Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образование и науки РК

Западно-Казахстанский инженерно-гуманитарный университет

Курсовая работа

На тему: «Внешние программы и модули»

По дисциплине: «Алгоритмы, структуры данных и программирование»

Выполнил:

студент «712 группы» Сергеев Валерий

Проверил:

магистр Козлов М.В.

Уральск 2013

Содержание

Введение

1. Модули

1.1 Структура модулей

1.2 Заголовок модулей и связь модулей друг с другом

1.3 Интерфейсная часть

1.4 Исполняемая часть

1.5 Инициирующая часть

1.6 Компиляция модулей

1.7 Доступ к объявленным в модуле объектам

1.8 Стандартные модули

2. Внешние программы

2.1 Использование внешних программ

2.2 ОО-изменение архитектуры (rearchitecturing)

2.3 Внешние программы в оверлеях

Заключение

Список используемых источников

Введение

В 1992 году фирма Borland International выпустила два пакета программирования на использовании языка Паскаль, - Borland Pascal 7.0 и Turbo Pascal 7.0.

Пакет Borland Pascal 7.0 учитывает многие новейшие достижения в программировании и практике создания программ и включает в себя три режима работы: в обычном режиме операционной системы MS DOS, в защищенном режиме MS DOS и в среде Windows. Обладая расширенными возможностями, пакет Borland Pascal 7.0 тем не менее требует для использования всех своих возможностей довольно большую память - примерно 30 Мбайт на жестком диске и не менее 2 Мбайт оперативной памяти.

Пакет Turbo Pascal 7.0 обладает ограниченными возможностями и позволяет работать только в обычном режиме MS DOS. Начинающему программисту, по-видимому, целесообразно начать изучение языка и среды именно с этого пакета.

Язык характеризуется расширенными возможностями по сравнению со стандартом, хорошо развитой библиотекой модулей, позволяющих использовать возможности операционной системы, создавать оверлейные структуры, организовывать ввод-вывод, формировать графическое изображение и т.д.

Среда программирования позволяет создавать тексты программ, компилировать их, находить ошибки и оперативно их исправлять, компоновать программы из отдельных частей, включая стандартные модули, отлаживать и выполнять отлаженную программу.

В данной работе будут описаны основные возможности языка, работа в интегрированной среде, набор стандартных модулей.

Паскаль замечательный язык программирования, который относительно прост в изучении, довольно ясен и логичен и, будучи первым изучаемым языком программирования, приучает к хорошему стилю. Паскаль воспитывает дисциплину структурного программирования и программирования вообще лучше, чем другие языки программирования, такие, как, например Бейсик.

Паскаль - гибкий и развитый в отношении типов данных язык. Привлекательны его рекурсивные возможности, а также поддержка технологии объектно-ориентрованного программирования.

Цель: Рассмотреть понятия внешние программы и модули.

Задачи: Более подробно ознакомится с внешними программами и модулями. Рассмотреть все виды модулей, ознакомится с использованием внешних программ.

1. Модули

Модуль это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты раздела описаний (типы, константы, переменные, процедуры и функции) и, возможно, некоторые исполняемые операторы инициирующей части.

Наличие модулей в Turbo Pascal позволяет программировать и отлаживать программу по частям, создавать библиотеки подпрограмм и данных, воспользоваться возможностями стандартных модулей, практически неограниченно увеличивать кодовую (содержащую коды команд) часть программы.

Модуль содержит описания типов данных, переменных и других объектов, а также подпрограммы, которые используются в различных программах. Подпрограмму имеет смысл включать в состав модуля в том случае, когда она реализует действие, которое приходится выполнять достаточно часто. Подпрограммы, входящие в модуль, можно написать, отладить и откомпилировать один раз, а использовать многократно.

Модули представляют собой прекрасный инструмент для разработки библиотек прикладных программ и мощное средство модульного программирования. Важная особенность модулей заключается в том, что компилятор Турбо Паскаля размещает их программный код в отдельном сегменте памяти. Максимальная длина сегмента не может превышать 64 Кбайта, однако количество одновременно используемых модулей ограничивается лишь доступной памятью, что дает возможность создавать весьма крупные программы.

Доступ к описаниям, функциям и процедурам модуля обеспечивает оператор использования Uses, в котором указывается имя модуля. Этот оператор размещается в разделе описаний программы, сразу после заголовка. Если в программе используется не один модуль, а несколько, необходимо указать имена всех модулей, перечислив их через запятую. Исключением является модуль System, ссылка на который необязательна. Этот модуль содержит, в частности, процедуры файлового ввода/вывода, процедуры и функции для работы со строками и некоторые другие.

