داده ها در همه جای دنیای کامپیوتر وجود دارد. در علوم کامپیوتر، ما با انواع مختلف اطلاعات آشنا می شویم. به این اطلاعات داده می گویند. اما همه داده ها یکسان نیستند. آنها به اشکال مختلف می آیند. این فرم ها به عنوان انواع داده شناخته می شوند. در این درس با برخی از رایج ترین انواع داده آشنا می شویم. ما از زبان ساده و مثال های روزمره برای کمک به درک شما استفاده خواهیم کرد.
یک نوع داده به رایانه می گوید که چگونه با اطلاعات داده شده رفتار کند. یک عدد با یک کلمه متفاوت است و یک کلمه با یک گزاره درست یا نادرست متفاوت است. با دانستن نوع داده ها، کامپیوتر می تواند به درستی با آن کار کند. به اقلام موجود در یک فروشگاه مواد غذایی فکر کنید. آنها اقلام مختلفی مانند سیب، نان و شیر هستند. اگرچه همه آنها غذا هستند، اما تفاوت هایی با هم دارند. به همین ترتیب، داده ها در رایانه به اشکال مختلفی وجود دارند و هر کدام کار خاصی دارند.
اعداد یکی از رایج ترین انواع داده ها هستند. ما هر روز از اعداد برای شمارش، اندازه گیری و مقایسه استفاده می کنیم. در علوم کامپیوتر دو نوع اصلی از اعداد وجود دارد: اعداد صحیح و اعداد ممیز شناور .
اعداد صحیح اعداد کامل هستند. کسری یا اعشاری ندارند. برای مثال، وقتی تعداد سیب‌های یک سبد را می‌شمارید، ممکن است بگویید 3 سیب وجود دارد. عدد 3 یک عدد صحیح است. اعداد صحیح می توانند مثبت باشند، مانند 1، 2، یا 3، یا منفی، مانند -1، -2، یا -3. وقتی اعداد صحیح اضافه می کنیم یک عدد صحیح دیگر به دست می آید. به عنوان مثال، می توانیم این معادله ساده را با استفاده از LaTeX بنویسیم:
\( \textrm{3+2=5} \)
این نشان می دهد که وقتی دو عدد کامل را جمع می کنید، پاسخ نیز یک عدد کامل است.
اعداد ممیز شناور (یا اعداد شناور) اعدادی با ممیز اعشار هستند. به عنوان مثال، اگر 1.5 لیتر آب میوه بریزید، عدد 1.5 یک عدد ممیز شناور است. این اعداد را زمانی می بینید که چیزهایی را که کامل نیستند، مانند وزن میوه ها یا دمای بیرون اندازه گیری می کنید. به یاد داشته باشید، اگر یک عدد بعد از نقطه اعشار قسمتی داشته باشد، یک عدد ممیز شناور است.
هر دو نوع اعداد مهم هستند. آنها به ما کمک می کنند تا مسائل ریاضی را حل کنیم، آزمایش های علمی را بفهمیم و موارد روزمره را بشماریم. هر نوع زمانی استفاده می شود که منطقی باشد. اعداد کامل (اعداد صحیح) برای شمارش اقلام کامل بهترین هستند، در حالی که اعداد ممیز شناور برای اندازه گیری هایی که نیاز به جزئیات دارند بهترین هستند.
رشته یک نوع داده است که برای نگهداری متن استفاده می شود. متن به معنای حروف، کلمات و جملات است. نام شما یک رشته است. کلمه سیب یک رشته است. در علوم کامپیوتر، رشته به دنباله ای از کاراکترها گفته می شود. کاراکترها می توانند حروف، اعداد استفاده شده در یک متن یا حتی نمادهایی مانند ! یا ?.
تصور کنید در حال خواندن کتاب داستان مورد علاقه خود هستید. داستان در کلمات و جملات نوشته شده است. این کلمات و جملات رشته ای هستند. هنگامی که رایانه پیام یا برچسبی را به شما نشان می دهد، آن پیام را به عنوان یک رشته ذخیره می کند. به عنوان مثال، سلام "سلام" به عنوان یک رشته ذخیره می شود زیرا از کاراکترهایی ساخته شده است که به ترتیب مرتب شده اند.
