vse-bilearivkty_001

39.Реляциошгая модель данных, подготовка запросов и отчетов

Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.

Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

Структурный аспект — данные в базе данных представляют собой набор отношений. Аспект целостности — отношения отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена, уровня отношения и уровня базы данных.

Аспект обработки — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение

(relation).

Принципы реляционной модели были сформулированы в 1969—1970 годах Э. Ф. Коддом (E. F.

Codd).

Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель.

40.Моделирование как метод познания.

МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ПОЗНАНИЯ

Моделирование – это изучение оригинала путём создания и исследования его копии, замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих исследователя.

Модель – это некий заменитель объекта, процесса или явления, который в определенных условиях может заменить оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала. Слово «модель» происходит от

латинского «modulus», что в переводе означает «образец». Иначе говоря, модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта, процесса или явления.

41.Классификация и формы представления моделей.

классификация и формы представления моделей

все, что есть несуществующее существующее

неживущее (камни) живущее нечувствующе(растения) чувствующее нерассуждающее (животное) рассуждающее (человек)

42.Методы и технологии моделирования моделей.

Методы и технологии моделирования

Аналитическое моделирование заключается в построении модели, основанной на описании поведения объекта или системы объектов в виде аналитических выражений — формул. При таком моделировании объект описывается системой линейных или нелинейных алгебраических или дифференциальных уравнений, решение которых может дать представление о свойствах объекта.

Имитационное моделирование предполагает построение модели с характеристиками, адекватными оригиналу, на основе какого-либо его физического или информационного принципа. Это означает, что внешние воздействия на модель и объект вызывают идентичные изменения свойств

оригинала и модели. При таком моделировании отсутствует общая аналитическая модель большой размерности, а объект представлен системой, состоящей из элементов, взаимодействующих между собой и с внешним миром.

Имитационные модели позволяют достаточно просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные и другие воздействия, которые часто создают трудности при аналитических исследованиях.

В настоящее время имитационное моделирование – наиболее эффективный метод исследования систем, а часто единственный, практически доступный метод получения информации о поведении системы.

Эвристическое моделирование – разновидность инновационного моделирования, заключающаяся в стремлении человека воспроизвести то, что однажды уже привело его случайно

к

успеху. Этот вид моделирования представляет собой механизм самообучения человека на собственном положительном опыте.

Эволюционное моделирование - направление в математическом моделировании, объединяющее компьютерные методы моделирования биологических процессов эволюции, а также

другие, идеологически близкие направления в математическом программировании, использующие эвристические методы и эволюционный принцип.

43.Информационная модель объекта.

Для исследования объекта необязательно создавать материальные модели. Представляя цель исследования, достаточно располагать необходимой информацией и представить её в надлежащей форме. В этом случае говорят о создании и использовании информационной модели объекта.

Информационная модель – это целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отображает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.

Познавая окружающий мир, человек формирует своё представление о нём. Ежедневно создаваемые информационные модели реальных объектов помогают человеку в процессе познания. Любая модель создаётся и изменяется на основе имеющейся у человека информации о реальных объектах, процессах или явлениях.

От умения человека правильно понимать и обрабатывать информацию во многом зависят его возможности в познании окружающего мира и, как следствие, его умение создавать модели.

Для того, чтобы изучить объект, человек целенаправленно собирает информацию о нём. В зависимости от цели исследования собираемая информация может и должна отличаться.

Формы представления информационных моделей могут быть различными, например:

•В виде жестов или сигналов,

•Устная, словесная,

•Символьная (текст, числа, специальные символы),

•Графическая,

•Табличная

44.Алгоритм и его свойства

Алгоpитм — заранее заданное понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

Исполнитель алгоритма — это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Исполнителя хаpактеpизуют:

среда;

элементарные действия;

система команд;

отказы.

Среда (или обстановка) — это "место обитания" исполнителя.

Система команд . Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка — системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды . После вызова команды исполнитель совершает соответствующее элементарное действие .

Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для нее состоянии среды.

Основные свойства алгоритмов :

1.Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2.Дискретность (прерывность, раздельность) — алгоpитм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов).

