РУ. Информационные процессы и технологии
 Скачать 3.52 Mb.
|
|
Системы управления базами данных Решение целого класса задач связано с большими объемами информации. Далеко не все задачи алгоритмические. Решение многих задач сводится к управлению потоками информации, анализу данных. Любая справка, глава книги, письмо, квитанция – это данные, оформленные на листе бумаги, в таблице. Любые знания – это своего рода данные, которыми обладает человек. Если для решения наших задач нам необходимы знания об однотипных объектах или повторяющихся явлениях, то нам стоит использовать базу данных. База данных (БД) – это структурированные знания об объектах. В базе данных предприятия, например, может храниться: вся информация о штатном расписании, о рабочих и служащих предприятия; сведения о материальных ценностях; данные о поступлении сырья и комплектующих; сведения о запасах на складах; данные о выпуске готовой продукции; приказы и распоряжения дирекции и т.п. Даже небольшие изменения какой-либо информации могут приводить к значительным изменениям в разных других местах. Пример. Издание приказа о повышении в должности одного работника приводит к изменениям не только в личном деле работника, но и к изменениям 104 в списках подразделения, в котором он работает, в ведомостях на зарплату, в графике отпусков и т.п. Базы данных используются под управлением систем управления базами данных (СУБД). Увеличение объема и структурной сложности хранимых данных, расширение круга пользователей информационных систем привели к широкому распространению наиболее удобных и сравнительно простых для понимания реляционных (табличных) СУБД. Для обеспечения одновременного доступа к данным множества пользователей, нередко расположенных достаточно далеко друг от друга и от места хранения баз данных, созданы сетевые мультипользовательские версии БД основанных на реляционной структуре. В них тем или иным путем решаются специфические проблемы параллельных процессов, целостности (правильности) и безопасности данных, а также санкционирования доступа. Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определённым критериям и т.п. По упрощенному определению, база данных – это набор данных, которые используются системой. Обычно под данными подразумевают значения, хранящиеся в базе данных. Но сегодня данные могут быть песней, картинкой или видеороликом. Система управления базой данных – это программы, которые помогают хранить, управлять и использовать наборы данных независимо от их формата. В более формальном определении система управления базой данных – это программное обеспечение, которое создает, поддерживает и использует базы данных. Примерами популярных крупных систем управления базами данных являются Oracle, Microsoft SQL Server и IBM DB2. Обычно для создания небольших база данных, а так же в рамках учебных курсов рассматривается Microsoft Access. Большинство используемых сегодня баз данных попадают в категорию реляционных баз данных, которые организуют данные в виде набора связанных таблиц. Хотя данная книга нацелена на изучение именно реляционных баз данных, существуют и другие типы баз. К примеру, большинство старых систем использовали одноуровневые неструктурированные базы данных, в которых данные были расположены в одной большой таблице. Также 105 существуют объектно-ориентированные, иерархические и сетевые базы данных. Для изучения реляционных баз данных необходимо знать некоторые ключевые термины и понятия. Таблица состоит из строк и столбцов. Каждая строка содержит данные об отдельном покупателе, тогда как столбцы содержат определенный элемент данных. Каждая ячейка в таблице содержит элемент данных, или одиночное данное. Строки также называются записями, а столбцы иногда называются полями. Каждая строка в таблице определяется столбцом или набором столбцов, которые являются уникальными. Если использовать термины теории баз данных, то уникальный идентификатор называется ключом. Таблица может иметь более одного ключа, но только один из них может быть выбран первичным ключом, который будет служить идентификатором для этой таблицы. Реляционные базы данных следуют набору определенных правил, которые гарантируют целостность данных, хранимых в базе. Заметьте, что мы не использовали слово «корректность». Правила гарантируют лишь то, что данные не будут противоречивыми. Существуют следующие типы моделей представления данных: Иерархическая модель данных. Иерархическая база данных – первый предок всех баз данных. Ее название происходит от способа представления базы данных в виде древовидной иерархии, похожей на систему каталогов в компьютере. Самый известный подобного рода продукт под названием Information Management System (IMS, Информационная управляющая система) был разработан компанией IBM. IMS доминировал на рынке крупных баз данных с 1960-х до ранних 1990-х годов. Единственная проблема IMS заключалась в сложности ее использования. Для взаимодействия с базой данных требовался профессиональный программист. Несмотря на усилия IBM по сокращению сферы ее использования в пользу реляционных продуктов, IMS по-прежнему применяется в некоторых старых системах для управления большими базами данных, таких, например, которые используются в страховых компаниях. Компании по-прежнему используют IMS по четырем причинам. Во- первых, она дает возможность быстрого доступа к миллионам записей. Во- вторых, переход к реляционной системе может привести к временным перерывам в работе систем. В-третьих, такой переход потребует значительных финансовых затрат. В-четвертых, сложно проводить изменения в работе информационной системы в процессе ее работы. Сетевая модель данных. Сетевая база данных, предназначенная для систем среднего