Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Операции, производимые с данными, сущность понятий данные и информация

Содержание:

Введение

В современном мире мы каждый день сталкиваемся с различным родом информацией, которую мы слышим, видим, читаем, узнаём от друзей и знакомых. Например: по телевизору, в интернете, по радио, в газетах и журналах мы узнаём о погоде, новостях, происшествиях, культуре, событиях и мероприятиях.

Откуда же берётся информация? На практике часто приравнивается определение таких понятий, как «информация» и «данные». Однако эти понятия необходимо различать.

Данные несут в себе сведения о событиях, произошедших в материальном мире, и являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий. Однако данные не тождественны информации. Станут ли данные информацией, зависят от того, известен ли метод преобразования данных в известные нам понятия. Например, мы можем услышать речь человека, обращающегося к нам на иностранном языке. С одной стороны, мы получаем от него данные в виде звуков, но с другой стороны, никакой информации мы от него получить не смогли, т.к. не сумели понять передаваемые нам данные. Они для нас были закодированы, а методы раскодировки мы не знали.

По своей природе данные являются объективными, т.к. это результат регистрации объективно существующих сигналов, вызванных в материальных телах или полях. Например, к данным можно отнести 32, 16, blue и т.п.

Методы преобразования данных являются субъективными. В основе методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами). Например, к методам можно отнести: алгоритм перевода с одного иностранного языка на другой, алгоритм распознавания последовательности символов и преобразование их в слова. К примеру: когда мы видим 32, 16, blue и т.д., то можно утверждать, что мы имеем дело с данными. В том случае, когда мы видим 32 кг, 16 лет, blue = синий, то мы имеем дело с информацией, т.к. применительно к данным нами использовался соответствующий метод восприятия: что-то взвесили, узнали возраст, перевели иностранное слово на известный нам язык.

Одни и те же данные могут в момент потребления предоставлять разную информацию в зависимости от степени (соответствия) взаимодействующих с ним методов. Например, 68 кг – это информация, но с другой стороны, мы не можем сказать чего именно 68 кг. Это может быть вес человека, вес коробки, упаковки, мешка. И в такой ситуации только что полученная информация может превратиться опять в данные, т.к. требует очередной метод уточнения полученных сигналов. А если нас интересует вес, который может выдержать мост, то 68 кг для нас будет информацией, т.к. в данном случае неважно к чему именно относится данный вес.

Чтобы понять данные и преобразовать их в информацию, над ними должны проводиться различные операции. Ввиду необходимости этих операции и заключается актуальность данной темы.

Цель курсовой работы – получить представление об основных операциях с данными.

Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие задачи:

- дать определение понятиям «данные» и «информация»;

- ознакомится с этапами обработки данных;

- узнать про основные операции с данными и с тем, какими они бывают.

Предметом исследования являются операции, производимые с данными.

Объектом исследования являются данные.

Глава 1. Данные и информация

1.1. Сущность понятий данные и информация

Информатика рассматривает информацию, как концептуально связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данные.

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Информация - это отображение реального мира с помощью сведений (сообщений). Наряду с термином "информация" в информатике используется понятие "данные". Это понятие уже, чем информация, т.к. представляет отрывочные, не связанные между собой сведения. Однако в работе с компьютерными программами чаще употребляется термин "данные".

1.2. Технологический процесс обработки данных

В технологическом процессе обработки данных можно выделить 4 этапа:

1. Формирование первичных данных - первичные сообщения о хозяйственных операциях, документы, содержащие нормативные и юридические акты, результаты экспериментов, например, параметры новой модели самолета или автомобиля и т.д.

2. Накопление и систематизация данных, т.е. организация такого размещения данных, которое обеспечило бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защиту от искажений и т.д.

3. Обработка данных - процессы, в результате которых на основе ранее накопленных данных формируются новые виды данных - обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные и т.д. Эти данные вторичной обработки могут быть подвергнуты следующей обработке и принести более глубокие, точные обобщения.

4. Отображение данных - представление данных в форме, удобной для человека. Это вывод на печать, графические изображения (иллюстрации, графики, диаграммы и т.д.), звук и т.д.

Сообщения, формируемые на первом этапе, могут иметь разный вид: обычный бумажный документ, звук, видео, числовые данные на каком-то носителе. Как правило, носители первичной информации (физические носители, полученные от аналоговых устройств) - бумага, пластинки, кассеты, видеокассеты очень недолговечны.

Компьютерные технологии предлагают принципиально новый подход - цифровое (дискретное) представление информации на магнитных и лазерных носителях.

Посредством технических и программных средств ЭВМ первичные данные преобразуются в машинный код.

Итак, подводя итог можно сказать, что же такое данные. Данные — диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

1.3. Носители данных

Самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, по-видимому, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) используется также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием ( CDROM ). В качестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

Носители данных интересуют нас не сами по себе, а постольку, поскольку свойства информации весьма тесно связаны со свойствами ее носителей. Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в принятой для носителя единице измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность. Так, например, мы можем рассчитывать на то, что в базе данных, размещаемой на компакт-диске, проще обеспечить полноту информации, чем в аналогичной по назначению базе данных, размещенной на гибком магнитном диске, поскольку в первом случае плотность записи данных на единице длины дорожки намного выше. Для обычного потребителя доступность информации в книге заметно выше, чем той же информации на компакт-диске, поскольку не все потребители обладают необходимым оборудованием. И, наконец, известно, что визуальный эффект от просмотра слайдов на проекторе намного больше, чем от просмотра аналогичной иллюстрации, напечатанной на бумаге, поскольку диапазон яркостных сигналов в проходящем свете на два три порядка больше, чем в отраженном.

Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют до половины стоимости аппаратных средств.

Замечательным запоминающим устройством и носителем данных является человеческий мозг, содержащий около (10—15) –109 нейронов — ячеек, совмещающих функции памяти и логической обработки информации.

Объём мозга в среднем 1,5 дм3, масса 1,2 кг, потребляемая мощность около 2,5 вт. Лучшие современные электронные запоминающие устройства при такой же ёмкости занимают объём в несколько м3 при массе в десятки и сотни кг, а потребляемая мощность достигает несколько квт.

Научно обоснованные прогнозы утверждают, что совершенствование электронной техники и применение новых высокоэффективных накопительных сред в сочетании с широким использованием методов бионики при решении проблем, связанных с синтезом запоминающих устройств, позволят создавать запоминающие устройства, близкие по параметрам памяти человека.

Глава 2. Операции, производимые с данными

2.1. Операции с данными

Данные характеризуются своим типом и множеством операций над ними. Данные в компьютере условно делятся на простые и сложные.

Примеры простых данных, которые может обрабатывать компьютер:

Таблица 1

Типы данных

Операции

1

Числа (числовые данные)

Все арифметические операции

2

Тексты (символьные данные)

Замещение, вставка, удаление символов, сравнение, конкатенация строк

3

Логические (бинарные) данные

Все логические операции (конъюнкция, дизъюнкция, отрицание и др.)

4

Изображения: рисунки, графика, анимация (графические данные)

Операции над пикселями, из которых состоит изображение: яркость, цвет, контрастность

5

Видео данные

Удаление фрагмента, вставка фрагмента, работа с кадрами

6

Аудио данные

Усиление, уменьшение, удаление фрагмента, вставка фрагмента

К сложным данным относятся: массивы и списки (однотипные), структуры, записи, таблицы (разнотипные). В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью различных методов. Обработка данных включает в себя множество операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего, это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объемов обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а именно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные:

• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

• формализация данных - приведение данных, поступающих из разных источ­ников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

• фильтрация данных - отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

• сортировка данных - упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

• архивация данных - организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

• защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, несанкционированного воспроизведения и модификации данных;

• транспортировка данных - прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя - клиентом;

• преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя, например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не пред­назначенными для транспортировки данного вида данных. В качестве примера можно упомянуть, что для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей (которые изначально были ориентированы только на пере­дачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот) необходимо преобразова­ние цифровых данных в некое подобие звуковых сигналов, чем и занимаются специальные устройства — телефонные модемы.

Рассмотрим основные операции с данными более подробно.

2.2. Сбор данных

Сбор данных - накопление с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.

Восприятие информации — процесс преобразования сведений (данных), поступающих в техническую систему или живой организм из внешнего мира, в форму, пригодную для дальнейшего использования. Благодаря восприятию информации обеспечивается связь системы с внешней средой (в качестве кᴏᴛᴏᴩой могут выступать человек, наблюдаемый объект, явление или процесс и т.д.). Восприятие информации крайне важно для любой информационной системы, если она претендует на какую-либо полезность.

Современные информационные системы, создаваемые на базе ЭВМ, в качестве своей составной части имеют более или менее (в зависимости от цели системы) развитую систему восприятия. Система восприятия информации может представлять собой довольно сложный комплекс программных и технических средств. Стоит сказать, для развитых систем восприятия можно выделить несколько этапов переработки поступающей информации: предварительная обработка для приведения входных данных к стандартному для данной системы виду, выделение в поступающей информации семантически и прагматически значимых информационных единиц, распознавание объектов и ситуаций, коррекция внутренней модели мира. Учитывая зависимость от анализаторов (входящих в комплекс технических средств системы восприятия) организуется восприятие зрительной, акустической и других видов информации. Исключая выше сказанное, различают статическое и динамическое восприятие. В последнем случае особо выделяют системы восприятия, функционирующие в том же темпе, в каком происходят изменения в окружающей среде. Не стоит забывать, что важнейшей проблемой восприятия информации будет проблема интеграции информации, поступающей из различных источников и от анализаторов разного типа в пределах одной ситуации.

Система сбора информации может представлять собой сложный программно-аппаратный комплекс. Как правило, современные системы сбора информации не только обеспечивают кодирование информации и ее ввод в ЭВМ, но и выполняют предварительную (первичную) обработку ϶ᴛᴏй информации.

Сбор информации — ϶ᴛᴏ процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к виду, стандартному для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов.

Сигнал можно определить как средство перенесения информации в пространстве и времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т.п. Подобно живым организмам, воспринимающим сигналы из внешней среды с помощью специальных органов (обоняния, осязания, слуха, зрения), технические системы для приема сигналов из окружающего мира оснащаются специальными устройствами.

