В алгоритмических языках программирования переменные играют важнейшую роль. Они предназначены для хранения и обработки данных в программах. Мы знаем, что в математике переменные – данные, которые меняют свои значения.

В программировании переменная задается именем, определяющим область оперативной памяти компьютера, куда во время работы программы можно занести и хранить в закодированном виде некоторое значение (целое или вещественное число, последовательность символов, логическое значение), которым при необходимости можно пользоваться и которое можно изменять. Таким образом, переменную можно представить себе как ящик с какими-либо данными, на котором написано его название. Основными характеристиками переменной являются:

· Имя - переменные задаются именами, определяющими область памяти, в которой хранится значение переменной. Имя любой переменной уникально и не может изменяться в процессе выполнения программы. Имя переменной должно обязательно начинаться с буквы. Например: А, MAX, t1

· Тип – тип переменной определяется типом данных, которые могут быть значениями переменных.

· Значение - значениями переменных могут быть данные различных типов (целое или вещественное число, последовательность символов, логическое значение и т.д.). Например: 5, -3.14 (запятая в десятичных дробях заменяется точкой), «результат» (текст - это любой набор знаков, взятый в кавычки).

PЗнаете ли вы

Тип переменной определяет размер области памяти для хранения переменной и какие операции допустимы с этой переменной (например, над числовыми переменными возможны арифметические операции, над строковыми – операции преобразования символьных строк, над логическими – логические операции).

Типы переменных

"4. Компьютерная программа может управлять работой компьютера, если она находится

"5. Найдите соответствие, выбрав свойство алгоритма из списка:

Операция присваивания

Свое значение переменная может получить с помощью:

· операции ввода.

Ввод «Введите стороны треугольника» а, b, c .

· операции присваивания. Записывается она, например, так:

x:= a (запись означает, что в что в ячейку памяти, выделенную для переменной х компьютер должен записать значение, взятое из переменной а ).

y:=3 * sin(x) + b 2 (компьютер воспринимает эту запись как приказ - «вычислить значение выражения 3 * sin(x) + b 2 и поместить это значение в ячейку памяти, отведенную для переменной y »).

z: = 5.1; R: = "КОЛЯ" (операция позволяет присваивать переменной конкретное значение. Эти записи означают, что в ячейку памяти, выделенную для z, компьютер должен записать число 5.1, а в ячейку для R - указанные четыре буквы).

Что важно знать для команды присваивания:

· если переменной не присвоено значение, то она остается неопределенной и ЭВМ присваивает ей, как правило, значение равное 0;

· значение переменной сохраняется до присваивания этой переменной нового значения;

· новое значение переменной заменяет ее старое значение;

· для проведения обмена значений между двумя переменными необходимо завести третью переменную. Например, поменять значения переменных x и y, если x:=6 y:=5. Заведем третью переменную, например, z и выполним обмен значениями между переменными следующим образом: z:=x; x:=y; y:=z .

Пример. Определим, чему станет, равна величина F, после выполнения следующего ряда присвоений:

выбрав термины в обозначении операции B1:=2-COS(0):

"7. Определите значения переменных A, B, C после выполнения следующего ряда присваиваний: А: = 3; B: = 5; C: = 10; C: = A; A: = B; B: = C.

A=____; B=____; C=____?

"8. Что произойдет после выполнения команды M:=N?

q значения переменных M и N изменят свои значения;

q значение переменной N не забудется;

q значение переменной M станет равно значению переменной N, при этом значение переменной N не изменится;

Переменные предназначены для хранения и обработки данных. Переменные задаются именами, определяющими области памяти, в которых хранятся значения переменных. Значениями переменных могут быть данные различных типов.

Используемые символы.

Прописные и строчные буквы латинского и русского алфавитов;

Цифры от 0 до 9;

Знаки: . , ; ‘(апостроф) “ ()

Символ пробела

Знаки арифметических операций: + - * / ^ < > = <=(меньше или равно) >= <>(не равно)

Знаки: @ (коммерческое “эт”, # (диез), $ (знак доллара), %, &(амперсанд или коммерческое “и”), \ (косая черта), _ (подчеркивание), ! , ?

Представление чисел.

