Лабораторлық жұмыс №1

Тақырыбы: Ақпараттық жүйені сипаттаудың әдістерімен танысу.

Ақпарат

Мақсаты:

Мәліметтердің негізгі құрылымдарын зерттеу. Мәліметтерді әртүрлі типтерде ұсына білу.

Тапсырма:

Мәліметтердің негізгі құрылымдарын қолданып, құрылым туралы ақпаратты ұсыну:

• университеттің

• өзіңнің отбасыңның

• көп қабатты үйдің

• берілген кітаптің

• кітапхананың

• мектептің

• аурухананың

• супермаркеттің

Теория:

Мәліметтердің негізгі құрылымдары

Ақпаратты онда оңай бағдарлануға болатын етіп сақтау керек. Ол үшін ақпаратты құрылымдайды, яғни, белгiлi схема бойынша жазады. Ақпараттық блок,  әдеттегідей бөліктерге бөлінуі мүмкін, мысалы сөйлемдерді сөздерге, сөздерді әріптерге бөлуге болады.

 Ақпараттық элемент дегеніміз, қандай да бір ерекшеленген белгі бойынша ақпараттың бөлігі және оны ақпараттық құрылымдарды құрастыру үшін материал ретінде қарастыру деп түсінеміз. Ақпараттық элементті атом деп атайды, егер оның бөлінуі одан әрі мүмкін емес болса. Ақпараттық блокты атомдарға бөлу кезінде жиі тек физикалық бөлу (мысалы, символдарға) ғана емес, логикалық (лексемаларға, кілттік сөздерге) бөлуді да қолданады. Ақпараттық элементтерді реттеудің қарапайым тәсілі – оларды жиынға біріктіру. Жиынды беру үшін, оның барлық элементтерін атап көрсету немесе жиында элементтердің бірігуінің сипаттамалық белгісін көрсету керек. Жиын шекті, шексіз немесе бос болуы мүмкін. Жиында элементтердің жүру тәртібі маңызды емес болғандықтан, оны информатикада өте сирек қолданады.

Сызықтық тізім (Линейный список) – бұл түпкі ретке келтірілген жиын элементтері, мысалы: 4,6,7,9,2 немесе машина, трактор, велосипед.

Информатикада, элементтердің қосылуы және шығарылуы тек тізімнің басы немесе соңында ғана орындалатын, тізімдер жиі кездеседі. Мұндай ақпараттық құрылымдар арнайы атау алды: стек және кезек.

Стек бұл элементтердің қосылуы және шығарылуы тізімнің соңында орындалатын сызықтық тізім. Стек туралы LIFO ақпараттық құрылым ретінде -соңғы болып келді, бірінші шықты деп айтады. Мәліметтер стекке жайғасады, балалар пирамидасының сақинасы сияқты өзекке өткізіледі. Бірінші ретте тек бір мәлімет алуға болады. Информатикада стекті қолданудың типтік мысалы ретінде бөліп қойылған өңдеумен жағдай қызмет етеді: өңделмеген мәліметтер стекке жайғасады, ал сосын стек бос болып қалғанша өңдеулер өшіріліп отырады.

Кезек бұл элементтердің қосылуы тізімнің бір жағында (кезектің соңы), ал элементтердің шығарылуы тізімнің басқа жағында (кезектің басы) орындалатын, сызықтық тізім. Кезек туралы FIFO ақпараттық құрылым ретінде -бірінші келді, бірінші болып шықты деп айтады.

Сәйкесінше аты (белгісі) қойылған тізімді атаулы деп атаймыз. Атауын тізім элементтері алынған жақшаның алдына жазамыз. Мысалы, Цифр (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). Мұндай аталған тізімді екі деңгейлі иерархия ретінде қарастыруға болады. Алдыңғы мысалда --  Цифра ата-ана (түбір), ал цифрлардың өздері ұрпақтары (жапырақтар) болып қызмет етеді. ағаш:

Кез келген иерархияны тізім түрінде жазуға болады. Мысалы,

КІТАП

Бөлім 1

§1

§2

§3

Бөлім 2

§1

§2

Тізім түрінде былай жазылады:  Кітап(Бөлім 1 (§1,§2,§3), Бөлім2 (§1,§2))

Тізім иерархияны компьютерлік жадыда ұсынудың ең ыңғайлы тәсілі болып табылады, өйткені компьютердің жадысы бұл тізім (ұяшықтардың).

Иерархия – бұл элементтер арасындағы бағыну қарым-қатынасын бейнелеп-көрсететін, ақпараттық элементтер ұйымы. Айтуға болады, иерархия бұл тізім, тізімнің аты – түбір, ал тізімнің элементтері ұрпақтар. Өз кезегінде әр ұрпақ қайтадан иерархия болуы мүмкін.

Орман – бұл ортақ түйіндері жоқ, ағаштардың кейбір санынан тұратын тізім.

Мысалы, (А(В,С), D(E,F,G))  орман A  және D екі ағашынан тұрады.

Граф – бұл көптеген ақпараттық элементтер (төбелер және түйіндер) және олардың арасындағы байланыстар (қабырғалар). Графтың мысалы ретінде жолдар картасын айтуға болады, онда қалалар ол төбелер, ал жолдар - қабырғалар. Информатикада графтар көбінесе шектестік кестелерімен беріледі. Жолдардың және бағаналардың тақырыптары – төбелердің атаулары.  Торларда 1 болады, егер тиісті төбелер қабырғамен байланысса және 0 керісінше жағдайда.

Мысалы, Темір жолдар графының шектестігі кестесінен

	Петропавл	Омбы	Есіл
Петропавл	1	1	0
Омбы	1	1	1
Есіл	0	1	1

Петропавл мен Есілдің арасында теміржолдық хабарлама жоқ деп қорытынды шығаруға болады

Кесте. Кестенің әрбір элементі екі индекспен сипатталады: жолдың номерімен және бағананың номерімен.  Жолдар және бағаналар графикалық элементтермен бөлінеді – тік және көлбеу белгі сызықтармен. Егер барлық элементтер бірдей ұзындықта болса, онда бұл матрицалар, бұл жағдайда бөлгіштер керек жоқ.  Компьютердің жадында кесте әрбіреуі M (бағаналар саны) элементтерден тұратын, N (жолдар саны)  тізімдерінен тұратын, тізім түрінде сақталады.

 Жоғарыда сипатталған барлық құрылымдарды қиыстыра отыра, ақпараттық блокты қандайда болмасын күрделілік дәрежеде алуға болады. Ақпараттық блокты теңбе-тең және ыңғайлы сипаттайтын құрылымды құрастыру, информатиканың маңызды міндеті болып табылады.  Ақпараттық құрылымда элементті іздестіру бұл негізгі операциялардың бірі.

Сонымен, біз мәліметтер құрылымының үш негізгі типін қарастырдық: сызықтық, иерархиялық, кестелік. 

Мәліметтердің сызықтық құрылымы – бұл элементтің адресі оның номерімен анықталатын, реттелген құрылымдар.

Сызықтық құрылымға: сызықтық тізімдер, стектер және кезек жатады.

Иерархиялық құрылымда әр элементтің адресі құрылымның төбесінен осы элементке жүргізетін рұқсат жолымен (маршруттың) анықталады.

Иерархиялық құрылымға атаулы тізім, ағаш, орман, граф жатады

Мәліметтердің кестелік құрылымы бұл қиылысуында алғашқы элементті қамтитын ұяшық бар, элементтің адресі жол номері және бағана номерімен анықталатын, реттелген құрылымдар.

Кестелік құрылымға кестелер, матрицалар жатады.