Вне зависимости от носителя информации (сигнала) типичный процесс обработки сигнала может быть охарактеризован следующими шагами. На первом шаге исходный (первичный) сигнал с помощью специального устройства (датчика) преобразуется в эквивалентный ему электрический сигнал (электрический ток). На втором шаге вторичный (электрический) сигнал в некоторый выделенный момент времени оцифровывается специальным устройством — аналого-цифровым преобразователем (АЦП). АЦП значению электрического сигнала ставит в соответствие некоторое число из конечного множества таких чисел. Исходя из всего выше сказанного, мы приходим к выводу, что датчик и АЦП, связанные вместе, составляют цифровой измерительный прибор. В случае если ϶ᴛᴏт прибор оснастить некоторым устройством для хранения измеренной величины - регистром, то на следующем шаге по команде от ЭВМ можно ввести ϶ᴛᴏ число в машину и подвергать затем любой необходимой обработке.

Конечно, не все технические средства сбора информации работают по описанной схеме. Так, клавиатура, предназначенная для ввода алфавитно-цифровой информации от человека, не имеет в своем составе АЦП. Здесь первичный сигнал - нажатие клавиши - непосредственно преобразуется в соответствующий нажатой клавише цифровой код. Но в любом случае будь то цифровой измерительный прибор, клавиатура или иное устройство ввода информации в ЭВМ, в конечном счете поступающая в ЭВМ информация представлена в виде цифрового кода — двоичного числа.

Современные системы сбора информации (например, в составе автоматизированных систем управления) могут включать в себя большое количество (тысячи) цифровых измерительных приборов и всевозможных устройств ввода информации (от человека в ЭВМ, от ЭВМ к ЭВМ и т.п.). Такое комплексирование средств приводит к необходимости управления процессом сбора информации и к разработке соответствующего программного (и аппаратного) обеспечения.

Совокупность технических средств ввода информации в ЭВМ, программ, управляющих всем  комплексом технических средств, и программ, обеспечивающих ввод информации с отдельных устройств ввода (драйверов устройств) - вот что представляет собой современная развитая система сбора информации.

Так как информация очень разнообразна по содержанию и виду обслуживаемой ею человеческой деятельности (научная, производственная, управленческая, медицинская, экономическая, экологическая, правовая и др.), то каждый вид информации имеет свои особенные технологии обработки, смысловую ценность, формы представления и отображения на физическом носителе, требования к точности, достоверности, оперативности отражения фактов, явлений, процессов.

Отметим, что технология обработки информации с применением комплекса технических средств вызывает необходимость манипулировать с отдельными информационными элементами, обеспечивать их изучение и формализованное описание, идентификацию для удобства обработки, хранения и передачи. Информация, представленная в формализованном виде, получила название данные.

Информация, являясь сложным по структуре образованием, размещается на физических носителях (бумажных или магнитных документах, в виде сигналов, передаваемых по каналам связи) и может находиться в статичном или динамичном состояниях.

Статичное состояние информации связано с ее более или менее длительным организованным хранением, накоплением в информационных фондах и базах данных (БД). Под базой данных понимается вся необходимая для решения задач конкретной области совокупность данных, организованная по определенным правилам, позволяющим обеспечить независимость данных от прикладных программ, удобство хранения, поиска, манипулирования данными, которые записаны на машинных носителях. При ϶ᴛᴏм каждый элемент строго идентифицируется для автоматизации процесса поиска, пополнения, обновления данных.

Динамичное состояние — постоянное движение в виде потоков - присуще информации, реализующей в человеко-машинных, автоматизированных системах функцию обмена сведениями с помощью знаковых символов. Приведенные особенности информации тщательно изучаются при создании систем автоматизированной обработки в процессе ее синтаксического, семантического и прагматического анализа.

Синтаксический анализ устанавливает важнейшие параметры информационных потоков, включая необходимые количественные характеристики, для выбора комплекса технических средств сбора, регистрации, передачи, обработки, накопления и хранения информации.

Семантический анализ позволяет изучить информацию с позиции смыслового содержания ее отдельных элементов, находить способы языкового соответствия (язык человека, язык ЭВМ) при однозначном распознавании вводимых в систему сообщений.

Прагматический анализ проводится с целью определения полезности информации, используемой для управления, выявления практической значимости сообщений, применяемых для выработки управляющих воздействий. Учитывая, что полезность информации будет функцией времени и что одна и та же информация в разное время может быть полезной либо бесполезной в зависимости от того, сколько новых сообщений об управляемом объекте она несет пользователю, принятые критерии оценки увязываются с достоверностью и своевременностью поступающих сообщений.

Сбор и регистрация информации происходят по-разному в различных экономических объектах. В наибольшей степени сложна эта процедура в автоматизированных управленческих процессах промышленных предприятий, фирм и т.п., где производятся сбор и регистрация первичной учетной информации, отражающей производственно-хозяйственную деятельность объекта.

Особое значение при ϶ᴛᴏм придается достоверности, полноте и своевременности первичной информации. На предприятии сбор и регистрация информации происходят при выполнении различных хозяйственных операций (прием готовой продукции, получение и отпуск материалов и т.п.). Сначала информацию собирают, затем ее фиксируют. Учетные данные могут возникать на рабочих местах в результате подсчета количества обработанных деталей, прошедших сборку узлов, изделий, выявление брака и т.д. Стоит сказать, для сбора фактической информации производят измерение, подсчет, взвешивание материальных объектов, получение временных и количественных характеристик работы отдельных исполнителей. Сбор информации традиционно сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией информации на материальном носителе (документе или машинном носителе). Запись в первичные документы в основном, осуществляется вручную, поэтому процедуры сбора и регистрации остаются пока наиболее трудоемкими. В условиях автоматизации управления предприятием особое внимание придается использованию технических средств сбора и регистрации информации, совмещающих операции количественного измерения, регистрации, накоплению и передач информации по каналам связи в ЭВМ с целью формирования первичного документа.

