Переменные в языках программирования реферат

Обновлено: 04.05.2024

Введение.
Прежде всего, следует напомнить, что изучение языка программирования представляет собой знакомство с формальными правилами записи алгоритмов для их последующего выполнения компьютером. Формальность сия проистекает из самих принципов, заложенных в архитектуру вычислительных устройств, и жесткости математической логики. Поэтому, постарайтесь воспринять все довольно строгие правила как неизбежность, настроить себя на серьезную, скрупулезную, порой сложную работу. Однако не стоит бояться, расстраиваться и сетовать на судьбу: немного аккуратности, внимания, знания предыдущего материала - и вы уже программист.

Программирование

Программи́рование — процесс и искусство создания компьютерных программ с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование — реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования. В более широком смысле, программирование — процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Большая часть работы программиста связана с написанием исходного кода на одном из языков программирования.

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (т. н. парадигмы программирования). Отчасти, искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать один из языков, наиболее полно подходящий для решения имеющейся задачи. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма, результатом чего часто бывает компромисс между простотой и производительностью (или между временем программиста и временем пользователя).

Единственный язык, напрямую выполняемый процессором — это машинный язык (также называемый машинным кодом). Изначально, все программисты прорабатывали каждую мелочь в машинном коде, но сейчас эта трудная работа уже не делается. Вместо этого, программисты пишут исходный код, и компьютер (используя компилятор, интерпретатор или ассемблер) транслирует его, в один или несколько этапов, уточняя все детали, в машинный код, готовый к исполнению на целевом процессоре. Даже если требуется полный низкоуровневый контроль над системой, программисты пишут на языке ассемблера, мнемонические инструкции которого преобразуются один к одному в соответствующие инструкции машинного языка целевого процессора.

Язык программирования - Паскаль

Pascal (назван в честь Блеза Паскаля) — это чисто процедурный язык программирования, часто использующийся для обучения структурному программированию.

Pascal был разработан Никлаусом Виртом в 1970; вопреки расхожему мнению, он не был исключительно учебным языком, а предназначался для практического применения. Прототипом послужил Algol . Первоначально язык компилировался в байт-код, подобно языку Java .

В 1983 году был принят первый стандарт языка, ISO 7185:1983, который также называют Standard Pascal . Этот стандарт не добавлял в язык новые элементы, а только формально описывал существующие особенности языка. В 1990 году был принят стандарт ISO/IEC 10206, определяющий так называемый Extended Pascal . Основным изменением стало добавление модульности.

Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Pascal был одним из первых таких языков. По мнению Н. Вирта, язык должен был способствовать дисциплинированию программирования, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Pascal сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис интуитивно понятен даже при первом знакомстве с языком. Это упрощает написание компиляторов языка.

Кроме того, язык предоставлял ряд встроенных структур данных: записи, массивы, файлы, множества и указатели.

Диалект Object Pascal , разработанный в 1985 году, поддерживает объектно-ориентированное программирование. Существует ряд современных компиляторов, и в настоящее время язык достаточно популярен.

Паскаль. История создания и развитие языка программирования

Тем не менее, первоначально язык обладал множеством недостатков: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода-вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п. Необходимо заметить, что многие перечисленные недостатки языка не проявляются или даже становятся достоинствами при обучении программированию. Кроме того, основным языком программирования в академической среде 70-х был Фортран, обладавший гораздо более существенными недостатками, и Паскаль представлял собой значительный шаг вперед.

