Файл: Понятие переменной в программировании. Виды и типы переменных. ( Адрес переменной).pdf

ВВЕДЕНИЕ

В XX веке появились языки программирования, а вместе с ними и переменная. Времена менялись, вместе с потребностью того или иного языка программирования, но едино необходимой была и есть переменная. Именно этот фактор и повлиял на выбор темы для курсовой работы, которая безусловно является актуальной на сегодняшний день. Так как переменная была и е есть способом хранения и отображения информации. Предметом моей курсовой работы являются наиболее востребованные языки программирования т.к. все они используют переменную. В этой курсовой работе я покажу роль переменной в программировании. Разберу виды и типы переменных.

В первой главе я поведаю о том, что такое программирование и что такое переменная. Выясню, зачем в программировании использовать переменную. Немного загляну в историю происхождения программирования.

Во второй главе описываются основные атрибуты переменных. Значение и характеристика этих атрибут. А так же способы их написания и отображения в разных языках программирования.

В третей главе показаны способы задания переменных в Java и в Perl. А так же установлены их некоторые отличия.

Программирование, переменная как понятие

Прежде чем переходить к понятию переменной, разберёмся в понятии программирование.

Программирование – раздел информатики, занимающийся разработкой средств решения задач на компьютере и созданием программного обеспечения, с помощю которого реализуется вычислительный процесс и обмен информацией с внешним миром. В настоящее время количество языков программирования огромно. В конструкциях различных языков программирования много общего, они классифицируются по своим возможностям, конструктивным особенностям и сферам применения.^[1]

Объектом изучения теоретического программирования являются реальные компьютерные программы, представляющие собой текст на фиксированном языке программирования, либо цепочку битов памяти компьютера. Концептуально языки программирования принято классифицировать в соответствии с парадигмами программирования, то есть с помощю некоторых концепций, принципов и абстракций. ^[2]

Программа — очень сложный объект, содержащий до сотен тысяч и даже нескольких миллионов мыслей.^[3] По назначению программы принято делить на системные, инструментальные и прикладные. Процесс написания программ является сложным и многоэтапным. Для написания программ основой является алгоритм.

Приемы и способы программирования конкретного программиста определяются используемым языком. Существует некий перечень, список основных парадигм программирования вместе с присущими им видами абстракций:

— процедурно-ориентированные — алгоритмы;

— объектно-ориентированные — классы и объекты;

— логически-ориентированные — цели, выраженные в исчислении предикатов;

— ориентированные на правила — правила «если…, то…»;

— ориентированные на ограничения — инвариантные соотношения;

— параллельное программирование — потоки данных.^[4]

В силу того, что термин «парадигма программирования» определяется достаточно абстрактно, то и классификации парадигм программирования строятся в основном на основе признаков, важных автору классификации в соответствии с классами решаемых задач конкретной предметной области.^[5]

Над всеми структурами данных могут выполняться пять операций создание, уничтожение, выбор (доступ), обновление, копирование. При выполнении операций выбора используются указатели. В широком смысле слова указатель — это переменная, определяющая место конкретной информации в структуре данных, например, переменная, содержащая значение индекса статического массива. В узком смысле слова указатель указывает на физический адрес чего-то. В последнем случае указатель — это переменная, которая является носителем адреса другой простой или структурированной переменной, а также процедуры.^[6]

В широком смысле переменная – это объект данных, который явным образом определён и именован в программе. Простая переменная – это именованный элементарный объект данных.^[7]

Понтию «переменная» предшествует понятие «объект данных». Объект данных представляет собой контейнер для значений данных. Это участок памяти, в котором данные хранятся. Каждому объекту данных присущи атрибуты, самым важным из которых является тип данных. Атрибут определяет сколько и каких значений может быть сохранено в объекте данных. Каждому объекту данных характерны такие связывания, как местоположение, значение, имя. Эти связывания могут динамически меняться в процессе выполнения программы.^[8]

Алгоритм — строго однозначно определенная для исполнителя последовательность действий, приводящих к решению задач.^[9]

Из истории программирования

Основоположником программирования можно считать английского математика Чарлза Бэббиджа (1791 – 1871 гг.). В 20-х годах XІX века ему пришла идея создать такую механическую машину для вычисления, что порядок её действия можно было предварительно записать и в последствии выполнять эти действия на машине автоматически.

Также у истоков программирования стояла Ада Лавлейс, дочь английского поэта Ч.Г. Байрона. Она стала ближайшей помощницей и сподвижницей Бэббиджа, разработала некоторые приёмы управления последовательностью вычислений, описала одну из важнейших конструкций практически любого современного языка программирования - цикл. Аду Лавлейс по праву считают первым в мире программистом.^[10] Разработки Ады Лавлейс используются и в современной вычислительной технике.