Модуль начинается заголовком

unit unit_name;

где unit_name - имя модуля, которое выбирается в соответствии с правилами Паскаля. Файл, содержащий модуль, обязан иметь то же имя, что и модуль.

Разберем в качестве примера модуль с описанием гиперболических функций, которых нет в числе встроенных функций языка Паскаль, но эти функции достаточно часто появляются в прикладных задачах, и поэтому имеет смысл включить их в состав библиотечного модуля. Доступ к функциям из этого модуля обеспечивает оператор использования Uses, в котором указывается имя модуля. Итак, сам модуль выглядит следующим образом.

{$N+}

unit hyp_fun;

interface

type

Float = Extended;

function sinh(x: Float): Float;

function cosh(x: Float): Float;

function tanh(x: float): Float;

implementation

var

t: Float;

function sinh(x: Float): Float;

begin

t := Exp(x);

sinh := 0.5*(t - 1.0/t);

end;

function cosh(x: Float): Float;

begin

t := Exp(x);

cosh := 0.5*(t + 1.0/t);

end;

function tanh(x: Float): Float;

begin

t := Exp(2.0*x);

tanh := (t - 1.0) / (t + 1.0);

end;

end.

Зарезервированные слова interface и implementation здесь играют важную роль. Каждый модуль имеет части (секции), озаглавленные этими словами. Секция interface (она называется интерфейсной секцией) содержит описания констант, типов, переменных и процедур, доступных из вызывающей программы или модуля. Секция implementation (секция реализации) содержит исходный код программы. Она может также содержать локальные описания, такие как var t: Real; из нашего примера.

Каждый модуль начинается с зарезервированного слова unit и заканчивается словом end, за котором следует точка. Для этого end не требуется соответствующего слова begin, хотя можно и поставить его непосредственно перед end. Оператор type в начале нашего модуля определяет тип Float, который в данном случае эквивалентен типу Extended. Указав, справа от знака равенства любой другой эквивалентный тип, можно изменить точность вычисления гиперболических функций.

1.1 Структура модулей

Модуль имеет следующую структуру:

Unit module_name
Interface
Интерфейсная секция
Implementation
Секция реализации
Секция инициализации

Здесь Unit зарезервированное слово (единица), начинает заголовок модуля; name имя модуля (правильный идентификатор). Interface - интерфейсная секция - содержит те описания типов, переменных и других объектов данных, которые можно использовать в других программах или модулях. Секция реализации начинается с зарезервированного слова implementation. Все описания, содержащиеся в секции реализации, являются локальными, их область действия - данный модуль. Здесь же содержаться полные описания функций и процедур модуля. Последняя часть модуля - секция инициализации. Она может быть пустой и содержать только зарезервированное слово end или включать в себя исполняемые операторы, выполняющие необходимые действия по инициализации (например, по присваиванию начальных значений переменным) модуля.

В качестве примера рассмотрим модуль func1 /см. приложение А/, расширяющий вычислительные возможности Турбо Паскаля, так как он содержит функции, отсутствующие в стандартных модулях системы. Среди «стандартных» функций - синус (Sin), косинус (Cos), арктангенс (ArcTan), экспонента (Exp), натуральный логарифм (Ln), квадрат числа (Sqr) и квадратный корень из него (Sqrt). В модуле func1 имеются тангенс (Tan), арксинус (ArcSin) и арккосинус (ArcCos), функции перевода градусной меры в радианную и наоборот (Degrees_to_Radians, Radians_to_Degrees), набор гиперболических функций (Sinh, Cosh, Tanh), а также десятичный логарифм (Log10) и произвольная степень числа (Power).

Напомню математическое определение гиперболических функций:

В нашем примере интерфейсная секция содержит описания вещественного типа float, а также константу Infinity - «бесконечно большое значение». Бесконечность здесь понимается, разумеется, в смысл машинной арифметики, как значение, близкое к максимально допустимому для типа Extended. Далее следуют заголовки функций модуля.

Секция реализации содержит константы, используемые в подпрограммах-функциях. Затем идут полные описания функций. Вычисление тангенса использует «классическое» определение этой функции как отношение синуса к косинусу. Учтено также приближение значения тангенса к бесконечности при определенных значениях аргумента. В этом случае функция возвращает «машинную бесконечность».

При программировании арксинуса и арккосинуса следует учитывать то, что эти функции - многозначные. В нашем случае вычисляется «главное значение», лежащее в интервале [-/2, /2] (для арксинуса) или [0, ] (для арккосинуса) радиан. Для этого используются формулы, известные из курса элементарной математики.

