Концепция данных в языке Паскаль

2. КОНЦЕПЦИЯ ДАННЫХ В ЯЗЫКЕ  ПАСКАЛЬ

ЭВМ - сложное  электронное устройство для хранения и автоматической обработки информации. В качестве информации могут быть:

- численные  величины;

- текстовые  величины;

- логические  величины;

- нетрадиционные  величины (определяемые создателем программы).

Эти величины могут  быть как одиночными (простыми), так  и специальным образом взаимосвязанными (структурированными).

Все величины, которые  хранятся и обрабатываются в ЭВМ, являются данными для программ. Программы  обеспечивают автоматическую обработку данных и представляют собой совокупность команд. Все обрабатываемые данные и программы хранятся в памяти ЭВМ, а исполняет команды программы и управляет работой ЭВМ процессор. Физически вся информация в ЭВМ представляется в виде электрических импульсов. Математической моделью представления информации является двоичный код (1 - есть импульс, 0 - нет). Формально конечный результат представления различных по типам величин имеет один и тот же вид - вид двоичной последовательности (последовательности 0 и 1). Но длина последовательности для каждого типа различна (а значит, различен объем памяти), и над каждым типом данных можно делать только свои строго определенные операции.

2.1. Первое положение концепции  данных

Как и любой  язык программирования - язык Паскаль предназначен для написания программ, обеспечивающих обработку данных. Любое данное – это неразрывная совокупность типа и значения.

Рис.2.1. – Первое положение концепции данных

Тип определяет (это является первым положением концепции данных):

- множество  значений, которые могут принимать данные;

- набор  операций, которые могут выполняться над данными.

Операции классифицируются по различным признакам. По количеству операндов и форме записи операции можно выделить унарные, бинарные операции и вызов функции. Если обозначить @ как знак любой операции, то унарная операция определяется @<операнд>,

бинарная операция - <операнд1> @ <операнд2>.

Вызов функции  определяется <имя функции> (<список аргументов>);

- структурную  организацию данных. Различают простые данные - состоящие из одного компонента, и структурированные – состоящие из нескольких взаимосвязанных компонентов определенной структуры. Структурная организация определяет распределение оперативной памяти под данное.

По сравнению  с другими языками программирования, в языке Паскаль имеются возможности для обработки широкого диапазона разнотипных данных..

2.2. Второе положение концепции  данных

Второе положение  концепции данных в языке Паскаль  заключается в следующем: имеется 4 стандартных простых типа данных:

• целый;
• вещественный;
• логический;
• литерный

и стандартные  правила определения новых типов. На основании этих стандартных типов  и нестандартного абстрактного перечисляемого типа (в этом типе значения задаются именами) программистом строится огромное многообразие новых типов данных.

Рис. 2.2. – Дерево типов

Принцип конструирования  новых типов из набора стандартных  показан на рис.2.2. - Дерево типов  языка программирования Паскаль. Дерево построено по принципу "вырастания" одних типов из других. Если взять любой из типов, не являющийся корневым, то легко определить, какие типы можно использовать при его построении (это все типы, расположенные левее и ниже и от которых идут стрелки к данному типу). Типы, из которых строятся новые типы, называются базовыми для этих новых типов.

2.3. Классификация типов данных

Можно все многообразие типов данных классифицировать по трем критериям:

• по признаку стандартности (стандартные и нестандартные);
• по структурной организации (простые и сложные или структурированные);
• по признаку счётности множества значений (порядковые и непорядковые).

По структурной  организации выделены следующие  простые типы:

• - целый;
• - вещественный;
• - литерный;
• - перечисляемый;
• - интервальный.

В простых типах  данных выделяются порядковые типы, в которых каждому значению из множества ставится в соответствие целочисленный порядковый номер. Порядковыми типами являются:

• - целый;
• - литерный;
• - перечисляемый;
• - интервальный.

К структурированным  типам относятся типы:

• - множество;
• - массив;
• - строка;
• - запись;
• - указатель;
• - файл.

В Турбо-Паскале  появились подпрограммные типы и объектные типы данных.

Каждый тип  может (а в структурном программировании - должен) иметь имя, причем, за стандартными типами закреплены стандартные имена:

за целым  типом - имя INTEGER;

за вещественным - REAL;

за логическим - BOOLEAN;

за литерным - CHAR.

В стандартных  типах все строго определены:

• - имя,
• - множество значений,
• - набор операций,
• - структурная организация.

В нестандартных  типах строго определены:

• - правило определения типа,
• - набор операций,
• - структурная организация,

а имя типа и  множество значений определяет программист.

Классификации всех типов данных приведены в  таблице 2.1.

Таблица 2.1. Три классификации типов данных

		Простые типы данных	Структурированные типы данных
Стандартные типы		Вещественный(ые) тип(ы) REAL
	Порядковые типы	Целый(ые) тип(ы) INTEGER
		Логический тип BOOLEAN
		Литерный тип CHAR
Нестандартные типы (определяемые программистом типы)		Перечисляемые типы
		Интервальные типы
			Типы множество
			Типы массив
			Строковые типы
			Типы запись
			Файловые типы
			Указательные (ссылочные) типы
			Подпрограммные типы
			Объектные типы

 

Все дальнейшее описание в основном будет ориентироваться  на версии языка Turbo-Паскаль.

Для каждого типа будем  указывать его классификацию, для  стандартных – определять стандартное  имя, и рассматривать три характеристики типа:

1. Множество значений,
2. Множество операций,
3. Структурная организация.

Причем последовательность рассмотрения характеристик не всегда будет идти по порядку.