Числа в VB представляют собой последовательность цифр со знаком + или -, например: +7, -18, 32. Если в числе имеется дробная часть, то она отделяется от целой части точкой. При этом, если целая часть равна нулю, то ее можно опустить, например: 0.5, -5.68, -.12. описанная форма записи чисел носит название основной.

Кроме основной, возможна запись чисел в экспоненциальной форме (в форме с порядком), например: число 0.0095 можно записать 9.5E-4 , число 52000000 можно записать 52E+6 или 52E6. Латинская буква E называется порядком, перед которым обязательно должно следовать число в основной форме.

Типы переменных.

Перед тем, как использовать переменную, ее необходимо описать при помощи оператора следующего вида:

Dim переменная

Dim – ключевое слово, свидетельствующее о том, что объявляется переменная

переменная – имя переменной, которая объявляется

As – служебное слово, используемое при обозначении типа данных для объявляемой переменной

тип – тип данных для указанной переменной

В одном операторе можно одновременно описать несколько переменных, указывая каждую последующую через запятую.

В языках программирования ключевыми (служебными) словами называются такие слова, которые используются только для описания операторов и не могут использоваться программистом в качестве имен переменных. Среда программирования VB6 настроена таким образом, что при написании текста программы в окне кода все используемые ключевые слова по умолчанию будут обозначаться синим цветом, в то время как весь остальной текст изображается черным. Таким образом, программист может легко определить являются ли слова, которые он планирует использовать, например, в качестве имен переменных, ключевыми словами VB6 или нет.

В VB6 каждый оператор пишется в отдельной строке. Количество пробелов и знаков табуляции между частями оператора не имеет значения. Справа от любого оператора можно записывать комментарии для него, поясняющие оператор. Перед началом комментария ставится апостроф ‘. В записи оператора строчные и прописные буквы равноценны, поэтому для повышения читаемости текста программы служебные слова обычно начинаются с прописной буквы, например: Dim n

Чтобы расположить несколько операторов в одной строке, между ними ставится символ: Например: a = 1: b = 3

В случае необходимости расположения одного оператора на нескольких строках следует в конце каждой строки ставить символ подчеркивания, отделяя его пробелом от последнего символа строки. Например:

And z<0 Then p=x+y+z

Когда программист выбирает имя для своей переменной, он имеет широкие возможности, например, переменную, которая будет использоваться в качестве счетчика циклов, можно назвать стандартным именем i, но это имя не несет никакой смысловой нагрузки. С другой стороны, можно назвать переменную длинным составным именем, например NumberOfSelectedElements (количество выбранных элементов), которое будет достаточно информированным, но на написание такого имени в различных местах программы будет уходить много времени, поэтому не следует давать переменным длинные имена.

Ограничения на имена переменных:

Имя должно начинаться только с латинской буквы;

В имени не должно быть точек;

Необходимо соблюдать уникальность имен в рамках одной процедуры;

Количество символов в имени не должно быть более 255.

Зачастую для повышения информативности используемых переменных программисты используют в именах так называемые префиксы, которые определяют принадлежность данных к определенному типу.

Префиксы типов данных в имени переменных

Переменная

Переменная - это именованная область памяти для хранения данных, которые могут изменяться в процессе исполнения программы.

Переменная характеризуется:

• Именем («обозначением ячейки памяти»)
• Значением (данными, содержащимися в переменной в конкретный момент времени)
• Типом (определяющим: а) какие значения может принимать переменная; б) какие операции можно производить с этими значениями; в) как данные представлены в памяти компьютера)

Имена и типы переменных указываются в разделе описаний и не могут изменяться в процессе выполнения программы.

Типы переменных

Простые типы

Дискретные (можно перечислить возможные значения):

• целые (integer, longint)
• символьный (char)
• логический (boolean)
• диапазон (часть значений стандартного дискретного типа, например, 1..100 )
• перечисляемый (явно перечислены все допустмые значения)

Вещественные (real, double, extended) - служат для представления действительных чисел с ограниченной точностью.