Ctrl+F9 - запуск программы
Alt+F5 - просмотр пользовательского экрана
F2 - сохранение программы
F3 - открытие сохраненной программы
Alt+F3 - закрытие активного окна
Alt+X - выход из Турбо Паскаль
F1 - контекстная помощь
Ctrl+F1 - справка об операторе, на котором установлен курсор
Alt+Backspace - отмена последнего изменения
Ctrl+Y - удаление строки
Shift+стрелки - выделение блока текста
Ctrl+Insert - копирование выделенного блока в буфер
Shift+Insert - вставка из буфера

Основная структура программы и описание объектов.
Правила языка Паскаль предусматривают единую для всех программ форму основной структуры:
Program ;

Begin

End.
Здесь слова Program, Begin и End являются служебными. Правильное и уместное употребление этих слов является обязательным.
Угловые скобки в формате указывают на то, что вместо них при реальном программировании должно быть подставлено конкретное значение. Сама запись программы в принципе может производиться вообще в одну стоку. При этом ее части должны отделяться друг от друга хотя бы одним пробелом. Однако, такая запись неудобна для чтения, недостаточно наглядна, поэтому я рекомендую придерживаться приведенной структуры, а в теле программы по возможности записывать по одному оператору в строке.
Имя программы выбирается программистом самостоятельно в соответствии с правилами построения идентификаторов.
Все объекты, не являющиеся зарезервированными в Паскале, наличие которых обусловлено инициативой программиста, перед первым использованием в программе должны быть описаны. Это производится для того, чтобы компьютер перед выполнением программы зарезервировал память под соответствующие объекты и поставил в соответствие этим участкам памяти идентификаторы. Раздел описаний может состоять из пяти подразделов:
1. Описание меток (Label).
2. Описание типов (Type).
3. Описание констант (Const).
4. Описание переменных (Var).
5. Описание процедур и функций (Procedure, Function).
При отсутствии необходимости в каком-либо виде объектов, соответствующий подраздел может быть опущен.

Понятие переменной. Типы.

Данные, как вы знаете, хранятся в памяти компьютера, но для указания на конкретную информацию очень неудобно все время записывать физические адреса ячеек. Эта проблема в языках программирования высокого уровня, в частности в Паскале, решена введением понятия переменной. Переменная в Паскале - именованный участок памяти для хранения данных определенного типа. Значение переменной (информация в соответствующих ячейках памяти) в ходе выполнения программы может быть изменено. Константами же, как вы уже знаете, называются величины, значение которых в ходе выполнения программы изменено быть не может. Конкретные переменные и константы представляют собой объекты уникальные и отличаются друг от друга именем.
В качестве данных в программах на языке Паскаль могут выступать числа, символы, целые строки символов. Заметьте, что с этими различными видами информации выполняются совершенно разные действия. Например, с числовыми величинами производятся арифметические операции, чего невозможно сделать с символьными. Кроме того, разные виды данных требуют различного объема памяти для хранения. В соответствии с этими соображениями в языке Паскаль введено понятие "Тип" (TYPE). Тип переменной указывает на то, какие данные могут быть сохранены в этом участке памяти, и в каких действиях эта переменная может участвовать. Существуют зарезервированные (базовые) типы в языке Паскаль, но, как далее вы убедитесь, есть также возможность создавать свои собственные, определяемые программистом типы переменных.
К базовым типам относятся:
тип целых чисел - Integer
тип "длинных" целых чисел - Longint
тип действительных (вещественных) чисел (то есть - с дробной частью) - Real
тип неотрицательных целых чисел от 0 до 255 - Byte
тип неотрицательных целых чисел от 0 до 65535 - Word
символьный тип - Char
строковый тип - String
логический тип - Boolean

Любая программа обрабатывает информацию или данные, в программе можно использовать переменные и константы. Как понятно из названия переменные во время исполнения программы могут изменять свои значения. Эти значения могут изменяться в определенном диапазоне в соответствии с заданным типом данных. Термин константа в общем случае относится к данным, которые не могут быть изменены во время исполнения программы.

2.1. Типы данных

В языке Си можно использовать различные типы данных для хранения и обработки информации. Данные каждого типа могут принимать значения в некотором заранее известном диапазоне. В памяти они занимают определенное количество байт. Таким образом, тип данных - это способ хранения информации в памяти.

В зависимости от реализации языка Си размер и диапазон изменения значений различных типов может меняться. В языке Турбо Си основными типами являются целые числа и вещественные (действительные) числа, иногда называемые числами с плавающей запятой. В таблице 2.1 приведены основные типы данных, доступных для языка ТС.

