Введение. Данные – непременный атрибут любой программы

Данные

Данные – непременный атрибут любой программы. Когда употребляют термин «программа», подразумевают не только последовательность операторов некоторого языка программирования, но и набор различных информационных объектов (константы, переменные, массивы и т. д.), над которыми выполняются действия, описанные операторами программы. Такие объекты называют данными. В операторе

If a > b[i] Then a := 0;

описаны действия, в которых «участвуют» переменные a, i, элемент массива b[i] и константа 0. Эти информационные объекты и являются данными.

Данные и команды хранятся в памяти компьютера в двоичном коде. Этот код занимает часть памяти, называемую ячейкой или слотом памяти. Местоположение каждой ячейки определяется ее адресом. В оперативной памяти минимальная двоичная ячейка, имеющая собственный уникальный адрес, – это последовательность восьми битов, т. е. байт. Обычно ячейка, предназначенная для хранения индивидуального данного, состоит из нескольких последовательных байтов, т. е. из нескольких адресуемых ячеек.

При компиляции программы программа-компилятор выполняет, в частности, следующие действия:

1) каждому данному выделяется своя ячейка памяти,

2) каждый оператор, записанный на языке высокого уровня, представляется последовательностью машинных команд (или одной командой), которые содержат адреса тех данных, с которыми эти команды оперируют (именно поэтому данные часто называют операндами).

Каждое данное относится к одному из конечного множества типов, допустимых для конкретной версии языка программирования. Программистам хорошо известны данные таких типов как Byte (байтовый), Integer (целый), Rеаl(вещественный), Boolean (логический), Char (символьный). Значение любого данного этих типов логически неразделимо, поэтому такие данные называются неструктурированными или примитивными данными. Неструктурированные данные служат для построения структур данных: записей, массивов, деревьев, файлов и т. д.

Биты в байте нумеруются от 0 до 7, при этом бит с номером 0 является самым младшим битом. При схематическом изображении ячейки, состоящей из одного или нескольких байтов, самый младший бит принято располагать на правом конце ячейки, и старшинство битов увеличивается при приближении к левому концу. На рисунке 1.1 показано схематичное изображение байта, содержащего значение 5 в прямом двоичном коде.

Рисунок 1.1 – Нумерация битов в байте

Два байта со смежными адресами образуют слово (word) разрядностью 16 бит, два смежных слова образуют двойное слово (double word). Учетверенное слово (quad word), образуемое последовательностью из восьми байт, имеет разрядность 64 бита. Биты ячеек, состоящих более чем из одного байта, нумеруются от 0, до общего количества битов минус 1, например, самый старший бит учетверенного слова имеет номер 63

Если ячейка состоит более чем из двух байтов, то адресом всей ячейки является адрес ее младшего байта. При графическом изображении ячейки, состоящей из нескольких байтов, старшинство байтов (и соответственно значения их адресов) увеличиваются в направлении справа налево, т. е. самый правый байт, является самым младшим байтом ячейки, как это показано на рисунке 1.2 на примере двойного слова

Рисунок 1.2 – Пример представления двойного слова