Programmiersprache Pascal

Attribute von Datenelementen

  (L, N, V, T)

• L - Aufbewahrungsort (Speicher, location)
• N - Name (name)
• V - Wert (value)
• T - Datentyp (type)

                              Typ-Raum
                  T +---------------------------+
                    |     Werte   Operatoren    |
                    |  +---------------------+  |
                    |  |  V      |           |  |
                    |  +---------------------+  |
                    |        :                  |
                    +--------:------------------+
                             :     :
                Wert-Bindung :     : Typ-Bindung
    L                        :     :                           N
  +-----------+            +============+            +-----------+
  |           |            |   Daten-   |            |           |
  | Speicher- |............|   element  |............|  Namens-  |
  |           | Speicher-  +============+  Namens-   |           |
  |   raum    | Bindung                    Bindung   |   raum    |
  |           |                                      |           |
  +-----------+                                      +-----------+

• seine Länge (length)
  Anzahl an Bytes, die zur Speicherung des Wertes zur Verfügung gestellt werden müssen
• seine Adresse (address)
  die Adresse verweist auf das erste Byte, das zur Abspeicherung des Wertes zur Verfügung steht

• absolute Bindung
  Der Programmierer ordnet dem Speicherbereich eine absolute Adresse zu.
  Beispiele dafür sind Zugriffe in reservierte Bereiche des Betriebssystems, z.B. in den Eingabepuffer oder den Bildspeicher unter DOS.
  Bei modernen Betriebssystemen verbietet sich für Anwendungsprogramme die Arbeit mit absoluten Adressen.
  Programme, die mit absoluter Bindung arbeiten, sind nicht portabel.
  Nicht alle Programmiersprach(version)en unterstützen absolute Adressierung.
• statische Bindung
  Der Compiler ordnet dem Speicherbereich eine feste relative Adresse zu.
  Beim Laden des Programms wird die relative Adresse durch eine absolute Adresse ersetzt.
  Der Speicherbereich - und der in ihm liegende Wert - stehen während der gesamten Laufzeit des Programms zur Verfügung.
  Die Lage des Speicherbereiches kann bei Bedarf vom Betriebssystem automatisch verändert werden, ohne daß sich dies auf das Programm auswirkt (abgesehen von der Laufzeit).
  Ältere Sprachsysteme (z.B. Fortran) verwenden standardmäßig diese Technik.
• automatische Bindung
  Beim Aktivieren der Programmeinheit, in dem das Datenelement deklariert wurde, wird automatisch der erforderliche Speicherbereich zugeordnet.
  Der Speicherbereich steht nur solange zur Verfügung, wie die Programmeinheit aktiv ist.
  Der im Speicherbereich liegende Wert geht bei Deaktivierung der Programmeinheit im allgemeinen verloren.
  Der Speicherbereich liegt in der Regel im Programm-Stack.
  Neuere Sprachsysteme verwenden vorzugsweise diese Technik.
• dynamische Bindung
  Die Zuordnung eines Speicherbereiches erfolgt zur Laufzeit des Programms, und zwar nur dann, wenn es dazu eine explizite Anforderung auslöst.
  Der Speicherbereich bleibt zugeordnet, bis er entweder durch das Programm explizit freigegeben wird oder bis das Programm endet.
  Manche Sprachsysteme verfügen über eine automatische Freigabe des Speicherbereichs nicht mehr verwendeter Speicherbereiche (garbage collection). Dies ist für Pascal-Systeme nicht üblich.
  Der Speicherbereich liegt in der Regel im Programm-Heap.

Bei einigen Systemen können Überlagerungsstrukturen (overlays) aufgebaut werden, d.h. bestimmte Programmsegmente befinden sich alternativ im Speicher (z.B. bei knappen Speicherressourcen unter DOS). Die Speicherbereiche der in solchen Programmsegmenten enthaltenen Datenelemente werden auf einem externen Medium gesichert. Es ist gewährleistet, daß der Inhalt von Speicherbereichen, die "legal" mit Werten belegt wurden, nicht verloren geht. Keine Sicherheit besteht im allgemeinen bei Speicherbereichen, die "unbelegt" sind.

Beim Namen (Bezeichner, identifier) ist zu beachten

• der Gültigkeitsbereich (scope)
  der Name ist nur in bestimmten Teilen des Programms bekannt
  in verschiedenen Teilen des Programms kann ein Bezeichner auf unterschiedliche Datenelemente weisen
  innerhalb eines Gültigkeitsbereiches weist ein Bezeichner immer eindeutig auf ein bestimmtes Datenelement

• Zugriffsrechte
  Der Speicherbereich darf entweder gelesen oder beschrieben werden, d.h. der Wert ist im ersten Fall abfragbar und im zweiten Fall modifizierbar.
  Datenelemente, deren Wert modifizierbar ist, heißen Variablen.
  Datenelemente mit unveränderlichem Wert heißen Konstanten.
• die Interpretation
  Der Inhalt des Speicherbereiches wird im Normalfall entsprechend des Datentyps interpretiert.
  Unter bestimmten Umständen kann die Interpretation des Inhalts des Speicherbereiches als Wert eines anderen Datentyps möglich sein (casting).

• der Speicherbereich wird nicht initialisiert
  der Erstwert ist damit zufällig
  (er ist abhängig von den Prozessen, welche zuvor diesen Speicherbereich genutzt haben)
• der Speicherbereich wird automatisch vom System mit bestimmten Inhalten beschrieben
  Bei einer Reihe von Systemen ist die Vorbelegung des gesamten Speicherbereiches mit binären Nullen üblich.
  Ein solches Verhalten sollte niemals vorausgesetzt werden !
• der Speicherbereich wird durch das Programm initialisiert, d.h. als Erstwert wird ein explizit vorgegebener Anfangswert (initial value) angenommen
  

Bemerkung:
Die Anfangswertzuweisung erfolgt durch eine spezielle syntaktische Konstruktion !
Eine Ergibtanweisung bewirkt immer eine Wertveränderung und keine Anfangswertzuweisung !

Ein Datenelement ist in der Regel immer an einen Datentyp gebunden. Typenlose Datenelemente, deren Inhalt je nach Bedarf interpretiert wird, sind in vielen Sprachen nicht zulässig.
Der Umgang mit typenlosen Datenelementen birgt wegen fehlender Kontrollmöglichkeiten ein erhöhtes Fehlerrisiko in sich.

Eine Variable bezeichnet einen bestimmten Speicherbereich, dessen Inhalt (der Wert der Variablen) veränderlich ist.
Eine Konstante besitzt ähnliche Eigenschaften wie eine Variable, nur ist ihr Wert nicht veränderbar.

Eine Variable/Konstante besitzt folgende Attribute:

• Name
• Zugriffsrecht
• Typ
• Wert
• Gültigkeitsbereich (Sichtbarkeitsbereich, scope)
• Lebensdauer
• Adresse

Bei Konstanten sind zu unterscheiden:

• Literale
  z.B. 3.141, 0, 'Pascal'
• symbolische Konstanten
  z.B. pi, null, sprache

---

P. Böhme, 09.09.1996