Datele

Datele

Scopul aplicatiilor (programelor) folosite de calculator este de a prelucra informatia. Informatia prelucrata poate fi formata din texte, numere, sunet sau imagini. Ea este pastrata pe diferite medii de memorare, in diferite formate, sub forma de date.

Un calculator nu stie sa prelucreze decat siruri de cifre binare care pot fi modelate fizic prin impulsuri de curent, cu doua niveluri de tensiune ce corespund celor doua cifre binare 0 si 1. Prin urmare, datele vor fi codificari binare ale informatiei existente in exteriorul calculatorului. Fiecarui tip de informatie ii corespunde un anumit mod de stocare in mediul de memorare, adica un anumit tip de data. Tipul datei determina atat operatiile care se pot executa cu aceste date, cat si modul in care pot fi reprezentate pe mediul de memorare.

Intre datele prelucrate de un program exista diferite relatii iar acestea pot fi organizate in colectii de date, cum sunt de exemplu fisierul de date si baza de date.

Colectiile de date permit stocarea unei cantitati mari de informatie si prelucrarea ei in vederea obtinerii de noi informatii. Pentru exploatarea datelor organizate sub forma de baze de date trebuie sa folositi un anumit tip de software numit sistem de gestiune a bazelor de date (pe scurt SGBD).

Data reprezinta un model de reprezentare a informatiei, accesibil calculatorului, cu care se poate opera pentru a obtine noi informatii.

Asadar, diferenta dintre data si informatie este:

Informatia este un mesaj care inlatura necunoasterea unui anumit eveniment si are caracter de noutate. Informatiile sunt interpretate de catre oameni.

Data este reprezentarea informatiei in interiorul calculatorului. Calculatorul nu intelege continutul acestor date, el numai le prelucreaza prin operatii specifice fiecarui tip de data. In urma prelucrarii datelor, calculatorul poate furniza omului informatii.

Datele sunt inregistrate pe suporturile de memorare intr-un anumit format care determina semnificatia datei. In functie de formatul ales pentru o data, sistemul va interpreta valoarea inregistrata pe suportul de memorare si va permite folosirea anumitor operatori.

Cantitatea de date care se prelucreaza pentru a obtine informatii difera de la o aplicatie la alta. Daca se prelucreaza foarte putine date, se vor folosi numai date elementare, iar daca volumul datelor prelucrate este foarte mare, ele vor fi organizate in colectii de date, numite structuri de date.

1.1. Data elemantara

Data elementara reprezinta o entitate indivizibila atat in raport cu informatia pe care o reprezinta, cat si din punct de vedere al procesorului care o prelucreaza.

Clasificarea datelor se poate face folosind mai multe criterii:

1. in functie de momentul in care se produc in fluxul de informatie:
• date de intrare;
• date intermediare;
• date de iesire.
2. in functie de valoare:
• date variabile;
• date constante.
3. in functie de modul de compunere:
• date elementare;
• structuri de date.
4. in functie de tip:
• date logice;
• date numerice;
• date siruri de caractere.

Data elementara poate fi definita prin tripletul:

data elementara (identificator, valoare, atribute)

Identificatorul datei este numele atribuit datei pentru a o putea deosebi de alte date in timpul procesului de prelucrare. Prin identificatorul datei, utilizatorul are acces la zona de memorie interna in care este pastrata data, deoarece la declararea datelor sistemul isi creeaza o tabela de corespondenta intre identificatorul datei si adresa de memorie la care se gaseste data.

Valoarea datei este continutul zonei de memorie in care este pastrata data. Aceasta valoare se poate modifica sau nu in timpul procesului de prelucrare.

Atributele datei sunt proprietati ale datei care determina modul in care sistemul trateaza data. Cel mai important atribut al unei date este tipul datei.

Tipul datei defineste apartenenta datei la o clasa de date care au aceeasi reprezentare in memoria interna si care permit folosirea acelorasi operatori. Tipul datei este definit de domeniul de definitie al datei si de multimea operatorilor care se pot aplica pe aceste date.