размера, появилась, как способ улучшить иерархическую модель. Название происходит от представления базы данных в виде сети связанных таблиц. По сути, сетевая диаграмма выглядит очень похоже на ERD, которые мы используем в этой книге. Основное различие между сетевой и реляционной базой данных состоит в том, что в реляционной базе данных 106 используются внешние ключи для создания связей между таблицами, тогда как сетевая база данных использует для связи таблиц физические указатели. Это кажущееся небольшим отличие приводит при внедрении баз к сильным различиям между ними. Самый известный сетевой продукт, названный IDMS (Integrated database management systems, интегрированная система управления базами данных) была разработана компанией Computer Associates. Как и IMS, IDMS сложна в использовании, и для взаимодействия с такой базой данных требуется профессиональный программист. Большинство предприятий используют иерархические и сетевые продукты, в основном, на старых системах. Новые разработки почти полностью ведутся на основе реляционных систем. Реляционная модель данных. Реляционная система является самой простой для разработки и управления базой данных. Профессионалы могут работать более эффективно, используя реляционные системы, так как они позволяют существенно сэкономить время и силы: Более того, для использования этой системы от администратора требуется гораздо меньшая теоретическая подготовленность. Простота использования – одна из причин, почему реляционные системы появились на персональных компьютерах. Единственным недостатком, в котором обвиняли ранние реляционные продукты, была их низкая скорость работы. Однако три события, произошедшие за последние несколько лет, решили проблему скорости. Существует большой выбор реляционных продуктов. Такие разработчики, как Oracle, IBM и Microsoft, создают конкурирующие реляционные продукты. Oracle и ЮМ конкурируют на профессиональном рынке для больших серверов, которые используются крупными компаниями, будь то строительная или Web- компания. Microsoft нацелена на небольшие и среднего размера системы. К счастью, все эти системы основаны на одной и той же реляционной модели и используют один язык структурированных запросов (SQL). СУБД Access является системой управления базами данных реляционного типа. Данные хранятся в такой базе в виде таблиц, строки (записи) которых состоят из наборов полей определенных типов. С каждой таблицей могут быть связаны индексы (ключи), задающие нужные пользователю порядки на множестве строк. Таблицы могут иметь однотипные поля (столбцы), и это позволяет устанавливать между ними связи, выполнять операции реляционной алгебры. Типичными операциями над базами данных являются определение, создание и удаление таблиц, модификация определений (структур, схем) существующих таблиц, поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов), создание отчетов о содержимом базы данных. 107 Рис 2.27. Окно СУБД Access СУБД позволяет задавать типы данных и способы их хранения. Можно также задать критерии (условия), которые СУБД будет в дальнейшем использовать для обеспечения правильности ввода данных. В самом простом случае условие на значение должно гарантировать, что не будет введен случайно в числовое поле буквенный символ. Другие условия могут определять область или диапазоны допустимых значений вводимых данных. Microsoft Access предоставляет максимальную свободу в задании типа данных (текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, электронные таблицы). Можно задавать также форматы хранения представления этих данных при выводе на экран или печать. Для уверенности, что в базе хранятся только корректные значения, можно задать условия на значения различной степени сложности. Так как Microsoft Access является современным приложением Windows, можно использовать в работе все возможности DDE (динамический обмен данными) и OLE (связь и внедрение объектов). DDE позволяет осуществлять обмен данными между Access и любым другим поддерживающим DDE приложением Windows. В Microsoft Access можно при помощи макросов или Access Basic осуществлять динамический обмен данными с другими приложениями. OLE является более изощренным средством Windows, которое позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access. Такими объектами могут быть картинки, диаграммы, электронные таблицы или документы из других поддерживающих OLE приложений Windows. В Microsoft Access для обработки данных базовых таблиц используется мощный язык SQL (структурированный язык запросов). Используя SQL можно выделить из одной или нескольких таблиц необходимую для решения конкретной задачи информацию. Access значительно упрощает задачу обработки данных. Совсем не обязательно знать язык SQL. При любой 108 обработке данных из нескольких таблиц Access использует однажды заданные связи между таблицами. В Microsoft Access имеется также простое и в то же время богатое возможностями средство графического задания запроса – так называемый «запрос по образцу» (query by example), которое используется для задания данных, необходимых для решения некоторой задачи. Используя для выделения и перемещения элементов на экране стандартные приемы работы с мышью в Windows и несколько клавиш на клавиатуре, можно буквально за секунды построить довольно сложный запрос. Microsoft Access спроектирован таким образом, что он может быть использован как в качестве самостоятельной СУБД на отдельной рабочей станции, так и в сети – в режиме «клиент-сервер». Поскольку в Microsoft Access к данным могут иметь доступ одновременно несколько пользователей, в нем предусмотрены надежные средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать, какие пользователи или группы