2.3. Формализация данных

Формализация данных - приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности.

Ознакомимся с формализацией на примере языков программирования Паскаль и С/С++.

Формализация данных: «Паскаль»

Программирование сегодня – это по-прежнему жесткие конструкции. Во многих современных языках совершенно не обязательно описывать типы переменных, а если и описать, то можно всегда автоматом преобразовать их в другой тип.

Когда программирование только формировалось как область обработки информации, считалось правильным обратное: каждая переменная должна быть описана заранее, и менять ее тип было никак нельзя.

Как описание, так и обработка данных – это требование предельной точности и никакой неопределенности. Профессиональные и популярные языки имели кроме очевидных вариантов представления естественных данных, вымышленные, но удобные для обработки.

Например, «Паскаль» предлагал:

  • byte – целое (0..255);
  • boolean – логическое (по сути, фикция, но размером в 1 байт);
  • word – целое (0..65535);
  • integer – целое число (-32768..32767);
  • real, single, double - вещественное число;
  • char - символ и др.

Кроме того, программист мог использовать перечислимые, интервальные и структурные типы переменных.

Собственно понятно, что byte и boolean – это абстракции формального мира, в естественном применении их нет: логические выражения можно обозначить сотней способов, и это делали задолго до появления компьютеров, а отличать byte от integer – излишество.

Формализация данных: С/С++

Разработчики С/С++ пошли значительно дальше. Здесь не только вариантов описания одного типа integer ровно столько, сколько в «Паскале» всего описаний, но и операции с указателями (адресами на переменные) гораздо сложнее.

Синтаксис конструкций описаний и обработки, выделение кода и описаний в разные файлы – все это говорит о том, что начальный этап в программировании был поглощен решением задачи: максимально точно формализовать предметную область.

По описаниям: тип, значения, переменная. По каждой конструкции обработки, например, циклов было ровно столько, сколько есть вариантов проверки условия выхода. Операторы условий (if) и ветвления (switch/case) были жестко определены.

В конечном счете все это привело к кардинально разным противоположностям:

  • C# - одна идея: точно описано, правильно исполнено;
  • JavaScript & PHP (и им подобные) – вторая идея: «полная» свобода описаний.

Обе идеи прекрасно уживаются в современном динамичном мире и имеют достаточное количество благодарных разработчиков.

2.4. Фильтрация данных

Фильтрация данных — вывод данных нужных пользователю в результате созданного им запроса.

Рассмотрим фильтрацию данных на примере программы MS Excel.

Фильтрация (выборка) данных в таблице позволяет отображать только те строки, содержимое ячеек которых отвечает заданному условию или нескольким условиям. С помощью фильтров пользователь может в удобной для себя форме выводить или удалять (скрывать) записи списка. В отличие от сортировки данные при фильтрации не переупорядочиваются, а лишь скрываются те записи, которые не отвечают заданным критериям выборки. Отобранные записи можно форматировать или удалять, копировать в отдельную область таблицы, распечатывать, а также использовать для последующих вычислений или построения диаграмм. Фильтрация данных в электронных таблицах может выполняться двумя способами: с помощью автофильтра или расширенного фильтра.

Автофильтр

Команда Данные/Фильтр/Автофильтр устанавливает кнопки скрытых списков (кнопки со стрелками) непосредственно в строку с именами столбцовОписание: https://studfiles.net/html/2706/9/html_MYbaHJTThu.wVRH/img-vvH7aP.png. С их помощью можно указать требуемые значения или выбрать строку «условие» и задать критерии выборки в диалоговом окне Пользовательский автофильтр (рис. 1). Условия для отбора записей в определенном столбце могут состоять из двух самостоятельных частей, соединенных логической связкой И/ИЛИ. Каждая часть условия может включать:

  • значение, которое может выбираться из списка или содержать шаблонные символы подстановки. В качестве символов подстановки используются звездочка * - для указания произвольного количества символов или вопросительный знак ? – для замены одного символа;
  • оператор отношения (сравнения). При задании критериев выборки могут использоваться следующие операторы сравнения: Равно, Не равно, Меньше, Меньше или равно, Больше, Больше или равно.

Описание: https://studfiles.net/html/2706/9/html_MYbaHJTThu.wVRH/img-4FR3hc.png

Рис. 1. Диалоговое окно Пользовательского автофильтра.

Для восстановления всех строк исходной таблицы нужно щелкнуть мышью по кнопке со стрелкой (синего цвета) и в раскрывшемся списке выбрать строку «все» или выполнить команду Данные/Фильтр/Отобразить все. Для отмены режима фильтрации нужно установить курсор внутри таблицы и снова ввести команду меню Данные/Фильтр/Автофильтр (убрать переключатель).

Фильтрация данных с использованием расширенного фильтра

Расширенный фильтр позволяет формировать множественные критерии выборки и осуществлять более сложную фильтрацию данных электронной таблицы с заданием набора условий отбора по нескольким столбцам.