При вычислении гиперболических функций учитывается то обстоятельство, что уже при относительно небольших значениях аргумента вычисление экспоненты приводит к арифметическому переполнению. В этом случае функция возвращает «бесконечное» значение.

1.2 Заголовок модуля и связь модулей друг с другом

Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова Unit следующего за ним имени модуля. Для правильной работы среды Турбо Паскаля и возможности подключения средств, облегчающих разработку крупных программ, это имя должно совпадать с именем дискового файла, в который помещается исходный текст модуля. Если, например, имеем заголовок

Unit Global;

то исходный текст соответствующего модуля должен размещаться в дисковом файле GLOBAL.PAS. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь устанавливается специальным предложением

Uses <сп.модулей>

Здесь Uses - зарезервированное слово (использует);

<сп.модулей> - список модулей, с которыми устанавливается связь;

элементами списка являются имена модулей, отделяемые друг от друга

запятыми, например:

Uses CRT, Graph, Global:

Если объявление Uses... используется, оно должно открывать раздел описаний основной программы. Модули могут использовать другие - модули. Предложение Uses в модулях может следовать либо сразу за зарезервированным словом Interface, либо сразу за словом Implementation.

1.3 Интерфейсная часть

Через интерфейс осуществляется взаимодействие основной программы с модулем (модуля с модулем). В интерфейсе указываются константы, типы, переменные, процедуры и функции, которые могут быть использованы основной программой (модулем) при вызове этого модуля.

Интерфейсная часть открывается зарезервированным словом Interface. В этой части содержатся объявления всех глобальных объектов модуля (типов, констант, переменных и подпрограмм), которые должны стать доступными основной программе и/или другим модулям. При объявлении глобальных подпрограмм в интерфейсной части указывается только их заголовок, например:

Unit Cmplx;

Interface

type

complex = record

re, Im : real

end;

Procedure AddC (x, у : complex; var z : complex);

Procedure MulC (x, у : complex; var z : complex);

Если теперь в основной программе написать предложение

Uses Cmplx;

то в программе станут доступными тип Complex и две процедуры AddC и МulC из модуля Cmplx.

Отметим, что объявление подпрограмм в интерфейсной части автоматически сопровождается их компиляцией с использованием дальней; модели памяти. Таким образом, обеспечивается доступ к подпрограммам из основной программы и других модулей.

Следует учесть, что все константы и переменные, объявленные интерфейсной части модуля, равно как и глобальные константы и переменные основной программы, помещаются компилятором Турбо Паскаля в общий сегмент данных (максимальная длина сегмента 65536 байт). Порядок появления различных разделов объявлений и их количество может быть произвольным. Если в интерфейсной части объявляются внешние подпрограммы или подпрограммы в машинных кодах, их тела (т.е. зарезервированное слово External, в первом случае, и машинные коды вместе со словом Inline во втором) должны следовать сразу за их заголовками в исполняемой части модуля (не в интерфейсной). В интерфейсной части модулей нельзя использовать опережающее описание.

В интерфейсах различных модулей недопустимо циклическое обращение друг к другу, т.к. компилятор в этом случае не может установить связей.

1.4 Исполняемая часть

Исполняемая часть включает все подпрограммы модуля. Она может также включать локальные метки, константы, типы и переменные.

Исполняемая часть начинается зарезервированным словом Implementation и содержит описания подпрограмм, объявленных в интерфейсной части. В ней могут объявляться локальные для модуля объекты - вспомогательные типы, константы, переменные и блоки, а также метки, если они используются в инициирующей части.

Описанию подпрограммы, объявленной в интерфейсной части модуля, в исполняемой части должен предшествовать заголовок, в котором можно опускать список формальных переменных (и тип результата для функции), так как они уже описаны в интерфейсной части. Но если заголовок подпрограммы приводится в полном виде, т.е. со списком формальных параметров и объявлением результата, он должен совпадать с заголовком, объявленным в интерфейсной части, например:

Unit Cmplx;

Interface

type

complex = record;

re, im: Real;

end;

Procedure AddC (x, у : complex; var r : complex);

Implementation

Procedure AddC;

begin

z.re := x.re + y.re;

z,im := x.Im * y.im;

end;

end.

Локальные переменные и константы, а также все программные коды, порожденные при компиляции модуля, помещаются в общий сегмент памяти.

В отличие от интерфейсов модулей в исполнительных частях модулей допустимо циклическое обращение друг к другу, т.к. все равно взаимодействие осуществляется через интерфейсы, и здесь не возникает проблемы с установлением необходимых связей.

