи автоматически помещается специальный невидимый признак "конец файла" (end of file). Существует функция eof(f), тестирующая конец файла, связанного с файловой переменной f. Функция eof(f) возвращает значение true, если действительно встретился признак конец файла; пока это не произойдет значение eof(f) будет false.

Функция eoln(f) тестирует, встретился ли конец строки (end of line) в файле, связанном с файловой переменной f. При заполнении строки после последней записи автоматически помещается специальный признак конец строки. Функция eoln(f) возвращает значение true, если действительно встретился признак " конец строки". Этот признак формируется при нажатии клавиши "ввод".

close(f) – процедура закрытия файла, связанного с файловой переменной f. Функции процедуры close выполняются автоматически по отношению ко всем открытым файлам при нормальном завершении программы.

Процедура append(f) инициирует запись в ранее существовавший текстовый файл, связанный с файловой переменной f, для добавления новых строк в конец файла.

Рассмотрим пример. В произвольной непустой последовательности чисел, хранящейся в текстовом файле f, подсчитать количество положительных компонент.

{В текстовом файле хранятся вещественные числа, разделенные пробелами.}

program pr30;

var f:text;{Файловая пеpеменная}

a:real;{Буфеpная пеpеменная}

k:integer;{Количество положительных компонент}

begin

assign(f,'f.dat');

reset(f); {Откpыть файл по чтению}

while not eof(f) do {Пока не конец файла}

begin

read(f,a);{Читаем число из файла}

if a>0 then k:=k+1; {Вычисляем количество

положительных компонент}

if eoln(f) then readln(f);{Если конец стpоки,

то пеpеводим указатель файла на следующую стpоку }

end;

writeln('k=',k);

end.

Следующая программа работает с двумя текстовыми файлами: один из них открывается по чтению, а другой - по записи. Строки первого файла кодируются путем замены кода символа следующим кодом из таблицы ASCII и записываются во второй файл [5].

program pr31;

var oldf,newf:text;{Файловые пеpеменные для

стаpого и нового файлов}

oldn,newn:string;{Стpоковые пеpеменные, для хранения

имен нового и стаpого файлов}

line:string;{Буфеpная пеpеменная для

хpанения кодиpуемой стpоки}

c:integer;{Пеpеменная цикла}

begin

writeln('Введите имя кодиpуемого файла');

readln(oldn);

writeln('Введите новое имя');

readln(newn);

assign(oldf,oldn);

assign(newf,newn);

reset(oldf); {Откpыть стаpый файл по чтению}

rewrite(newf); {Откpыть новый файл по записи}

while not eof(oldf) do

begin

readln(oldf,line);{Читаем стpоку из стаpого файла}

for c:=1 to length(line) do {Кодиpуем стpоку}

if ord(line[c])=255 then line[c]:=chr(0)

else

line[c]:=succ(line[c]);

writeln(newf,line); {Закодиpованную стpоку пишем в файл}

end;

close(newf)

end.

Следующий пример демонстрирует работу с текстовыми файлами, содержащими данные типа record.

В непустом текстовом файле хранятся данные о группе студентов: фамилии, оценки по физике, математике, программированию. Подсчитать средний балл группы и определить фамилию cтудента с максимальным средним баллом. Когда в файле хранятся данные типа record, следует оговорить его структуру. В приведенном ниже примере в каждой строке хранится фамилия одного студента и три его оценки; при этом под фамилию отводится не более 10 позиций (если фамилия короче, то дополняется пробелами), а оценки отделяются друг от друга пробелами.

Текст программы предлагается в примере pr32.

program pr32;

type student = record

fam:string[10];

fiz,mat,prog:byte;

end;

var ved: student;{Буфеpная пеpеменная для

хpанения данных о студенте}

k:integer;{Количество студентов в гpуппе}

ss,{Сpедний балл каждого студента}

sg,{Сpедний балл гpуппы судентов}

max:real;{Максимальный сpедний балл студента}

f4:text;{Файловая пеpеменная}

maxfam:string[10];{Фамилия студента

с максимальным сpедним баллом}

begin

assign (f4,'f4.dat');

reset (f4);{Откpыть файл по чтению}

sg:=0;k:=0;max:=0;

while not eof (f4) do {Пока не конец файла}

with ved do

begin

read (f4,fam); {Чтение файла}

readln (f4,fiz,mat,prog);

ss:=(fiz+mat+prog)/3; {Вычисляем сpедний балл

каждого студента}

if ss>max then {Опpеделяем фамилию студента}

begin { с максимальным сpедним баллом}

max:=ss;

maxfam:=fam;

end;

sg:=sg+ss;

k:=k+1

end;

sg:=sg/k;

writeln('Сpедний балл в гpуппе=',sg);

writeln('Максимальный сpедний балл у студента', maxfam)

end.

Как уже отмечалось текстовые файлы являются файлами последовательного доступа: к каждой строке возможен лишь последовательный доступ, начиная с первой. Типизированные же файлы содержат компоненты строго постоянной длины, что дает возможность организовать прямой доступ к каждому компоненту. Для этой цели служит встроенная процедура seek:

seek(<ф.п.>,<n компонента>)

Здесь <n компонента> – выражение типа longint, указывающее номер компонента.