Фильтрация записей с использованием расширенного фильтра выполняется с помощью команды меню Данные/Фильтр/Расширенный фильтр. Важной особенностью этого режима является то, что до выполнения самой команды фильтрации необходимо сформировать специальную область для задания условий фильтрации данных – диапазон условий отбора (интервал критериев). Диапазон условий должен содержать строку с заголовками столбцов и несколько строк для задания условий отбора. Обычно, для создания диапазона условий вначале копируют в отдельное, место (на другом или на том же самом рабочем листе – как правило, выше исходной таблицы) строку с заголовками столбцов, затем в расположенные ниже строки вводят критерии выборки по отдельным столбцам. Между значениями условий отбора и таблицей должна находиться, как минимум, одна пустая строка (рис.2). Если критерии отбора (условия фильтрации) вводятся в одной строке для разных столбцов, то они считаются связанными условием «И». Если критерии отбора записываются в разных строках, то они считаются связанными условием «ИЛИ».

Описание: https://studfiles.net/html/2706/9/html_MYbaHJTThu.wVRH/img-B6zorB.png

Рис. 2. Пример списка данных с диапазоном условий отбора.

После формирования диапазона условий с критериями выборки записей необходимо установить курсор внутри таблицы, и выбрать команду Данные/Фильтр/Расширенный фильтр и в диалоговом окне Расширенный фильтр (рис. 3) указать диапазон ячеек таблицы, адрес сформированного заранее диапазона условий. Записи можно фильтровать на месте или одновременно с выполнением фильтрации копировать в указанную область на текущем рабочем листе. Чтобы скопировать отфильтрованные строки в другую область листа, следует установить переключатель Скопировать результаты в другое место, перейти в поле Поместить результат в диапазон и указать верхнюю левую ячейку области вставки отобранных данных. Ссылка на диапазон условий отбора должна включать только заголовки столбцов и строки с критериями, т. е. не содержать пустых строк.

Описание: https://studfiles.net/html/2706/9/html_MYbaHJTThu.wVRH/img-fM03jF.png

Рис. 3. Вид диалогового окна Расширенный фильтр.

2.5. Сортировка данных

Сортировка данных - упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

Сортировка данных в Excel

При работе с данными в Excel может понадобиться их упорядочить. Например, в большой организации нужен список сотрудников в алфавитном порядке фамилий, а также списки их в порядке убывания или возрастания стажа работы, возраста или размера зарплаты. Для решения этой задачи не требуется вводить данные несколько раз. С помощью механизма сортировки в Excel легко отсортировать имеющиеся данные в нужном порядке.

Описание: http://micro-solution.ru/content/images/421-fff5c6cf4ca1543a72b64bf5dff0d8ef.png

Если данные текстовые, их можно отсортировать по алфавиту («от А до Я» или «от Я до А»). Если данные числовые, их можно отсортировать в порядке возрастания или убывания. Если в диапазоне данных есть строка или столбец, в которых содержатся данные типа время или дата, их можно отсортировать в прямом или обратном хронологическом порядке. Имеется также возможность сортировки предварительно отформатированных данных по элементам этого форматирования.

Сортировать данные можно по одному условию (например, сортировка списка сотрудников по фамилии) или нескольким (например, сортировка списка сотрудников по занимаемой должности, а внутри каждой должности фамилии отсортировать в алфавитном порядке). Данные можно сортировать по столбцу (или нескольким столбцам) или по строке.

Сортировка по одному критерию

Пошаговые действия:

  1. В столбце, по которому должна быть выполнена сортировка, нужно выделить любую ячейку (весь столбец выделять не надо).
  2. На вкладке Данные [Data] найти группу команд Сортировка и фильтр [Sort&Filter].

Описание: Сортировка и фильтр

  1. Выбрать нужную кнопку:Описание: Сортировка по возрастаниюсортировка по возрастанию илиОписание: Сортировка по убыванию сортировка по убыванию.

Отметим, что буквы на этой кнопке указывают только на направление сортировки, а вид кнопки остается один и тот же и при текстовых, и при числовых данных.

Существует и другой удобный способ сортировки данных: щелкнув правой кнопкой мыши по ячейке столбца, по которому будет выполняться сортировка, в контекстном меню выбрать пункт Сортировка [Sort], а далее – требуемый вариант сортировки.

Многоуровневая сортировка

Пошаговые действия:

  1. Выделить одну ячейку из сортируемого массива данных.

Если диапазоне данных имеются пустые столбцы или строкой, то Excel автоматически воспринимает их как границы сортируемого массива данных. В таком случае следует выделить все данные, подлежащие сортировке.

Описание: Сортировка данных

  1. На вкладке Данные [Data] найти группу команд Сортировка и фильтр [Sort&Filter] и на ней выбрать команду Сортировка [Sort].
  2. Последовательно задать уровни сортировки (определяемые именем столбца).

Описание: Многоуровневая сортировка

Нажимая на стрелку возле трех полей (Столбец, Сортировка, Порядок) необходимо выбрать:

  1. Имя столбца для сортировки.
  2. Тип критерия (в зависимости от того, будет ли вестись сортировка по значениям данных в столбце, или по оформлению ячейки, или по значку ячейки).
  3. Порядок сортировки (по убыванию или по возрастанию).

