Языки програмирования высокого уровня

 

Переменная в программировании

В программировании переменная (variable) это своего рода емкость для хранения данных. Когда информация записана в переменной (или по-другому, когда переменной присвоено значение), тогда эту информацию можно изменять, выводить в окне Web-броузера, посылать по электронной почте и т.д.

Переменная гибка:

• в ней можно хранить информацию;

• можно из неё извлекать информацию, что не повлияет на значение самой переменной;

• в неё можно записать новые данные.

Причем, эти действия можно выполнять практически сколько угодно раз. Из названия ясно, что переменная – вещь непостоянная. Например, в языке программирования PHP переменные существуют или содержат в себе значение исключительно во время работы скрипта. Как только завершается исполнение скрипта, так и существование переменных прекращается. То есть при переходе с одной страницы web-сайта на другую, переменных и их значений прежней страницы уже нет. Это кроме случаев, когда нужные значения специально передаются другой странице.    Переменные появились с первыми языками программирования. Результат работы любой программы сводится к выполнению действий над какими-либо данными. Напомним, что память (memory) – это последовательность байтов (byte), каждый из которых принимает значения от 0 до 255. Так как байтов неимоверно много, единственный способ различать их - это присвоение каждому из них порядкового номера. Так и есть. Каждый байт оперативной памяти доступен процессору через его порядковый номер. Этот порядковый номер называется адресом байта.     Во времена, когда программы писались на машинном коде, программист должен был запоминать в какой участок памяти он записал нужное значение. Представьте, как усложнялся процесс написания программы, когда возникала необходимость работы с несколькими значениями. Адрес байта памяти есть число, которое мало о чем говорит. Большой объем памяти создает трудности программисту.            С первыми языками программирования появилась полезная возможность связывания определенного участка оперативной памяти с символьным названием (набором символов). По сравнению с адресом название переменной может отражать содержимое этого участка памяти. Но имя переменной не единственная вещь, которая определяет переменную. Процессор может обрабатывать три вида данных: байт, слово и двойное слово. (?) (Термины «слово» и «двойное слово» здесь используются в узкоспециальном смысле, отражая собой размер участка памяти, выделенного под переменную.) Поэтому определение вида переменной в языках нижнего и среднего уровней происходит обычно указанием типа переменной. Эти два свойства переменной (название и тип) определяют нужный участок памяти и способ его использования. В большинстве случаев именно тип переменной определяет сколько байтов памяти захватит переменная. Например, переменной типа BYTE присвоено имя A. Процессор по названию переменной (А) определяет её место в памяти и при извлечении значения этой переменной воспользуется командой, предназначенной для извлечения байта (не слова и не двойного слова).

Таким образом, переменная в программировании обладает следующими характеристиками:

• имя

• адрес

• тип

• размер, который обычно определятся типом

• принадлежность какому-либо пространству имен

• область действия

 

Типы данных

Основные типы данных.

Данные, хранящиеся в памяти ЭВМ представляют собой совокупность нулей и едениц (битов). Биты объединяются в последовательности: байты, слова и т.д. Каждому участку оперативной памяти, который может вместить один байт или слово, присваивается порядковый номер (адрес).

Какой смысл заключен в данных, какими символами они выражены - буквенными или цифровыми, что означает то или иное число - все это определяется программой обработки. Все данные необходимые для решения практических задач подразделяются на несколько типов, причем понятие тип связывается не только с представлением данных в адресном пространстве, но и со способом их обработки.

Любые данные могут быть отнесены к одному из двух типов: основному (простому), форма представления которого определяется архитектурой ЭВМ, или сложному, конструируемому пользователем для решения конкретных задач.

Данные простого типа это - символы, числа и т.п. элементы, дальнейшее дробление которых не имеет смысла. Из элементарных данных формируются структуры (сложные типы) данных.

Некоторые структуры:

Массив(функция с конечной областью определения) - простая совокупность элементов данных одного типа, средство оперирования группой данных одного типа. Отдельный элемент массива задается индексом. Массив может быть одномерным, двумерным и т.д. Разновидностями одномерных массивов переменной длины являются структуры типа кольцо, стек, очередь и двухсторонняя очередь.       Запись(декартово произведение) - совокупность элементов данных разного типа. В простейшем случае запись содержит постоянное количество элементов, которые называют полями. Совокупность записей одинаковой структуры называется файлом. (Файлом называют также набор данных во внешней памяти, например, на магнитном диске). Для того, чтобы иметь возможность извлекать из файла отдельные записи, каждой записи присваивают уникальное имя или номер, которое служит ее идентификатором и располагается в отдельном поле. Этот идентификатор называют ключом.

Такие структуры данных как массив или запись занимают в памяти ЭВМ постоянный объем, поэтому их называют статическими структурами. К статическим структурам относится также множество.

Имеется ряд структур, которые могут изменять свою длину - так называемые динамические структуры. К ним относятся дерево, список, ссылка.

Важной структурой, для размещения элементов которой требуется нелинейное адресное пространство является дерево. Существует большое количество структур данных, которые могут быть представлены как деревья. Это, например, классификационные, иерархические, рекурсивные и др. структуры.

 

 
Рис. 1.1 Классификация типов данных.

 

Эффективным методом повышения качества комплексов программ является использование при их подготовке принципов структурного программирования. При организации проектирования программ и процесса кодирования это позволяет предотвратить большинство логических ошибок и обнаружить те, которые допущены. Структурное программирование включает три составляющие: проектирование сверху – вниз; модульное программирование; структурное копирование.

 

Задание 1.

Разработать для своего варианта контекстную диаграмму функции в методологии IDEF0 и декомпозиции 1-го и 2-го уровня (методологии DFD). Для 2-го уровня достаточно разработать 2 декомпозиции. Предварительно описать все процессы, которые участвуют в поставленной задаче. Всего 4 схемы.

Контекстная диаграмма

 

 

1ый уровень  декомпозиции

 

 

2 ой уровень  декомпозиции

 

 

 

Описание всех процессов, которые участвуют в поставленной задаче

 

Задание 2.

Разработать для своего варианта в методологии UML диаграммы вариантов использования, последовательности (2 диаграммы), взаимодействия (деятельности - 2 диаграммы). Предварительно описать последовательность необходимости всех диаграмм для создания программного кода. Всего 5 диаграмм.

UML диаграммы вариантов  использования

Диаграмма последовательности выдачи лекарств

 

 

Диаграмма последовательности оплаты по безналичным расчетам

 

 

 

Диаграмма деятельности передачи лекарств клиенту

Диаграмма деятельности возврата лекарств

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов (учебник для вузов). - М.; Связь, 1980.

2. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика. - М.: Высшая школа, 1990.

3. Гоноровский Й.С. Радиотехнические цепи и сигналы (учебник для вузов). - М.: Радио и связь, 1986, изд.4.

4. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. Изд-е 2-ое. - М.: Ра¬дио и связь, 1982.

5. http://www.anastasi-shherbakova.narod.ru/p4aa1.html.