В середине XІX века британский математик ввёл новую математическую логику. Логические операторы И, ИЛИ и НЕ осуществляют связи в логическом высказывании и благодаря этому дают возможность развиваться новым высказывания. Эта логика, известная как алгебра Буля, лежит в основе компьютерной обработки информации.^[11]

Программирование на языках появилось одновременно с вычисли-

тельными машинами. Конрад фон Цузе, построивший первую в мире серию программно-управляемых вычислительных машин (Германия, 1938–1944 г.), сразу же создал язык Plankalkul для записи программ. Квалифицированные сотрудники писали программы на этом языке, а техники затем вручную переводили их в машинные коды.^[12]

Попыток классифицировать языки программирования принималось много, например, в книге Т.Пратта и М.Зелковича языки программирования разделены на четыре группы: императивные; аппликативные; основанные на системах правил; объектно-ориентированные.^[13]

Вывод: переменная не существует сама по себе. В программировании переменная – это составная именованная часть памяти, в которую помещаются различные значения. Заглянув в историю появления программирования можно увидеть, что программирование появилось с появлением языков программирования. А поскольку средством создания переменных в программировании являются языки программирования, то соответственно понятие переменной в программировании появилось вместе с ними.

Важнейшим в программировании является сама переменная. Понятие переменной изначально возникло в математике задолго до появления первых вычислительных устройств и программ для них, а переменная в программировании возникла с появлением языков программирования.

Переменная в языках программирования

Переменная, на ряду с условной логикой, является одним из ключевых факторов мощи и гибкости компьютерных программ. Если рассматривать переменную как «ведро», на котором написано имя, а внутри лежит такое значение в которых лежат имена других вёдер, числа и строки, объекты… и вообще практически любые разновидности этой аналогии, которые только можно себе представить.^[14]

Понятие «переменная» в языках программирования отличается от общепринятого в математике.^[15] В математике переменная, обозначаемая каким-нибудь именем из одного или нескольких символов, представляет (обозначает) собой некоторое значение из заранее оговоренного множества допустимых величин. В языках программирования понятие переменной имеет аналогичный смысл, но не идентичный – это контейнер для хранения данных.^[16] Переменная – это программный объект, способный принимать некоторые значения с помощю оператора присваивания.^[17] Данные, которые могут храниться в переменной, называют значениями этой переменной.^[18]

Помимо математики переменная существует так же и в физике. Но переменная в физике – способ записи физической величины, а в информатике – способ записи, начиная с которого в памяти компьютера хранится текущее значение величины. Например, в математике и физике выражение S = A×B означает, что некая величина S прямо пропорциональна произведению неких величин A и B. В информатике оператор S = A*B означает иное:

- взять значение, хранящееся в ячейке, номер которой соответствует имени А;

- взять значение, хранящееся в ячейке, номер которой соответствует имени В;

- перемножить оба значения и результат поместить в ячейку, номер которой соответствует имени S.

На этапе трансляции вместо имён переменных представляются числовые адреса ячеек памяти. Эти адреса могут быть абсолютными или относительными. Если адрес задан числовым значением, то программу можно исполнять непосредственно. Такие программы записывают в файлах с расширением имени .com. Их называют неперемещаемыми (нерелоцируемыми) программами. Они способны работать только в тех участках памяти, для которых были созданы.^[19]

Мы уже знаем, что языки программирования делят на универсальные и специализированные. Переменная в различных языках программирования обозначается и проявляет себя по-разному. В языках программирования для доступа к данным используют символические адреса, представленные переменными.^[20]

В языках программирования переменная может характеризовать с помощю следующих атрибутов:

- имя;

- адрес;

- значение;

- тип;

- время жизни;

- область видимости.

2.1. Имя переменной (идентификатор)

Имя переменной (идентификатор) – это идентификатор, используемый в программах для ссылки на значение переменной.^[21] Каждая переменная должна иметь уникальное имя в программе, состоящее из латинских букв, цифр и знаков подчёркивания.^[22] Связывание объекта данных с одним или несколькими именами, с помощю которых можно ссылаться на объект данных, осуществляется при помощи объявлений и может изменяться при входе и выходе из подпрограмм (блоков).^[23] В большинстве языков первым символом в имени может быть либо буква, либо знак подчёркивания. В названии переменной может так же присутствовать символ $. В некоторых языках имена переменных не должны совпадать с зарезервированными ключевыми словами используемого языка. Пример правильных имён теременных: myname, myName, _myname, my_Name, myName134, $myname.

В HTML же перед именем переменной обязательно пишется $. По существу, префикс $ в имени переменной языка HTML указывает интерпретатору, что он имеет дело с переменной, а не чем-либо иным. Поэтому в имени переменной допустимы и ключевые слова языка, такие как if, else, while и т.д.^[24]

При указании имени переменной важно учитывать регистр букв: strName и strname – разные переменные. В программе переменные объявляются с помощю ключевого слова, характерного для языка написания. Можно объявить сразу несколько переменных, указав их через запятую.^[25]

Имя, соответствующее указанным правилам, может быть каким угодно. Однако желательно, чтобы оно отражало суть содержащихся в соответствующей переменной значений и/или цель её использования. Нередко первый символ в имени переменной указывает на её тип. Не редко первый символ имени переменной указывает на её тип. Вы можете придумать свой стиль образования имён переменных. Важно лишь то, чтобы он был понятен хотя бы вам самим. Тем не менее профессиональные программисты JavaScript не рекомендуют.^[26] Но в отличии от PHP язык JavaScript является полностью регистрозависимым.