Теоретическая Информатика

Рассмотрим редакторы.

Использование редактора требуют, конечно, гораздо меньше квалификации, чем программирование. Тем не менее, если пользователь создает авторские данные не для передачи другому специалисту для дальнейшего оформления, а для профессионального размещения их в изданиях, то обладать некоторой квалификацией приходится.

Перечислим основные виды редакторов.

Текстовый редактор — редактор, основное предназначение которого — работа с текстовой информацией.

Графический редактор — редактор, который работает в ос- новном с графической информацией.

Звуковой редактор — редактор, работающий со звуковой информацией.

Редактор видео — редактор, который обрабатывает видео- информацию.

Мультимедийный редактор работает с мультимедийной ин- формацией, в частности, с презентациями.

Существуют редакторы, занимающие промежуточное по- ложение между редакторами и системами программирования.

Табличный редактор работает с прямоугольными таблицами числовых данных.

Редактор баз данных работает с таблицами отношений и дру- гими таблицами произвольных данных.

Табличный редактор называется также электронными таб-

лицами, а редактор баз данных — системой управления базами данных (СУБД).

3°. У п р а ж н е н и я 1. Нарисуйте схему приведенной выше классификации

прикладных программ в виде двух независимых деревьев. Укажите все тридцать четыре вида прикладных компьютер- ных программ.

2. Классификация систем программирования

1°. Я з ы к и п р о г р а м м и р о в а н и я .

Си с т е м ы п р о г р а м м и р о в а н и я

1.Рассмотрим языки программирования.

Язык программирования — символическое описание алго- ритмов, которое автоматически переводится в машинные ко- манды.

На языке программирования пишут тексты компьютерных программ, которые также называют компьютерными програм-

мами.

Компьютерная программа — текст алгоритма, записанного на языке программирования.

Компьютерная программа в виде текста называется также просто программой, или листингом.

В принципе можно написать программу сразу в ма- шинных командах, но в настоящее время так не делают: это тяжело для человека.

Основные языки программирования делятся на три боль- шие группы:

1)многочисленные и почти всегда используемые языки про-

граммирования высокого уровня;

2)малоизвестные, но достаточно используемые языки про-

граммирования сверхвысокого уровня;

3)весьма малочисленные и очень редко используемые язы-

ки программирования низкого уровня.

Язык программирования высокого уровня — язык программи-

рования, передающий структуру алгоритма решения задачи.

Язык программирования сверхвысокого уровня — язык про-

граммирования, описывающий постановку задачи и цель рас- четов.

Язык программирования низкого уровня — язык программиро-

вания, передающий структуру машинных команд.

Для программирования на языке низкого уровня прихо- дится думать в терминах машинных команд.

Что такое ассемблер?

Язык ассемблера — собирательное название языков про- граммирования низкого уровня, кодирующих машинные ко- манды.

Язык ассемблера называют просто ассемблером. Пролог — пример языка сверхвысокого уровня.

Языки сверхвысокого уровня используются для создания баз знаний, а также для работы в областях искусственного ин- теллекта.

2. Системы программирования бывают двух видов:

1)в виде самостоятельных комплексов программ. Тогда они называются по имени языка, который реализуют;

2)встроенные в другие программы, например, в редакторы или в специальные программы.

Программист — пользователь, проектирующий и пишущий компьютерные программы.

Система программирования — комплекс программ, выпол-

няющий следующие три функции:

1)набор листинга компьютерной программы во встроен- ном текстовом редакторе (необязательная функция);

2)проверка выполнения листинга программы на компью-

тере;

3)построение закодированного машинными кодами само- выполняющегося файла (необязательная функция).

Более полно система программирования называется систе-

мой реализации языка программирования.

Рассмотрим три функции системы программирования. Обычно в системе программирования присутствует встро-

енный редактор. Однако листинг программы можно набрать в любом другом текстовом редакторе, поскольку он состоит ис- ключительно из аски-кодов.

В системе программирования всегда присутствует проверка правильности выполнения листинга, состоящая из двух час- тей:

1)перевод листинга в машинные команды;

2)выполнение машинных команд на компьютере.

