Турбо Паскаль

Размещено на http://www.allbest.ru/

Турбо Паскаль

Введение

Turbo Pascal (произносится «тумрбо паскамль») -- среда разработки программного обеспечения для платформы DOS. Название Borland Pascal было зарезервировано для дорогих вариантов поставки (с бмольшим количеством библиотек и исходным кодом стандартной библиотеки), оригинальная дешёвая и широко известная версия продавалась как Turbo Pascal. Название Borland Pascal также используется в более широком смысле -- как обозначение диалекта языка Паскаль от фирмы Borland.

1. История

паскаль интегрированный программа разработка

Как следует из названия, это -- среда разработки для языка программирования Паскаль. Компилирующая компонента Turbo Pascal была основана на компиляторе Blue Label Pascal, первоначально созданном в 1981 году Андерсом Хейлсбергом для операционной системы NasSys микрокомпьютера Nascom. Позднее он был переписан как Compass Pascal для операционной системы CP/M, затем как Turbo Pascal для DOS и CP/M. Одна из версий Turbo Pascal была доступна под Apple Macintosh примерно с 1986 года, но её разработка прекратилась примерно в 1992.

Когда в 1983 году появилась первая версия Turbo Pascal, такой тип среды разработки был относительно новым. Во время дебюта на американском рынке, Turbo Pascal продавался по цене в 49,99 долл. Помимо привлекательной цены, встроенный компилятор Паскаля также был очень высокого качества. Приставка «Turbo» намекала как на скорость компиляции, так и на скорость производимого им исполняемого кода.

Для того времени это была потрясающая среда разработки. Она была проста и интуитивно понятна, с хорошо организованным меню. Ранние версии использовали раскладку горячих клавиш WordStar. В более поздних версиях появилась возможность быстро получить определение ключевого слова языка, просто поставив курсор на ключевое слово и нажав клавишу справки. Справочные статьи часто включали примеры кода, использующего данное ключевое слово. Это позволяло неопытным программистам изучать Паскаль даже без помощи книг, используя лишь среду разработки.

Среда позволяла легко встраивать в код на Паскале вставки на языке ассемблера. Пользователь имел возможность проходить программу шаг за шагом; при переходе на ассемблерный блок это также работало. В любой момент пользователь мог добавить переменную или регистр в удобно расположенное окно для наблюдения за ними. При построчной отладке программ, использующих графические режимы IBM PC, происходило корректное переключение между графическим режимом программы и текстовым режимом среды разработки.

Помимо всего этого, имелось средство профилирования. Книги, включенные в поставку Borland Pascal, давали детальное описание языка ассемблера Intel вплоть до указания количества тактовых циклов, необходимых для выполнения каждой инструкции. В общем и целом, система давала превосходные возможности для оптимизации кода; пользователю не требовалось пользоваться чем-либо кроме среды разработки. Всё было сделано так идеально, что даже школьник мог этим пользоваться.

С начала 1990-ых TP/BP используется в университетах для изучения фундаментальных концепций программирования.

Вероятно, разработка Microsoft Pascal была прекращена из-за конкуренции с высоким качеством и ценой Turbo Pascal. Другая версия гласит, что Borland заключил соглашение с Microsoft на прекращение разработки Turbo BASIC (среды разработки для BASIC, ответвившейся от Turbo Pascal), если Microsoft прекратит разработку Microsoft Pascal. Некоторое время Microsoft выпускал QuickPascal, который был почти 100%-совместим с Turbo Pascal.

В течение нескольких лет Borland улучшал не только среду разработки, но и язык. В версии 5.5 в него были введены передовые возможности объектно-ориентированного программирования. Последней выпущенной версией была версия 7. Borland Pascal 7 включал в себя среду разработки и компиляторы для создания программ под DOS, extended DOS и Windows 3.x, в то время как Turbo Pascal 7 мог создавать только обычные DOS-программы.

С 1995 года Borland прекратил разработку Turbo Pascal и предложил в качестве замены среду разработки Delphi, включающую язык программирования Object Pascal.

2. Достоинства и недостатки Турбо Паскаля

Достоинства

Качественная среда разработки, включающая мощный отладчик.

Удачная система помощи -- язык можно изучить лишь по справочным статьям, без посторонних книг.

Высокая скорость компиляции, высокая скорость выполнения откомпилированных программ.

Качественно реализованное объединение Паскаля и ассемблера.

Недостатки

Компилятор рассчитан на реальный режим DOS, который сейчас практически не используется.

Недостаточно полно реализовано объектно-ориентированное программирование.

3. Интегрированная среда разработки программ Turbo Pascal 7.0

Интегрированная среда разработки программ IDE (Integrated Development Envelopment) содержит средства, позволяющие программисту выполнить все действия по разработке программы. В первую очередь это встроенный редактор, ориентированный на редактирование исходных текстов программ на языке Pascal. Встроенный транслятор, позволяющий как компилировать, так и интерпретировать программу. Средства отладки программ.

4. Основные элементы IDE Turbo Pascal 7.0

Для запуска на исполнение IDE Turbo Pascal необходимо активизировать каталог \TP\BIN\ и в командной строке указать turbo.exe. При необходимости открыть файлы с текстом программ можно указать их имена через пробелы. После запуска появится окно IDE Turbo Pascal, изображённое на рисунке 1.

Рисунок 1. IDE Turbo Pascal

Пункты главного меню IDE содержат все команды. Активизация главного меню выполняется нажатием клавиши F10, при этом один из пунктов выделяется зелёным маркером. Маркер может перемещаться по пунктам при помощи клавиш управления курсором ( ), тем самым, выбирая один из пунктов. Для отмены выбора пунктов достаточно нажать клавишу Esc. Эта клавиша также используется для закрытия диалоговых окон, выхода из подменю. Для инициализации одного из пунктов необходимо после активизации меню, выделить его и нажать клавишу Enter. При этом появляется соответствующее подменю с набором команд.