Основные типы данных языка ТС

Размер занимаемой памяти, Байт

Диапазон допустимых значений

беззнаковое длинное целое

(3,4*10 -38 …3,4*10 38 )

вещественное двойной точности

(1,7*10 -308 …1,7*10 308 )

длинное вещественное двойной точности

±(3,4*10 -4932 . 3.4*10 4932 )

Типы данных char , int u long являются типами для хранения целых чисел. Действительно любой символ связан с целым числом – кодом этого символа по так называемой таблице символов ASCII. Этот символ необходим для идентификации нажатой на клавиатуре клавиши или при выводе на принтер.

Различие между целыми типами данных со знаком и без него (модификатор unsigned ) состоит в том, как преобразуется старший бит целого числа. Для знакового числа старший бит определяет знак числа - если си равен нулю - число положительное, если равен единице - число отрицательное-

Типы float , double и long double являются типами данных для представления чисел с плавающей запятой.

2.2. Переменные

Переменная - это область памяти, имеющая имя и предназначенная для хранения меняющихся данных определенного типа,

Прежде чем использовать переменную в программе, необходимо объявить её. Для этого указывается тип данных, а затем имя переменной. В общем виде объявление переменной выполняется таким образом:

int i; /* объявление целой переменной i */

int j,n=5,k1,k2; /* объявление 4 целых переменных,

инициализация одной из них */

long g=10; /* объявление переменной g типа длинное целое и инициализация её начальным значением 10*/

float a, b=3.14, с;/* объявление 3 вещественных переменных а, b, с, инициализация начального значения b */

Как видно из примера, в одной строке можно объявить сразу несколько переменных одного типа. Имена (идентификаторы) переменных перечисляются через запятую. Объявление переменных должно заканчиваться точкой с запятой.

Вместе с объявлением переменной, ей можно присвоить начальное значение - этот процесс называется инициализацией. Переменные, которые объявлены, но не инициализированы, содержат случайные значения. Так, в выше приведенном примере после объявления переменных выполнены расчеты значений переменных k1 и k2. После расчета k1 будет иметь определенное значение и равно 11, значение же переменной k2 произвольное, так как в выражении значение переменной j неопределенно.

2.3. Имена переменных

Идентификаторы могут содержать буквы верхнего и нижнего регистров латинского алфавита:

A, B, C, . Z, a, b, c, . z ,

Нельзя в имени использовать русские буквы, специальные символы, знаки препинания, пробелы. Обязательным также является следующее условие: имя не должно начинаться с цифры.

Максимально допустимая длина имени переменной различается в зависимости от реализации языка. Язык ТС различает первые 32 символа имени переменной, хотя длина может быть и большей. Еще одной особенностью является то, что имена переменных, написанные строчными и прописными буквами, определяются компилятором ТС как различные, например идентификаторы:

определяют три различные переменные. При написании программ на языке Си стараются придерживаться следующего правила объявления имен переменных - имя записывается с использованием строчных букв (в отличие от констант, записываемых прописными буквами). Это облегчает чтение и понимание программ. Ниже приведены варианты правильно записанных и неверных именах переменных

Два последних примера неправильных имен показывают, что нельзя в именах использовать ключевые слова языка ( if ) и названия функций ( printf ).

2.4. Локальные и глобальные переменные. Область видимости переменной

В языке Си имеет очень важное значение имеет место в программе, в котором происходит объявление переменной. Это определяет область существования переменной (эту область называют областью видимости). Программа не будет компилироваться, если не описать все используемые переменные.

Различают локальные и глобальные переменные. Локальные переменные существуют и в теле функции или оператора управления. Локальные переменные на языке Си (но не С++) объявляются в начале блока – после открывающей фигурной скобки. Только после этого можно использовать их имена в выражениях и операторах. Область видимости локальной переменной – до соответствующей закрывающей фигурной скобки.

