Главная / Лекции / Основы алгоритмизации и программирования

Содержание данной главы
Модуль 2. Основные конструкции языка Паскаль

2.1. История создания языка.

Первая версия языка Паскаль была разработана в 1968 году. Ее разработчиком является швейцарский ученый Никлаус Вирт. Свое название язык получил в честь создателя первой механической вычислительной машины француза Блеза Паскаля. На основе языка Паскаль в 1985 г. фирма Borland выпустила версию Turbo Pascal версии 3.0. С этого времени язык Паскаль используется во всем мире в учебных заведениях в качестве первого изучаемого языка программирования.
В пакете Turbo Pascal 4.0 были устранены ошибки и ограничения компилятора предыдущей версии. Наиболее важным нововведением была unit-концепция, позаимствованная из языка МОДУЛА-2. Это позволило разрабатывать крупные программные продукты. В версии 5.0 появился интегрированный отладчик. Был реализован аппарат перекрытий overlays. В этой версии были исправлены и улучшены библиотеки графических процедур, которым была обеспечена совместимость с графическими адаптерами класса VGA. Появились новые возможности справочной системы Help.
В версии 6.0 была реализована концепция объектно-ориентированного программирования с полным набором прикладных задач для пользователя. В оболочку был встроен интегрированный текстовый редактор. В этой версии впервые использовалась мышь для управления работой.
В 1992 г. появилась последняя на сегодняшний день версия языка Turbo Pascal - 7.0. В ней сохранились все достоинства предыдущих версий:
  • многооконный режим работы
  • возможность использования мыши
  • возможность использования Ассемблера
  • возможность создавать объектно-ориентированные программы
К улучшениям этой версии относятся:
  • возможность выделять определенным цветом различные элементы исходного текста
  • расширен язык программирования. Появился типизированный адресный оператор, открытые массивы и строки
  • улучшен компилятор
  • изменен интерфейс пользователя

2.2. Интегрированная инструментальная оболочка (ИИО) Turbo Pascal (TP).

При инсталляции программа устанавливается в директорию C:\TP. Нормальный режим работы программы обеспечивается при размещении файлов программы в директории C:\TP\BIN. В этом случае инструментальная оболочка доступна из любой директории пользователя. Запуск программы на выполнение осуществляется файлом turbo.exe. В ОС Windows этот файл расположен в основной директории C:\TP\BIN. В ОС DOS файл активизируется командой turbo. После запуска программы на экране появляется фирменная заставка с указанием фирмы изготовителя, индекса и года издания данной версии. После заставки открывается основной экран программы. Он состоит из трех различающихся по функциональному назначению частей:
  1. Строка меню
  2. Рабочая зона
  3. Строка состояния
Строка меню содержит команды File, Edit (основные команды редактирования текста), Search (осуществляет поиск фрагментов текста; при необходимости производит замену на новые), Run (команды, запускающие программу или ее часть на выполнение), Compile (осуществляет компиляцию программы, которая находится в рабочей зоне), Debug (содержит команды поиска ошибок), Tools (позволяет запустить некоторые программы не выходя из оболочки Turbo), Options (позволяет установить параметры компилятора и инструментальной оболочки), Windows (содержит команды по работе с окнами), Help (Справка).
Для обращения к строке меню, т.е. ее активизации используются:
  1. Щелчок левой кнопки мыши на одном из пунктов
  2. Нажатие клавиши F10. Для выбора необходимого пункта меню в клавиатурном режиме используются клавиша с литерой, выделенной команды
Другой способ обращения к команде - это одновременное нажатие клавиш Alt+'литера'. При открытии диалогового окна, перемещение по нему осуществляется кнопкой Tab. Закрыть диалоговое окно можно нажатием клавиши Esc.
В рабочую зону ТП 7.0 помещаются окна файлов. В один момент времени доступным или активным может быть только одно окно файла. Оно расположено поверх остальных. Окна файлов могут располагаться несколькими способами. Работа с ними производится из меню Window. Каждое окно снабжено рамкой. Левый верхний угол содержит кнопку закрыть окно. Верхний правый угол содержит кнопку развернуть окно. Верхняя часть рамки содержит имя и директорию файла.
Строка состояния содержит краткий список горячих клавиш, необходимых для использования в текущем режиме.
Перед первым использованием интегрированной инструментальной оболочки (ИИО) необходимо проверить ее настройку и, в случае необходимости, изменить настройки. Выполняется это из соответствующего меню (Options). Здесь необходимо проверить установку команды Desktop. Ее установка гарантирует сохранение ваших установок конфигурации ИИО. Сохранение установок происходит в файл turbo.tp. За размещение этого файла в основной директории отвечает специальная команда. Для того, чтобы выполненные настройки сохранились, в меню Options выполняется команда Save turbo.tp


2.3. Алфавит и программа на TP 7.0.