Центральное место занимает окно редактирования. В заголовке окна указывается имя редактируемого файла. Если это вновь создаваемый файл, то его имя NONAMEХХ.PAS, где ХХ - это порядковый номер нового файла (нумерация начинается с 00). В правом верхнем углу окна расположен номер активного окна и кнопка изменения режима отображения окна при помощи "мышки" (оконный или полноэкранный). Каждому вновь открываемому окну, присваивается следующий по порядку номер. Допускается открытие 99 окон. Переключение между первыми девятью окнами возможно при помощи комбинации клавиш Alt + <№ окна>, где <№ окна> - цифра от 1 до 9. Для активизации остальных окон необходимо пользоваться командой из пункта меню Window - List… Alt + 0 (будет рассмотрены ниже). В левом верхнем углу расположена кнопка закрытия окна при помощи "мышки" . В левом нижнем углу указываются номера строки и столбца, в которой расположен курсор. Полосы прокрутки облегчают пролистывание текста программы при помощи "мышки".

В строке статуса отражается состояние IDE при выполнении тех или иных операций. При работе с редактором IDE в строке статуса располагаются подсказка для наиболее используемых команд. F1 Help - вызывает контекстную помощь IDE. F2 Save - позволяет сохранить текст программы из активного окна редактирования на диске. F3 Open - служит для открытия файла с текстом программы для редактирования. Alt+F9 Compile - компилирует текст исходной программы из активного окна редактирования. F9 Make- позволяет перекомпилировать текст исходной программы из активного окна редактирования и используемые ей модули. Alt+F10 Local menu - вызывает локальное меню.

5. Главное меню IDE Turbo Pascal / Пункт меню File Alt+F

Пункт меню File содержит команды для работы с файлами. На рисунке 2 приведены команды данного пункта.

Рисунок 2. Команды пункта меню File

Команды, заканчивающие многоточием, вызывают диалоговые окна для выполнения своих функций. Справа некоторых команд изображены клавиши, позволяющие выполнить данную команду из окна редактирования.

New - команда, служащая для создания нового файла с текстом программы. Для этого создаётся новое окно редактирования, которому присваивается следующий по порядку номер.

Open F3 - служит для вызова диалогового окна, открытия файла с текстом программы (см. рисунок 3).

Рисунок 3. Диалоговое окно открытия файла

В разделе Name можно ввести имя открываемого файла или выбрать его в разделе Files при помощи клавиш управления курсором. Для переключения между разделами диалоговых окон служит клавиша Tab. Внизу диалогового окна находится информационная строка, показывающая активный каталог, выделенный файл, его размер дату и время создания. После выделения файла или введения его имени нажатие кнопки Open приводит к открытию файла в новом окне редактирования. При нажатии на кнопку Replace файл открывается в активном окне. Команда Cancel во всех диалоговых окнах отменяет выполнение команды (можно использовать клавишу Esc). Help - служит для вызова справки по данному окну.

Save F2 - сохраняет на внешнем запоминающем устройстве внесённые в файл изменения в процессе редактирования. Если у файла нет имени (NONEMEXX.PAS), то вызывается диалоговое окно, позволяющее ввести имя и указать путь для сохраняемого файла.

Save as… - вызывается диалоговое окно, похожее на окно Open, позволяющее ввести новое имя и указать путь для сохраняемого файла.

Save all - сохраняет на диске изменения в файлах, находящихся в открытых окнах редактирования.

Change dir… - позволяет изменять рабочий каталог. Диалоговое окно представлено на рисунке 4.

Рисунок 4. Диалоговое окно изменения рабочего каталога

Выбор каталога осуществляется нажатием Chdir. При необходимости вернуть исходное состояние нажимают клавишу Revert. После выбора необходимого каталога нажимается клавиша Ok.

Print - служит для вывода текста программы из активного окна редактирования на печатающее устройство.

Printer setup… - позволяет настроить печатающее устройство.

DOS shell - временный выход в DOS, возврат в IDE осуществляется выполнением команды Exit.

Exit Alt+X - завершение работы с IDE. Если в открытых окнах есть не сохраненный текст, то появляются информационные окна, запрашивающие подтверждение на сохранение измененного файла.

6. Пункт меню Edit Alt+E

Зачастую при редактировании текста программы возникает необходимость работы с отдельными блоками текста. Блок текста - это любой объем текста (начиная от одного символа), который выделен на экране. В каждый момент времени в окне может быть выделен только один блок. Выделение выполняется следующим образом:

- курсор устанавливается в начало (конец), выделяемого блока;

- при нажатой клавише Shift, клавишами управления курсора выделяемая область перемещается в конец (начало) блока.

Выделение можно выполнять при помощи "мышки". Для этого указатель "мышки" устанавливается в начало (конец), выделяемого блока и при нажатой левой клавише "мышки", перемещается в конец (начало) блока.

Меню Edit, представленное на рисунке 5 содержит команды управляющие редактированием.

Рисунок 5. Меню Edit

Undo Alt+Backspace - команда отмены действия предыдущей операции редактирования. Если несколько раз выполнять команду Undo, редактор продолжает отменять действия. Команда Undo вставляет все удаленные символы, удаляет любой вставленный символ, заменяет все перезаписанные символы и перемещает курсор обратно на предыдущую позицию. Если отменяется блочная операция, то файлы выводятся в том виде, в каком они были перед выполнением блочной операции. Команда Undo не изменяет установку параметров, влияющих более чем на одно окно. Параметр Group Undo в диалоговом окне Options|Enviroment| Editor влияет на поведение команды Undo и соответствующей команды Redo. При выборе параметра Group Undo (Групповая отмена), и нажатии клавиш Alt+Backspace или Edit|Undo, редактор изменяет последнюю группу команд. Под группой понимается последовательность команд одного типа.

Redo - отменяет действие команды Undo.

Cut Shift+Del - служит для вырезки выделенного блока, который удаляется из текста и помещается в буфер обмена (Clipboard) - временную область памяти.

