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 dataи 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 dataвыделяются 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$.
Числовые данные и переменные в языке Бейсик могут быть трех основных типов - целочисленные, вещественные и вещественные двойной точности. В программах для этих типов переменных используются следующие обозначения:
n%, m%, nl%, m3% - целочисленные
х, у, xl, y5 - вещественные
а#, b#, al#, b8# - вещественные двойной точности
В качестве примера решения задач обработки данных рассмотрим алгоритм и программу вывода списка дней рождения членов семьи по данным, представленным в следующей таблице:
Дни рождения:
Мама | |||
Папа | |||
Сережа | |||
Оля |
Для представления данных из этой таблицы в программе воспользуемся следующей последовательностью операторовdata:
Дни рождения:
Мама | |||
Папа | |||
Сережа | |||
Оля |
dni: ' дни рождения
data «мама», 26, 6, 1949
data «папа», 22,5, 1946
data «Сережа», 25, 10, 1973
data «Оля», 1, 12, 1974
data «», 0, 0, 0
Обратите внимание!
1. Каждый операторdata здесь отвечает одной строке таблицы.
2. Последний операторdata содержит пустую «запись» - пустое имя «» и три нуля, означающие конец данных.
Такаяформа представления данных позволяет достаточно просто вносить изменения, исправления и добавления в данные. Эти изменения в таблице переносятся в соответствующие операторыdata,а добавление или удаление строк в таблице отображается добавлением или удалением соответствующих операторов в программе.
Рассмотрим алгоритм и программу вывода списка дней рождения в семье, составленные в соответствии с выбранным представлением данных:
алг «дни рождения» ' дни рождения
нач сls
вывод («дни рождения») print «дни рождения»
чтение таблицы dni restore dni
цикл do
чтение (пп, d, т, g) read nn$, d, m, g
при пп = «» вых if nn$ = «» exit then do
вывод (пп, d, m, g) print nn$, d, m, g
кцикл loop
кон end
Для формирования и обработки новых групп данных в программах используются массивы.Массив в программе - это область оперативной памяти ЭВМ, используемая для размещения некоторой совокупности данных.
Использование массивов в программах на Бейсике требует описания их с помощьюоператоров dim. В операторахdim для каждого массива указывается его имя и размеры. Массивы в программах могут быть одномерными, двумерными, трехмерными и т. д.
Примеры описаний массивов:
одномерные массивы из 20 элементов -
dim nm$(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 операторыdim 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 оператораdim.
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 работы 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:
АлгоритмПрограмма
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 | |
Петров | Вова | |
Сидоров | Миша |
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.
АлгоритмПрограмма
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?
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.
Дата добавления: 2016-04-06; просмотров: 1173;