Типы данных

Тип данного определяет множество допустимых значений и набор допустимых операций для данного этого типа.

В большинстве языков программирования используются следующие основные типы данных:

• данные целого типа (целые числа вида: 5; -135; 0; +15 и т.п.);

• данные вещественного типа (десятичные дроби: 3.75; 5.0; -0.25 и т.п.);

• данные логического типа (имеют всего два значения: истина и ложь);

• данные символьного типа (одиночные символы: буквы, цифры и другие знаки, например, ‘A’; ‘5’; ‘+’);

• данные строкового типа (последовательности символов, например, ‘Результат Y=’; ‘Ошибка A < B’).

Над данными первых двух типов можно выполнять арифметические операции и операции сравнения. Для данных третьего типа используются специальные логические операции И, ИЛИ, НЕ.

Данные четвертого и пятого типа можно сравнивать между собой, а также сцеплять одно с другим, т.е. отдельные символы или последовательности символов можно объединять в более длинные последовательности.

Структуры данных

Кроме одиночных переменных, называемых простыми или скалярными переменными, часто используются различного рода их объединения, именуемые структурами данных.

Как правило, чаще всего используются следующие структуры:

• массивы;

• записи;

• файлы.

Массивы

Массив – это совокупность переменных одного типа, объединенных одним общим именем, но имеющим разные порядковые номера – индексы.

Массивы бывают одномерными, двухмерными, трехмерными и т.д.

Так, средние температуры воздуха в каждом месяце года составляют одномерный массив из 12-ти переменных вещественного типа с общим именем, например, t.

t (t₁, t₂, t₃, …, t₁₂)

Аналогично, оценки по результатам 5 экзаменов, сданных группой студентов из 27 человек, составляют двухмерный массив целого типа – матрицу из 27 строк и 5 столбцов, например, с именем V (ведомость).

V_1,1 V_1,2 … V_1,5

V V_2,1 V_2,2 … V_2,5

……………

V_27,1 V_27,2 …V_27,5

В оперативной памяти массивы хранятся в последовательных ячейках. Элементы одномерных массивов просто располагаются в памяти друг за другом. Элементы матриц размещаются в памяти по строкам – сначала все элементы 1 строки, затем – 2 строки и т.д. В общем случае элементы располагаются в памяти так, что быстрее меняются более правые индексы.

Для работы с элементами массивов используются переменные с индексами, например, t_i или V_i,j. Количество индексов у переменной определяет размерность массива. Изменяя значения индексов i или j (а это простые переменные целого типа), можно получать доступ к тому или иному элементу массива и работать с ним.

Записи

Запись – это совокупность переменных разного типа, объединенных некоторым общим свойством. Например, это могут быть сведения о сотрудниках организации, данные о параметрах некоторого технического устройства и т.п.

Переменные, входящие в состав записи, называются полями записи.

Пример записи:

Студент (stud)

Фамилия (fam)	Группа (gr)	Возраст (vz)	Ср. балл (sb)
Новиков О.Н.	СРБ-Д-1-2	19	4.35

Строковый тип Строковый тип Целый тип Вещественный тип

В оперативной памяти поля записи хранятся в соседних ячейках. Каждое поле может обрабатываться независимо от других полей. Для этой цели используются имена полей (в примере: fam, gr, vz, sb). Запись целиком также имеет имя (в примере: stud).

Файлы

Файл – это совокупность записей одной и той же структуры.

Файлы хранятся на устройствах внешней памяти: магнитных дисках, компакт дисках. Каждой записи файла на диске выделяется необходимая область памяти.

По мере необходимости записи файла считываются в оперативную память, где и осуществляется их обработка.

Понятие алгоритма

Чтобы решить на компьютере любую задачу, необходимо предоставить ему метод ее решения.

Алгоритм – это описание метода решения задачи в виде последовательности доступных для компьютера действий по обработке данных (шагов алгоритма) таких, чтобы из набора значений исходных данных получить искомые значения результирующих данных.

Свойства алгоритма

Алгоритм должен обладать следующими основными свойствами:

• определенностью, т.е. точностью и однозначной понятностью для его исполнителя;

• результативностью, т.е. свойством, обеспечивающим получение результата за конечное число шагов;

• массовостью, т.е. применимостью алгоритма не к одному, а к многим наборам значений исходных данных.

Средства представления алгоритмов

Для представления (записи) алгоритмов можно использовать:

• естественный язык;

• блок-схемы;

• специальные алгоритмические языки.

Естественный язык позволяет представлять алгоритм в словесной форме. Этот способ является наиболее простым, но одновременно и наименее строгим. Используется редко.

Блок-схемы предназначены для графического представления алгоритмов в виде типовых алгоритмических фигур, отражающих шаги алгоритма, и связей между ними, показывающих последовательность выполнения шагов. Блок-схемы являются наиболее наглядным средством представления алгоритмов.

Алгоритмические языки – это специальные языки программирования. Алгоритм, записанный на таком языке, называется программой.

Алгоритм сначала разрабатывается в виде блок-схемы или в виде словесного описания на естественном языке. Но в итоге его необходимо представить на одном из языков программирования.

Существует много языков программирования. Важным понятием для языка является его уровень.