Copy Ctrl+Ins - служит для копирования выделенного текста в буфер обмена.

Paste Shift+Ins - предназначена для вставки содержимого буфера обмена в активное окно, начиная с текущей позиции курсора.

Clear Ctrl+Del - удаляет выделенный блок из текста программы. Восстановить удаленный текст можно при помощи команды Undo.

На поведение в редакторе выделенных блоков влияют два параметра - Persistent Blocks и Overwrite Blocks. Они находятся в диалоговом окне Options|Enviroment|Editor. Если включен параметр Persistent Blocks, то выделенные блоки остаются выделенными, пока не удалиться или не отмениться выделение (или пока не выделен другой блок). Если параметр Persistent Blocks выключен, и курсор перемещён за выделенный блок, то выделение блока отменяется. При выключенном параметре Persistent Blocks, параметр Overwrite Blocks игнорируется. Если включен параметр Overwrite Block, и набирается символ, то выделенный блок заменяется набранным символом. Если параметр Overwrite Block включен, а параметр Persistent Block выключен, и нажимается клавиша Del или Backspace, то весь выделенный текст удаляется. Если вставляется текст (нажимая символ или вставляя его из буфера), то весь выделенный текст заменяется вставленным.

Show clipboard - открывает окно с содержимым буфера обмена. Последний помещённый в него блок является выделенным.

7. Пункт меню Run Alt+R

Команды меню запуска запускают программу из активного окна редактирования, а так же начинают и заканчивают сеансы отладки.

Run Ctrl+F9 - запускает программу, используя параметры, переданные в неё с помощью команды Run/Parameters. Если со времени последней компиляции исходный код был модифицирован, программа будет автоматически перекомпилирована, а затем выполнена.

Step over F8 - выполняет программу по шагам, без захода в тело процедур и функций. Используется при отладке.

Trace into F7 - выполняет программу по шагам, с заходом в тело процедур и функций. Используется при отладке.

Goto Cursor F4 - выполняет программу до строки, на которой стоит курсор в текущем окне редактора. Используется при отладке.

Program reset Ctrl+F2 - прекращает текущий сеанс работы с программой, освобождает память, размещенную под программу, и закрывает все открытые файлы, используемые программой. Часто используется при отладке.Parameters… - передаёт в запускаемую программу параметры, которые необходимо вводить с командной строки DOS.

8. Пункт меню Compile Alt+C

Compile Alt+F9 - компилирует программу из активного окна редактора. При успешной компиляции, нажимают любую клавишу, для удаления информационного окна компиляции. Если обнаружена ошибка или предупреждение, окно редактирования, содержащее исходный код с ошибкой, становится активным, появляется сообщение об ошибке, а курсор устанавливается на местоположении первой ошибки.

Make F9 - используется для компиляции программ, состоящих из нескольких модулей. При этом перекомпилируются все модули, в которых были внесены изменения.

Build - используется для компиляции программ, состоящих из нескольких модулей. При этом перекомпилируются все исходные тексты модулей. Destination - позволяет определить, будет ли выполняемый код храниться на диске (как файл *.ЕХЕ) или он будет храниться в памяти.

Primary file… - позволяет задать файл *.PAS, который будет компилироваться, и считаться главным при использовании команд Compile/Make F9 или Compile/Build. Clear primary file - очищает установку главного файла.

Information - показывает информационное окно состояния программы и памяти.

Работа в редакционном окне.

1. Запуск среды: TURBO.EXE

2. Создание программы: FILE выбрать NEW

3. Сохранение: SAVE AS или F2

4. Компиляция: ALT+F9

5. Выполнить: CTRL+F9

6. Посмотреть результат: ALT+F5

7. Выход из Паскаля: ALT+X

9. Лексические основы языка Pascal

Структура языка программирования зависит от множества исходных символов, совокупности правил образования из них языковых конструкций и семантических пояснений. Правила построения языковых конструкций называется синтаксисом языка. 8. Листинг программы: F5, затем набрать PRN.

Лексемы

Алфавит языка Pascal включает буквы английского алфавита от A до Z и от a до z. Арабские цифры от 0 до 9. Специальные символы: + - / * . , : ; ( ) [ ] { } & @ # ^ = < >

Символ подчёркивания _ , считающийся буквой.

Из символов алфавита формируются минимальные единицы языка, имеющие определённый смысл - лексемы. Лексемы бывают пяти видов: служебные слова, идентификаторы (имена) переменных, знаки операций, числа и строки, заданные непосредственно в программе, символы разделители. Pascal не различает заглавных и строчных букв, поэтому идентификаторы MyVAR и myvar обозначают одну и ту же переменную.

Служебные слова являются зарезервированными и переназначать их действие нельзя. Их нельзя использовать в качестве идентификаторов. Например: Program, Begin, End, While. Служебные слова будут вводиться по ходу изучения языка.

Идентификаторы используются для определения переменных, констант, типов данных, вводимых пользователем, функций, процедур, модулей, программ и полей в записях. Идентификатор может иметь любую длину, однако только первые его 63 символа являются значимыми. Идентификатор должен начинаться с буквы и не может содержать пробелов. После первого символа идентификатора можно использовать буквы, цифры и символы подчеркивания.

Знаки операций определяются специальными символами, и предназначены для выполнения тех или иных действий с данными (например, сложение операндов).

Для изображения чисел, представляющих собой константы целого и вещественного типа, используется обычная десятичная запись. Целая константа в шестнадцатеричном формате записывается, начиная со знака доллара ($). Для экспоненциальной формы записи чисел используется буква "E" или "e" Например, 9E-6 означает 9*10-6, а 24.337E+6 или 24.337E6 обозначают 24.337*106. Для отделения целой части от дробной используется символ "точка". Числа с десятичными точками или показателями степени представляют собой константы вещественного типа. Остальные десятичные числа обозначают константы целого типа. Их значения должны находится в диапазоне от -2147483648 до 2147483647. Шестнадцатеричные числа обозначают константы целочисленного типа. Они должны находиться в диапазоне от $00000000 до $FFFFFFFF.