Tipuri de date:

tipul numeric;

A fost implementat pentru reprezentarea numerelor intregi sau reale. Asupra datelor de acest tip se pot aplica numai operatori matematici si relationali.

Constante numerice: 2.35,-234.5, 74, -895.15, etc.

tipul sir de caractere;

A fost implementat pentru reprezentarea unei multimi ordonate de caractere. Asupra datelor de acest tip se pot aplica numai operatorii relationali si operatorul de concatenare.

Constante siruri de caractere: 'Ana', "Maria", "'6uf68", 'jg"j', etc.

tipul logic;

A fost implementat pentru reprezentarea datelor care pot lua doar doua valori (adevarat sau fals). Asupra datelor de tip logic se pot aplica numai operatori logici.

Constante logice: .T. (adevarat) si .F.(fals).

Operatorii sunt caractere speciale sau cuvinte rezervate ale sistemului. Ei pot fi folositi pentru a reprezenta operatiile din cadrul unei expresii. Pot fi aplicati numai pe anumite tipuri de operanzi, producand rezultate de un anumit tip.

Operatorii sunt: operatorul de atribuire, operatorii matematici, operatorii relationali, operatorul de concatenare si operatorii logici.

Expresia este o combinatie valida de operatori si operanzi. Operanzii pot fi nume de date, constante sau functii.

Precedenta operatorilor reprezinta ordinea in care sunt evaluati operatorii dintr-o expresie. Aceasta precedenta este data in tabelul urmator:

se evalueaza functiile;

se evalueaza operatorii matematici. Operatorii matematici au niveluri de prioritate diferite. Operatorul ** are nivel de prioritate 1, fiind primul care se evalueaza, operatorii *, /, div si mod au nivel de prioritate 2, iar operatorii + si - au nivel de prioritate 3;

se evalueaza operatorii de concatenare;

se evalueaza operatorii relationali;

se evalueaza operatorii logici. Ordinea de prioritate este not, and, or, primul fiind cel mai prioritar.

Functia este o prelucrare definita de autorii sistemului printr-un program, care in urma executiei furnizeaza o valoare chiar prin numele sau. De exemplu pentru extragerea radicalului dintr-un numar se foloseste functia sqrt().

1.2. Structuri de date

Structura de date este o colectie de date intre care se defineste un anumit tip de relatie ce determina metoda de localizare si de prelucrare a lor.

Orice structura de date este o entitate de sine statatoare, care poate fi identificata printr-un nume si ale carei componente isi mentin atributele.

Tipul de structura de date defineste apartenenta structurii de date la o anumita familie de structuri de date, carora le corespunde acelasi mod de organizare logica, acelasi model de organizare fizica si care pot fi supuse acelorasi operatii. Tipurile de structuri de date sunt:

tabloul de memorie

inregistrarea,

fisierul de date,

baza de date.

Asupra structurilor de date pot fi executate mai multe operatii care pot afecta valorile componentelor structurii si-sau structura de date:

crearea (create) - realizarea structurii de date in forma initiala;

consultarea - realizarea accesului la elementele structurii in vederea prelucrarii si extragerii de informatii

actualizarea (update) - schimbarea starii structurii pentru a reflecta corect valoarea componentelor la un moment dat; operatiile de actualizare sunt: adaugarea (append); stergerea (delete) si modificarea (edit).

sortarea (sort) - rearanjarea componentelor structurii in functie de anumite criterii de ordonare

copierea (copy) - realizarea unei imagini identice a structurii de date pe acelasi suport de memorare sau pe un alt suport.

mutarea (move) - transferarea structurii de date pe acelasi suport de memorare la o alta adresa sau pe un alt suport;

divizarea (split) - realizarea a doua sau mai multe structuri dintr-o structura de baza;

concatenarea (merge sau concatenation) - realizarea unei structuri prin reunirea a doua sau mai multe structuri de date de acelasi tip;

redenumirea (rename) - schimbarea numelui structurii;

stergerea (erase) - distrugerea structurii de date.