Если выбранный для сортировки столбец содержит названия месяцев или дней недели, то в списке поля Порядок можно выбрать опцию Настраиваемый список и в новом окне отметить один из предлагаемых вариантов сортировки.

Описание: http://micro-solution.ru/content/images/124-258f63b9448490d648948081e23d86db.png

Сортировка по форматированию

Часто для анализа данных делается заливка ячеек (или шрифта) цветом. С помощью сортировки можно также упорядочивать данные на основе их форматирования.

Пошаговый порядок действий:Описание: Сортировка данных

  1. Щелкнуть по любой ячейки из столбца, по которому будет выполняться сортировка.
  2. На вкладке Данные [Data] выбрать группу Сортировка и фильтр [Sort&Filter], а затем выбрать команду Сортировка [Sort].
  3. В поле Столбец [Column] укажите столбец по которому будет проводиться сортировка.
  4. В поле Сортировка [Sort On] из всплывающего меню выбрать критерий сортировки: цвет ячейки, цвет шрифта или значок ячейки.
  5. Поле Порядок [Order] содержит два выпадающих списка. В первом нужно выбрать тип критерия, а во втором – размещение ячеек, отсортированных по данному критерию (строку Сверху [On Top] или Снизу [On Bottom]).
  6. При необходимости добавить еще один критерий сортировки, в окне Сортировка нужно выбрать кнопку Добавить уровень.

Описание: Сортировка по цвету

Можно также воспользоваться командой «Копировать уровень» [Copy Level], заменив в поле «Порядок» прежнее значение на новое.

После выбора сортировки нажать кнопку ОК.

2.6. Архивация данных

Что такое архив

Архив по своей сути — это файл-контейнер, в котором можно хранить другие различные виды файлов, которые, попадая в него, благодаря сжатию, еще и уменьшаются в размере.

Описание: archive

Как выглядит изнутри

Архивы используют для удобной организации хранения файлов и папок, для уменьшения их размера, для создания различных резервных копий, а также, для передачи файлов через интернет. Все это — благодаря тому, что в архивах полностью сохраняется вся структура каталогов и файлов, что позволяет с комфортом с ними работать.

Подвиды архивов

1. Самораспаковывающийся архив. По своей сути — это исполняемый файл в формате «.EXE». Достаточно запустить его, и он сам распакуется там, где вы укажете.

2. Многотомный архив. Состоит из нескольких частей, т.е. разбит на несколько частей-файлов. Его удобно использовать на файлах большого размера, например, чтобы поместить на нескольких носителях меньшего размера.

3. Запароленный архив. Как ясно из названия, чтобы открыть его, потребуется ввести пароль. Очень удобен для защиты своей информации.

4. Непрерывный архив. Все элементы в нем рассматриваются как одно целое, что дает увеличение в степени сжатия. Но есть и минусы — чтобы извлечь из него какой-то один элемент, придется ждать пока распакуются все остальные, соответственно, и при добавлении нового, время также будет дольше.

Что такое архивация файлов и данных

Архивация (архивирование) — это процесс создания архива путем упаковывания в него файлов, может происходить как со сжатием данных, так и без. Сами заархивированные данные при разархивировании никак не меняются от их первоначального состояния.

Архивация делается посредством специальных программ «Архиваторов», но также присутствует в ОС Windows по умолчанию. Но, к сожалению в Windows, вы сможете создать архив только в формате «.ZIP», что не всегда удобно, т.к., большинство архивов делается в другом популярном формате «.RAR».

Описание: archiving

Архивирование идеально поможет вам увеличить место на вашем винчестере, привести в порядок множество файлов и организовать рабочее пространство на компьютере.

Что такое архиватор

Архиватор — это специальная программа предназначенная, чтобы упаковывать файлы в архив при этом сжимая их в размере или наоборот распаковать их оттуда.

Программа, чтобы безопасно и без всяких потерь восстановить все файлы из архива, при его создании сохраняет метаданные файлов, такие как: название, время создания, права доступа и т.д. Также, хорошие архиваторы используют только сжатие без потерь для уменьшения веса архива, что в дальнейшем позволяет распаковывать данные с точностью до бита без потери качества.

В зависимости от типа файлов, программа будет по разному их сжимать, некоторые будут сжиматься, как текстовые, что даст значительное уменьшение их размера, а некоторые, как бинарные. Бинарные, сжимаются всегда по разному, все зависит от их характера, так, некоторые могут быть сильно уменьшены в размере, а некоторые в силу своих особенностей практически не уменьшаться.

Виды архиваторов — лучшие программы

Описание: winrar

WinRAR

Наверное самый известный и популярный архиватор из всех. Славится в первую очередь своим интерфейсом и функционалом, но так же имеет высокую скорость работы с хорошей степенью сжатия. Распространяется полностью на русском языке и включает в себя поддержку практически всех известных типов архивов, например таких как: «.RAR», «.ZIP», «.7z» и т.д.
Благодаря интуитивно понятному интерфейсу, ВинРАР идеально подойдет для новичков.

Описание: winzip

WinZip

Софт не менее известный, чем WinRAR, но имеющий при этом просто ошеломляющий функционал. Позволяет работать практически со всеми популярными форматами архивов и имеет русский интерфейс. По своим характеристикам сжатия, можно сказать так — если у вас есть 1 ГБ фото, то с помощью ВинЗип вы сможете уменьшить их вес с выгодой до 100мб, в конечном счете получив 900мб.