Алфавит языка состоит из нескольких разделов:
  1. Латинские буквы: A a B b…
  2. Цифры: 0 1 2..9
  3. Знаки математических операций: + - * /
  4. Знаки математических отношений: < > =
  5. Знаки препинания: . , : ;
  6. Специальные знаки: { } [ ] ( ) $ ^
Программа записанная на языке TP может содержать следующие разделы:
  1. Заголовок
  2. Раздел меток
  3. Раздел констант
  4. Раздел типов
  5. Раздел переменных
  6. Раздел процедур и функций
  7. Раздел операторов
Все программы обязательно имеют раздел заголовок и раздел операторов. Остальные составляющие могут отсутствовать. При отсутствии некоторых частей программы общий порядок их следования сохраняется.
Разделы между собой разделяются знаком ";"
Раздел операторов заключается в операторные скобки. Это зарезервированные слова begin, end. Раздел операторов заканчивается точкой. Запись внутри операторных скобок ведется с отступом в три знака.
Раздел "заголовок" начинается с зарезервированного слова, за которым указывается имя программы. В качестве имени может использоваться любой набор символов алфавита с несколькими исключениями:
  1. Нельзя использовать зарезервированные слова
  2. Нельзя начинать имя с цифры
  3. При использовании имени не используется пробел

2.4. Простые типы данных.

Любые данные ТП характеризуются своими типами. Тип определяет:
  1. Формат представления данных в памяти компьютера
  2. Множество допустимых значений, принимаемое переменной или константой, принадлежащей к выбранному типу
  3. Множество допустимых операций применимых к этому типу
Тип переменной определяется при ее декларации. Одна из базовых концепций Паскаля заключается в жесткой проверке соответствия типов в операциях присваивания.
Типы данных в языке ТП делятся на 5 основных классов:
  1. Простые типы
  2. Структурированные типы
  3. Ссылочные типы
  4. Процедурные типы
  5. Объектные типы
К простым типам относятся: целочисленные типы, логический тип, символьный тип, перечисляемый тип, интервальный тип, вещественные типы.
Среди этих видов выделяют подмножества типов, отличных от вещественного, называемых порядковым типом.
Порядковые типы обладают четырьмя характеристиками:
  1. Все возможные значения данного порядкового типа представляют собой упорядоченное множество и каждое возможное значение связано с порядковым номером, который является целым числом
  2. Значения любого порядкового типа, за исключением целочисленного начинается с порядкового номера ноль (следующий порядковый номер 1, 2, 3…)
  3. Порядковым номером значения целочисленного типа является само значение
  4. В любом порядковом типе каждому значению кроме первого есть предыдущее и каждому значению кроме последнего есть последующее
К данным любого порядкового типа можно применить любую из пяти операций:
  1. Стандартная операция Ord возвращает порядковый номер указанного значения. Значение указывается в скобках
  2. Стандартная операция Pred возвращает значение, предшествующее указанному, если эта функция применяется к первому значению данного типа, то выдается сообщение об ошибке
  3. Стандартная операция Succ возвращает следующее значение за указанным, если операция применяется к последнему элементу типа, то выдается сообщение об ошибке
  4. Стандартная операция Low возвращает наименьшее значение в диапазоне порядкового типа, указанного данного
  5. Стандартная операция High возвращает наибольшее значение в диапазоне порядкового типа, указанного данного
В TP имеется 5 предопределенных, целочисленных типов. Каждый тип обозначает определенное подмножество целых чисел:

Тип Диапазон Формат
Короткое целое shortint -128..127 8 бит со знаком
Целое integer -32768..32767 16 бит со знаком
Длинное целое longint -2147483648..2147483647 32 бита со знаком
Длиной в байт byte 0..255 8 бит без знака
Длиной в слово word 0..65535 16 бит без знака

Верхнее граничное значение и нижнее граничное значение целочисленных типов задаются как константы и имеют соответствующее имя.
В тексте программы данные целочисленных типов записываются в десятичном или шестнадцатеричном формате и не должны содержать десятичные точки.
Пример:
  1 - целый тип
  1.0 - не целый тип
  100 - десятичный формат (100)
  #100 - шестнадцатеричный формат (256)
Над целочисленными данными возможно выполнение операций сложения, вычитания и умножения, а также операций сравнения. Арифметические действия над операндами целочисленного типа предполагают восьмибитовую, 16-битовую или 32-битовую точность вычислений, в соответствии со следующими правилами:
  1. Тип целой константы представляет собой встроенный целочисленный тип с наименьшим диапазоном, включающий значение данной константы
  2. В случае бинарной операции оба операнда преобразуются к общему типу. Общим типом будет целочисленный тип с наименьшим диапазоном, включающим значение обоих операндов. Действие выполняется в соответствии с точностью общего типа и результатом будет общий тип
  3. Выражение справа в операторе присваивания вычисляется независимо от размера или типа переменной слева
  4. Любые операнды размера в байт преобразуются в операнды размера слово
К логическим типам относятся данные типов Boolean, ByteBool, WordBool, LongBool.
Значением каждого данного логического типа могут являться 2 значения: TRUE (1) и FALSE (0).
Для данных логического типа применимы только две операции сравнения: равно и не равно.
Переменные типа Boolean и ByteBool занимают один байт; переменная WordBool - 2 байта; LongBool - 4 байта.
Boolean - это предпочтительный тип, использующий меньше памяти. Остальные типы обеспечивают совместимость с другими языками и средой Windows.
Предполагается, что тип Boolean имеет порядковые значения 0 и 1, а другие типы могут иметь другие порядковые значения. Когда выражение типа ByteBool, WordBool или LongBool равно 1, то его значение истинно, когда 0 - ложь; любое другое значение преобразуется к единице и считается истинным.
Символьный тип (char) представляет собой тип данных, предназначенный для хранения одного символа (буквы, знака или кода). В переменную этого типа может быть помещен любой из 256 символов расширенного кода ASCII.
Переменная типа char занимает один байт памяти. Значения типа char задаются в апострофах. Кроме того можно задавать значения используя код из таблицы ASCII. Над данными символьного типа можно выполнять операции сравнения.
Перечисляемый тип определяется как упорядоченный набор идентификаторов, заданный путем их перечисления. При этом список идентификаторов разделенных запятой указывается в круглых скобках. Задается перечисляемый тип в разделе type.
Пример:
  type A=(2, 4, 1, 7);
         B=('c', 'L', '3', '|');
Значения переменных перечисляемого типа не могут вводиться с клавиатуры и выводиться на экран.
Интервальный тип данных определяется посредством задания подмножества значений одного из ранее определенных типов. Можно использовать все простые типы, за исключением вещественного. При задании диапазона указывается наименьшее и наибольшее значения, разделенные двумя точками. При этом оба значения обязательно одного типа.
К вещественному типу относится подмножество вещественных чисел, представленных в формате с плавающей точкой и фиксированным числом цифр.
В ТП имеется 5 видов вещественных типов:

Тип Диапазон Точность Формат
Real (вещественное) 2.9*10-39..1.7*1038 11-12 знаков 6 байт
Single (с одинарной точностью) 1.5*10-45..3.4*1038 7-8 знаков 4 байта
Double (с двойной точностью) 5.0*10-324..1.7*10308 15-16 знаков 8 байт
Extended (с повышенной точностью) 3.4*10-4932..1.1*104932 19-20 знаков 10 байт
Comp (сложное) -9.2*1018..9.2*1018 19-20 знаков 8 байт

Действия над типами с одинарной, двойной, повышенной точностью и сложным типом могут выполняться только при наличии числового сопроцессора. Поэтому считается что постоянно доступным является только тип Real.


2.5. Константы, переменные и оператор присваивания.

Константа - это идентификатор отмечающий значение, которое не может изменяться. Идентификатор константы не может быть включен в свое собственное описание. Константы должны объявляться в декларационной части программы до момента их использования в вычислениях. Эта декларационная часть начинается с зарезервированного слова const. При декларации указывается имя константы, символ равенства и значение этой константы. В ТП применяется 5 видов констант простых типов:
  1. Целочисленные константы. В качестве значений может использоваться любое целочисленное данное в десятичном или шестнадцатеричном формате (year=2003)
  2. Вещественные константы определяются числами, записанными в десятичном формате данных (time=0.2e+4, yyy=304.0)
  3. Символьные константы могут быть определены только посредством символов таблицы ASCII. При этом сам символ заключается в апострофы (var1='A')
  4. Строковые константы определяются произвольной последовательностью символов, заключенных в апострофы (stroke='IBM')
  5. Типизированные константы (переменные с начальным значением) . Каждой типизированной константе ставится в соответствие имя, тип, начальное значение (year1:integer =1995)
Переменной называется элемент программы, который предназначен для хранения, коррекции и передачи данных внутри программы.
Раздел описания переменных начинается с зарезервированного слова var.
Для объявления переменной необходимо указать имя переменной и ее тип. Однотипные переменные могут перечисляться через запятую перед указанием их типа.
Пример:
  a: integer;
  b: boolean;
  c, b: real;
  e: integer;
Все переменные делятся на глобальные и локальные. Глобальными являются переменные, объявленные вне процедур и функций, а локальными - объявленные внутри процедур и функций.
ТП накладывает ряд ограничений на использование переменных:
  1. Среди глобальных переменных не может быть двух с одинаковыми идентификаторами;
  2. Среди локальных переменных в пределах одной процедуры или функции не может быть двух с одинаковыми идентификаторами;
  3. В тексте программы любой глобальный идентификатор может дублировать любой локальный идентификатор, т.к. даже при одинаковых именах они хранятся в разных участках памяти.
Оператор присваивания - это основной оператор любого языка программирования. Данный оператор позволяет поместить определенное значение в необходимую вам переменную.
Оператор присваивания имеет вид:
    идентификатор:= выражение;
При составлении выражений могут быть использованы следующие математические функции:

Имя функции Математическое значение Тип результата
a mod b Остаток деления a на b Целое
a div b Целая часть деления a на b Целое
abs (a) |a| Совпадает с типом аргумента
sqr (a) a2 Совпадает с типом аргумента
sqrt (a) Вещественное
sin (a) sin a Вещественное
cos (a) cos a Вещественное
arctan (a) arctg a Вещественное
ln (a) ln a Вещественное
exp (a) ea Вещественное

При составлении сложных выражений осуществляется приоритет выполнения операций:
  1. not, @
  2. *, /, div, mod, and, shl, shr
  3. +, -, or, xor
  4. =, <>, <=, >=, >, <, in

2.6. Операторы ввода/вывода.

ТП содержит четыре оператора ввода/вывода: read, readln, write, writeln.
Оператор read осуществляет ввод данных с клавиатуры и размещение их в стандартном файле ввода input. Вводимые данные размещаются в качестве значений переменных, имена которых перечислены в круглых скобках за оператором read.
    read (a, b, c);
Вводятся данные тоже списком, в котором они разделяются пробелом. Ввод заканчивается нажатием Enter. Курсор, отмечающий позицию следующего ввода/вывода остается за последним введенным данным.
Оператор readln выполняет аналогичные действия и переводит курсор на следующую строку.
Оператор write осуществляет вывод на экран или печатающее устройство с одновременным размещением в стандартном файле вывода output. Оператор может выводить сообщение или значение переменной. Сообщения записываются в апострофах. Для вывода значения переменной указывается имя переменной. Сообщения и переменные можно чередовать в одном списке, разделяя их запятыми. Курсор остается за последним выведенным данным.
Оператор writeln выполняет аналогичные действия и переводит курсор на следующую строку.
Операторы write и writeln допускают т.н. форматированный вывод данных.
    write (a:5:2);
Первое из чисел указывает сколько экранных знаков отводится под вывод. Второе число указывает количество знаков после запятой в числе и может отсутствовать.

назад     содержание     вперед     на главную

http://www.ulbiz.ru - Информационный справочник Ульяновска - компании, фирмы, адреса, телефоны, знакомства, развлечения, новости, погода

Если у вас есть программы, предложения или замечания - пишите: chemisk@mail.ru

http://rc-5.narod.ru - официальный сайт Ульяновской команды по грубой атаке на шифр rc5-72

Rambler's Top100
Hosted by uCoz