Строка представляет собой последовательность, содержащую ноль и более символов из расширенного набора символов американского стандарта кодирования информации ASCII. Строка записывается в одной строке программы и заключается в апострофы. Строка символов может быть нулевой (не содержит символов). Два последовательных апострофа в строке символов обозначают один символ - апостроф. Атрибут длины строки символов выражается действительным количеством символов между апострофами, например:

'Строка символов'

' ' ' '

';'

'' {пустая строка}

' ' {пробел}

Разрешается вставлять в строку символов управляющие символы, которые начинаются со знака #, за которым без пробела следует целая константа без знака в диапазоне от 0 до 255. Константа обозначает соответствующий этому значению символ в коде ASCII. Аналогично, если несколько управляющих символов входит строку символов, то между ними не должно быть разделителей. Например:

#13#10 'Перевод строки и возврат каретки'

'Строка 1'#13'Строка 2'

Символы разделители используются для отделения одних выражений от других (;), меток от операторов, переменных от типов (:), для завершения программы (.).

В программе могут использоваться комментарии. Они игнорируются компилятором и применяются для пояснения исходных текстов программы. Комментарий может начинаться символами { и (*, соответственно заканчиваться } *). Например:

{Это комментарий}

(* И это комментарий *)

В Turbo Pascal строки программы могут иметь максимальную длину в 126 символов.

10. Типы данных, используемые в Pascal

При обработке данных на ЭВМ важна классификация переменных в соответствии с некоторыми важными характеристиками. Производится строгое разграничение между вещественными, комплексными и логическими переменными, между переменными, представляющими отдельные значения и множество значений и так далее. В любом алгоритмическом языке каждая константа, переменная, выражение или функция бывают определенного типа.

В языке Pascal существует такое правило: тип явно задается в описании переменной или функции, которое предшествует их использованию. Концепция типа языка Pascal имеет следующие основные свойства:

- любой тип данных определяет множество значений, к которому принадлежит константа, которые может принимать переменная или выражение, или вырабатывать операция или функция;

- тип значения, задаваемого константой, переменной или выражением, можно определить по их виду или описанию;

- каждая операция или функция требует аргументов фиксированного типа и выдает результат фиксированного типа.

Из этого следует, что транслятор может использовать информацию о типах для проверки вычислимости и правильности различных конструкций.

Тип определяет:

- возможные значения переменных, констант, функций, выражений, принадлежащих к данному типу;

- внутреннюю форму представления данных в ЭВМ;

- операции и функции, которые могут выполняться над величинами, принадлежащими к данному типу.

В Pascal все типы данных разделятся на следующие группы:

- скалярные (к скалярным относятся типы данных, значения которых не содержат составных частей, то есть простые типы: целочисленный, вещественный, логический, символьный, перечисляемый, интервальный (тип диапазон));

- ссылочный (являются указателями на данные других типов);

- структурированные (в своей основе имеет один или несколько скалярных типов данных: строковые, регулярные - массивы, множественные, комбинированные - записи, файловые);

- процедурные и объектные (используются в объектно-ориентированном программировании).

Рассмотрим скалярные типы данных. Они определяют упорядоченные множества значений. Ниже описаны скалярные типы, записанные по группам.

В Turbo Pascal пять предопределенных целочисленных типов: Shortint (короткое целое), Integer (целое), Longint (длинное целое), Byte (длиной в байт беззнаковый) и Word (длиной в слово беззнаковый). Каждый тип обозначает определенное подмножество целых чисел

Byte. Диапазон значений типа: 0..255. Занимает размер памяти 1 байт.

Word. Диапазон значений типа Word: 0..65535. Занимает размер памяти 2 байта.

Shortint. Диапазон значений типа: -128…127. Занимает размер памяти 1 байт.

Integer. Диапазон значений типа: -32768..32767. Занимает размер памяти 2 байта.

Longint. Диапазон значений типа: -2147483648…2147483647. Занимает размер памяти 4 байта.

К данными целого типа применимы следующие операции:

- сравнения ("=" равенство, "<>" неравенство, "<" меньше, "<=" меньше либо равно, ">" больше, ">=" больше либо равно);

- сложение (+);

- одноместный (унарный) плюс (+);

- вычитание (-);

- одноместный (унарный) минус (-);

- умножение (*);

- деление на цело (получение частного) (DIV);

- получение остатка от деления на цело (для беззнаковых второй операнд должен быть положительным) (MOD);

- логический сдвиг влево (ShL);

- логический сдвиг вправо (ShR).

При логическом сдвиге биты, оказавшиеся за пределами разрядной сетки кода, отбрасываются, а вместо недостающих устанавливаются нули.

К вещественному типу относится подмножество вещественных чисел, которые могут быть представлены в формате с плавающей точкой с фиксированным числом цифр. Имеется пять видов вещественных типов: вещественное (Real), с одинарной точностью (Single), с двойной точностью (Double), с повышенной точностью (Extended) и сложное (Comp). Действия над типами с одинарной точностью, с двойной точностью и с повышенной точностью и над сложным типом могут выполняться только при наличии математического сопроцессора.

Real. Диапазон значений типа: 2.9E-39..1.7E+38 (здесь и далее значения приводятся по абсолютной величине). Данные типа Real имеют точность 11-12 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 6 байт.

Single. Диапазон значений типа: 1.5E-45…3.4E+38 . Точность 7-8 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 4 байта.

Double. Диапазон значений типа: 5.0E-324...1.7E+308. Точность 15-16 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 8 байт.

Extended. Диапазон значений типа: 3.4E-4932...1.1E+4932. Точность 15-16 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 10 байт.