Структурированные типы

• Массив (фиксированное количество данных одного типа)
• Строка
• Запись (связанные данные, в общем случае, разных типов)
• Множество
• Файл (данные одного типа, хранящиеся на внешнем носителе)

Описание переменных

Например:

Var
a, b, c: real;
i, n: integer;
f: boolean;

Ввод и вывод

Для обмена информацией между компьютером, исполняющим программу, и пользователем служат операторы ввода и вывода (точнее, операторы вызова процедур ввода и вывода).

Оператор ввода нужен, чтобы компьютер получил исходные данные. В программе на Pascal он записывается следующим образом:

Read(переменные );

Readln(переменные );

При выполнении оператора программа будет приостановлена, пока пользователь не наберет на клавиатуре значения и не нажмет клавишу «Enter». Затем введенные значения будут помещены в переменные, указанные как параметры процедуры ввода. Например, при выполнении оператора

Read(a, b);

компьютер будет ожидать ввода двух значений, которые затем будут помещены в переменные a и b.

Операторы read и readln отличаются тем, что во втором случае после ввода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.

Оператор вывода нужен, чтобы компьютер показал результаты работы программы или какие-либо вспомогательные сообщения. В программе на Pascal он записывается следующим образом:

Write(выражения );

Writeln(выражения );

При выполнении оператора вычисляются значения выражений, после чего эти значения выводятся на экран монитора. Например, при выполнении оператора

Write(a + b, c);

на экран будет выведена сумма переменных a и b, а также значение переменной c. Если нужно вывести на экран какое-либо текстовое сообщение, его нужно заключить в апострофы (одиночные кавычки):

Write("Нет решения");

Операторы write и writeln отличаются тем, что во втором случае после вывода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.

Присваивание

Для того чтобы переменная получила или изменила свое значение, используется оператор присваивания. В Pascal он записывается следующим образом:

Тип переменной должен совпадать с типом выражения либо быть «более широким» совместимым (т.е. вещественной переменной можно присвоить значение целого выражения; строковой переменной можно присвоить значение символьного выражения).

Компьютер сначала вычисляет значение выражения в правой части оператора присваивания, затем помещает его в переменную, указанную слева от символа присваивания «:=».

Например, при выполнении оператора

X:= a + b;

переменная x получит значение суммы переменных a и b. При выполнении оператора

N:= n + 1

значение переменной n увеличится на единицу.

обе переменные будут иметь одинаковые значения, равные тому, которое имела переменная b.

Простейшая программа

Рассмотрим, как составить простую программу, выполняющую какие-либо вычисления. Для этого нам нужно:

1. Проанализировав условие задачи, выделить исходные данные и результаты. Выбрать для них имена переменных (если они не заданы в условии). Определить тип данных.
2. Построить математическую модель задачи - описание в виде набора математических соотношений.
3. Разработать (или подобрать из известных) алгоритм решения задачи - последовательность действий, приводящую от исходных данных к результатам за конечное число шагов. (Не забудьте, что сначала компьютер должен получить значения исходных данных, а после нахождения результатов - вывести эти результаты на экран).
4. Если в процессе решения используются промежуточные данные, выбрать имена переменных и определить их тип.
5. Записать программу в соответствии с правилами синтаксиса языка программирования (в нашем случае - Pascal).

Рассмотрим простейший пример.

Задача

Разработать программу, вычисляющую длину окружности и площадь круга по известному радиусу.

Решение

1) Определим исходные данные и результаты задачи. В данном случае они явно указаны в условии: исходная величина - радиус, результаты - длина окружности и площадь круга. Используем для них традиционные обозначения: R, L и S, соответственно. Все эти переменные могут принимать как целые, так и дробные числовые значения, поэтому следует использовать вещественный тип данных, например, Real.

2) Математически задача описывается известными формулами:

L = 2 ⋅ π ⋅ R
и
S = π ⋅ R 2 .

3) Алгоритм в данном случае предельно прост:

1. Ввести значение радиуса.
2. Вычислить длину окружности по формуле .
3. Вычислить площадь круга по формуле .
4. Вывести значения длины окружности и площади круга на экран.

4) При вычислениях нам (точнее, компьютеру) потребуется значение π. Вообще говоря, практически все реализации Pascal имеют встроенную константу PI , но мы объявим подобную константу самостоятельно.