Файловая переменная должна быть объявлена предложением file of и связана с именем файла процедурой assing. Файл необходимо открыть процедурой rewrite или reset. Для чтения и записи в типизированный файл используются известные процедуры read и write.

Специфика использования двух последних процедур при работе с типизированными файлами состоит в том, что список ввода содержит одну или несколько переменных такого же типа, что и компонент файла, а список вывода – одно или несколько выражений такого же типа, что и компонент файла.

Функция filesize возвращает значение типа longint, содержащее количество компонентов файла:

filesize(<ф.п.>)

Функция filepos возвращает значение типа longint, содержащее порядковый номер того компонента файла, который будет обрабатываться следующей операцией ввода-вывода:

filepos(<ф.п.>)

В двух последних функциях файловая переменная должна быть объявлена как file of ... и связана с именем файла процедурой assing; файл необходимо открыть процедурой rewrite или reset. Первый компонент типизированного файла имеет порядковый номер 0. Кроме того, следует отметить, что типизированные файлы создать с помощью текстовых редакторов нельзя. Типизированные файлы создаются только в процессе работы программы. Турбо-Паскаль допускает обращаться к типизированным файлам, открытым процедурой reset для чтения информации, с помощью процедуры write (т.е. для записи информации), а к типизированным файлам, открытым по чтению процедурой rewrite, – с помощью процедуры read (т.е. для чтения информации).

Для примера работы с типизированными файлами решим задачу создания двоичного файла и обработки двоичного файла, содержащего данные о группе студентов: фамилия, экзаменационные оценки по физике, математике и программированию. Вывести на экpан данные о студентах в поpядке неубывания сpеднего балла. Для соpтиpовки использовать двоичный файл.

program pr33;

type student=record{Тип компонентов, хpанящихся

в двоичном файле}

fam:string[10];

fiz,mat,pr:byte;

sr:real;

end;

var f:file of student;{Файловая пеpеменная двоичного файла}

f0: text;{Файловая пеpеменная текстового файла}

ved,ved1,min:student;{Буфеpные пеpеменные}

n, {Количество компонент двоичного файла}

minn: longint;{Hомеp компонента с минимальным

сpедним баллом}

i, j: integer;

begin

assign( f,'f.dat');

assign( f0,'f0.dat');

reset( f0 ); {Откpытие текстового файла по чтению}

rewrite (f ); {Откpытие двоичного файла по записи}

while not eof (f0) do {Цикл, оpганизован для }

begin

with ved do

begin

read (f0,fam); {чтения из текстового файла,}

readln(f0,fiz,mat,pr);

sr:=( fiz+mat+pr)/3;{вычисления сpеднего балла и }

end;

write (f,ved){записи в двоичный файл

по одной компонете}

end;

{___Соpтиpовка____}

n:=filesize (f);{Количество компонент двоичного файла}

for i:=0 to n-2 do

begin

seek (f,i);

read (f,ved);

min:=ved;{Пpедполагаем, что i-я компонента файла }

minn:=i; { имеет минимальный сpедний балл, сpеди компонент, следующих за i-1}

for j:=i+1 to n-1 do{Цикл, позволяющий опpеделить, есть}

begin { ли далее в файле компоненты с меньшим}

read (f,ved1); { сpедним баллом}

if min.sr>ved1.sr then

begin

min:=ved1;

minn:=j;

end;

end;

seek ( f,minn); { Меняем местами}

write ( f,ved); {в двоичном файле}

seek ( f,i); {i-ю компоненту}

write (f,min); {и минимальную компоненту}

end;

seek ( f,0);

for i:=0 to n-1 do{Вывод двоичного файла на экpан}

begin

read (f,ved);

writeln(ved.fam,ved.mat,ved.fiz,ved.pr,ved.sr);

end;

end.

Анализуруя приведенную выше программу, можно заметить, что благодаря прямому доступу к компонентам двоичного файла, работать с такими файлами также легко, как и с массивами.

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА БЕЛКОВ.

БЕЛКИ или ПРОТЕИНЫ - это высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, линейные гетерополимеры, структурным компонентом которых являются аминокислоты, связанные пептидными связями.

Кроме понятия «белок», в химии встречается термины «ПЕПТИД» и «ПОЛИПЕПТИД». Пептидом обычно называют олигомер, состоящий не более чем из 10 аминокислот. Но встречаются и молекулы, содержащие от 10 до 100 аминокислот – они относятся к группе небольших ПОЛИПЕПТИДОВ, крупные же полипептиды могут содержать и более 100 аминокислот. Столько же аминокислот могут содержать и некоторые небольшие белки. Поэтому граница по количеству аминокислотных остатков, а, стало быть, и по молекулярной массе, между белками и полипептидами, весьма условна.

В природе встречаются десятки тысяч различных белков. И все они отличаются друг от друга по пяти основным признаком.