حتی اگر یک رشته دارای اعداد باشد، از آنها برای محاسبات استفاده نمی شود. به عنوان مثال، متن "اتاق 101" یک رشته است. اگرچه دارای ارقام است، اما همچنان به عنوان مجموعه ای از کاراکترها در نظر گرفته می شود و نه به عنوان عددی که می توانید اضافه یا کم کنید.
نوع داده بولی بسیار ساده است. فقط می تواند یکی از دو مقدار را داشته باشد: true یا false . Booleans به رایانه ها در تصمیم گیری کمک می کند. به عنوان مثال، یک کلید چراغ را تصور کنید. چراغ یا روشن است یا خاموش. در زبان کامپیوتر، "روشن" می تواند به معنای درست و "خاموش" به معنای نادرست باشد.
این سوال را در نظر بگیرید: "آیا بیرون باران می بارد؟" تنها دو پاسخ ممکن وجود دارد: بله یا خیر. جواب بله درست است و جواب نه مثل غلط است. این انتخاب ساده یک مقدار بولی است. در بازی‌ها، ممکن است از Boolean برای نشان دادن اینکه آیا بازیکن برنده شده است یا خیر استفاده می‌شود. اگر شرطی درست باشد، اتفاقی می افتد. اگر نه، اتفاق دیگری می افتد.
در علوم کامپیوتر انواع داده های بیشتری وجود دارد، اما ما روی اصول اولیه تمرکز خواهیم کرد: اعداد، رشته ها و بولی ها. گاهی اوقات، لازم است گروهی از اقلام را در کنار هم ذخیره کنیم. فهرست راهی برای نگهداری بسیاری از داده ها در یک مکان است. به عنوان مثال، به یک سبد میوه فکر کنید. این سبد می تواند سیب، موز و پرتقال را در خود جای دهد. هر میوه را می توان به عنوان نوع داده خود ذخیره کرد. اعداد برای شمارش و رشته ها برای نام گذاری.
یک آرایه بسیار شبیه به یک لیست است. این روش دیگری برای ذخیره مجموعه ای از اقلام است. هنگامی که یک لیست یا یک آرایه را می بینید، به رایانه کمک می کند تا بسیاری از داده ها را با هم سازماندهی و استفاده کند.
کامپیوترها در هر کاری از انواع داده استفاده می کنند. انواع داده ها به رایانه می گویند که با اطلاعات چه کاری می توان انجام داد. اگر یک مقدار یک عدد صحیح باشد، کامپیوتر می تواند آن را به یک عدد صحیح دیگر اضافه کند. اگر یک رشته باشد، کامپیوتر می داند که باید با یک رشته دیگر وصل شود. مخلوط کردن انواع داده ها می تواند منجر به سردرگمی شود، درست مانند مخلوط کردن سیب و پرتقال در یک سبد ممکن است شمارش میوه های شما را دشوار کند.
به عنوان مثال، اگر به رایانه بگویید دو عدد را اضافه کند، انتظار دارد که هر دو داده اعداد باشند. اگر یکی از آنها متن باشد، رایانه نمی داند چگونه آنها را اضافه کند. به همین دلیل است که استفاده از نوع داده مناسب بسیار مهم است.
هر بار که بازی می‌کنید، پیامی می‌فرستید یا حتی ویدیویی را تماشا می‌کنید، رایانه شما سخت کار می‌کند تا داده‌ها را ردیابی کند. اعداد برای امتیازها، رشته‌ها برای پیام‌ها، و بولیان برای بررسی اینکه آیا اقدامات مجاز هستند همگی در این برنامه‌ها استفاده می‌شوند.
مثال 1: شمارش میوه ها
تصور کنید یک کاسه میوه دارید. شما 4 سیب و 3 پرتقال بشمارید. اعداد 4 و 3 اعداد صحیح هستند. آنها اعداد کامل هستند که به شما در شمارش میوه ها کمک می کنند. نام میوه ها مانند «سیب» و «پرتقال» رشته ای است. این نشان می دهد که اعداد به ما در شمارش کمک می کنند و کلمات به ما کمک می کنند تا چیزها را نامگذاری کنیم.