5) Теперь запишем программу:

program circle; { Имя программы можно выбирать произвольно }
{ В фигурных скобках записываем

Переменные.

• В объектно-ориентированных языках программирования, и в частности в языке Visual Basic, переменные играют такую же важную роль, как и в процедурных языках программирования. Переменные предназначены для хранения и обработки данных.

• Переменные задаются именами, определяющими в области памяти, в которых хранятся значения переменных. Значениями переменных могут быть данные различных типов(целые и вещественные числа, последовательности символов, логические значения и т.д.)

Определение переменной.

• Переменная в программе представлена именем служит для обращения к данным определенного типа. Конкретное значение переменной хранится в ячейках оперативной памяти.

Тип переменной.

Тип переменной определяется типом данных, которые могут быть значениями переменной. Значениями переменных числовых типов(Byte , Integer , Long , Single , Double ) являются числа, логических (Boolean ) – True /False , строковых(String )-последовательности символов и т.д. Обозначения типов переменных являются ключевыми словами языка и поэтому выделяются.

Хранение различных типов данных в памяти компьютера.

• Целые числа в интервале от 0 до 255 (Byte) - 1 байт

• Вещественное число с двойной точностью(Double ) – 8 байт

• Символьные строки(String ) – 1 байт на каждый символ.

Типы переменных.

Имя переменной.

• Имя каждой переменной(идентификатор) уникально и не может меняться в процессе выполнения программы. Имя переменной может состоять из различных символов(латинские и русские буквы, цифры и т.д.) , но должно обязательно начинаться с буквы и не должно включать знак «.»(точка). Количество символов в имени не может быть более 255.

Числовую переменную можно назвать например, А или Число, а строковую А или Строка. Однако разработчик языка Visual Basic – фирма Microsoft – рекомендует для большей понятности текстов программ для программиста в имена переменных включать особую приставку , которая обозначает тип переменных. Тогда имена переменных целесообразно записывать как intA, или intЧисло, а строковых – strA и strCтрока.

Объявление типа переменной.

• Важно, чтобы не только разработчик программы(программист) понимал, переменные какого типа используются в программе, но чтобы это мог учесть и исполнитель программы(компьютер).

• Второе даже еще более важно, так как, если компьютер не будет знать, переменная какого типа используется в программе, он будет считать ее переменной универсального типа Variant и отведет для ее хранения в памяти 16 или более байтов. Это будет приводить к неэффективному использованию и замедлению работы программы.

Объявление типа переменной.

• Для объявления типа переменной используется оператор определения переменной. Синтаксис этого оператора следующий:

• Dim ИмяПеременной [ As ТипПеременной ]

• C помощью одного оператора можно объявить сразу несколько переменных:

• Dim intЧисло As Integer, strСтрока As String

• Переменные, значения которых не меняются в процессе выполнения программы, называются константами. Синтаксис объявления констант следующий:

• Const ИмяКонстанты [ As Тип ]= ЗначениеКонстанты

Арифметические, строковые и логические выражения. Присваивание.

Арифметические выражения.

• В состав арифметических выражений могут входить кроме переменных числового типа, также и числа, над переменными и числами могут производиться различные арифметические операции, а также математические операции, выраженные с помощью функций.

• Порядок вычисления арифметических выражений соответствует общепринятому порядку выполнения арифметических операций (возведение в степень, умножение и деление, сложение и вычитание), который может изменяться с помощью скобок.

Строковые выражения.

• В состав строковых выражений могут входить переменные строкового типа, строки и строковые функции .

• Строками являются любые последовательности символов, заключенные в кавычки. Например,

• «информатика», «2000», «2*2»

• Над переменными и строками может производится операция конкатенации. Операция конкатенации заключается в объединении строки и значения строковых переменных в единую строку. Операция конкатенации обозначается знаком «+», который не следует путать со знаком сложения чисел в арифметических выражениях.

Логические выражения.