3.Определенность — каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический хаpактеp и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

4.Результативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов

алгоpитм либо должен приводить к решению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

5. Массовость означает, что алгоpитм решения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

45.Способы записи алгоритма:

На практике наиболее распространенными являются следующие формы записи алгоритмов:

1)графическая запись (блок-схемы);

2)словесная запись (псевдокоды);

3)язык программирования.

Словесная форма записи алгоритма представляет собой описание на естественном языке последовательных этапов обработки данных. Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания строго не формализуемы, допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний. Алгоритм, записанный с помощью псевдокода, представляет собой полуформализованное описание на условном алгоритмическом языке, включающее как основные элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и другие.

Графическая форма записи, называемая также схемой алгоритма, представляет собой изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. Графическая запись является более компактной и наглядной по сравнению со словесной. В схеме алгоритма каждому типу действий соответствует геометрическая фигура. Фигуры соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Графическая форма записи, называемая также структурной схемой или блок-схемой алгоритма, представляет собой изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

В дальнейшем мы будем использовать блок-схемы алгоритмов. Они позволяют представить алгоритмы в более наглядном виде, это дает возможность анализировать их работу, искать ошибки в их реализации и т.д. В блок-схемах всегда есть начало и конец, обозначаемые эллипсами, между ними - последовательность шагов алгоритма, соединенных стрелками.

Шаги бывают безусловными (изображаются прямоугольниками, параллелограммами) и условными (изображаются ромбами). Из ромба всегда выходят две стрелки - одна означает дальнейший путь, в случае выполнения условия (обозначается обычно словом "да" или "+"), другая - невыполнение (словом "нет" или "-"). Ввод с клавиатуры или вывод на экран

значения выражения изображается параллелограммом. Команда, выполняющая обработку действий (команда присваивания), изображается в прямоугольнике.

Если решение задачи сложное и достаточно длинное, то алгоритм может получиться очень большим. Избежать этого можно, заменив некоторую законченную последовательность шагов алгоритма блоками, которые будут являться вспомогательными алгоритмами. Блок обычно не элементарен, его размеры выбираются в зависимости от необходимости, однако если он правильно составлен, то обладает всеми необходимыми признаками алгоритмического шага: имеет точку входа (четко выделенное начало) и может быть условным или безусловным. Разные блоки алгоритма связаны друг с другом только через точки входа и выхода, поэтому если блок верно решает свою задачу, то его внутренняя структура несущественна для остальной части алгоритма. Такое блочное представление особенно удобно на первых этапах решения сложных задач, когда детализация блоков производится позднее и, возможно, другими разработчиками.

Язык программирования - язык, используемый для формальной записи алгоритмов. Большинство языков программирования относятся к алгоритмическим языкам. Запись алгоритма на алгоритмическом языке называют программой.

Язык, используемый для формальной записи алгоритмов, называется алгоритмическим языком. При описании любого языка (в том числе естественного, например, русского, английского и т.д.) используются следующие понятия: алфавит, синтаксис и семантика.

Алфавит языка - это множество простейших знаков, которые могут быть использованы в текстах этого языка. Последовательность символов алфавита называют словом. Правила, согласно которым образуются слова из алфавита, называются грамматикой. Сам же язык - это множество всех слов, записываемых в данном алфавите согласно данной грамматике.

Синтаксис - это набор правил, определяющих возможные сочетания (конструкции) из букв алфавита. Для описания синтаксиса языка, как правило, используют другой язык (метаязык) или синтаксические диаграммы.

Семантика - это набор правил, определяющих значение (смысл) отдельных конструкций языка.

Одним из самых распространенных алгоритмических языков является язык Pascal, который полезен как для начинающих, так и для опытных программистов. Обучение программированию чаще всего основывается на этом языке.

Основные алгоритмические конструкции

Данный блок имеет один вход и один выход. Из простых команд и проверки условий образуются составные команды, имеющие более сложную структуру и тоже один вход и один выход.

Структурный подход к разработке алгоритмов определяет использование только базовых алгоритмических структур (конструкций): следование, ветвление, повторение, которые должны быть оформлены стандартным образом.

Рассмотрим основные структуры алгоритма.

Команда следования состоит только из простых команд. На рисунке простые команды имеют условное обозначение S1 и S2. Из команд следования образуются линейные алгоритмы. Примером линейного алгоритма будет нахождение суммы двух чисел, введенных с клавиатуры.