مثال 2: بررسی آب و هوا
هر روز صبح، کسی ممکن است آب و هوا را بررسی کند. دمای نمایش داده شده روی صفحه یک عدد است. برای مثال، دما ممکن است \( \textrm{18.5} \) درجه باشد که یک عدد ممیز شناور است زیرا دارای اعشار است. پیامی که می گوید "امروز آفتابی است" یک رشته است زیرا از کلمات تشکیل شده است. اگر یک برنامه هواشناسی بپرسد "باران می آید؟"، انتظار پاسخ درست یا نادرست را دارد. این پاسخ به عنوان یک بولی ذخیره می شود.
مثال 3: تصمیم گیری
به تصمیمی که هر روز می گیرید فکر کنید. وقتی زمان رفتن به رختخواب است، ممکن است بررسی کنید که آیا تکالیف خود را تمام کرده اید یا خیر. پاسخ یا بله یا خیر است. این پاسخ بله/خیر به عنوان یک بولی ذخیره می شود. درست مانند چراغی که روشن یا خاموش است، مقدار بولی دقیقاً به رایانه می گوید که کدام شرط برآورده شده است.
اعداد به ما کمک می کنند خیلی چیزها را بشماریم و اندازه بگیریم. آنها در زندگی روزمره استفاده می شوند. وقتی اعداد صحیح مانند 2 و 3 را اضافه می کنیم، می توانیم معادله را به صورت زیر بنویسیم:
\( \textrm{2+3=5} \)
این معادله ساده نشان می دهد که چگونه اعداد صحیح اضافه می شوند. اعداد ممیز شناور به طور مشابه کار می کنند اما شامل اعشار هستند. به عنوان مثال، اگر 1.2 لیتر و 0.8 لیتر آب را ترکیب کنید، 2.0 لیتر به دست می آید. درک این تفاوت ها به ما کمک می کند تا هم در برنامه های ریاضی و هم در برنامه های کامپیوتری به درستی از اعداد استفاده کنیم.
رشته ها برای ذخیره متن بسیار مفید هستند. آنها می توانند شامل حروف، اعداد، فاصله ها و نمادها باشند. وقتی یک جمله می نویسیم، هر کاراکتر بخشی از یک رشته است. به عنوان مثال، جمله "من عاشق یادگیری هستم" یک رشته است زیرا گروهی از کاراکترها است که به طور معناداری کنار هم قرار گرفته اند.
در بسیاری از برنامه های کامپیوتری از رشته ها برای نمایش پیام ها به کاربران استفاده می شود. هر زمان که متنی را روی صفحه می بینید، به عنوان یک رشته ذخیره می شود. کامپیوتر از علامت نقل قول استفاده می کند تا بداند رشته از کجا شروع و به کجا ختم می شود. این به آن کمک می کند تا با متن به روشی صحیح برخورد کند.
مقادیر بولی ساده و در عین حال قدرتمند هستند. آنها فقط دو احتمال دارند: درست یا نادرست. این سادگی آنها را برای تصمیم گیری عالی می کند. بسیاری از اوقات، یک کامپیوتر باید بررسی کند که آیا یک شرط برآورده شده است یا خیر. مقدار بولی به رایانه کمک می کند تا تصمیم بگیرد کدام مسیر را دنبال کند.
به عنوان مثال، اگر یک در بسته باشد، مقدار بولی ممکن است درست باشد. اگر در باز باشد، ممکن است مقدار نادرست باشد. این ایده تنها دو نتیجه را با استفاده از شرایطی مانند "اگر درست است، این کار را انجام دهید؛ اگر نادرست است، آن را انجام دهید."
در بسیاری از برنامه های کامپیوتری ساده، انواع داده به رایانه می گویند که دقیقاً چه کاری انجام دهد. هنگامی که یک برنامه شروع می شود، ممکن است پیام خوش آمدگویی را نشان دهد، نام شما را بپرسد، و حتی اگر در حال انجام یک بازی هستید، امتیاز شما را بشمارد. پیام هایی که روی صفحه می بینید به صورت رشته ای ذخیره می شوند. امتیازهایی که کسب می کنید به صورت اعداد و معمولاً به صورت اعداد صحیح ذخیره می شوند. هنگامی که برنامه بررسی می کند که آیا شما یک سطح را تکمیل کرده اید، ممکن است از یک مقدار بولی برای ذخیره آن اطلاعات استفاده کند.