Comp. Диапазон значений типа: -9.2E+18…9.2E+18. Это 64-битное целое число. Занимают размер в памяти 8 байт

Над данными вещественных типов допустимы следующие операции:

- сложение (+);

- одноместный (унарный) плюс (+);

- вычитание (-);

- одноместный (унарный) минус (-);

- умножение (*);

- деление (получение частного) (/);

Множеством значений типа данных Char являются символы, упорядоченные в соответствии с расширенным набором символов кода ASCII. При вызове функции Ord(Ch), где Ch - значение символьного типа, возвращается порядковый номер Ch. Строковая константа с длиной 1 может обозначать значение константы символьного типа. Любое значение символьного типа может быть получено с помощью стандартной функции Chr(N), где N - порядковый номер символа кода ASCII. Над данными типа Char допустимы операции сравнения (= , <>, <, <=, >, >=).

Данные типа Boolean могут принимать два значения: True (Истина) и False (Ложь). Над данными типа Boolean допустимы следующие операции:

- сравнения (=, <>, <, <=, >, >=);

- And (логическое И);

- Or (логическое ИЛИ);

- Xor (логическое исключающее ИЛИ);

- Not (логическое отрицание).

Перечислимые типы определяют упорядоченные множества значений через перечисление идентификаторов, которые обозначают эти значения. Упорядочение множеств выполняется в соответствии с последовательностью, в которой перечисляются идентификаторы. При указании идентификатора в списке идентификаторов перечислимого типа он описывается как константа для блока, в котором указано описание перечислимого типа. Типом этой константы является описанный перечислимый тип. Порядковый номер перечислимой константы определяется её позицией в списке идентификаторов при описании. Перечислимый тип, в котором описывается константа, становится ее типом. Первая перечислимая константа в списке имеет порядковый номер 0. Пример перечислимого типа:

Type

Number=(one, two, three, four);

Согласно этим описаниям one является константой типа Number. При применении функции Ord к значению перечислимого типа Ord возвращает целое число, которое показывает, какое место по порядку занимает значение в отношении других значений этого перечислимого типа. Согласно предшествующим описаниям, Ord(one) возвращает 0, Ord(two) возвращает 1 и так далее.

Тип диапазон представляет собой совокупность значений из порядкового типа, называемого главным типом. Тип диапазон задаётся минимальной и максимальной константой порядкового типа. Обе константы должны иметь один и тот же порядковый тип. Например: a..b. При этом считают, что a меньше или равно b (0..99; -128..127). Переменная типа диапазон имеет все свойства переменных главного типа, однако ее значение на этапе выполнения должно принадлежать указанному интервалу. Разрешение использования выражений-констант там, где стандартный Pascal допускает только простые константы, приводит к некоторой синтаксической неоднозначности. В следующем описании неверно задан тип диапазон:

const

X = 50; Y = 10;

type

Scale = (A - B) * 2..(A + B) * 2;

Согласно синтаксису стандартного Pascal, если определение типа начинается с круглой скобки, то это перечислимый тип. Однако Scale предназначен для определения типа диапазона. Поэтому необходимо переупорядочить первое выражение поддиапазона или задать другую константу, равную значению данного выражения, и использовать эту константу в определении типа:

type

Scale = 2* (A - B)..(A + B) * 2;

При обработке данных на ЭВМ важна классификация переменных в соответствии с некоторыми важными характеристиками. Производится строгое разграничение между вещественными, комплексными и логическими переменными, между переменными, представляющими отдельные значения и множество значений и так далее. В любом алгоритмическом языке каждая константа, переменная, выражение или функция бывают определенного типа.

В языке Pascal существует такое правило: тип явно задается в описании переменной или функции, которое предшествует их использованию. Концепция типа языка Pascal имеет следующие основные свойства:

- любой тип данных определяет множество значений, к которому принадлежит константа, которые может принимать переменная или выражение, или вырабатывать операция или функция;

- тип значения, задаваемого константой, переменной или выражением, можно определить по их виду или описанию;

- каждая операция или функция требует аргументов фиксированного типа и выдает результат фиксированного типа.

Из этого следует, что транслятор может использовать информацию о типах для проверки вычислимости и правильности различных конструкций.

Тип определяет:

- возможные значения переменных, констант, функций, выражений, принадлежащих к данному типу;

- внутреннюю форму представления данных в ЭВМ;

- операции и функции, которые могут выполняться над величинами, принадлежащими к данному типу.

В Pascal все типы данных разделятся на следующие группы:

- скалярные (к скалярным относятся типы данных, значения которых не содержат составных частей, то есть простые типы: целочисленный, вещественный, логический, символьный, перечисляемый, интервальный (тип диапазон));

- ссылочный (являются указателями на данные других типов);

- структурированные (в своей основе имеет один или несколько скалярных типов данных: строковые, регулярные - массивы, множественные, комбинированные - записи, файловые);

- процедурные и объектные (используются в объектно-ориентированном программировании).

Рассмотрим скалярные типы данных. Они определяют упорядоченные множества значений. Ниже описаны скалярные типы, записанные по группам.

В Turbo Pascal пять предопределенных целочисленных типов: Shortint (короткое целое), Integer (целое), Longint (длинное целое), Byte (длиной в байт беззнаковый) и Word (длиной в слово беззнаковый). Каждый тип обозначает определенное подмножество целых чисел

Byte. Диапазон значений типа: 0..255. Занимает размер памяти 1 байт.

Word. Диапазон значений типа Word: 0..65535. Занимает размер памяти 2 байта.

Shortint. Диапазон значений типа: -128…127. Занимает размер памяти 1 байт.

Integer. Диапазон значений типа: -32768..32767. Занимает размер памяти 2 байта.

Longint. Диапазон значений типа: -2147483648…2147483647. Занимает размер памяти 4 байта.