пользователей могут иметь доступ к объектам (таблицам, формам, запросам) базы данных. Microsoft Access автоматически обеспечивает защиту данных от одновременной их корректировки разными пользователями. Access также опознает и учитывает защитные средства других подсоединенных к базе данных структур (таких, как базы данных Paradox, dBASE и SQL). Практически все существующие СУБД имеют средства разработки приложений, которые могут использованы программистами или квалифицированными пользователями при создании процедур для автоматизации управления и обработки данных. Microsoft Access предоставляет дополнительные средства разработки приложений, которые могут работать не только с собственными форматами данных, но и с форматами других наиболее распространенных СУБД. Возможно, наиболее сильной стороной Access является его способность обрабатывать данные электронных таблиц, текстовых файлов, файлов dBASE, Paradox, Btrieve, FoxPro и любой другой базы данных SQL, поддерживающей стандарт ODBE. Это означает, что можно использовать Access для создания такого приложения Windows, которое может обрабатывать данные, поступающие с сетевого сервера SQL или базы данных SQL на главной ЭВМ. Таблицы баз данных, как правило, допускают работу с гораздо большим количеством разных типов данных. Так, например, базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных. Текстовый – тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов). Числовой – тип данных для хранения действительных чисел. Поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически текст не хранится в поле. Он храниться в другом месте базы данных, а в поле храниться указатель на него, но для пользователя такое разделение заметно не всегда. 109 Дата/время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени. Денежный – тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа. Счетчик – специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование – для порядковой нумерации записей. Логический – тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет). Гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне. Мастер подстановок – это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать их из раскрывающегося списка. 1. Объекты базы данных: 2. Таблицы. Таблицы – это основные объекты любой базы данных. Во-первых, в таблицах хранятся все данные, имеющиеся в базе, а во-вторых, таблицы хранят и структуру базы (поля, их типы и свойства). 3. Запросы. Эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выполнять преобразования данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнения таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое. 4. Формы. Если запросы – это специальные средства для отбора и анализа данных, то формы – это средства для ввода данных. Смысл их тот же – предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков. В этом случае форму делают графическими средствами так, чтобы она повторяла оформление бланка – это заметно упрощает работу наборщика, снижает его утомление и предотвращает появление печатных ошибок. 5. Отчеты. По своим свойствам и структуре отчеты во многом похожи на формы, но предназначены только для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на принтер. В связи с этим отчеты отличаются тем, что в них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных документов. 6. Страницы. Это специальные объекты баз данных, реализованных в последних версиях СУБД Microsoft Access (начиная с Access 2000). Правда, более корректно их называть страницами доступа к данным. Физически это особый объект, выполненный в коде HTML, размещаемый на Web-странице и передаваемый клиенту вместе с ней. Сам по себе этот объект не является базой данной, но содержит компоненты, через которые осуществляется связь переданной Web-страницы с базой данных, остающейся на сервере. Пользуясь этими 110 компонентами, посетитель Web-узла может просматривать записи базы в полях страницы доступа. Таким образом, страницы доступа к данным осуществляют интерфейс между клиентом, сервером и базой данных, размещенной на сервере. Эта база данных не обязательно должна быть базой данных Microsoft Access. Страницы доступа, созданные средствами Microsoft Access, позволяют работать также с базами данных Microsoft SQL Server. 7. Макросы и модули. Эти категории объектов предназначены как для автоматизации повторяющихся операций при работе с СУБД, так и для создания новых функций путем программирования. В СУБД Microsoft Access макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой. Модули создаются средствами внешнего языка программирования, в данном случае языка Visual Basic for Applications. Это одно из средств, с помощью которых разработчик базы может заложить в нее нестандартные функциональные возможности, удовлетворить специфическое требование заказчика, повысить быстродействие системы управления, а также уровень ее защищенности. Сетевое программное обеспечение После подключения компьютеров к сети необходимо установить на них специальное сетевое программное обеспечение. Программное обеспечение компьютерных сетей позволяет организовать коллективный доступ к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д. Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента: общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети; специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления; системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы. Особая роль в ПО вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети. Операционная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих: межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети); доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода); 111 синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу; обмен информацией между программами с использованием сетевых «почтовых ящиков»; выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком – либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети; удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном или оперативном режиме; обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети; доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов; защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа; выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети; передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта). С помощью операционной системы сети: устанавливается последовательность решения задач пользователя; задачи пользователя обеспечиваются необходимыми данными, хранящимися в различных узлах сети; контролируется работоспособность аппаратных и программных средств сети; обеспечивается плановое и оперативное распределение ресурсов в зависимости от возникающих потребностей различных пользователей вычислительной сети. Выполняемое с помощью операционной системы сети управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ сети; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; изменение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя. Оперативное управление процессом обработки информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых в сети. ОС отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д. 112 Понятие алгоритма. Программирование Любое управление процессом требует определенных правил и четких действий. Компьютер – это устройство, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи данных, а значит здесь должны выполняться четкие предписания для выполнения той или иной задачи. Для создания программ, предназначенной для решения на ЭВМ какой- либо задачи, требуется составление алгоритма ее решения. Алгоритмами, например, являются правила сложения, умножения, решения алгебраических уравнений, умножения матриц и т.п. Слово алгоритм происходит от algoritmi, являющегося латинской транслитерацией арабского имени хорезмийского математика IX века аль-Хорезми. Благодаря латинскому переводу трактата аль-Хорезми европейцы в XII веке познакомились с позиционной системой счисления, и в средневековой Европе алгоритмом называлась десятичная позиционная система счисления и правила счета в ней. Иными словами, алгоритм – это точная инструкция, а инструкции встречаются практически во всех областях человеческой деятельности. Возможны алгоритмы проведения физического эксперимента, сборки шкафа или телевизора, обработки детали. Однако не всякая инструкция есть алгоритм. Инструкция становится алгоритмом только тогда, когда она удовлетворяет определенным требованиям. Одно из требований алгоритма однозначность, т.е. если при применении к одним и тем же данным он даст один и тот же результат. Применительно к ЭВМ алгоритм позволяет формализовать вычислительный процесс, начинающийся с обработки некоторой совокупности возможных исходных данных и направленный на получение определенных этими исходными данными результатов. Термин вычислительный процесс распространяется и на обработку других видов информации, например, символьной, графической или звуковой. Если вычислительный процесс заканчивается получением результатов, то говорят, что данный алгоритм применим к рассматриваемой совокупности исходных данных. В противном случае говорят, что алгоритм неприменим к совокупности исходных данных. Любой применимый алгоритм обладает следующими основными свойствами: дискретностью; определенностью; 113 результативностью; массовостью. Дискретность – последовательное выполнение простых или ранее определённых (подпрограммы) шагов. Преобразование исходных данных в результат осуществляется дискретно во времени. Определенность состоит в совпадении получаемых результатов независимо от пользователя и применяемых технических средств (однозначность толкования инструкций). Результативность означает возможность получения результата после выполнения конечного количества операций. Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде). Для задания алгоритма необходимо описать следующие его элементы: набор объектов, составляющих совокупность возможных исходных данных, промежуточных и конечных результатов; правило начала; правило непосредственной переработки информации (описание последовательности действий); правило окончания; правило извлечения результатов. Алгоритм всегда рассчитан на конкретного исполнителя. В нашем случае таким исполнителем является ЭВМ. Для обеспечения возможности реализации на ЭВМ алгоритм должен быть описан на языке, понятном компьютеру, то есть на языке программирования. Понятия алгоритма и программы разграничены не очень чётко. Обычно программой называют окончательный вариант алгоритма решения задачи, ориентированный на конкретного пользователя. Таким образом, можно дать следующее определение программы для ЭВМ: К основным способам описания алгоритмов можно отнести следующие: словесно-формульный (на естественном языке); структурный или блок-схемный; с использованием специальных алгоритмических языков; с помощью граф-схем (граф – совокупность точек и линий, в которой каждая линия соединяет две точки. Точки называются вершинами, линии – рёбрами). 114 Перед составлением программ чаще всего составляют алгоритм решения поставленной задачи одним из вышеописанных способов. При словесно-формульном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, составляющих последовательность действий. Пусть, например, необходимо найти значение следующего выражения: у=4а – (х+3). Словесно-формульным способом алгоритм решения этой задачи может быть записан в следующем виде: 1. Ввести значения а и х. 2. Сложить х и 3. 