Лекции по "Информатике"

 

3.2. Типы данных.

 

Информацию, которая обрабатывается ЭВМ, называют данными. Различают входные, промежуточные и выходные данные.

Данные разбиваются  на отдельные составляющие их части, называемые элементами данных.

Элементы данных бывают разных типов в зависимости от значений, которые они могут принимать.

Наиболее часто используются следующие типы данных:

- целые числа (без десятичной точки, например: 1, -40, 100, -117787);

- натуральные числа (целые положительные числа: 1, 40, 100);

- вещественные числа (с десятичной точкой - дробные, например: 2.3, 3.14, 33.123, -8.95);

- текстовые (например: «Иванов Иван Иванович» или «пистолет Макарова»);

- булевы величины (могут принимать только два значения: «истина» и «ложь», например: подозреваемый может быть виновен или невиновен).

Для представления булевых  величин используют двоичный алфавит  с условием: «истина» = 1, «ложь» = 0. Текстовые  данные – буквы в ЭВМ также  хранятся в виде чисел, только в этом случае в ячейке памяти записано не число, а код буквы. Например: латинская буква (литера) S; ее внутреннее представление в памяти вычислительной машины – 01010011 (код буквы). Если речь идет не об одной букве, то они (их коды) располагаются в соседних байтах памяти.

 

3.3. Структуры  данных.

 

3.3.1. Понятие  структуры данных.

 

Выполнение сложных операций обработки данных связано с созданием сложных структур данных.

Например, если речь идет об информационно-поисковой системе  типа «Кадры», то в такой системе  мы имеем дело как с текстовой  информацией, так и с числовой, т. е. с разными типами данных. Это: фамилия, имя, отчество, дата и место рождения, адрес, телефон, сведения о семье, должность и оклад и т. д.

Совокупность разных типов данных мы будем далее называть структурой данных.

 

3.3.2. Одномерный  массив.

 

Метод представляет собой последовательное расположение данных в соседних адресах памяти ЭВМ. Например, набор кодов букв, являющийся текстом документа, на машинном носителе хранится в виде одномерного массива.

В другом случае одномерным массивом может быть просто последовательность целых чисел (11, 27654, 655, -8886), которую обрабатывает ЭВМ. Например, последовательность автомобильных номеров, относящихся к какому-либо происшествию.

 

3.3.3. Двумерный  массив.

 

В случае, если данные представлены в виде двумерной таблицы, то хранение их организуется так: сначала в памяти ЭВМ располагаются данные из первой строки таблицы, как в случае с одномерным массивом, затем – из  второй строки и т. д. Таблицы встречаются довольно часто и бывают самой разной сложности, например: ведомость на получение зарплаты, календарь, меню в ресторане.

 

3.3.4. Списочные  структуры.

 

Допустим, что данные записываются не в последовательные адреса памяти, как в случае с  одномерными и двумерными массивами, а в произвольные места. Каким  образом определить порядок следования элементов списка чтобы точно установить местонахождение каждого из них?

Для этого применяют указатели.

Каждому элементу списка соответствует определенное место  в памяти называемое ячейкой. Списочная структура представляет собой несколько взаимосвязанных ячеек. Каждая ячейка может быть не только простым числом, но и массивом (одномерным или двумерным). Каждая ячейка (за исключением последней) содержит элемент данных и указатель (адрес) на следующий элемент.

Добавление и исключение данных выполняется с помощью операции изменения значения указателя. С помощью такой организации списка (рис. 4) можно, например, быстро его реорганизовать (расположить номера автомобилей в порядке возрастания, не перемещая данные, как в одномерном или двумерном массиве, а изменяя только значения указателей).

 

Рис. 4.

 

Двусвязный список, имеющий обратный указатель, удобен, так как он имеет ссылки из любой ячейки в сторону начала или конца цепочки (рис. 5). Большинство информационных систем используют списочную организацию данных из-за удобства доступа и эффективности по сравнению с массивами. Недостатком такой двусвязной списковой структуры является необходимость выделения дополнительной памяти для обратного указателя.

 

Рис. 5.