Трансляция — перевод листинга языка программирования либо в машинные команды, либо в некоторый промежуточ- ный язык.

Транслятор — компьютерная программа трансляции. Итак, транслятор обязательно входит в состав любой сис-

темы программирования. Для языков низкого уровня транс- лятор носит специальное название.

Ассемблирование — трансляция с языка ассемблера непо- средственно в машинные команды.

Ассемблер — транслятор с языка ассемблера.

Учтите, что понятие «ассемблер» используется в двух смыслах.

2°. И н т е р п р е т а т о р и к о м п и л я т о р Перевод листинга любого языка программирования любо-

го уровня в машинные команды с последующим выполнением на компьютере можно организовать тремя способами:

1)интерпретацией;

2)компиляцией;

3)промежуточной компиляцией и интерпретацией.

1. Интерпретация наиболее проста из всех трех способов выполнения программ на компьютере (см. рис. 2.1).

Интерпретация — трансляция в машинные команды с не- медленным выполнением полученной машинной команды. Другими словами, интерпретация непосредственно выполняет листинг без его полной предварительной трансляции.

Интерпретатор — компьютерная программа, осуществ- ляющая интерпретацию другой компьютерной программы, записанной в форме листинга.

Интерпретатор часто называют виртуальной машиной. Такие простые языки, как Бейсик, HTML, Postscript,

JavaScript, языки табличных редакторов и языки специальных программ, обычно интерпретируются.

Для сложных языков программирования не пишут интер- претаторов, такие языки только компилируются.

Листинг

программы

Выходные

данные

Рис. 2.1. Схема интерпретации компьютерной программы

При реализации языка программирования в виде интер- претатора третья функция системы программирования отсут- ствует, поскольку нет необходимости хранить программу в виде машинных команд. Пользователь сразу выполняет лис- тинг программы на виртуальной машине, реализующий язык программирования.

Два других способа выполнения программ на компьютере можно отнести к компиляции.

2.Компиляция является самым быстрым способом выпол- нения компьютерных программ (см. рис. 2.2).

Компиляция — предварительная трансляция всего листинга. Компилятор — компьютерная программа компиляции. Листинг сначала полностью транслируется в машинные

команды и, согласно третьей функции системы программиро- вания, строится выполняемая программа, которая работает в 10—100 раз быстрее, чем при интерпретации. Так написаны многие ОС и прикладные программы.

Компилируются обычно такие языки, как Паскаль, С, С++, Фортран и языки управления базами данных (СУБД).

3.Третий способ выполнения компьютерных программ — промежуточная компиляция и интерпретация — является са- мым сложным и самым современным (см. рис. 2.2).

§2. Редактор баз данных

итабличный редактор

1. Редактор баз данных

1°. Б а з а д а н н ы х , С У Б Д . С т р у к т у р а б а з ы д а н н ы х 1. Разберемся, что является базой данных, а что — компью-

терной программой.

База данных, или БД — это структура для хранения данных заранее определенных типов.

Каким образом определяются эти структуры, вводятся дан- ные в базу и выводятся для просмотра пользователем? С по-

мощью системы управления базой данных.

Система управления базой данных, или СУБД — комплекс компьютерных программ для создания структуры базы, а так- же ввода, редактирования и вывода данных.

СУБД также называется процессором, или редактором, БД. Итак, компьютерной программой является СУБД. А уже с

помощью СУБД создаются и эксплуатируются БД.

Одна из самых распространенных СУБД входит в со- став стандартного для России пакета офисных про- грамм Microsoft Office и называется Access (читается «Эксэс»).

2. Выясним значение структуры БД. После создания струк- туры с помощью СУБД в базу начинают вводить данные.

Пустая база данных — база данных, структура которой уже создана, но никакие данные в нее еще не введены.

Если в базе нет никаких данных, то все равно это полно- ценная БД. Хотя данных в пустой базе нет, однако существен- ная информация в ней присутствуют — это структура базы данных.

Структура базы данных — типы данных, хранящихся в базе, и их взаимосвязь.