Tabloul de memorie (array) este o structura de date interna formata dintr-o multime de elemente, ordonate dupa un ansamblu de indici. Dimensiunea tabloului este data de numarul de ansambluri de indici folositi pentru ordonare. Daca se foloseste un singur ansamblu de indici tabloul este unidimensional si se mai numeste vector. Daca se folosesc doua ansasmbluri de indici, tabloul este bidimensional si se mai numeste matrice.

Exemple: vectorul A = [] si matricea

B = . Vectorul A este de lungime n 4, si matricea B 5x5.

Pentru a indica un element din vector se foloseste constructia A[i], unde i poate lua valori de la 1 la n, adica A iar pentru matrice B[i,j], unde i poate lua valori de la 1 pana la numarul de coloane iar j de la 1 pana la numarul de linii, adica B

Fisierul de date (data file) este o structura de date externa, formata dintr-o multime ordonata de inregistrari. Ordonarea se face dupa numarul inregistrarii care este un numar unic ce se atribuie fiecarei inregistrari atunci cand este adaugata la fisier. Inregistrarea curenta este inregistrarea care se prelucreaza la un moment dat. fisierul este memorat pe un suport de memorie externa care se numeste volum. Volumul poate contine mai multe fisiere, fiecare fisier identificandu-se prin nume. Delimitarea fisierului pe suport se face prin marcajele logice: BOF (Begin Of File) si EOF (End Of File). Pentru prelucrarea datelor dintr-un fisier trebuie executate urmatoarele operatii: deschiderea fisierului, exploatarea fisierului si inchiderea fisierului. Asadar, daca operatia actioneaza asupra elementelor structurii, fisierul trebuie obligatoriu deschis, iar daca operatia actioneaza asupra intregii structuri, fisierul trebuie sa fie obligatoriu inchis.

Inregistrarea (recors) este o colectie de date elementare numite campuri care au o legatura logica intre ele. Inregistrarea este o structura de date neomogena (elementele sale pot fi de tipuri diferite), interna sau externa (componenta a unui fisier), temporara sau permanenta.

Campul (field) contine un set de caractere care a legatura intre ele si care formeaza o entitate de informatie, la fel ca si o data elementara. El pastreaza aceeasi categorie de informatie pentru tot fisierul de date. Este caracterizat de un nume, tip si valoare. In unele cazuri trebuie precizata si lungimea campului. Numele campurilor pot sa apara intr-o expresie ca operanzi, tipul operandului fiind determinat de tipul campului (numeric, sir de caractere sau logic).

Campul cheie (key field) este un camp din inregistrare care se alege pentru a identifica unic inregistrarile dintr-un fisier.

Fisierul text (text file) este fisierul in care fiecare inregistrare este formata dintr-un octet care poate contine codul unui caracter sau un cod de control (retur de car - CR, trecerea la linie noua - LF, tabulatorul - TAB sau un cod de font). El mai poate fi vazut ca    o secventa de linii de text separate prin marcaje logice de sfarsit de linie (EOL - End Of Line) generate prin apasarea tastei Enter (codurile ASCII CR+LF). Prelucrarea fisierului se face secvential. El este folosit pentru stocarea unui document care contine numai text.

Baza de date (databaze) este o colectie de fisiere si inregistrari legate intre ele. Este mult mai avantajoasa folosirea bazelor de date in locul colectiilor de fisiere de date. Pentru crearea si administrarea structurilor de date de tip baza de date se foloseste un instrument software specializat numit sistem de gestiune a bazelor de date.

Sistemul de gestiune a bazelor de date pune la dispozitia utilizatorului oparatii specifice pentru administrarea bazelor de date: operatia de creare, operatii de actualizare si operatii de consultare. Operatia de creare consta in definirea structurii si incarcare ei cu date. Operatiile de actualizare sunt: operatia de inserare a unei entitati in baza de date, operatia de stergere a unei entitati si operatia de modificare a valorilor unei entitati. Pentru a putea consulta baza de date, SGBD-ul pune la dispozitia utilizatorului urmatoarele operatii: localizarea (locate), filtrarea (filter), sortarea (sort), vizualizarea (display) si tiparirea (print).