 

Циклическая структура  (рис. 6) позволяет после прохождения всей цепочки вернуться в ее начало. Этот принцип полезен в специфических системах оперативной обработки информации, например – в информационной системе, фиксирующей происшествия за текущие сутки. Устаревающая информация из кольцевого списка периодически удаляется, а вновь поступившая – включается. Такой список происшествий постоянно обновляется.

Рис. 6.

 

Еще один метод хранения данных в памяти – стек. При 
вводе данных каждое последующее накладывается на предыдущее. Считывание происходит по правилу «первым вошел – последним вышел». Стековая организация данных применяется в специальных методах обработки, например, сложных арифметических        алгебраических       выражениях.

С помощью указателей можно организовать также древовидные структуры данных. Классический   пример   древовидной   структуры   данных – генеалогическое  древо какого-нибудь древнего рода, другой пример – дерево связей членов преступной группировки.

Современные способы  хранения информации на материальных носителях, базируются в основном на магнитных свойствах материалов – намагничивания и размагничивании  их. Самые современные способы  хранения информации основаны на оптических способах хранения информации – голографическом эффекте (лазерные диски, оптические диски).

Передача же информации осуществляется при помощи электрических, оптических и иных сигналов.

 

 

Тема 4. Задачи и  этапы их решения с использованием ЭВМ

 

4.1. Общее понятие и виды задач.

 

Понятие «задача» играет важную роль в исследовании человеческой деятельности. Здесь раскрывается структура мыслительной деятельности человека. Особое место в человеческой деятельности в том числе юридической, сейчас приобрели средства вычислительной техники, использование которых существенно меняет структуру решения правовой задачи.

Процесс   работы   над   задачей, ее решение –  процесс многоступенчатый и включает в себя этапы постановки задачи, планирования решения, получения результата, анализа его приемлемости.

В зависимости от объектов деятельности и характера операций по решению задач можно выделить несколько классов задач:

1. Расчетные  задачи.

Расчетными считают  задачи, если при решении задач  мы имеем дело с числовыми величинами, а задачи требуют вычислений по математическим формулам.

Примерами расчетных  задач могут быть: расчет сил и  средств правоохранительных органов  для обеспечения правопорядка в  определенном регионе.

Особенно распространены расчетные задачи в судебно-экспертных исследованиях. Примером может служить задача определения скорости автомобиля по длине тормозного пути при расследовании  дорожно-транспортного   происшествия.   В данном случае необходимо измерить длину тормозного пути, учесть состояние дорожного покрытия, степень изношенности протектора, погодные условия и другие факторы. Эти числовые данные подставляются в формулы, с помощью которых вычисляется скорость автомобиля, и вычислительный комплекс решает основную задачу - «Мог ли водитель автомобиля предотвратить ДТП?».

2. Задачи обработки  данных.

Понятием «обработка  данных»  определяется  особый класс  задач, содержащих большое число  исходных данных. Такого рода данными  чаще всего бывает статистическая информация и обработка ее связана с объединением данных, группировкой, сортировкой, определением средних значений, построением графиков, гистограмм и т.п.

Примерами здесь могут  быть: расчеты, связанные с переписью населения, обработка анкет при проведении социально-правовых исследований; расчет статистических показателей применительно к расследованию преступлений

3. Логические  задачи.

Отдельный класс задач, составляют логические задачи. Объектом обработки здесь являются утверждения, высказывания, которые мы можем характеризовать  как истинные, ложные, достоверные, возможные. В процессе решения задачи используются правила рассуждения, логического вывода, позволяющие оценить истинность некоторого утверждения (высказывания) на основе данных об истинности других утверждений и высказываний.

4. Задачи обработки  текстов.

Специфическим объектом обработки являются тексты, работа с которыми может заключаться, в  их редактировании (корректировке) для  приведения этих текстов в соответствие с нормативными требованиями, придании им законченной  полиграфической формы.

Такие действия важны при подготовке текстов законодательных актов, решений и приговоров, выносимых судебными органами, во многих других ситуациях, в которых наблюдения и выводы юристов фиксируются в текстовой форме.

5. Переборные  задачи.

Если в процессе планирования решения приходится делать выбор между различными альтернативами, то задача относится к классу переборных задач. Перебор вариантов решения может встретиться и при вычислениях (выбор наиболее подходящей формулы), и при логических рассуждениях (выбор наиболее значимых фактов из числа известных), и при работе с текстом (выбор наиболее точной формулировки).