Также, отличительной особенностью данного софта, является синхронизация с облачными сервисами, что достаточно удобно. Но, к сожалению, бесплатный период использования ограничен.

Описание: 7-zip

7-Zip

Достаточно популярный софт такого рода, к тому же еще и бесплатный. Обладает довольно внушительным функционалом и собственным форматом сжатия — «.7z». Кроме своего формата, имеется поддержка и других «.RAR», «.ZIP» и т.д. Обладает довольно простым и лаконичным интерфейсом, но это не делает его менее привлекательным, благодаря простоте использования.
Как и все обозреваемые в этой статье программы работает на русском языке и с хорошей скоростью работы.

Описание: haozip

HaoZip

Практически полная копия ВинРАР, как по внешнему виду, так и по функционалу. Поддерживает множество типов архивов и имеет превосходную степень сжатия. Единственный минус этого софта — невозможность запаковать файл в формат «.RAR» (только распаковка). Русский язык идет в комплекте.

2.7. Защита данных

Защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, несанкционированного воспроизведения и модификации данных.

Основные методы и средства защиты данных

На первом этапе развития концепций обеспечения безопасности данных преимущество отдавалось программным средствам защиты. Когда практика показала, что для обеспечения безопасности данных этого недостаточно, интенсивное развитие получили всевозможные устройства и системы. Постепенно, по мере формирования системного подхода к проблеме обеспечения безопасности данных, возникла необходимость комплексного применения методов защиты и созданных на их основе средств и механизмов защиты. Обычно на предприятиях в зависимости от объема хранимых, передаваемых и обрабатываемых конфиденциальных данных за информационную безопасность отвечают отдельные специалисты или целые отделы.

Рассмотрим кратко основные методы защиты данных. Классификация методов и средств защиты данных представлена на рисунке 1.

Описание: https://studfiles.net/html/2706/295/html_6Va1YvrEfL.bOSV/img-lsVag_.png

Рисунок 1 – Классификация методов и средств защиты данных

Управление представляет собой регулирование использования всех ресурсов системы в рамках установленного технологического цикла обработки и передачи данных, где в качестве ресурсов рассматриваются технические средства, ОС, программы, БД, элементы данных и т.п.

Препятствия физически преграждают нарушителю путь к защищаемым данным.

Маскировка представляет собой метод защиты данных путем их криптографического закрытия.

Регламентация как метод защиты заключается в разработке и реализации в процессе функционирования информационной системы комплексов мероприятий, создающих такие условия технологического цикла обработки данных, при которых минимизируется риск НСД к данным. Регламентация охватывает как структурное построение информационной системы, так и технологию обработки данных, организацию работы пользователей и персонала.

Побуждение состоит в создании такой обстановки и условий, при которых правила обращения с защищенными данными регулируются моральными и нравственными нормами.

Принуждение включает угрозу материальной, административной и уголовной ответственности за нарушение правил обращения с защищенными данными.

Отдельную группу формальных средств защиты составляют криптографические средства, которые могут быть реализованы в виде программных, аппаратных и программно-аппаратных средств защиты. Криптография связана с шифрованием и расшифровыванием конфиденциальных данных в каналах коммуникаций. Она также применяется для того, чтобы исключить возможность искажения информации или подтвердить ее происхождение. Криптографические преобразования призваны для достижения двух целей по защите информации. Во-первых, они обеспечивают недоступность ее для лиц, не имеющих ключа и, во-вторых, поддерживают с требуемой надежностью обнаружение несанкционированных искажений.

Криптографические преобразования: шифрование и кодирование.

Для шифрования используются методы криптографии, для вскрытия (взлома) зашифрованных данных – методы криптоанализа.

Шифрование возможно осуществить с помощью нескольких методов:

  • шифрование заменой (подстановка) – символы шифруемого текста заменяются другими символами (А–м, Б–л и т. д.);
  • шифрование методом перестановки (например, Стул можно зашифровать Тсул),
  • шифрование с использованием ключей (длинных двоичных последовательностей): если для шифрования и расшифровывания используется один ключ, то такой криптографический процесс называется симметричным. Недостаток этого процесса в том, что для передачи ключа надо использовать связь, а она должна тоже быть защищенной, т. е. проблема повторяется.

Описание: https://studfiles.net/html/2706/295/html_6Va1YvrEfL.bOSV/img-erxJjk.png

В Интернет используют несимметричные криптографические системы, основанные на использовании не одного, а двух ключей, один открытый (Public–публичный), а другой закрытый (private–личный). Например, фирма отправляет клиенту квитанцию о том, что заказ принят к исполнению, она закодирует ее своим закрытым ключом, а клиент прочитает ее, воспользовавшись имеющимся у него публичным ключом данной фирмы.

Описание: https://studfiles.net/html/2706/295/html_6Va1YvrEfL.bOSV/img-yLW_xV.png

С помощью открытого ключа выполняются математические преобразования с блоками исходного текста. Для нахождения обратного преобразования нужно либо знать закрытый ключ, либо решить уравнение в целых числах, требующее перебора большого числа вариантов, не выполнимого за реальное время на самых мощных компьютерах.