Команда ветвления - это составная команда алгоритма, в которой в зависимости от условия Р выполняется или одно S1, или другое S2 действие. Из команд следования и команд ветвления составляются разветвляющиеся алгоритмы (алгоритмы ветвления). Примером разветвляющегося алгоритма будет нахождение большего из двух чисел, введенных с клавиатуры.

Команда ветвления может быть полной и неполной формы. Неполная форма команды ветвления используется тогда, когда необходимо выполнять действие S только в случае соблюдения условия P. Если условие P не соблюдается, то команда ветвления завершает свою работу без выполнения действия. Примером команды ветвления неполной формы будет уменьшение в два раза только четного числа.

Команда повторения - это составная команда алгоритма, в которой в зависимости от условия Р возможно многократное выполнение действия S. Из команд следования и команд повторения составляются циклические алгоритмы (алгоритмы повторения). На рисунке представлена команда повторения с предусловием. Называется она так потому, что вначале проверяется условие, а уже затем выполняется действие. Причем действие выполняется, пока условие соблюдается. Пример циклического алгоритма может быть следующий. Пока

склавиатуры вводятся положительные числа, алгоритм выполняет нахождение их суммы.

Команда повторения с предусловием не является единственно возможной. Разновидностью команды повторения

спредусловием является команда повторения с параметром. Она используется тогда, когда известно количество повторений действия. В блок-схеме команды повторения с параметром условие записывается не в ромбе, а в шестиугольнике. Примером циклического алгоритма с параметром будет

нахождение суммы первых 20 натуральных чисел.

В команде повторения с постусловием вначале выполняется действие S и лишь затем, проверяется условие P. Причем действие повторяется до тех пор, пока условие не соблюдается. Примером команды повторения с постусловием будет уменьшение положительного числа до тех пор, пока оно неотрицательное. Как только число становится отрицательным, команда повторения заканчивает свою работу.

С помощью соединения только этих элементарных конструкций (последовательно или вложением) можно "собрать" алгоритм любой степени сложности.

Каждая указанная конструкция может быть без изменений в структуре реализована на любом языке программирования, например, на Паскале и Бейсике. Поэтому необходимо грамотно составить алгоритм с помощью блок-схемы, а уже затем, зная, как записываются команды на конкретном языке программирования, набрать программу на компьютере и получить результат, запустив ее на исполнение.

46.Линейный алгоритмПростейшие функции div, mod.

Линейным называется алгоритм, в котором всегда выполняются все действия строго последовательно.

Как правило, алгоритмы линейной структуры состоят из трех частей: ввод исходных данных, вычисления результатов по формулам, вывод значений результатов. Это самые простые алгоритмы

Пример записи алгоритма в виде блок-схемы, псевдокодов и на языке Паскаль. Ручное тестирование и подбор системы тестов выполняются аналогично предыдущему заданию.

47.Алгоритмы разветвляющейся структуры,

Алгоритмы разветвленной структуры применяются, когда в зависимости от некоторого условия необходимо выполнить либо одно, либо другое действие пример записи разветвляющегося алгоритма для нахождения наибольшего из двух чисел.

48.Алгоритмы циклической структуры.

Циклическим называется алгоритм, который содержит участок, выполняющийся многократно, каждый раз с новыми значениями переменных, изменяющихся по одним и тем же законам.

По способу организации циклы делятся на два основных вида:

циклы с известным заранее числом повторений (классические);

циклы с неизвестным числом повторений (итерационные).

Классический цикл имеет 4 части:

подготовка цикла - параметру цикла присваивается начальное значение;

тело цикла - основные действия, которые повторяются каждый раз, на каждом витке цикла;

изменение параметра цикла на величину шага;

условие выхода из цикла (или, напротив - условие повторения цикла) - проверка параметра на конечное значение.

От взаимного расположения этих частей зависит вид типовой схемы одиночного цикла. На рис.9 представлен цикл типа "до" (с условием выхода из него), а на рис.10 - цикл типа "пока" (с условием повтора). Оба типа абсолютно равнозначны. На этапе алгоритмизации задачи безразлично, какой из них Вы выберете. Разница между ними обнаруживается только на этапе программирования, т.к. каждому типу цикла соответствуют разные циклические операторы.