3. Умножить а на 4. 4. Вычесть из 4а сумму (х+3). 5. Вывести у как результат вычисления выражения. При блок-схемном описании алгоритм изображается геометрическими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (направлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последовательность действий. Такой вид записи алгоритма обладает наибольшими достоинствами. Он наиболее нагляден: каждая операция вычислительного процесса изображается отдельной геометрической фигурой. Кроме того, графическое изображение алгоритма наглядно показывает разветвления путей решения задачи в зависимости от различных условий, повторение отдельных этапов вычислительного процесса и другие детали. Оформление программ должно соответствовать определенным требованиям (рис. 2.19.). В настоящее время действует единая система программной документации (ЕСПД), которая устанавливает правила разработки, оформления программ и программной документации. В ЕСПД определены и правила оформления блок-схем алгоритмов (ГОСТ 10.002-80 ЕСПД, ГОСТ 10.003-80 ЕСПД). Операции обработки данных и носители информации изображаются на схеме соответствующими блоками. Большая часть блоков по построению условно вписана в прямоугольник со сторонами а и b. Минимальное значение а равно 10 мм, увеличение а производится на число, кратное 5 мм. Размер b=1,5 мм. Для отдельных блоков допускается соотношение между а и b, равное 1:2. В пределах одной схемы рекомендуется изображать блоки одинаковых размеров. Все блоки нумеруются. Виды и назначение основных блоков приведены в таблице. Линии, соединяющие блоки и указывающие последовательность связей между ними, должны проводится параллельно линиям рамки. Стрелка в конце линии может не ставиться, если линия направлена слева направо или сверху вниз. В блок может входить несколько линий, то есть блок может являться преемником любого числа блоков. Из блока (кроме логического) может выходить только одна линия. Логический блок может иметь в качестве продолжения одни из двух блоков, и из него выходят две линии. Если на схеме 115 имеет место слияние линий, то место пересечения выделяется точкой. В случае, когда одна линия подходит к другой и слияние их явно выражено, точку можно не ставить. Схему алгоритма следует выполнять как единое целое, однако в случае необходимости допускается обрывать линии, соединяющие блоки. Если при обрыве линии продолжение схемы находится на этом же листе, то на одном и другом конце линии изображается специальный символ соединитель – окружность диаметром 0,5 мм. Внутри парных окружностей указывается один и тот же идентификатор. В качестве идентификатора, как правило, используется порядковый номер блока, к которому направлена соединительная линия. Если схема занимает более одного листа, то в случае разрыва линии вместо окружности используется межстраничный соединитель. Внутри каждого соединителя указывается адрес – откуда и куда направлена соединительная линия. Адрес записывается в две строки: в первой указывается номер листа, во второй – порядковый номер блока. Блок-схема должна содержать все разветвления, циклы и обращения к подпрограммам, содержащиеся в программе. Рис. 2.28 Условные обозначения блоков схем алгоритмов Одним из свойств алгоритма является дискретность, т.е. представление процесса вычислений на отдельные шаги и выделения отдельных участков программы на определенные структуры. Любой вычислительный процесс может быть представлен как комбинация элементарных алгоритмических структур: 116 Следование. Предполагает последовательное выполнение команд сверху вниз. Если алгоритм состоит только из структур следования, то он является линейным. Ветвление. Выполнение программы идет по одной из двух, нескольких или множества ветвей. Выбор ветви зависит от условия на входе ветвления и поступивших сюда данных. Цикл. Предполагает возможность многократного повторения определенных действий. Количество повторений зависит от условия цикла. Функция (подпрограмма). Команды, отделенные от основной программы, выполняются лишь в случае их вызова из основной программы (из любого ее места). Одна и та же функция может вызываться из основной программы сколь угодно раз. При этом выделят три основных вида алгоритмов: 117 Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят: компилятор или интерпретатор; интегрированная среда разработки; средства создания и редактирования текстов программ; обширные библиотеки стандартных программ и функций; отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе; "дружественная" к пользователю диалоговая среда; многооконный режим работы; мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками; встроенный ассемблер; встроенная справочная служба; другие специфические особенности. Популярные системы программирования – Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C. В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений: пакет Borland Delphi (Дельфи) – блестящий наследник семейства компиляторов Borland Pascal, предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки. Его исключительно быстрый компилятор позволяет эффективно и быстро решать практически любые задачи прикладного программирования. пакет Microsoft Visual Basic – удобный и популярный инструмент для создания Windows – программ с использованием визуальных средств. Содержит инструментарий для создания диаграмм и презентаций. пакет Borland C+ – одно из самых распространённых средств для разработки DOS и Windows приложений. Ниже для иллюстрации приведены на языках Бейсик, Паскаль и Си программы решения одной и той же простой задачи – вычисления суммы S элементов одномерного массива A=(a 1 , a 2 , ..., a n ). |