Наиболее широко применяется для шифрования с открытым ключом алгоритм (система) RSA (по фамилиям авторов – Rivest, Shamir, Adleman), предложенный в 1978 году.

Алгоритмы ассиметричного шифрования требуют значительно больших затрат машинного времени. Поэтому используются комбинированное (гибридное) шифрование с созданием электронного цифрового конверта RSA (RSA digital envelope) – пользователь создает секретный ключ, шифрует им все большое сообщение по DES, сам (относительно короткий) секретный ключ шифрует своим открытым ключом по RSA и отправляет адресату в одном пакете. Получатель своим секретным ключом по RSA расшифровывает секретный ключ отправителя, а с его помощью по DES основное сообщение.

Кодирование бывает двух типов: Смысловое по специальным таблицам и Символьное – по кодовым алфавитам.

Таким образом:

  • Показателями безопасности информации являются время, в течение которого обеспечивается определенный уровень безопасности.
  • Основные виды защищаемой информации по содержанию: секретная и несекретная.

2.8. Транспортировка данных

Транспортировка данных - прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса.

В любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др. В обычной жизни для человека любой звук, свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку. Например, сирена — это звуковой сигнал тревоги; звонок теле

фона — сигнал, чтобы взять трубку; красный свет светофора — сигнал, запрещающий переход дОписание: https://studfiles.net/html/2706/252/html_1eA7YxehdV._zSZ/img-Vzy_kq.pngороги.

В качестве источника информации может выступать живое существо или техническое устройство. От него информация попадает на кодирующее устройство, которое предназначено для преобразования исходного сообщения в форму, удобную для передачи. С такими устройствами вы встречаетесь постоянно: микрофон телефона, лист бумаги и т. д. По каналу связи информация попадает в декодирующее устройство получателя, которое преобразует кодированное сообщение в форму, понятную получателю. Одни из самых сложных декодирующих устройств — человеческие ухо и глаз.

ВОписание: https://studfiles.net/html/2706/252/html_1eA7YxehdV._zSZ/img-rrLXtM.png процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации. С такими ситуациями вы встречаетесь достаточно часто: искажение звука в телефоне, помехи при телевизионной передаче, ошибки телеграфа, неполнота переданной информации, неверно выраженная мысль, ошибка в расчетах. Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука — криптография.

При передаче информации важную роль играет форма представления информации. Она может быть понятна источнику информации, но недоступна для понимания получателя. Люди специально договариваются о языке, с помощью которого будет представлена информация для более надежного ее сохранения.

Прием-передача информации могут происходить с разной скоростью. Количество информации, передаваемое за единицу времени, есть скорость передачи информации или скорость информационного потока.

2.9. Преобразование данных

Преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

При работе с информацией возникает необходимость преобразования исходного представления информации, удобного для восприятия человеком, к представлению, удобному для хранения, передачи и обработки и наоборот. Такие преобразования называются кодированием и декодированием соответственно.

1. Человеческий язык – система кодирования мыслей человека посредством речи;

2. Азбуки – системы кодирования компонент человеческого языка с помощью графических символов;

3. Код Морзе (телеграфная азбука): .--.-----.-. ;

4. Код Брайля (азбука для слепых):

5. Код морской сигнализации (морская флажковая азбука);

6. Двоичное кодирование: данные кодируются последовательностью 0 и 1.

Для сохранения информации в ЭВМ используется двоичное кодирование. Одним битом можно закодировать только два состояния: 1(да) и 0(нет). Двумя битами можно закодировать четыре состояния: 00, 01, 10, 11. Тремя битами можно закодировать уже восемь состояний: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 и т.д. Т.е. увеличивая каждый раз количество разрядов в двоичном кодировании на единицу, количество возможных кодируемых состояний будет удваиваться, в общем виде можно записать: N=2m, где N – количество возможных кодируемых состояний; m – разрядность двоичного кодирования.

Заключение

Подведем итог. Мы дали определение понятиям «данные» и «информация», ознакомились с этапами обработки данных, узнали про основные операции с данными и с тем, какими они бывают. Убедились в том, что с данными и информацией мы сталкиваемся ежесекундно, и в любой момент времени нашей жизни происходят какие-либо операции с данными, и именно поэтому данная тема всегда будет актуальной. Мы получили представление и рассмотрели на некоторых примерах операции, производимые с данными - цель курсовой работы нами была достигнута.

Список литературы:

1. Алехина Г.В. и др., Информатика. Базовый курс – М.: Маркет ДС, 2010. – 736 с.

2. https://works.doklad.ru/view/OMTCMT0Nr2Q.html

3. http://зачётка.рф/book/7628/309166/%D0%92%D0%BE%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%8F%D1%82%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8.html

4. http://зачётка.рф/book/7628/309167/%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8.html

5. https://www.nastroy.net/post/osnovnyie-tipyi-peremennyih-formalizatsiya-dannyih

6. https://studfiles.net/preview/5920386/page:3/

7. http://micro-solution.ru/excel/ranges/sort

8. https://anisim.org/articles/chto-takoe-arhiv-arhivatsiya-faylov-dannyih-i-arhivatoryi/

9. https://studfiles.net/preview/3582378/

10. https://studfiles.net/preview/5879150/page:2/

11. http://mirznanii.com/a/310855-5/osnovy-informatiki-3-2-5

12. https://infopedia.su/10x5b17.html