Глобальные переменные объявляются вне функций и существуют от точки объявления до конца программы. Соответственно, значение глобальной переменной можно использовать во любом месте программы.

int i=1; /* объявление и инициализация глобальной переменной */

float f; /* объявление глобальной переменной */

void fun(void); /* прототип функции пользователя */

int k,n; /* объявление локальных переменных */

float g1; /* объявление локальной переменной */

void fun(void) /* описание функции пользователя */

int j=5; /* объявление локальной переменной */

char ch; /* объявление локальной переменной */

В программе объявлены глобальные и локальные переменные, а также помимо функции main() используется подпрограмма fun(). Глобальные переменные i и f можно использовать в обеих функциях. Значения локальных переменных r, n и g1 можно использовать только в теле функции main(), а переменных j и ch – в теле функции fun().

2.5. Константы

В языке Си представляют собой постоянные параметры, константы, которые не изменяются в ходе исполнения программ. Константы могут быть для любого типа данных. Примеры констант приведены в табл. 2.2.

Понятие лингвистической переменной. Язык программирования Prolog ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

1. Нечеткая лингвистическая переменная

Другой важный аспект понятия лингвистической переменной состоит в том, что лингвистической переменной присущи два правила:

1. Cинтаксическое, которое может быть задано в форме грамматики, порождающей название значений переменной;

2. Cемантическое, которое определяет алгоритмическую процедуру для вычисления смысла каждого значения.

3. Лингвистическая переменная характеризуется набором свойств, в котором:

4. — название переменной;

5. обозначает терм-множество переменной, т. е. множество названий лингвистических значений переменной, причем каждое из таких значений является нечеткой переменной со значениями из универсального множества с базовой переменной ;

6. — синтаксическое правило, порождающее названия значений переменной ;

7. — семантическое правило, которое ставит в соответствие каждой нечеткой переменной ее смысл, т. е. нечеткое подмножество универсального множества .

8. Конкретное название, порожденное синтаксическим правилом, называется термом. Терм, который состоит из одного слова или из нескольких слов, всегда фигурирующих вместе друг с другом, называется атомарным термом. Терм, который состоит из более чем одного атомарного терма, называется составным термом.

prolog программирование язык лингвистический переменный Вопрос 54. Пролог — язык программирования ЭС

Prolog — один из старейших и все еще один из наиболее популярных языков логического программирования, хотя он значительно менее популярен, чем основные императивные языки. Он используется в системах обработки естественных языков, исследованиях искусственного интеллекта, экспертных системах, онтологиях и других предметных областях, для которых естественно использование логической парадигмы.

Prolog был создан под влиянием более раннего языка Planner и позаимствовал из него следующие идеи:

· обратный логический вывод (вызов процедур по шаблону, исходя из целей);

· построение структура управляющей логики в виде вычислений с откатами;

· использование разных имен для разных сущностей и т. д.

Главной парадигмой, реализованной в языке Prolog, является логическое программирование. Как и для большинства старых языков, более поздние реализации, например, Visual Prolog, добавляют в язык более поздние парадигмы, например, объектно-ориентированное или управляемое событиями программирование, иногда даже с элементами императивного стиля.

Prolog использует один тип данных, терм, который бывает нескольких типов:

· атом — имя без особого смысла, используемое для построения составных термов;

· числа и строки такие же, как и в других языках;

· переменная обозначается именем, начинающимся с прописной буквы, и используется как символ-заполнитель для любого другого терма;

· составной терм состоит из атома-функтора, за которым следует несколько аргументов, каждый из которых в свою очередь является атомом.

Другой важной частью Prolog являются предикаты. Унарные предикаты выражают свойства их аргументов, тогда как предикаты с несколькими аргументами выражают отношения между ними. Ряд встроенных предикатов языка выполняют ту же роль, что и функции в других языках, например, … Предикаты с несколькими аргументами могут действовать в нескольких направлениях в зависимости от того, какие из аргументов уже связаны, а какие — нет. Наконец, для того, чтобы быть языком общего назначения, Prolog должен предоставлять ряд сервисных функций, например, процедур ввода/вывода. Они реализованы как предикаты без специального логического смысла, которые всегда оцениваются как истинные и выполняют свои сервисные функции как побочный эффект оценивания.