К данными целого типа применимы следующие операции:

- сравнения ("=" равенство, "<>" неравенство, "<" меньше, "<=" меньше либо равно, ">" больше, ">=" больше либо равно);

- сложение (+);

- одноместный (унарный) плюс (+);

- вычитание (-);

- одноместный (унарный) минус (-);

- умножение (*);

- деление на цело (получение частного) (DIV);

- получение остатка от деления на цело (для беззнаковых второй операнд должен быть положительным) (MOD);

- логический сдвиг влево (ShL);

- логический сдвиг вправо (ShR).

При логическом сдвиге биты, оказавшиеся за пределами разрядной сетки кода, отбрасываются, а вместо недостающих устанавливаются нули.

К вещественному типу относится подмножество вещественных чисел, которые могут быть представлены в формате с плавающей точкой с фиксированным числом цифр. Имеется пять видов вещественных типов: вещественное (Real), с одинарной точностью (Single), с двойной точностью (Double), с повышенной точностью (Extended) и сложное (Comp). Действия над типами с одинарной точностью, с двойной точностью и с повышенной точностью и над сложным типом могут выполняться только при наличии математического сопроцессора.

Real. Диапазон значений типа: 2.9E-39..1.7E+38 (здесь и далее значения приводятся по абсолютной величине). Данные типа Real имеют точность 11-12 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 6 байт.

Single. Диапазон значений типа: 1.5E-45…3.4E+38 . Точность 7-8 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 4 байта.

Double. Диапазон значений типа: 5.0E-324...1.7E+308. Точность 15-16 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 8 байт.

Extended. Диапазон значений типа: 3.4E-4932...1.1E+4932. Точность 15-16 значащих цифр после запятой. Занимают размер в памяти 10 байт.

Comp. Диапазон значений типа: -9.2E+18…9.2E+18. Это 64-битное целое число. Занимают размер в памяти 8 байт

Над данными вещественных типов допустимы следующие операции:

- сложение (+);

- одноместный (унарный) плюс (+);

- вычитание (-);

- одноместный (унарный) минус (-);

- умножение (*);

- деление (получение частного) (/);

Множеством значений типа данных Char являются символы, упорядоченные в соответствии с расширенным набором символов кода ASCII. При вызове функции Ord(Ch), где Ch - значение символьного типа, возвращается порядковый номер Ch. Строковая константа с длиной 1 может обозначать значение константы символьного типа. Любое значение символьного типа может быть получено с помощью стандартной функции Chr(N), где N - порядковый номер символа кода ASCII. Над данными типа Char допустимы операции сравнения (= , <>, <, <=, >, >=).

Данные типа Boolean могут принимать два значения: True (Истина) и False (Ложь). Над данными типа Boolean допустимы следующие операции:

- сравнения (=, <>, <, <=, >, >=);

- And (логическое И);

- Or (логическое ИЛИ);

- Xor (логическое исключающее ИЛИ);

- Not (логическое отрицание).

Перечислимые типы определяют упорядоченные множества значений через перечисление идентификаторов, которые обозначают эти значения. Упорядочение множеств выполняется в соответствии с последовательностью, в которой перечисляются идентификаторы. При указании идентификатора в списке идентификаторов перечислимого типа он описывается как константа для блока, в котором указано описание перечислимого типа. Типом этой константы является описанный перечислимый тип. Порядковый номер перечислимой константы определяется её позицией в списке идентификаторов при описании. Перечислимый тип, в котором описывается константа, становится ее типом. Первая перечислимая константа в списке имеет порядковый номер 0. Пример перечислимого типа:

Type

Number=(one, two, three, four);

Согласно этим описаниям one является константой типа Number. При применении функции Ord к значению перечислимого типа Ord возвращает целое число, которое показывает, какое место по порядку занимает значение в отношении других значений этого перечислимого типа. Согласно предшествующим описаниям, Ord(one) возвращает 0, Ord(two) возвращает 1 и так далее.

Тип диапазон представляет собой совокупность значений из порядкового типа, называемого главным типом. Тип диапазон задаётся минимальной и максимальной константой порядкового типа. Обе константы должны иметь один и тот же порядковый тип. Например: a..b. При этом считают, что a меньше или равно b (0..99; -128..127). Переменная типа диапазон имеет все свойства переменных главного типа, однако ее значение на этапе выполнения должно принадлежать указанному интервалу. Разрешение использования выражений-констант там, где стандартный Pascal допускает только простые константы, приводит к некоторой синтаксической неоднозначности. В следующем описании неверно задан тип диапазон:

const

X = 50; Y = 10;

type

Scale = (A - B) * 2..(A + B) * 2;

Согласно синтаксису стандартного Pascal, если определение типа начинается с круглой скобки, то это перечислимый тип. Однако Scale предназначен для определения типа диапазона. Поэтому необходимо переупорядочить первое выражение поддиапазона или задать другую константу, равную значению данного выражения, и использовать эту константу в определении типа:

type

Scale = 2* (A - B)..(A + B) * 2;

11. Стандартные функции языка Pascal

При описании стандартных функций будет использоваться следующий синтаксис: <Имя_функции>(<аргумент:тип_аргумента>):<тип_возвращаемого_значения>

Abs (X :Real): Real - возвращает абсолютное значение аргумента (|X|);

Abs (X :Integer): Integer - возвращает абсолютное значение аргумента (|X|);

ArcTan (X:Real): Real - возвращает арктангенс аргумента (arctg X).

Chr (A :Byte): Char - возвращает символ, код которого равен A.

Cos (X :Real): Real - возвращает косинус аргумента (cos X);

Exp (X :Real): Real- возвращает экспоненту аргумента (ex);

Frac (X :Real): Real - возвращает дробную часть аргумента;

Int(X:Real):Real - возвращает целую часть аргумента;

Ln (X :Real): Real - возвращает натуральный логарифм аргумента (ln X);

Odd (A:Integer):Boolean - возвращает True, если А нечетно.

