Структура и формат данных. Статические, полустатические и динамические структуры 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Структура и формат данных. Статические, полустатические и динамические структуры



На этапе определения спецификаций для разработки качественного программного обеспечения необходимо определить структуру и формат используемых в программах данных [41].

Структура данных — это множество элементов данных и связей между ними.

Независимо от содержания и сложности любые данные в памяти компьютера представляются в виде последовательности двоичных разрядов (битов), а их значениями являются соответствующие двоичные числа. Битовые последовательности слабо структурированы и неудобны для практического применения. На практике обычно применяют более сложно организованные структуры данных.

Классификация структур данных

С понятием структуры данных тесно связано понятие типа данных. Различают физическую и логическую структуры данных. Физическая структура в отличие от логической отражает способ представления данных в памяти компьютера и называется еще внутренней.

По составу различаются простые структуры (типы) данных и интегрированные (сложные). Простые структуры не могут быть расчленены на составные части, большие, чем биты. С точки зрения физической структуры для простого типа четко определен его размер и способ размещения в памяти компьютера. С точки зрения логической структуры простые структуры явля­ются неделимыми единицами. Интегрированные структуры данных включают в себя другие структуры данных — простые или интегрированные.

Между отдельными элементами структур могут наличествовать или отсутствовать явно заданные связи. В зависимости от этого следует различать: несвязные структуры (векторы, массивы, строки, стеки, очереди) и связные структуры (связные списки).

По признаку изменчивости различают структуры статические, полустатические, динамические. Под изменчивостью понимают изменение числа элементов структуры или связей между этими элементами. Классификация структур, данных по признаку изменчивости приведена на рисунке 3.1.

По признаку упорядоченности элементов структуры можно делить на линейные и нелинейные. Пример нелинейных структур — многосвязные списки, деревья, графы.

Линейные структуры, в свою очередь, делятся на структуры с последовательным распределением (векторы, строки, массивы, стеки, очереди) и структуры с произвольным связным распределением (односвязные, двусвязные списки) по характеру распределения элементов в памяти.

Указание типа данных четко определяет:

• размер памяти, отведенной под данную структуру и способ ее размещения в памяти;

• значения, допустимые для данного типа данных;

• операции, которые возможно над этими данными выполнять.

Простые структуры данных

Простые структуры данных служат основой для построения более сложных структур. Их называют также примитивными или базовыми структурами (типами данных). К ним относятся: числовые, битовые, логические, символьные, перечисляемые, интервальные, указатели. Структура простых типов данных для языка Pascal приведена на рис. 3.2 (в других языках программирования набор и размеры простых типов могут отличаться от приведенного на рисунке). Размер каждого типа данных указан на рисунке в байтах через запятую от названия типа. Как уже было сказано, разные типы данных имеют различный формат представления их в машинной памяти. На рис. 3.3—3.5 приведены примеры форматов числовых типов данных.

На рис. 3.4 S обозначает знаковый разряд числа (если £=0, то число положительное, если S= 1 — число отрицательное).

Формат для представления чисел с плавающей точкой, приведенный на рис. 3.5, a, содержит поля мантиссы, порядка и знаков мантиссы и порядка фиксированной длины. Однако чаще вместо порядка используется характеристика, полученная путем прибавления к порядку смещения, так чтобы характеристика была всегда положительной. При этом имеет место формат представления вещественных чисел такой, как на рис. 3.5, б.

Рис. 3.2. Структура простых типов PASCAL

  Младший байт   Старший байт
                                                   
7 0 а   7 0 б 15 8
                                                   
Знак числа Порядок Знак порядка Мантисса

Рис. 3.3. Формат машинного представления беззнаковых чисел: а — тип byte; б — тип word

 

Знак числа Порядок Знак порядка Мантисса

а

Рис. 3.5. Формат представления вещественных чисел: а — с порядком; б — с характеристикой



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-29; просмотров: 550; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.222.161.54 (0.004 с.)