Samenvatting Computational Thinking for the Modern Problem Solver H7-11

Hoofdstuk 7 Data Organisatie
In dit hoofdstuk wordt uitgelegd dat alle data goed georganiseerd en goed geïdentificeerd moet zijn
om bruikbaar te zijn.

7.1 Names
Wanneer computer data een onjuiste of verwarrende naam krijgen, wordt het erg moeilijk om
toegang te krijgen tot de data. Er zijn slechts een paar richtlijnen die moeten worden gevolgd om
items op de juiste manier te benoemen. Deze richtlijnen helpen ervoor te zorgen dat twee
verschillende mensen of computersystemen gegevens kunnen identificeren, lokaliseren en
redeneren zonder verwarring. De richtlijnen zijn:
1. Namen moeten uniek zijn → Een naam mag maar naar één ding verwijzen en nooit naar
meer dan één. Als een naam slechts naar een item verwijst, dan is er bij gebruik van die
naam geen sprake van verwarring over het item waarnaar verwezen wordt.
2. Een item mag niet meer dan één naam hebben → Als een item twee verschillende namen
heeft, kan het verwarrend zijn om met andere mensen (of andere computersystemen) over
dat item te communiceren.
3. Een naam moet beschrijvend zijn → Bij het gebruik van gegevens moet de naam van een
item de functie of rol binnen het systeem beschrijven. Beschrijvende namen verminderen de
verwarring door ons te helpen de functie of de inhoud van het item te begrijpen.
4. De naam van een item moet gerelateerd zijn aan de locatie van het item →
Computersystemen moeten een overweldigende hoeveelheid gegevens beheren en
organiseren. Het World Wide Web, bijvoorbeeld, is een verzameling van triljoenen op
triljoenen gegevens en elk van deze items moet niet alleen een unieke naam krijgen, maar
ook snel gevonden kunnen worden om nuttig te zijn.

7.2 Lists
Veel van de gegevens in de wereld zijn het best georganiseerd in lijsten. Een lijst is een opeenvolging
van items die in een bepaalde volgorde zijn gerangschikt.
Wanneer we getallen gebruiken om de dingen in een lijst te
benoemen, gebruiken we een techniek die bekend staat als indexing.
Indexing koppelt een uniek nummer aan elk item in een set van
gegevens en maakt het dus mogelijk om de items te identificeren aan
de hand van hun index.
In dit hoofdstuk geven we een item in een lijst aan met behulp van
haakjes. Zoals in het voorbeeld hiernaast ook gedaan wordt.
In computersystemen is het geheugen een eendimensionale ordening
van items, zodat aan elk item een geheugenadres wordt toegewezen.
Alle data in een computer wordt op een bepaalde plaats in het
geheugen opgeslagen en elke geheugenplaats is genummerd als een
lijst vanaf nul. Elke geheugenplaats
kan één woord aan data opslaan
waarbij een woord de kleinste
eenheid van data is die op
natuurlijke wijze door een
computersysteem wordt
opgeslagen. Figuur 7.1 laat zien
hoe elk woord in het geheugen
wordt opgeslagen op een
geheugenadres en dat deze
adressen gehele getallen zijn. Het
geheugen is lineair.

,7.2.1 Arrays
7.2.1.1 Storage
Een array is misschien wel de eenvoudigste manier om een lijst in het geheugen op te slaan. Een
array slaat elk item op
het geheugenadres op
dat overeenkomt met
de positie van de items
in de lijst. Als we de lijst
van de vijf duurste
schilderijen opslaan,
kunnen we de
informatie opslaan
zoals in figuur 7.2.
Figuur 7.2 laat zien dat
deze techniek voor het
opslaan van lijsten
werkt als we gebruik
maken van intern
geheugen of DVD.
Wanneer we twee lijsten
op willen slaan moet dat
zoals in het voorbeeld
hiernaast. De locatie
(beginpunt) van de array
staat bekend als het
basisadres of het anker, en
is het geheugenadres van
het eerste item in de array.
Een zeer belangrijke
eigenschap van een array is
dat als een array eenmaal
in het geheugen is
opgeslagen, de array zijn
locatie niet kan veranderen
en ook de lengte niet kan
veranderen. Een array
heeft dus een vast begin en
einde en kan niet
aangepast worden.

7.2.1.2 Accessing array elements
Een van de belangrijkste
voordelen van arrays is dat we
gemakkelijk elk item in de array
kunnen vinden als we de index, of
positie, van het item in de lijst
kennen. Zoeken gaat dus heel
snel.
Elke keer dat een
computersysteem een item in een
array opzoekt, moet het systeem

, één aftrekking en één toevoeging uitvoeren om het adres van het item te vinden → (anchor of array
A) + (i-1).
Aangezien het uitvoeren van deze handelingen het computersysteem vertraagt, nemen de meeste
computersystemen de afspraak over dat het eerste item in een lijst is genummerd van 0 in plaats van
1 → dit staat ook bekend als zero-indexing. De formule die hierbij hoort is: (anchor of array) + i.

7.2.1.3 Deleting Array Elements
Het verwijderen van een
item uit een array lijkt heel
erg op het verwijderen van
een item uit een
handgeschreven lijstje.
Je gumt eerst alle items uit
en schrijft vervolgens de
lijst weer goed uit. Dit
proces is duidelijk niet
efficiënt.
Figuur 7.5 toont de
verschillende stappen die
nodig zijn om The Card
Players uit de Painting list te
verwijderen. Hier zijn dus 4
stappen voor nodig.

7.2.1.4 Inserting Array
Elements
Zoals je in figuur 7.5 kunt
zien werkt een item
toevoegen volgens hetzelfde
principe als een item
verwijderen.

7.2.1.5 Array summary
Voordeel van een array is
dat elke lijst kan worden
opgeslagen als een array. Elk
item is snel toegankelijk. De
nadelen zijn dat de grootte
(lengte) van de lijst
vaststaat, en het toevoegen
en verwijderen van een item
vereist veel stappen.