1.5 Инициирующая часть

В некоторых случаях перед обращением к модулю следует провести его инициализацию (например, установить связь с теми или иными файлами с помощью процедуры Assign, инициализировать какие-то переменные и т.д.). Необходимые действия можно выполнить в секции инициализации модуля. Эта секция начинается словом begin, после которого идут исполняемые операторы, а затем помещается слово end. (с точкой), например:

begin

Assign (F1, ` FILE1.DAT `);

end.

В инициирующей части размещаются исполняемые операторы, содержащие некоторый фрагмент программы. Эти операторы исполняются до передачи управления основной программе и обычно используются для подготовки ее работы. Например, в них могут инициироваться переменные, открываться нужные файлы, устанавливаться связи с другими ПК по коммуникационным каналам и т.п.:

Unit FileText;

Interface

Procedure Prlnt (t : string);

Implementation

var f: Text;

const

name = ' OUTPUT. TXT ';

Procedure Print;

begin

WriteLn (f, s);

end;

{Начало инициирующей части:}

begin

Assign (f, name);

Rewrite (f);

{Конец инициирующей части:}

end.

Следует иметь в виду, что операторы секции инициализации выполняются единственный раз в момент запуска программы.

Если инициализация модуля не нужна, то в секции помещается лишь слово end.

1.6 Компиляция модулей

В среде Турбо Паскаля имеются средства, управляющие способом компиляции модулей и облегчающие разработку крупных программных проектов. В частности, определены три режима компиляции: COMPILE, МАКЕ и BUILD. Режимы отличаются только способом связи, компилируемого модуля или основной программы с другими модулями, объявленными в предложении USES.

При компиляции модуля или основной программы в режиме COMPILE все упоминающиеся в предложении USES модули должны быть предварительно откомпилированы, и результаты компиляции помещены в одноименные файлы с расширением .TPU. Например, если в программе (модуле) имеется предложение Uses Global, то на диске в каталоге, объявленном опцией UNIT DIRECTORIES, уже должен находиться файл GLOBAL.TPU. Файл с расширением TPU (от англ. Turbo Pascal Unit) создается в результате компиляции модуля.

В режиме МАКЕ компилятор проверяет наличие TPU-файлов для каждого объявленного модуля. Если какой-либо из файлов не обнаружен, система пытается отыскать одноименный файл с расширением .PAS, т.е. файл с исходным текстом модуля, и, если .PAS-файл найден, приступает к его компиляции. Кроме того, в этом режиме система следит за возможными изменениями исходного текста любого используемого модуля. Если в PAS-файл (исходный текст модуля) внесены какие-либо изменения, то независимо от того, есть ли уже в каталоге соответствующий TPU-файл или нет, система осуществляет его компиляцию перед компиляцией основной программы. Более того, если изменения внесены в интерфейсную часть модуля, то будут перекомпилированы также и все другие модули, обращающиеся к нему. Режим МАКЕ, таким образом, существенно облегчает процесс разработки крупных программ с множеством модулей: программист избавляется от необходимости следить за соответствием существующих TPU-файлов их исходному тексту, так как система делает это автоматически.

В режиме BUILD существующие TPU-файлы игнорируются, и система пытается отыскать (и компилировать) соответствующий PAS-файл для каждого объявленного в предложении USES модуля. После компиляции в режиме BUILD программист может быть уверен в том, что учтены все сделанные им изменения в любом из модулей.

Подключение модулей к основной программе и их возможная компиляция осуществляются в порядке их объявления в предложении USES. При переходе к очередному модулю система предварительно отыскивает все модули, на которые он ссылается. Ссылки модулей друг на друга могут образовывать древовидную структуру любой сложности, однако запрещается явное или косвенное обращение модуля к самому себе. Например, недопустимы следующие объявления:

Unit A; Unit B;

Interface Interface

Uses S; Uses A;

Implementation Implementation

end.

end.

внешний программа модуль

Это ограничение можно обойти, если «спрятать» предложение USES в исполняемые части зависимых модулей:

Unit A; Unit B;

Interface Interface

Implementation Implementation

Uses B; Uses A;

end.

end.

Дело в том, что Турбо Паскаль разрешает ссылки на частично откомпилированные модули, что приблизительно соответствует опережающему описанию подпрограммы. Если интерфейсные части любых двух модулей независимы (это непременное условие!), Турбо Паскаль сможет идентифицировать все глобальные идентификаторы в каждом из модулей, после чего откомпилирует тела модулей обычным способом.

