Организация данных

На уровне аппаратуры компьютера и операционной системы данные представляются в форме, которая не воспринимается пользователем легко.

Данные разделяются на две группы: простые и структурированные. Простое данное в каждый момент обладает одним значением. Структурированное данное формируется группой данных, каждое из которых может быть простым или структурированным. К простым данным относятся флаги, коды, даты, числа, символы. К структурированным данным относятся строки, массивы, таблицы, списки, стеки, очереди, множества, записи, файлы. Файлы и базы данных должны обязательно состоять из структурированных элементов. Внешние для программной системы данные также формируются из структурированных элементов.

В языке Паскаль, например, имеются как средства для задания правил формирования структур, так и средства для непосредственного описания данных:

Type TEN_BY_TWENTY = array[10,20] of real;

Var A,B,C: TEN_BY_TWENTY;

Запись на Паскале может быть определена следующим образом:

type CUSTOMER = record

NAME: string;

ADDRESS: string;

TELEPHONE: string;

ACCOUNT_BALANCE: real;

PAYMENT_DATE: integer

end

Часто невозможно заранее, до начала работы программы установить размер структуры данных. Такие данные называются динамическими, их размер устанавливается в процессе работы программы. В большинстве языков программирования нельзя задавать динамически изменяемые структуры данных. Программисту необходимо указывать наибольшее число экземпляров - максимальный размер каждой структуры.

Программист, проектировщик и пользователь имеют разные взгляды на организацию данных. В соответствии с этим могут быть выделены три уровня организации данных:

o Логическая организация данных: проектный уровень.

o Представление данных: уровень языка реализации.

o Физическая организация данных: машинный уровень.

Логическая организация данных отражает взгляд пользователя на данные. В ее основе лежат требования пользователя и внутренне присущие данным связи. Это наиболее важный уровень абстракции, используемый при представлении данных, поскольку именно требования пользователей определяют облик проектируемой системы. Если на этапе проектирования системы удачно выбрана логическая организация данных, изменения системных требований, не приводящие к модификации логической структуры данных, не повлекут за собой реорганизации на более низких уровнях представления данных.

Только на логическом уровне могут применяться формальные методы описания динамически изменяющихся структур. Никакая дополнительная информация о членах семьи не изменит общую логическую структуру семьи:

семья =отец, мать, ребенок...

отец = имя, возраст, профессия

мать = имя, возраст, девичья фамилия,

ребенок = имя, возраст, пол

Новые данные о членах семьи не нарушают ее общей организации, но могут привести к изменениям в представлении информации.

Описание данных на языке программирования относится к уровню представления данных. Отношения между данными задаются в виде, характерном для конкретного языка.

Уровень физической организации связан с системным программным обеспечением. На этом уровне приходится оперировать с границами слов, размерами полей, двоичными кодами и физическими записями. Отметим, что системное программное обеспечение управляет потоком данных между программами и внешними устройствами, а языки программирования управляют обменом данными между программами.

Дата добавления: 2014-01-06