Ord (A :Char): Byte - возвращает порядковый номер символа A;

Round (X:Real): Integer - возвращает результат округления аргумента до ближайшего целого;

Random (A:Integer): Integer - возвращает случайное число из интервала [0,A];

Sqr (X:Real): Real - возвращает квадрат аргумента (X2);

Sqr (X:Integer): Integer - возвращает квадрат аргумента (X2);

Sqrt (X:Real): Real - возвращает квадратный корень аргумента(sqrt(x);

Sin (X:Real): Real - возвращает синус аргумента;

Trunc (X:Real): Integer - отбрасывает дробную часть действительного аргумента;

UpCase (A :Char):Char - превращает строчные буквы латинского алфавита в соответствующие им прописные.

Для вычисления значений других функций следует пользоваться тождествами:



12. Построение арифметических выражений

При построении арифметических выражений используются унарные и бинарные арифметические операции.

Для унарной операции требуется один операнд.

Например:

x:= - a; {изменение знака значения переменной a}

x:= + a; {сохранения знака значения переменной a}

При построении арифметических выражений необходимо учитывать порядок (приоритеты) выполнения арифметических операций. Первыми выполняются операции умножения и деления, затем сложения и вычитания. Для изменения порядка выполнения арифметических операций, выражения, которые необходимо выполнить в первую очередь записываются в круглых скобках.

Например:

Запись на языке Pascal будет выглядеть так:

x:=(Sqr(a)+Sqrt(a+Sqr(cos(b))))/(Ln(Sqr(b))/Ln(c)-Sin(a/(b+Pi))/Cos(a/(b+Pi)))/

((Cos(a)+Abs(Sin(b)))/Exp(b-a)+1);

Оператор " := " называется оператором присваивания. Он предписывает выполнить выражение, заданное в его правой части, и присвоить результат переменной, имя которой указано в левой его части. Переменная и выражение должны быть совместимы по типу. Его синтаксис:

Y:=2;

X:='Строка';

P:=V1;

Summa:=V2;

где - X, Y, P, Summa - имена переменных, описанных в разделе описания переменных;

- 2, 'Строка' - значения заданные явно (своими изображениями);

- V1,V2 - выражения, значения которых нужно вычислить.

13. Встроенные константы

В Pascal констант значения, которых предопределены. Они называются встроенными.

Например:

MaxInt : Integer - возвращает число 32767, наибольшее значение типа Integer;

PI : Real - возвращает число П = 3.14159265358.

Элементы структурного программирования

Структурированная программа - это программа, составленная из фиксированного множества базовых конструкций. На основе операций, развилок и слияний строятся базовые конструкции: следование, ветвление, цикл. Применяя только эти три конструкции, можно реализовать алгоритм решения любой задачи.

Конструкция, представляющая собой последовательное выполнение двух или более операций, называется следованием.

Конструкция, состоящая из развилки, двух операций и слияния, называется ветвлением. Одна из операций может отсутствовать.

Конструкция, имеющая линии управления, ведущие к предыдущим операциям или развилкам, называется циклом.

Конструкции следование, ветвление и цикл можно представить как операции, так как они имеют единственный вход и единственный выход.

Произвольную последовательность операций можно представить как одну операцию.

Операция может быть реализована любым оператором языка Pascal (простым или составным), либо группой операторов, за исключением оператора перехода Goto.

В языке Pascal количество базовых конструкций увеличено до шести, это:

- следование;

- ветвление;

- цикл с предусловием;

- цикл с постусловием;

- цикл с параметром;

- выбор.

Далее будут рассмотрены, как эти базовые конструкции реализуются в языке Pascal.

14. Программирование алгоритмов линейной структуры

Ввод - вывод данных

Для ввода и вывода данных используются следующие процедуры ввода-вывода: Write(<параметры>), WriteLn(<параметры>), Read(<параметры>), ReadLn(<параметры>).

Процедура Write(<параметры>) - используется для записи значений параметров на стандартное устройство вывода информации - экран монитора. При использовании в качестве параметров переменных, на экран выводятся их значения. Если их более одного, то они перечисляются через запятую. В процедуре Write(<параметры>) могут записываться значения, заданные своими изображениями, а также - арифметические и логические выражения.

Например:

Write (A,B,4); Вывод значений A, B и значения 4

Write (A+B); Вывод результата сложения значений двух переменных A и B

Write ('Строка'); Вывод строкового изображения "Строка" на экран

Write ('Строка', B); Вывод строкового изображения "Строка" на экран и значения переменной B.

При выводе значений переменных может использоваться форматный вывод c фиксированной точкой.

Например:

Write (A:7:2); A:N:M - указывается формат значения переменной. Это значит, что всего N символов, отводится под значение переменной A, причем после десятичной точки будет выведено на экран M символов.

WriteLn(<параметры>) отличается от Write(<параметры>) тем, что после вывода значений параметров курсор переводится в начало следующей строки.

Для ввода информации со стандартного устройства ввода информации - клавиатуры, используется процедура Read(<параметры>). В качестве параметров используются идентификаторы переменных, которым присваиваются вводимые значения. Если их несколько, то они перечисляются через запятую.

При выполнении программы процедура Read(<параметры>) переводит программу в режим ожидания вводимых данных. Значения должны вводится в порядке указания их в процедуре, при этом типы вводимых значений должны соответствовать типам соответствующих переменных. Отделяются значения друг от друга символом пробел или нажатием клавиши Enter.

ReadLn(<параметры>) отличается тем, что он после своего выполнения переводит курсор в начало следующей строки.

15. Линейные вычислительные процессы (следование)

При исполнении программы микропроцессор выполняет команды последовательно одну за другой. Точку входа (оператор с которого начинается выполнение программы), в Pascal-программе определяет служебное слово Begin, с которого начинается тело программы. Вычислительный процесс (алгоритм), в котором команды выполняются последовательно, называется линейным.

Как правило, перед разработкой программы составляется алгоритм решения задачи. Способов записи алгоритма достаточно много, однако, наиболее часто используемый способ записи при помощи блочной схемы. При данном способе каждая операция записывается в виде графического блока, изображение которого указывает на характер выполняемой операции. Необходимые параметры записываются внутри блока.