Целью выполнения программы на Prolog является оценивание одного целевого предиката. Имея этот предикат и набор правил и фактов, заданных в программе, Prolog пытается найти привязки (значения) переменных, при которых целевой предикат принимает значение истинности.

Структура программы на Прологе отличается от структуры программы, написанной на процедурном языке. Пролог-программа является собранием правил и фактов. Решение задачи достигается интерпретацией этих правил и фактов. При этом пользователю не требуется обеспечивать детальную последовательность инструкций, чтобы указать, каким образом осуществляется управление ходом вычислений на пути к результату. Вместо этого он только определяет возможные решения задачи и обеспечивает программу фактами и правилами, которые позволяют ей отыскать требуемое решение.

Во всех других отношениях Пролог не отличается от традиционных языков программирования. Как и в случае программы написанной на любом другом языке, Пролог-программа предназначена для решения отдельной задачи.

Пролог (Prolog) — язык логического программирования, основанный на логике дизъюнктов Хорна, представляющей собой подмножество логики предикатов первого порядка. Начало истории языка относится к 70-м годам XX века. Будучи декларативным языком программирования, Пролог воспринимает в качестве программы некоторое описание задачи, и сам производит поиск решения, пользуясь механизмом бэктрекинга и унификацией.

Пролог относится к так называемым декларативным языкам, требующим от автора умения составить формальное описание ситуации. Поэтому программа на Прологе не является таковой в традиционном понимании, так как не содержит управляющих конструкций типа if … then, while … do; нет даже оператора присваивания. В Прологе задействованы другие механизмы. Задача описывается в терминах фактов и правил, а поиск решения Пролог берет на себя посредством встроенного механизма логического вывода.

Перечень возможных синтаксических конструкций Пролога невелик, и в этом смысле язык прост для изучения. С другой стороны, декларативный стиль программирования оказывается столь непривычным и новым для опытных программистов, что вызывает шок и в ряде случаев оказывается тормозом.

Пролог реализован практически для всех известных операционных систем и платформ. В число операционных систем входят OS для мэйнфреймов, всё семейство Unix, Windows, OS для мобильных платформ. Многие современные реализации языка имеют внутреннее расширение за счет ООП-архитектуры. Кроме проприетарных решений, существуют свободные реализации Пролог. Пролог критикуется в первую очередь за свою недостаточную гибкость, отчего решения на обычных языках программирования (типа C++, Java) в сочетании с базами данных оказываются более технологичными, чем аналогичные решения на Прологе. Негибкость заключается в трудности изучения языка, более высоких требованиях к квалификации программиста на Прологе, трудности отладки программы, неразвитости технологии программирования, плохой контролируемости промежуточных результатов.

Основные вехи развития языка Prolog

Наиболее заметные тенденции в истории развития языка Prolog

Значение каждого параметра храннения в опредленном участке памяти компьютера и может меняться в процессе выполнения алгоритма. Такой участок памяти ПК компьютера называется переменной.

Каждой переменной присваивается имя. С каждой переменной связан ее тип. С переменной можно выполнять следующие действия:
1) прочитать её текущее значение;
2) записать новое значение в переменную или как говорят присвоить новое значение переменной;

Запись нового значения переменной выполняется с помощью так называемого оператора присваивания. Имя_переменной = выражение; //здесь знак равенства это знак присвоения

При выполнении оператора присваивания сначала вычисляется значение выражения в правой части, затем оно записывается в переменную, имя которой указано в левой части. Старое значение переменной при этом стирается.

1) Память — это материальный носитель, который хранит информацию . Эту информацию можно читать и перезаписывать
2) Переменная — это область памяти универсального исполнителя хранящая порцию информации. Любая переменная имеет имя и тип. Тип переменной определяется множеством всех значений, которые она может принимать.
3) С переменной можно выполнять два действия: прочитать ее текущее значение и записать в нее значение (старое теряется). Для записи нового значения в переменную применяется оператор присваивания.

