10 класс/Представление данных в табличной форме.


Расписание движения поездов, сведения о сотрудниках предприятия, статистические данные о демографической ситуации в стране — данные подобного рода чаще всего представляются в табличной форме. Процесс обучения в школе тоже часто отображается в табличных моделях. Это и расписание уроков, и классный журнал, и аттестат о среднем образовании.

Пример. Посмотрите на страничку классного журнала (табл. 1).

Таблица 1. Страница классного журнала (фрагмент)

ИНФОРМАТИКА

ФИО

Апрель

Maй

5

12

19

26

3

10

1

Альтов Г.

4

 

5

 

4

 

2

Беседа Ф.

   

4

3

   

3

Веселов А.

 

5

4

 

5

5

Информационной моделью какого объекта (процесса) является эта таблица? Какие сведения можно из неё извлечь? О чём, например, говорит цифра “5” в правой нижней ячейке таблицы?

В таблице отражаются результаты контроля знаний учащихся и успешность процесса обучения. Цифра “5” в правой нижней ячейке имеет отношение к ученику по фамилии Веселов, предмету информатике, месяцу маю, 10 дню этого месяца и году, который указан на обложке журнала. Таким образом, оценка в классном журнале устанавливает отношение между тремя объектами: учеником, учебным предметом, датой.

Анализ таблицы позволит узнать успешность обучения каждого ученика, определить, сколько в классе отличников и неуспевающих, оценить сложность предложенной учащимся контрольной работы; поможет учителю выработать меры педагогического воздействия.

Классный журнал можно рассматривать как формализованную, динамическую, вероятностную информационную модель “поведения” процесса обучения в данном классе.

Таблицы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два или более объектов, называются таблицами типа “объект - объект”. Причём объекты принадлежат, как правило, к разным классам (множествам).

В примере таким свойством является успеваемость, объектами — конкретные ученики (принадлежат множеству учеников), учебный предмет (принадлежат множеству школьных дисциплин), даты (множество дат).

Есть таблицы другого вида, в которых отражаются несколько свойств объекта, а все объекты принадлежат к одному множеству. Такие таблицы называются таблицами вида “объект - свойство”.

Пример. Таблица 2. Результаты медицинского наблюдения класса (фрагмент)

ФИО ученика

Дата рождения

Рост,

см

Вес, кг

Жизненная

емкость лёгких, см3

Острота зрения

1

Альтов Г.

12.12.1988

166

62

3300

1

2

Беседа Ф.

01.08.1989

168

66

3200

0.9

3

Веселов А.

10.10.1988

172

69

8400

1

Данную таблицу можно рассматривать как информационную модель состояния физического развития учащихся класса.

Объектами, информация о которых отражена в таблице, являются ученики, каждый из которых характеризуется конкретными значениями перечисленных в верхней строке таблицы свойств — параметров физического развития.

Комбинирование нескольких таблиц вида “объект - объект” и “объект - свойство” в одной таблице позволяет построить таблицы более сложного вида.

Существуют определенные правила оформления таблиц, в соответствии с которыми каждая таблица характеризуется:

  • названием (а если таблиц несколько, то ещё и номером),
  • количеством столбцов и их названиями (заголовками столбцов),
  • количеством строк и их названиями (заголовками строк),
  • содержимым ячеек, находящихся на пересечении строк и столбцов.

В соответствии с этим основными элементами таблицы являются:

  • записи — строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту;
  • поля — столбцы таблицы, содержащие, как правило, данные одного типа;
  • реквизиты — конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы на пересечении строк и столбцов. Иногда заголовки строк и столбцов могут оказаться многоуровневыми. В этом случае уровни заголовков столбцов называются ярусами, уровни заголовков строк — ступенями.

Пример. Таблица 3. Выпуск продукции на кондитерской фабрике (тонн)

Наименование изделия

Год

1997

1998

1999

2000

Шоколад

План

       
 

Фактически

       

Карамель

План

       
 

Фактически

       



Таблицы — удобная для анализа и обработки, наглядная и привычная форма представления информации. Поэтому большинство автоматизированных баз данных имеет табличный или реляционный (от англ. relation — отношение) тип.

Этапы построения таблицы (приведения информации к табличной форме) разберём на следующем примере.

Пример. Переведём словесное описание характеристик нескольких регионов Российской Федерации, взятое из географического энциклопедического словаря, в табличную форму.

Ростовская область. Пл. 100,8 т.км2. Нас. 4290 т.ч. (1987; в Ростове-на-Дону 1004 т.ч.), гор. 72%. 42 адм. р-на, 22 города, 37 пгт (1987). Центр — Ростов-на-Дону. Ср. темп-ры января от –9оС до –5оС, июля 22-24 оС. Осадков 400-650 мм в год. Московская область. Пл. 47 т.км2. Нас. 6581 т.ч. (1987; с Москвой 15396 т.ч.); гор. 79% (с учетом нас. Москвы 91%). 39 адм. р-нов, 71 город, 109 пгт (1987). Центр — Москва. Ср. темп-ры января -10оС, июля 17°С. Осадков 450-650 мм в год.

Тамбовская область. Пл. 34,3 т.км2. Нас. 1309 т.ч. (1987; в Тамбове 305 т.ч.), гор. 56%. 23 адм. р-на. 8 городов, 13 пгт (1987). Центр — Тамбов. Ср. темп-ры января -11°С, июля 20оС. Осадков 500 мм в год.

Приведённые данные являются характеристиками регионов Российской Федерации, такими как: название, площадь, численность населения, административное деление, климатические условия. Эти характеристики сделаем названиями столбцов первого яруса. В свою очередь, численность населения раскрывается через такие параметры, как численность общего населения, численность населения центрального города, процент городского населения; “административное деление” включает в себя количество административных районов, количество городов и посёлков городского типа, название областного (краевого) центра; “климатические условия” описываются такими свойствами, как средние температуры января и июля и среднегодовое количество осадков. Перечисленные характеристики сделаем заголовками столбцов второго яруса. Всего столбцов в таблице будет 12. Кроме строк заголовка таблица будет содержать еще 6 строк для описания 6 субъектов федерации. В качестве заголовков строк лучше всего использовать названия регионов. Разместить записи можно в разном порядке, например, в порядке убывания общего количества жителей (первой будет Московская область, последней — Тамбовская) или занимаемой площади, но лучше использовать алфавитный порядок.

Таблица 2.8.4. Характеристики регионов Российской Федерации

Назва -ние субъе -кта Федер -ации

Пло -щадь

тыс. кв.м.

Население (1987 год)

Администр. деление (1987 год)

Климат

Всего, тыс.чел.

В обл.центре

тыс. чел

% гор.нас

Центр

Районов

Городов

Пгт

Темп. янв.

Темп.июль

Осадки

(мм в год)

Московская область

47

15390

8815

79

(91)

Москва

39

71

109

-10

+17

450-650

Ростовская область

100,8

4290

1004

72

Ростов-н

a-Дону

42

22

37

-9

-5

+22

+24

400-650

Тамбовская область

34,3

1309

305

56

Тамбов

23

8

13

-11

+20

500

Если объектов в таблице много, то размещать их можно, конечно, как угодно, но чтобы содержащиеся в ней данные было удобно анализировать и обрабатывать, располагать объекты лучше в некотором порядке, например, в алфавитном или по возрастанию даты и т.п.

Таблицы, рассмотренные в предыдущих примерах, было несложно построить и заполнить. Но иногда их разработка требует не только времени, но и определённых навыков и даже некоторого искусства.