Рисунок 6. Блоки "Начало" и "Конец"

Любой алгоритм начинается с блока "Начало", а заканчивается блоком "Конец" рис. 6.

Рисунок 7. Блоки ввода и вывода

Блоки ввода и вывода информации в общем виде изображаются параллелограммами рис. 7.

Рисунок 8. Блок выражений

Операция присвоения записывается в виде прямоугольника рис. 8.

Каждый из блоков соединяется линиями, показывающими порядок выполнения операций. При направлении выполнения операций снизу вверх и справа налево на концах линий изображают стрелки. В противном случае считается, что направление выполнения операций - сверху вниз и слева направо.

Для изображения алгоритмов других вычислительных процессов используются блоки, о которых будет рассказано позже.

В приведённом примере демонстрируются операции применимые к переменным типа Byte.

Рисунок 9. Блок-схема алгоритма линейного процесса

PROGRAM Example_3_1;

var a, b, x : Byte;

BEGIN

Write ('Введите значения переменных a и b типа Byte');

Read (a,b);

x:=a+b; {Сложение}

WriteLn ('a + b =', x);

x:=a-b; {Вычитание}

WriteLn ('a - b =', x);

x:=a*b; {Умножение}

WriteLn ('a * b =', x);

x:=a DIV 2; {Деление нацело}

WriteLn ('a DIV 2 =', x);

x:=a MOD 2; {Выделение остатка от деления нацело}

WriteLn ('a MOD 2 =', x);

x:=a ShL 2; {Сдвиг влево на 2 бита}

WriteLn ('a ShL 2 =', x);

x:=b ShR 1; {Сдвиг влево на один бит}

WriteLn ('b ShR 1 =', x);

END.

16. Алгоритмы и программы ветвящейся структуры. Условный оператор If. Оператор выбора Case

Очень часто при выполнении программы необходимо выполнять те или иные операторы, в зависимости от анализа каких-либо данных. Алгоритмы, позволяющие производить анализ данных и выполнять нужные, в сложившихся условиях операторы называются ветвящимися или алгоритмами принятия решения.

Для графического изображения ветвления используется блоки, приведённые на рис. 10.



Рисунок 10. Блок схемы алгоритма принятия решения

В ромбе, как правило, записывается условие, на основе которого производится выбор ветви, в которой будет выполняться оператор. В качестве условия могут использоваться операции сравнения, логические операции или переменные логического типа Boolean. При истинности условия (True) выполняется оператор в ветви с надписью "да". "Оператор 2" будет выполнен, если условие примет ложное значение (False). На рис. 10 (б) при ложности условия не будет выполнен ни один оператор, такой блок часто называют "обход".

Примеры составления алгоритмов и программ с использованием условного оператора If

Пример 11. Определить большее из двух целых чисел A и B.

Блок-схема алгоритма решения задачи

Program Example_11;

Var A, B : Integer;

Max : Integer;

Begin

Write ('Введите значение A = '); ReadLn (A);

Write ('Введите значение B = '); ReadLn (B);

If A>=B then Max:=A else Max:=B;

WriteLn ('большее из двух целых чисел A и B: ',Max)

End.

Пример 12. Определить принадлежит ли вводимое с клавиатуры значение A интервалу [0..9].

Блок-схема алгоритма решения этой задачи аналогична примеру 11.

Program Example_12;

Var A : Real;

Max : Integer;

Str : String;

Begin

Write ('Введите значение A = '); ReadLn (A);

If (A>=0) and (A<=9) then Str:='принадлежит'

else Str:='не принадлежит';

WriteLn ('Значение A ',Str,' отрезку [0..9]')

End.

Пример 13. Значения переменных X, Y, Z вводятся с клавиатуры. Если X Y Z, то все значения возвести в квадрат, при X >Y >Z каждое из них разделить на 2, в противном случае изменить знаки чисел. Изменённые значения переменных вывести на экран.

Обратите внимание, что при решении данной задачи в каждой ветви условного оператора необходимо использовать составной оператор.

Блок-схема алгоритма решения задачи

Program Example_13;

Var X,Y,Z:Real;

Begin

Write ('Введите значение X,Y,Z');

ReadLn (X,Y,Z);

If (X<=Y)and(Y<=Z) then

begin

X:=Sqr(X); Y:=Sqr(Y); Z:=Sqr(Z)

end

else If (X>Y)and(Y>Z) then

begin

X:=X/2; Y:=Y/2; Z:=Z/2

end

else

begin

X:= -X; Y:= -Y Z:= -Z

end;

WriteLn('X=', X, ' Y=', Y, ' Z=', Z)

End.

17. Оператор выбора Case

Оператор выбора Casе очень удобен при программировании, особенно когда возможно большое количество вариантов решения задачи.

Оператор выбора Casе состоит из выражения-переключателя и списка операторов, каждому из которых предшествует одна или более констант выбора или ключевое слово Else. Переключатель (иногда называют селектор) должен иметь порядковый тип (размером в байт или слово). Таким образом, строковый тип и длинный целый тип являются недопустимыми типами переключателя. Все константы выбора должны быть уникальными и иметь порядковый тип, совместимый с типом переключателя.

Оператор варианта Case приводит к выполнению оператора, которому предшествует константа выбора, равная значению переключателя или диапазону выбора, в котором находится значение переключателя. Если такой константы выбора или такого диапазона выбора не существует и присутствует ветвь Else, то выполнятся оператор, следующий за ключевым словом Else. Если же ветвь Else отсутствует, то никакой оператор не выполняется.

Приведем некоторые примеры оператора варианта:

Case Operat of

plus: X := X+Y;

minus: X := X-Y;

times: X := X*Y;

End;

Case I of

0, 2, 4, 6, 8: Writeln('Четная цифра');

1, 3, 5, 7, 9: Writeln('Нечетная цифра');

10..100: Writeln('Между 10 и 100');

End;

Размещено на Allbest.ru

...