1.7 Доступ к объявленным в модуле объектам

Пусть, например, мы создаем модуль, реализующий арифметику комплексных чисел (напомню, что такая арифметика ни в стандартном Паскале, ни в Турбо Паскале не предусмотрена). К сожалению, в Турбо Паскале нельзя использовать функции, значения которых имели бы структурированный тип (запись, например), поэтому арифметика комплексных чисел реализуется четырьмя процедурами:

{UNIT Cmplx};

INTERFACE

{.............................................}

type

complex = record;

re, Im : real;

end

Procedure AddC (x, у : complex: var z: complex);

Procedure SubC (x, у : complex; var z: complex);

Procedure MulC (x, у : complex; var z: complex);

Procedure DIvC (x, у : complex; var z: complex);

Const

с : complex = (re : 0.1; Im : -1);

IMPLEMENTATION

{..........-- . -- .......... -- -- -- ----...... }

PROCEDURE AddC;

Begin

z.re := x.re + y.re;

z. Im := x . im + у. Im;

end {AddC};

PROCEDURE SubC;

Begin

z .re := x.re - y.re;

z . im := x.Im - y. Im;

end {SubC};

PROCEDURE MulC;

Begin

z.re := x.re * y.re - x.im * y.im;

z.lm := x.re * y.im + x.im * y.re;

end {MulC};

PROCEDURE DivC;

var zz : real;

begin

zz :=sqr(y.re) + sqr(y.im);

z.re := (x.re * y.re + x.im * y.im) / zz;

z.lm := (x.re * y.im - x.lm * y.re) / zz;

end {DIvC}:

END.

Текст этого модуля следует поместить в файл CMPLX.PAS. Его можно откомпилировать, создав TPU-файл, после чего программе станут доступны процедуры из новой библиотеки.

1.8 Стандартные модули

В Турбо Паскале имеется восемь стандартных модулей, в которых содержится большое число разнообразных типов, констант, процедур и функций. Этими модулями являются SYSTEM, DOS, CRT, PRINTER, GRAPH, OVERLAY, TURBO3 и GRAPHS. Модули GRAPH, TURBOS и GRAPHS содержатся в одноименных ТPU-файлах, остальные входят в состав библиотечного файла TURBO.TPL. Лишь один модуль SYSTEM подключается к любой программе автоматически, все остальные становятся доступны только после указания их имен в списке, следующем за словом USES. Ниже приводится краткая характеристика стандартных модулей. Модуль SYSTEM в него входят все процедуры и функции стандартного Паскаля, а также встроенные процедуры и функции Турбо Паскаля, которые не вошли в другие стандартные модули (например, INC, DEC, GETDIR и т.п.). Как уже отмечалось, модуль SYSTEM подключается к любой программе независимо от того, объявлен ли он в предложении USES или нет, поэтому его глобальные константы, переменные и подпрограммы считаются встроенными в Турбо Паскаль. Модуль PRINTER делает доступным вывод текстов на матричный принтер. В нем определяется файловая переменная LST типа TEXT, которая связывается с логическим устройством PRN. После подключения модуля может быть выполнена, например, такая программа:

Uses Printer;

Begin

WriteLn (LST, 'Турбо Паскаль');

end.

Модуль CRT. В нем сосредоточены процедуры и функции, обеспечивающие управление текстовым режимом работы экрана. С помощью входящих в модуль программ можно перемещать курсор в произвольную позицию экрана, менять цвет выводимых символов и окружающего их фона, создавать окна. Кроме того, в модуль включены также процедуры «слепого» чтения клавиатуры и управления звуком. Модуль GRAPH содержит обширный набор типов, констант, процедур и функций для управления графическим режимом работы экрана. С помощью подпрограмм, входящих в модуль GRAPH, можно создавать разнообразные графические изображения и выводить на экран текстовые надписи стандартными или разработанными программистом шрифтами. Подпрограммы модуля GRAPH после соответствующей настройки могут поддерживать различные типы аппаратных графических средств. Настройка на имеющиеся в распоряжении программиста технические средства графики осуществляется специальными программами - драйверами, которые не входят в библиотечный файл GRAPH.TPU, но поставляются вместе с ним. Модуль DOS. В модуле собраны процедуры и функции, открывающие доступ программам к средствам дисковой операционной системы MS DOS. Модуль OVERLAY. Он необходим при разработке громоздких программ с перекрытиями. Как уже говорилось, Турбо Паскаль обеспечивает создание программ, длина которых ограничивается лишь доступной оперативной памятью ПК. Для большинства IBM-совместимых ПК доступная программе память составляет около 580 Кбайт (без инструментальных оболочек типа Norton Commander и без самой системы Турбо Паскаль). Память такого размера достаточна для большинства применений, тем не менее, использование программ с перекрытиями снимает это ограничение. Два библиотечных модуля TURBO3 и GRAPH3 введены для совместимости с ранней версией 3.0 системы Турбо Паскаль.