Простейшая БД — записная телефонная книжка. Даже ес- ли она еще пустая, в нее планируется записывать фамилии людей, их телефоны и другие сведения.

312 Глава 2. Приложения

3. Основная структура БД — это таблица. Простейшая БД одну таблицу.

Запись базы данных — строка, а запись базы данных — столбец таблицы базы, состоящей из ячеек (см. рис. 2.3).

Рис. 2.3. Структура таблицы базы данных

Если записей в таблице нет, то ее структура состоит только из полей без ячеек (см. рис. 2.4).

Поле 1 Поле 2 Поле 3 Поле 4

Рис. 2.4. Структура пустой таблицы базы данных

Таким образом, структура таблицы БД определяется ее по- лями, а не записями. Записей в таблице может быть сколько угодно. При изменении набора полей получается совсем дру- гая БД.

Записи БД являются объектами информационного моде- лирования. Чтобы создать БД, необходимо сначала спроекти- ровать информационную модель и выписать поля БД, кото- рые являются атрибутами объекта.

Последовательность расположения полей принципиальной роли не играет. Однако их удобно располагать в порядке их важности.

По одному или нескольким полям БД может быть отсорти- рована. Например, если одно из полей — фамилия, то базу данных можно автоматически отсортировать по этому полю по алфавиту.

1.Поля БД не только определяют ее структуру. Они также определяют свойства данных, которые в них записываются.

Другими словами, каждое поле базы обладает своими фик- сированными свойствами. Этим свойствам подчиняются все данные, которые записываются в выбранном поле во всех за- писях, во всех ячейках поля.

Основными свойствами полей БД являются:

1) имя поля — заголовок столбца, которому принадлежат ячейки поля;

2) тип поля — тип данных, размещенных во всех ячейках поля;

3) размер поля — максимальная длина данного в символах; 4) значение по умолчанию — значение, которое появляется в

поле при его создании, т. е. при добавлении новой записи. Порядок работы с БД следующий:

1) сначала создается пустая БД, в которой уже есть все поля, но еще нет ни одной записи;

2) затем добавляется очередная запись с новыми полями, которые содержат значения по умолчанию в соответствии со своими типами;

3) после этого пользователь может изменять значения по- лей новой записи;

4) всегда можно открыть любую созданную запись и поме- нять значения ее полей.

2.Итак, в ячейку можно вводить только данное того типа, которое имеется у этого поля.

Поля БД могут содержать такие конкретные типы данных: 1) текстовый — обычный текст. Ограничение — обычно 255

символов. По умолчанию поле пусто; 2) числовой — действительные числа. По умолчанию нуль;

3) дата — дата. Обычно размер поля равен 8 символам, т. е. год записывается двумя цифрами. По умолчанию пусто;

4) время — время. Обычно размер поля всегда равен 5 сим- волам. По умолчанию пусто;

5)денежный — денежная сумма, рубли и копейки. Имеет два знака после запятой. В принципе суммы можно хранить в чи- словых полях, но для сумм имеются некоторые особенности, например, округление до двух знаков после запятой, из-за чего удобно ввести специальный тип поля. По умолчанию нуль;

6)счетчик — натуральные числа с автоматическим при- своением. Каждой записи присваивается уникальный номер, начиная с 1. С помощью счетчика можно легко отличить одну запись от другой. Пользователь не может исправить значения данных в этих полях;

7)логический — логические данные, могут принимать толь- ко два значения «да» или «нет». По умолчанию «нет».

3. В табл. 2.5 приведены форматы, по которым по россий- ским стандартам данные должны храниться в БД.

Т а б л и ц а 2 . 5

Российские форматы данных

В других странах могут быть такие же, а могут быть и дру- гие форматы, указанные в табл. 2.5, причем в российских до- кументах могут появиться нероссийские форматы.

3°. У п р а ж н е н и я

1.Свяжите БД с атрибутами информационного объекта, который она моделирует.

2.Запишите значения по умолчанию счетчика БД.

3.Запишите длину логического типа данных.