Пример. Рассмотрим основные подходы к составлению школьного расписания. Заметим, что расписание занятий, предназначенное для учеников, будет отличаться от расписания тех же занятий, предназначенного для учителей. Так и должно быть, ведь цели моделирования различны. Как же строится таблица ученического расписания? Итак, задача — организовать учебный процесс так, чтобы выполнить учебный план и не нарушить законов о труде учителя; объектом моделирования является организация учебного процесса; субъектом моделирования — завуч; цель моделирования — определить для каждого класса порядок проведения занятий на каждый день недели и представить его в наглядной форме. Существенные свойства:

  • перечень классов в школе и список учителей;
  • для каждого класса — перечень учебных дисциплин, фамилии ведущих их учителей и количество отводимых на них часов в неделю (таблица 5);
  • для каждого учителя — перечень классов, название
  • учебной дисциплины, количество часов в неделю (таблица 6);
  • перечень учебных кабинетов и их назначение;
  • количество и время проведения уроков и перемен в течение дня.

 

 

Таблица 5 (фрагмент)

Кл.

Предмет

Час.

Учитель

11 а

Литература

4

Иванов В.В.

Алгебра

6

Деева Г.П.

Информатика

2

Летова А.Р.

Физика

3

Петров С.А.

Таблица 2.8.6 (фрагмент)

Учитель

Предмет

Кл.

Час.

Летова А.Р.

Информ.

11 а

2

Информ.

11 6

2

Логика

9 а

1

Информ.

9 а

2

Заметим, что все эти списки и перечни надо предварительно составить, и они тоже являются информационными моделями табличной формы.

Составить расписание — дело очень сложное, потому что следует учесть много дополнительных факторов: пожелания учителей и учеников, требования гигиены умственного труда, санитарные требования и пр. Расписание в процессе составления неоднократно изменяется, уточняется, проверяется на непротиворечивость. Например, необходимо постоянно следить, чтобы у одного учителя не было занятий одновременно в двух классах, чтобы у разных классов не было занятий в одном и том же кабинете на одном и том же уроке, чтобы у учащихся не было “окон” и пр. То есть, привычное вам расписание — результат довольно сложного процесса информационного моделирования. Поэтому компьютерные программы составления расписания, позволяющие автоматизировать этот процесс, могут значительно облегчить труд завуча.

Расписание занятий относится к таблицам сложного вида, где объектами выступают: день недели, номер смены, номер урока, школьная параллель (первые классы, вторые классы и т. д.); номер класса (1а, 16 и т. д.); свойствами являются: название предмета, фамилия учителя, номер кабинета.

Выводы:

Таблицы — удобная для анализа и обработки и наглядная форма представления информации.

Таблицы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два илиболее объектов, называются таблицами типа “объект-объект”.

Таблицы, в которых отражаются несколько свойств объекта, а все объекты принадлежат одному множеству, называются таблицами вида “объект-свойство”.

Комбинирование в одной таблице нескольких таблиц вида “объект-объект” и “объект-свойство” позволяет построить таблицы более сложного вида, например, “объекты-свойства-объекты”.

Таблица характеризуется:

  • названием (а если таблиц несколько, то ещё и номером),
  • количеством столбцов и их названиями (заголовками столбцов),
  • количеством строк и их названиями (заголовками строк),
  • содержимым ячеек, находящихся на пересечении строк и столбцов.

В случае многоуровневых заголовков строк и столбцов уровни заголовков столбцов называются ярусами, уровни заголовков строк — ступенями.

Основными элементами таблицы являются:

  • записи — строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту;
  • поля — столбцы таблицы, содержащие, как правило, данные одного типа;
  • реквизиты — конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы на пересечении строк и столбцов.

Этапы приведения к табличному виду:

  1. анализ информации и выделение объектов, о которых идет речь;
  2. выделение свойств объектов и/или отношений между ними;
  3. определение того, можно ли объекты объединить в некоторые подмножества, и в зависимости от этого определение количества уровней и ступеней в заголовках;
  4. определение общего количества столбцов и порядка их расположения;
  5. определение наименований столбцов и типа данных, которые там будут располагаться;
  6. выбор порядка размещения строк и определение названия каждой строки таблицы;
  7. занесение в ячейки таблицы реквизитов-данных (построчно или по столбцам).