Выражение в правой части может включать имя переменной в левой части. В этом случае при вычислении выражения используется старое значение переменной.

Например, с численными переменными возможны арифметические операции, с логическими — проверка, истино или ложно значение переменной, с символьными — сравнение, с табличными (или массивами) чтение или запись элемента таблицы с заданным индексом и т.п.

Переменные
-Логические
-Символьные
-Числовые
—Целые
—Вещественные
—Одинарной точности
—Двойной точности

Целочисленные переменные

Тип целое число является основным для любого алгоритмического языка. Символы представляются в компьютере целыми числами — их кодами в некоторой кодировке. Целая переменная в компьютере может хранить лишь ограниченное множество целых чисел в некотором интервале. В современном ПК под целую переменную отводится 8 байтов, т.е. 64 двоичных разряда. Она может хранить числа от нуля до 2 в 64-й степени минус 1. Таким образом максимальное число которое может храниться в целочисленной переменной, равно 18,446,744,073,709,551,615 (18 квинтиллионов 446 квадраллионов 744 триллиона 073 миллиарда 709 миллионов 551 тысача 615).

Сложение и умножение значений целых переменных выполняется так: сначала производится арифметическая операция, затем старшие разряды результата, вышедшие за 64 разрядов (отбрасываются). Операции удовлетворяют традиционным законам коммутативности, ассоциативности и дистрибутивности:

a + b = b + a , ab = ba
(a + b) + c = a + (b + c) , (ab)c = a(bc)
a(b + c) = ab + ac

В языке С целым числам соответствуют типы int, char, bool

Представление целочисленных значений в памяти компьютера в большинстве случаев реализуется аппаратным способом с учетом возможностей конкретного процессора.

Вещественные переменные

Вещественные числа представляются в компьютере в так называемой экспоненциальной, или плавающей, форме. Вещественное число r имеет вид r= +- 2(в степени e) * m

Представление числа состоит из трех элементов
1) Знак числа — плюс или минус. Под знак отводится 1 бит.
2) Показатель степени e, его называют порядком или экспонентой. Экспонента указывает степень двойки, на которую домножается число. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Для чисел, меньших единицы. Под экспоненту отводится фиксированное число двоичных разрядов, обычно 8 или 11, расположенных в старшей части двоичного представления числа, сразу вслед за знаковым разрядом.
3) Мантисса m представляет собой фиксированное количество разрядов двоичной записи вещественного числа в диапазоне от 1 до 2: 1 1 500 00.0
1e-4 —> 0.0001
-.75e3 —> -750.0

Вещественные типы аппаратно могут иметь два предоставления: вещественные числа с фиксированной точкой и вещественные числа с плавающей точкой. Как правило, по умолчанию компиляторы преобразуют вещественные значения в экспоненциальный формат (формат с плавающей точкой).

Символьные переменные

Значением символьной переменной является один символ из фиксированного набора. Такой набор обычно включает буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических операций и различные специальные символы (процент, амперсенд, звездочка, косая черта и др.)

Симолы представляются их целочисленными кодами в некоторой фиксированной кодировке. Кодировка определяется тремя параметрами:
1) диапазон значений кодов. например ASCII. стандартный код обмена информацией. от 0 до 127. требует 7 бит на символ. большинство современных кодировок имеют диапазон кодов от 0 до 255, т.е. 1 байт на символ. Unicode, — диапазон от 0 до 65535 — т.е. 2 байта (16 бит) на символ.
2) множеством изображаемых символов.
3) отображением множества кодов на множество символов. кодировки кои-8, cp-1251, итд.

В языке C++ для Unicode существует тип wchar_t в котором под каждый символ отводится 2 байта.

Логические переменные и выражения

Операции сравнения:
— Проверка равенства: ==
— Неравенство обозначается: !=
— Для сравнения величин выражений применяется четыре операции: больше > ; меньше = ; меньше или равно = 2 // истина

Читайте также: