[프로그래밍 언어론] Elementary Data Types (5)

 

[5-1] Elementary Data Types

1. Data
-  숫자, 문자, 군집 데이터, 복합 데이터, 메타 데이터(포인터)

Data Object
-  Binding of a name to a memoty location
-  일반적으로 변수

Data Value
-  특정 값을 나타내는 비트 패턴

Data Object Attributes
-  Component attribute : type, location, value, name
-  Variable attribute : scope, lifetime

상수
-  반드시 초기화되어야하는 변수
-  이후 변경x
-  Literal (이름 == 값)
-  Named constant (이름 != 값) ex. define

2. Type
-  데이터의 분류
-  값 집합 + 연산 집합

@Abstract Data Type
-  연산 구현 방법이 명시되지 않은 데이터 타입

Data Type Specification
-  타입 속성 + 값 집합 + 연산 집합 = 타입 명세
-  char s[5]에서
-  Attributes는 크기 5, 원소 타입 signed char
-  값 집합 : S = C * C * C * C * C
-  연산 집합 : 대입, +, -

Subtypes
-  어떤 타입의 값 집합 일부을 취한 새로운 타입
-  기존 타입으로 부터 유도된 타입일 수 있음
-  C에서 거의 모든 것은 int의 서브타입

Declaration
-  선언문은 수행x elaboration된다o
-  선언문의 위치 및 종류에 따라 데이터 객체의 scope과 lifetime 결정 (type, name 포함)
-  명시적 선언, 암시적 선언, 함수 선언

Declaration 목적
-  저장 형태 결정
-  메모리 관리
-  다형연산 지원
-  타입검사

Type Checking
-  연산자나 서브프로그램에 대해 적절한 개수의 인수와 적절한 타입을 사용하는지 검사
-  정적 타입 검사 : 컴파일 시간에 검사 (C, C++)
-  동적 타입 검사 : 실행 시간에 검사 (Python, JS)

@Descriptor
-  동적 타입검사를 위해서 필요
-  타입 검사에 필요한 정보를 저장 (타입 속성)

Typeless Languages
-  동적 타입검사를 수행하는 언어중에서 선언문x, 변수 타입이 유동적인 언어

Strong Typing
-  타입 오류가 있는 경우 무조건 검출할 수 있는 타입검사
-  반드시 정적일 필요x
-  Type safe function (함수 값 타입 고정)

Strongly-typed Language
-  강력한 타입검사를 수행하는 언어
-  C의 union, void*, type casting은 강력한 타입검사 적용x

Type Inference
-  정적 타입검사를 수행하는 언어중에서 모호하지 않으면 타입 정보를 추론 가능
-  변수의 타입 + 연산 가능 여부를 통해 추론

Type Conversion and Coercion
-  연산하고 싶은 변수들의 타입이 다를 때
-  명시적 변환 (type casting)
-  암시적 변환 (규칙이 존재, type coercion)
-  Widening (암시적 변환)
-  Narrowing 허용x, 대신 변환을 위한 대체 함수가 존재

Assignment
-  L-value : 객체의 위치
-  R-value : 변수의 내용

Assignment Issue
-  언어 마다 구현 형태가 다르다 (cascading 유무)
-  Scalar assignment : value copying
-  Pointer assignment : pointer copying
-  Record assignemnt : bit-wise/field-wise copying

@Cascading assignment
-  한 줄에 여러 변수에 값을 할당하는 것
-  x, y, z = 1, 2, 3

Scalar Data
-  Atomic
-  하드웨어를 통해 직접 지원

Numeric Data Types
1.정수
-  일반적으로 2's complement로 구현
-  값 집합 : -128 ~ 127 (1 byte)
-  연산 집합 : 산술, 관계, 대입, 비트

@Dynamic type checking
-  descriptor는 값과 분리된 word로 저장될 수도
-  같은 word에 저장될 수도 있다

2.Floating-Point Real Numbers
-  구현은 IEEE Standard 754에 표준화 (32, 64 bit)
-  값 집합 : -128 ~ +127 (1 byte)
-  연산 집합 : 정수형의 모든 연산 + 나머지 + 소수점 처리

Floating-Point Number 구현
-  Sign, exponent, mantissa
-  실제 exponent는 보이는 값에서 -127 (8 bit)
-  Mantissa의 첫 비트는 항상 1, 비트를 온전히 사용가능

@IEEE 754
-  32비트 : (1, 8, 23)
-  64비트 : (1, 11, 52)

Decoding IEEE format
-  E=255 and M!=0, invalid number
-  E=255 and M=0, infinite
-  0<E<255, 2^E-127 (normal value)
-  E=0 and M!=0, 2^-126
-  E=0 and M=0, 0

Fixed-Point Real Number
-  길이가 고정된 자릿수로 실수를 표현

Computing With Decimal Data
-  숫자와 scalig factor를 따로 저장
-  Scaling factor를 통해 자릿수를 마추고 연산

Subrange Type
-  값 집합은 줄었지만 연산은 그대로인 타입
-  더 작은 공간에 저장할 수 있고
-  더 정밀한 타입 검사가 가능

Enumeration
-  이산 값들의 순차 목록
-  가독성 및 타입 검사 용이
-  연산 집합 : int와 동일?

Booleans (enumeration)
-  값 집합 : {true, false}
-  연산 집합 : and, or, not
-  0과 기타

Characters (enumeration)
-  값 집합 : ASCII, Unicode의 문자집합
-  연산 진합 : 형 변환 연산자, 문자 변환 연산자(collating sequence)

@Collating sequence
-  character set에 따라 결정되는 문자들의 순서

Composite Data
-  복합 데이터 (aggregate data)
-  소프트웨어를 통해 지원
-  Derived Type과 다름

Character String
-  Fixed/variable 길이를 가짐
-  값 집합 : Primitive data type의 문자들
-  연산 집합 : concat, substring, reverse, ...
-  Language-defined operators / library functions

@Fixed length string 구현
-  4 characters per word padded with blanks

@Variable length string 구현
1. Bounded
-  Current and maximmum string length at header
-  4 characters per word padded with blanks

2. Unbounded with variable allocations
-  Contiguous array with null at the end

3. Unbounded with fixed allocations
-  Length at header
-  Contiguously linked words
-  4 chacters per word

4. Seperate descriptor
-  (cur length, max length, pointer to data(2))

Pointer
-  주소를 저장하기 위한 데이터 타입
-  Recursive data structure
-  값 집합 : 주소
-  연산 집합 : 대입

Files and Input-Output
-  Large persistnet linear data
-  대형, 지속성
-  Text or binary
-  Pseudo-file : input/output/error stream

파일 종류
-  순차파일 : 순차적 접근만 허용
-  직접접근파일 : 색인을 통한 접근 허용 (expansive)
-  색인순차파일 : 첫 위치는 색인, 이후 순차적으로 접근