2. Внешние программы

ОО-системы состоят из классов, образованных компонентами (features), в частности, подпрограммами, содержащими инструкции. Что же является правильным уровнем модульности (granularity) для интегрирования внешнего программного продукта?

Конструкция должна быть общей - это исключает классы, существующие только в ОО-языках. Инструкции - слишком низкий уровень. Последовательность, в которой две ОО-инструкции окаймляют инструкцию на языке С:

create x l make (clone (a))

(struct A) *x = &y; /* A piece of C */

x.display

Остается уровень компонентов. Он разумен и допустим, поскольку инкапсуляция компонентов совместима с ОО-принципами. Класс является реализацией типа данных, защищенных скрытием информации. Компоненты - единицы взаимодействия класса с остальной частью ПО. Поскольку клиенты полагаются на официальную спецификацию компонентов (краткую форму) независящую от их реализации, внешнему миру не важно, как написан компонент - в ОО-нотации или нет.

Отсюда вытекает понятие внешней программы. Внешняя программа имеет большинство признаков нормальной программы: имя, список аргументов, тип результата, если это функция, предусловие и постусловие, если они уместны. Вместо предложения do она имеет предложение external, определяющее язык реализации. Следующий пример взят из класса, описывающего символьные файлы:

put (c: CHARACTER) is

-- Добавить c в конец файла.

require

write_open: open_for_write

external

"C" alias "_char_write";

ensure

one_more: count = old count + 1

end

Предложение alias факультативно и используется, только если оригинальное имя внешней программы отличается от имени, данного в классе. Это случается, когда внешнее имя недопустимо в ОО-нотации, например, имя, начинающееся с символа подчеркивания (используемое в языке С).

Улучшенные варианты

Описанный механизм включает большинство случаев и достаточен для целей описания нашей книги. На практике полезны некоторые уточнения:

[x]. Некоторые внешние программные элементы могут быть макросами. Они имеют вид подпрограмм в ОО-мире, но любой их вызов предполагает вставку тела макроса в точке вызова. Этого можно достичь вариацией имени языка (как, например, "C:[macro]...").

[x]. Необходимо также разрешить вызовы программ из "динамически присоединяемых библиотек" (DLL), доступных в Windows и других платформах. Программа DLL загружается динамически во время первого вызова. Имя программы и библиотеки разрешается также задавать динамически в период выполнения. Поддержка DLL должна включать как способ статической спецификации имени, так и полностью динамический подход с использованием библиотечных классов DYNAMIC_LIBRARY иDYNAMIC_ROUTINE. Эти классы можно инициализировать во время выполнения, создавая объекты, представляющие динамически определенные библиотеки и подпрограммы.

[x]. Необходима и связь в обратном направлении, позволяющая не объектному ПО создавать объекты и вызывать компоненты. Например, графической системе может понадобиться механизм обратного вызова (callback mechanism), вызывающий определенные компоненты класса.

Все эти возможности присутствуют в ОО-среде, описанной в последней лекции. Однако их подробное обсуждение - это отдельный разговор.

2.1 Использование внешних программ

Внешние программы являются частью ОО-метода, помогая сочетать старое ПО с новым. Любой метод проектирования ПО, допускающий возможность повторного использования, должен допускать программный код, написанный на других языках. Трудно было бы убедить потенциального пользователя, что надо отказаться от всего существующего ПО, поскольку с этой минуты начинается повторное использование.

Открытость остальному миру - требование большинства программных продуктов. Это можно назвать принципом скромности: авторы новых инструментов должны дать возможность пользователям иметь доступ к ранее имевшимся возможностям.

Внешние программы также необходимы для обеспечения доступа к аппаратуре и возможностям операционной системы. Типичный пример - класс файлов. Другой пример - класс ARRAY, чей интерфейс рассматривался в предыдущих лекциях, и чья реализация основана на внешних программах: процедура создания make использует программу распределения памяти, функция доступа item использует внешний механизм для быстрого доступа к элементам массива, и т.д.

Эта техника обеспечивает ясный интерфейс между ОО-миром и другими подходами. Для клиентов внешняя программа - это просто программа. В примере, программа на С_char_write обрела статус компонента (feature) класса, дополнена предусловием и постусловием и получила стандартное имя put. Возможности, внутренне опирающиеся на не ОО-механизмы, получают новую упаковку абстрактных данных, так что участники ОО-мира начинают рассматривать их как законных граждан сообщества, и их низкое происхождение никогда не упоминается в "изысканном обществе". ("Изысканное общество" не означает бесклассовое.)

2.2 ОО-изменение архитектуры (re-architecturing)

Понятие внешней программы хорошо соответствует остальной части подхода. Основной вклад метода - архитектурный: объектная технология говорит, как разработать структуру систем, чтобы обеспечить расширяемость, надежность и повторное использование. Она также говорит, как заполнить эту структуру. Но что по-настоящему определяет, является ли система объектной, - так это ее модульная организация. Для использования ОО-архитектуры часто разумно использовать прием, называемый обертыванием (wrap), одевая в одежды класса внутренние элементы.

Крайний, но не совсем абсурдный, способ использования нотации - построить систему полностью на внешних программах. Объектная технология тогда служит просто инструментом упаковки, использующим мощные механизмы инкапсуляции: классы, утверждения, скрытие информации, клиент, наследственность.

Но обычно нет причины заходить так далеко. ОО-нотация адекватна вычислениям любого рода и столь же эффективна, как и вычисления на языках Fortran или C. В каких случаях полезна ОО-инкапсуляция внешнего ПО? Один из них мы видели: обеспечение доступа к операциям, зависящим от платформы. Другой - проблема многих организаций - управление старым ПО, доставшимся в наследство и продолжающим широко использоваться. Объектная технология предлагает возможность обновления таких систем, изменяя их архитектуру, но не переписывая их полностью.

Эта техника, которую можно назвать ОО-перестройкой (object-oriented re-architecturing) дает интересное решение сохранения ценных свойств существующего ПО, готовя его к будущему расширению и эволюции.

Однако для этого необходимы определенные условия:

[x]. Необходимо суметь подобрать хорошие абстракции для старого ПО, которое, не будучи объектным, как правило, имеет дело с абстракциями функций, а не данных. Но в этом и состоит задача - обернуть старые функции в новые классы. Если с выделением абстракций не удастся справиться, то никакая ОО-перестройка не поможет.

[x]. Наследуемое ПО должно быть хорошего качества. Перестроенное старье остается старьем - возможно хуже первоначального, поскольку оно будет скрыто под слоями абстракции.

Эти два требования частично сходны, поскольку качество любого ПО в значительной степени определяется качеством его структуры.

Когда они выполнены, можно использовать внешний механизм для построения интересного ОО-программного продукта, основанного на прежних разработках. Приведем два примера, являющихся частью среды, описанной в последней лекции.

[x]. Библиотека  дает переносимую графику и механизмы пользовательского интерфейса, позволяющие разработчикам создавать графические приложения для многих различных платформ с ощущением обычной перекомпиляции. Внутренне, она основана на "родных" механизмах, используемых во внешних программах. Точнее, ее нижний уровень инкапсулирует механизмы соответствующих платформ.

[x]. Другая библиотека, Math, обеспечивает широкий набор возможностей численных вычислений в таких областях как теория вероятностей, статистика, численное интегрирование, линейные и нелинейные уравнения, дифференциальные уравнения, оптимизация, быстрое преобразование Фурье, анализ временных рядов. Внутренне она основана на коммерческой библиотеке подпрограмм, библиотеке NAG от Nag Ltd., Oxford, но обеспечивает пользователям ОО-интерфейс. Библиотека скрывает используемые ею программы и предлагает абстрактные объекты, понятные математику,

Физику, или экономисту, представленные классами: INTEGRATOR, BASIC_MATRIX,DISCRETE_FUNCTION, EXPONENTIAL_DISTRIBUTION. Прекрасные результаты достигаются благодаря качеству внешних программ - NAG аккумулирует сотни человеко-лет разработки и реализации численных алгоритмов. К нему добавлены ОО-преимущества: классы, скрытие информации, множественное наследование, утверждения, систематическая обработка ошибок через исключительные ситуации, согласованное именование.

Эти примеры типичны для сочетания лучших традиционных программных продуктов и объектной технологии.

2.3 Внешние программы в оверлеях

Аналогично обычным процедурам и функциям Borland Pascal при использовании внешних программ на языке ассемблера для обеспечения корректной работы подсистемы управления оверлеями должны соблюдаться определенные правила программирования.

Если в программе на языке ассемблера осуществляется обращение к любой оверлейной процедуре или функции, то в программе ассемблера должен использоваться дальний тип вызова, и с помощью регистра BP должны быть установлены границы стека. Например, предположим, что OtherProc является оверлейной процедурой в другом модуле и ее вызывает программа ExternProc на языке ассемблера. Тогда программа ExternProc должна иметь дальний тип вызова и устанавливать границы стека следующим образом:

ExternProc PROC FAR

PUSH bp; сохранить регистр ВР

mov bp, sp; установить границы стека

SUB sp, LocalSize; выделить локальные

переменные

CALL OtherProc; вызвать другой оверлейный

модуль

mov sp, bp; отменить локальные переменные

pop bp; восстановить регистр ВР

RET ParamSize ; возврат управления

ExternProc ENDP

где LocalSize представляет собой размер локальных переменных, а ParamSize - размер параметров. Если значение LocalSize равно 0, то две строки, в которых выделяются и уничтожаются локальные переменные, можно опустить.