تصور کنید داستانی را در رایانه خود می نویسید. عنوان داستان شما یک رشته است. تعداد صفحات در استوری شما می تواند به صورت یک عدد صحیح ذخیره شود. وقتی استوری خود را ذخیره می‌کنید، رایانه ممکن است از یک Boolean استفاده کند تا بررسی کند که آیا به درستی ذخیره شده است یا خیر. این مثال ها نشان می دهد که انواع داده ها در هر قسمت از یک برنامه کامپیوتری استفاده می شود.
حتی اگر در حال حاضر برنامه رایانه ای نمی نویسید، درک انواع داده ها می تواند به شما کمک کند تا بدانید رایانه ها چگونه کار می کنند. این دانش زمانی مفید خواهد بود که بعداً کدنویسی و ایجاد بازی‌ها یا داستان‌های خود را یاد بگیرید.
تصور کنید اطلاعات زیادی در مورد دوستان خود دارید. ممکن است سن، نام هر یک از دوستان و اینکه آیا آنها بهترین دوست هستند را بدانید. سن به عنوان یک عدد صحیح ذخیره می شود زیرا یک عدد کامل است. این نام به عنوان یک رشته ذخیره می شود زیرا از حروف ساخته شده است. پاسخ به این که آیا کسی دوست صمیمی است یا خیر، به عنوان یک بولی ذخیره می شود، زیرا فقط می تواند درست یا نادرست باشد.
با سازماندهی اطلاعات به این شکل، استفاده از آن آسان تر می شود. اگر انواع را با هم مخلوط کنید، ممکن است درک آن سخت باشد. به عنوان مثال، نمی توانید دو نام را با هم اضافه کنید زیرا آنها رشته هستند. آنها برای خواندن در نظر گرفته شده اند. به همین دلیل استفاده از نوع داده مناسب برای اطلاعات مناسب بسیار مهم است.
استفاده از نوع داده مناسب مانند انتخاب ظرف مناسب برای یک اسباب بازی است. برخی از اسباب بازی ها در جعبه بلوک های ساختمانی قرار می گیرند، در حالی که برخی دیگر در سبد حیوانات عروسکی قرار می گیرند. جدا نگه داشتن آنها پیدا کردن آنچه را که نیاز دارید آسان تر می کند. در رایانه ها، انواع داده ها اطلاعات را مرتب نگه می دارند، بنابراین رایانه می تواند داده ها را به سرعت پیدا کند و از آنها استفاده کند.
درک انواع داده ها گام مهمی در یادگیری علوم کامپیوتر است. حتی در مقطع ابتدایی، دانستن اصول اولیه در مورد اعداد صحیح، اعداد ممیز شناور، رشته ها و بولی ها به شما کمک می کند تا در مورد نحوه کار کامپیوترها بیشتر بدانید. این ایده های اساسی مانند بلوک های سازنده برای یادگیری موضوعات پیشرفته تر در آینده هستند.
وقتی عدد یا کلمه ای را روی صفحه می بینید، شروع به فکر کردن در مورد نوع آن کنید. آیا عددی است که می توانید بشمارید یا گروهی از حروف است که یک کلمه را تشکیل می دهند؟ این عادت به تشخیص انواع داده به شما کمک می کند تا با یادگیری بیشتر در مورد رایانه، مشکلات را حل کنید. این شبیه به دسته بندی اسباب بازی های شما در سطل های مختلف است. هر سطل دارای چیزی خاص است.
با افزایش سن، انواع داده ها و راه های بیشتری برای استفاده از آنها کشف خواهید کرد. اما در حال حاضر، به یاد داشته باشید که اعداد صحیح به شمارش کمک می کنند، اعداد ممیز شناور با اندازه گیری های دقیق، رشته ها با کلمات و جملات، و اعداد بولی در انتخاب های ساده کمک می کنند.
بیایید انواع داده ها را با اشیاء روزمره مقایسه کنیم. یک سبد پر از اسباب بازی های مختلف را تصور کنید. یک عدد صحیح مانند مجموعه ای از بلوک های ساختمانی است که می توانید به راحتی آنها را بشمارید. یک عدد ممیز شناور مانند اندازه گیری مایع در بطری آب است - گاهی اوقات لازم است نصف یا بخشی از آن را بدانید. یک رشته مانند یک داستان در یک کتاب مصور است. از حروف و کلماتی تشکیل شده است که داستان را می سازند. Boolean مانند یک کلید چراغ است که یا روشن یا خاموش است.
