Informatică - cursuri pentru Fox Pro

I. Noţiuni, concepte şi metode utilizate în organizarea datelor

Datele constituie materializarea, reprezentarea simbolică a informaţiilor (prin semne, litere, cifre) într-o formă convenţională (scrisă, vorbită, luminoasă, semne grafice, desene) convenabilă unei comunicări. Datele reprezintă „materia primă“ din care, după o serie de operaţiuni efectuate de către oameni sau echipamente specifice, se obţin informaţii.

Informaţia reprezintă „semnificaţia ce poate fi desprinsă dintr-un ansamblu de date, pe baza asociaţiilor dintre acestea“, este deci partea utilizabilă dintr-un ansamblu de date. Informaţiile furnizează răspunsuri la întrebări de genul „cine“, „unde“, „când“

Pentru obţinerea informaţiilor se desfãşoară mai multe activităţi, grupate sub numele de proces informaţional, dintre care amintim:

- identificarea, culegerea sau înregistrarea datelor;

- pregătirea datelor – cuprinde ansamblul activităţilor de filtrare, codificare, clasificare, conversie, selectare;

- prelucrarea datelor;

- memorarea datelor pe diverse medii în vederea refolosirii lor;

- comunicarea sau raportarea informaţiilor către utilizatorii lor.

Sistemul informatic este definit ca ansamblul mijloacelor (tehnice, umane, financiare) şi al metodelor specifice prin care se asigură desfăşurarea procesului informaţional, având ca obiectiv obţinerea informaţiilor necesare conducerii unei activităţi.

Colecţia de date reprezintă un ansamblu de date care se referã la acelaşi fenomen, obiect sau situaţie. Între componentele unei colecţii de date, ca şi între colecţii, pot fi identificate sau, eventual, pot fi introduse relaţii care să determine pe mulţimea respectivă o anumită structură, adică un anumit mod de ordonare care să faciliteze prelucrarea. Relaţiile pot fi unidirecţionale sau bidirecţionale. O relaţie unidirecţională poate determina obţinerea unei valori sau a mai multora din componenta legată plecând numai de la o componentă (părinte); o relaţie bidirecţionalã determină obţinerea aceloraşi date sau valori plecând de la ambele colecţii.

O colecţie de date pe care s-au definit anumite relaţii şi căreia îi este specific un anumit mecanism de selecţie şi identificare a componentelor constituie o structură de date. Mecanismul de selecţie a unei structuri de date este implementat de obicei în programele de prelucrare a datelor respective, la nivelul sistemului de operare, al sistemului de gestiune sau al programelor aplicative.

Operaţii generale asupra unei structuri de date:

- creare (memorarea pe suport a datelor);

- consultare (acces la elementele structurii pentru prelucrarea valorilor);

- actualizare (inserare, ştergere sau corecţie a valorilor);

- copiere (duplicarea structurii pe un alt suport, în general);

- ventilare (desfacerea structurii în două sau mai multe structuri);

- fuzionare (combinarea a două sau mai multe structuri);

- sortarea (aranjarea elementelor structurii dupã anumite criterii).

Componentele unei structuri de date pot să fie de acelaşi tip (structura este omogenă) sau de tipuri diferite (structură neomogenă).

Operaţiile (operatorii) aplicate asupra unei structuri de date pot să-i afecteze valorile şi/sau structura. Dacă o structură de date îşi modifică structura, este numită dinamică. Spre deosebire de acestea, structurile statice au acelaşi număr de componente şi în aceeaşi ordine pe tot parcursul existenţei lor.

Definirea structurilor de date necesare într-o aplicaţie este o activitate complexă, care condiţionează în mare măsură necesarul de memorie, precum şi viteza de prelucrare şi uneori chiar efortul de proiectare şi implementare. Pentru realizarea ei trebuie să se ţină seama de o serie de factori, dintre care:

- volumul datelor;

- operaţiile de prelucrare şi frecvenţa lor (în special operaţiile de actualizare);

- indicele de activitate pe operaţii – se defineşte ca raport între numărul de componente ale structurii utilizate într-o operaţie şi numărul de componente explorate pentru aceasta. El determină timpul de acces. Dacă indicele este mare (peste 0,8), atunci accesul poate fi secvenţial. Valorile mici ale indicelui implică un acces direct.

- durata de viaţă a structurii;

- utilizarea raţională a spaţiului de memorie (comprimare, blocare, segmentare, combinarea diferitelor forme de reprezentare);

- complexitatea programării;

- asigurarea integrităţii datelor (alegerea structurii care permite protecţia împotriva distrugerilor accidentale şi posibilitatea refacerii datelor).

Evoluţia structurilor de date

Organizarea datelor a parcurs mai multe etape pornind de la fişiere, apoi sisteme de fişiere, până la baze de date.

Etapa I - Fişiere pe aplicaţii

- primele forme de organizare a datelor au fost fişierele secvenţiale pe bandă magnetică.

- odată cu folosirea suportului adresabil – discul magnetic – au apărut fişierele cu acces direct (indexate, selective).

- gestiunea fişierelor era asigurată printr-un sistem specilizat numit SGF (sistemul de gestiune a fişierelor) existent în orice sistem de operare, care folosea limbaje clasice precum Cobol sau Fortran.

- programele utilizatorilor conţineau în mod explicit referiri la suportul, forma de organizare şi modul de acces al fişierului de lucru (datele aveau sens şi puteau fi accesate numai din aplicaţiile-program). Era un mare dezavantaj, pentru că orice modificare a structurii şi organizării datelor pe suportul fizic conduce la modificarea tuturor aplicaţiilor care le folosesc.

- fiecare aplicaţie informatică dintr-o instituţie era proiectată într-o manieră individualistă şi viza automatizarea unei anumite activităţi. În vederea creşterii vitezei de răspuns, aplicaţia îşi aducea în fişierele proprii toate datele de care avea nevoie, ignorând faptul că, poate, aceleaşi date erau culese, selectate şi prelucrate şi de alte aplicaţii. De aici, a apărut fenomenul de redundanţă a datelor şi efectele sale nedorite: creşterea nejustificată a costurilor de întreţinere a fişierelor de date şi, mai ales, pericolul inconsistenţei datelor (datorită omiterii actualizării datelor în toate locurile unde acestea apăreau).

Etapa II - Sisteme de fişiere

- s-a adoptat gestiunea comună a fişierelor de către toate aplicaţiile informatice care aveau legături funcţionale bine stabilite între ele.

- apare structurarea datelor în fişiere integrate sau sisteme de fişiere, însă acest pas nu a rezolvat problema independenţei programelor de aplicaţii de modul de organizare a datelor.

- soluţia acestei probleme fost detaşarea din programul de aplicaţii a descrierii fişierelor şi a legăturilor dintre ele. Astfel au apãrut primele baze de date.