Если в программе ExternProc имеются косвенные ссылки на оверлейные процедуры и функции, то эти требования остаются теми же. Например, если процедура OtherProc вызывает оверлейные процедуры или функции, но сама не является оверлейной, то программа ExternProc должна, тем не менее, иметь дальний тип вызова и устанавливать границы стека.

Заключение

Мы завершаем рассмотрение основ программирования на Турбо Паскале. Среди них вычисления и обработка информации, использование объектно-ориентированного программирования - словом, те задачи, с которыми приходится сталкиваться профессиональному программисту. Турбо Паскаль был выбран как наилучший язык программирования для обучения основам профессионального программирования.

Турбо Паскаль - достаточно «старый» программный продукт. Следует заметить, однако, что Паскаль - это живой язык. Известны, используются или находятся в стадии разработки компиляторы и среды разработки программ на Паскале для различных операционных систем, в том числе и бурно развивающейся операционной системы Linux. Эти системы иногда частично, а иногда и в значительной мере совместимы с Турбо Паскалем, а следовательно, накопленный опыт может быть использован и для серьезной, профессиональной работы по разработке программ. В соответствии с концепцией повторного использования кода, являющейся одной из основ Open Source идеологии, логика модуля опирается, на ранее существовавший - хорошо отлаженный и проверенный временем функционал двух других модулей, гармонично взаимодействуя с ним - тем самым расширяя возможности пользователя вообще и веб-мастера в частности в области удобной и понятной организации контента на сайте.

На данном этапе развития функционал модуля логически завершён. В случае же продолжения разработки в сторону расширения функционала следует добавить возможность большего переопределения исходных настроек администратором сайта, а также, возможно отказаться от модуля Reference, по причине ожидаемого прекращения его поддержки. В этом случае следует самостоятельно реализовать весь функционал поля

Список используемых источников

1. Абрамов В.Г., Трифонов Н.П., Трифонова Г.Н. Введение в язык Паскаль. - М.: Наука, 1988. - 320 с.

2. Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала программирования на языке Паскаль. - М.: Наука, 1987. - 112 с.

3. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных./Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 360 с.

4. Грогоно П. Программирование на языке Паскаль. - М.: Мир, 1982. - 382 с.

5. Дантеманн Дж., Мишел Дж., Тейлор Д. Программирование в среде Delphi: Пер. с англ. - Киев: НИПФ “ДиаСофтЛтд.”, 1995. - 608 с.

6. Епанешников А., Епанешников В. Программирование в среде Турбо Паскаль 7.0. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1993. - 288 с.

7. Йенсен К., Вирт Н. Паскаль. Руководство для пользователя и описание языка: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 151 с.

8. Матчо Дж., Фолкнер Д.Р. Delphi: Пер.с англ.- М.: БИНОМ, 1995. - 464 с.

9. Орлик С.В. Секреты Delphi на примерах: - М.: БИНОМ. - 316 с.

10. Перминов О.Н. Программирование на языке Паскаль. - М.: Радио и связь, 1988. - 224 с.

11. Пильшиков В.Н. Сборник упражнений по языку Паскаль: Учеб. пособие для вузов. - М.: Наука, 1989. - 160 с.

12. Прайс Д. Программирование на языке Паскаль: Практ. руководство. - М.: Мир, 1987. - 232 с.

13. Рубенкинг Н. Турбо Паскаль для Windows: В 2 т.; Пер. с англ. - М.: Мир, 1993. - 536 с.

14. Фаронов В.В. Турбо Паскаль. В 3-х книгах. Книга 1. Основы Турбо Паскаля. - М.: Учеб.-инж.центр МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК, 1992. - 304 с.

15. Фаронов В.В. Паскаль и Windows. - М.: Учеб.-инж.центр МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК, 1994. - 539 с.

16. Фаронов В.В. Практика Windows-программирования. М.: Информпечать, 1996. - 247 с.

17. Федоров А., Рогаткин Д. Borland Pascal в среде Windows. - Киев: Диалектика, 1993. - 656 с.

18. Форсайт Р. Паскаль для всех: Пер. с англ.- М.: Машиностроение, 1986. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru

...