با مرتبط کردن انواع داده ها به چیزهایی که در اطراف خود می بینید، درک ایده ها آسان تر می شود. هر عدد روی ساعت، هر کلمه در کتاب مورد علاقه‌تان، و هر تصمیم بله یا خیری که می‌گیرید، در مورد انواع داده‌ها جای خود را دارد. این مقایسه‌ها به دوستانه و آشنا شدن دنیای رایانه‌ها کمک می‌کند.
وقتی به صفحه کامپیوتر نگاه می کنید، انواع مختلفی از اطلاعات را مشاهده خواهید کرد. برای تشخیص انواع داده ها چند سوال ساده از خود بپرسید:
استفاده از این سوالات می تواند به شما کمک کند تشخیص دهید که آیا به یک عدد، یک کلمه یا یک پاسخ ساده بله یا خیر نگاه می کنید. این مهارت به شما کمک می کند تا بسیاری از برنامه ها و برنامه های کامپیوتری را بهتر درک کنید.
یادگیری در مورد انواع داده ها می تواند مانند حل یک پازل سرگرم کننده باشد. هر نوع داده کار کوچک خود را دارد و با هم به کامپیوتر کمک می کند کارهای شگفت انگیزی انجام دهد. تصور کنید در حال ساخت بازی ویدیویی خود هستید. ممکن است لازم باشد امتیاز را با استفاده از اعداد صحیح حفظ کنید، داستانی را با رشته ها تعریف کنید و بررسی کنید که آیا سطح با استفاده از بولی ها به پایان رسیده است یا خیر. هر قطعه کاملاً در بازی جا می شود.
دنیای انواع داده ها بسیار جالب است. هر بار که از رایانه یا تبلت استفاده می کنید، بدون اینکه بدانید این نوع داده ها را تجربه می کنید. درک آنها باعث می شود حتی در سنین پایین احساس کنید که یک متخصص کامپیوتر هستید. جالب است بدانید که ایده های ساده ای مانند شمارش و نام گذاری اشیا، اجزای سازنده دنیای دیجیتال هستند.
همانطور که به یادگیری ادامه می دهید، نمونه های بیشتری را کشف خواهید کرد و راه های جدیدی برای استفاده از انواع داده ها کشف خواهید کرد. هر کشف به شما کمک می کند تا بفهمید برنامه های کامپیوتری چگونه کار می کنند و چگونه زندگی ما را آسان می کنند.
این درس در مورد انواع داده ها تازه شروع سفر شما در علوم کامپیوتر است. در آینده یاد خواهید گرفت که چگونه از این نوع داده ها در برنامه ها و بازی های کامپیوتری استفاده کنید. انواع داده ها مانند الفبای برنامه نویسی کامپیوتر هستند. درست همانطور که حروف را برای تشکیل کلمات و داستان ترکیب می کنید، برنامه نویسان نیز انواع داده ها را برای ایجاد نرم افزاری که روی کامپیوتر اجرا می شود ترکیب می کنند.
هر بار که اعداد یا کلمات را یادداشت می کنید، یا تصمیم بله یا خیر می گیرید، از همان ایده هایی استفاده می کنید که در انواع داده ها وجود دارد. این یادگیری اولیه یک پایه قوی برای موضوعات جالب تر در آینده ایجاد می کند. با گذشت زمان، انواع داده های بیشتری و نحوه ترکیب آنها برای حل مشکلات پیچیده را خواهید دید.
به یاد داشته باشید، هر برنامه کامپیوتری با گفتن اینکه کامپیوتر از چه نوع داده ای استفاده خواهد کرد، شروع می شود. یادگیری در مورد اعداد صحیح، اعداد ممیز شناور، رشته ها و بولی ها در حال حاضر شما را برای بسیاری از ماجراهای هیجان انگیز در برنامه نویسی و فناوری با رشد آماده می کند.
نکات کلیدی:
درک انواع داده ها مانند یادگیری اجزای سازنده یک زبان است. همانطور که هر حرف و کلمه به شما در ساخت یک داستان کمک می کند، هر نوع داده به کامپیوترها در ساختن برنامه ها و حل مشکلات کمک می کند. هنگام کشف دنیای شگفت انگیز علوم کامپیوتر، این ایده ها را در ذهن داشته باشید.