Классифицировать задачи можно и с учетом целей, которых  мы стремимся достичь, решая соответствующие  задачи.

Если цель состоит  в улучшении характеристик, признаков, свойств или, параметров некоторого объекта, действия или явления, то мы имеем дело с задачей оптимизации.

В том случае, когда  цель заключается в переводе системы из одного состояния в другое путем воздействия на параметры ее элементов, решаемая задача является задачей управления.

Особый класс задач  составляют задачи обучения. Решение соответствующей задачи обучения предполагает выбор предмета обучения, методик подачи материала и способа контроля его усвоения.

Обширный класс задач  образуют задачи информационного поиска, сущность которых состоит в отыскании в некотором множестве документов таких, которые содержат необходимые факты, сведения.

 

4.2. Этапы решения  задач на ЭВМ.

 

На рис. 7 показана общая  схема решения правовой задачи с  использованием ЭВМ.

Рис. 7

 

Из схемы видно, что  прежде всего необходимо собрать  и проанализировать имеющуюся исходную информацию.

После формализации информации и условий задачи пользователь и  системный аналитик приступают к планированию решения – поиску путей достижения поставленной цели. Алгоритм решения также как и условие задачи, должен быть описан формально, например, с помощью блок-схем. В случае, если задача относится к числу хорошо известных, удается воспользоваться готовыми методами решения, используя наиболее эффективный, иначе – способ решения задачи приходится разрабатывать заново.

Разработанный алгоритм нужно записать на языке, «понятном» используемой ЭВМ, т. е. в виде программы. В выполнении этого этапа решения задачи пользователю помогает специалист (прикладной программист).

Необходимым этапом решения  задачи на ЭВМ является этап выявления  и устранения ошибок - тестирования программы.

После завершения отладки  и тестирования программа применяется  для решения основной задачи с реальными входными данными. Этот этап называют решением задачи в узком смысле слова.

Результат выполнения программы  для реальных исходных данных передается пользователю. В его функции входят: содержательная оценка результата, оценка результата с позиций предметной области, принятие решения на основе полученных данных.

 

4.3. Правовые задачи и  особенности их постановки в  условиях 

автоматизации информационных процессов.

 

4.3.1. Общее и специальные  понятия правовой задачи.

 

До недавнего времени в юридической литературе понятие «правовая задача» не было предметом специального исследования. Вместе с тем уже говорилось о задачах уголовного судопроизводства, об экспертных задачах, о задачах оптимизации юридической деятельности и т.п. В настоящее время в сфере юридической деятельности активнее используются математические методы и ЭВМ и в этом направлении уже сделаны определенные шаги, например - применительно к такому виду правовых задач, как криминалистические и судебно-экспертные задачи.

В целях оптимальной классификации оперируют более узким понятием правовой задачи, ориентированным на конкретный вид юридической деятельности.

Существует много таких определений. Например, применительно к судебно-почерковедческим исследованиям задача определяется как «принятая экспертом-почерковедом объективная ситуация, включающая в себя цель установить исполнителя рукописи». В данном определении обозначены два компонента экспертной задачи – цель и условия исследования, но не раскрыта ее сущность. Наиболее всеобъемлющим является определение: «экспертная задача – это объект экспертной деятельности, направленной на практическое преобразование потенциальной доказательственной информации, которую содержат исходные данные, в актуальную доказательственную информацию, которая может  быть использована в качества обстоятельства, имеющего значение для правильного разрешения уголовного или гражданского дела».

В общем случае правовую задачу определяют как ситуацию правового характера, требующую осуществления комплекса действий по приведению исходной информации об объекте познания к количеству и виду, позволяющим получить новые данные о нем и использовать их для достижения истины в проводимом правовом исследовании.

Изначально определить объем информации, который понадобится для решения задачи, трудности, которые встретятся на пути ее решения, степень правильности постановки задачи и окончательный результат исследования практически невозможно. Как показывает практика, такое положение характерно для любого вида юридической деятельности, поскольку исходная информация об объекте познания не только оказывается недостаточной для принятия решения по существу вопросов, но и нуждается в преобразованиях, оценке полученных результатов и, как правило, в новой постановке задачи.