• В состав логических выражений кроме логических переменных могут входить также числа, числовые и строковые переменные или выражения, которые сравниваются между собой с использованием операций сравнения (>,=,

• Логическое выражение может принимать лишь два значения: «истина», «ложь», например,

• 5>3 – истинно

• 2*2=5 - ложно

• Над элементами логических выражений могут производиться логические операции, которые на языке Visual Basic обозначаются следующим образом: логическое умножение – And, логическое сложение – Or, логическое отрицание –Not. При записи сложных логических выражений часто используются скобки. Например,

• (5>3) And (2*2=5) – ложно

• (5>3) Or (2*2=5) - истинно

Присваивание переменным значений

• Переменная может получить и изменить значение с помощью оператора присваивания. Синтаксис этого оператора следующий:

• ИмяПеременной = Выражение

• Ключевое слово Let в большинстве случаев не используется. При выполнении оператора присваивания переменная, имя которой указано слева от знака равенства, получает значение, равное значению выражения(арифметического, строкового или логического), которое находится справа от знака равенства.

Цели урока:

• введение понятия “переменной”;
• добиться сознательного усвоения материала;
• развитие логики мышления;
• обретение навыков работы с переменными.

Тип урока: Объяснение нового материала.

Организационная форма урока: мини-лекция.

Выдается необходимый минимум теоретического материала (числовые и символьные переменные, формат команды присваивания значения).

ХОД УРОКА

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку, организация внимания. На доске написана тема.

Подготовка учащихся к усвоению нового материала:

На предыдущих уроках мы познакомились с понятием алгоритма и тремя способами его описания. Теперь мы знаем, что описывать алгоритмы можно на естественном языке, на языке схем и на алгоритмическом языке. Но алгоритм, описанный на алгоритмическом языке – это уже программа. А чтобы грамотно писать программы нужно познакомиться с таким понятием как переменная.

Изучение нового материала:

Алгоритмический язык имеет сходство с математическим тем, что в нем также используется понятие величины. Используются в основном, величины двух типов – числовые и символьные, хотя не исключены и другие типы. Числовые величины – это числа: натуральные, целые, вещественные; символьные – буквы, цифры, слова, предложения. В информатике также используется понятие “переменная”. Запишем определение переменной.

Переменная – это объект, которому дано имя и который может принимать различные значения.

Переменные удобно представить в виде “почтовых ящиков” (ячеек памяти компьютера), на которые навешены ярлыки с их именами.

Информация, хранимая в переменной, называется ее значением .

Именем переменной может быть любая буква латинского алфавита.

Переменные, предназначенные для записи числа, называются числовыми . Переменные, в которые можно записывать слова называются символьными .

При этом под словом понимается любой набор символов, которые можно ввести с клавиатуры. Слово, которое помещается в “ящик”, предназначенный для хранения символьной переменной, заключается в кавычки.

Наш “почтовый ящик” имеет некоторые необычные свойства. Когда в него помещается другое значение, начальное стирается и исчезает. Оно уже не может быть восстановлено. Задать значение переменной можно с помощью команды присваивания , которая обозначается знаком “=”.

Например:

Задание 1:

Выполнить следующие операции

1. A=13 B=3
2. A=A+B
3. X=A+B
4. Y=A*B
5. Печать X, Y

Домашнее задание:

• проработать материал;
• выполнить задачу 1.

Задача 2:

Два круга заданы своими радиусами. Составить алгоритм, осуществляющий проверку этих кругов на равенство. Алгоритм описать на языке схем.

На последующих занятиях после проверки теоретических знаний и разработанного дома алгоритма решения задачи 1, учащимся предлагается выполнить аналогичную задачу.

Задача 3:

Два прямоугольника заданы своими сторонами. Составьте алгоритм, осуществляющий проверку этих прямоугольников на равенство.

Процесс выполнения задачи отображается на доске одним из учащихся. Особых проблем во время работы не возникает. В обсуждении построения алгоритма участвует вся группа. Однако затруднения появляются при решении следующих задач, где требуется более глубокое понимание переменной.

Задача 4:

Записать два числа в переменные A и B. Поменять местами содержимое A и B:

а) с использованием вспомогательной переменной С;

б) без использования дополнительной переменной.

По итогам решения этих задач легко определить, насколько усвоен изученный материал. Далее необходимо обратить внимание учащихся на основное свойство переменных – переопределение через себя . Свойство записывается в тетради.