Теперь рассмотрим, как эти элементы используются в Turbo Pascal.

Доцент кафедры ОРД

к.т.н. К.Т. Тынчеров

ЛЕКЦИЯ

Использование среды программирования TURBO Pascal. основные понятия и определения

Специальность 130000.65 – Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений,  очная форма обучения

Время – 2 часа

Тема:Использование среды программирования Turbo Pascal. Основные понятия и определения.

Цель:Сформировать представление о среде программирования Turbo Pascal,  показать структуру языка, его алфавит, типы данных, особенности введения констант и переменных.

Задачи:

Образовательные:

1. Дать понятие среды программирования Turbo Pascal, истории ее появления и развития.

2. Объяснить роль и значение языка в современном обществе. Определить задачи среды программирования Turbo Pascal, ее структуру.

3. Сформировать представление об информационном обществе, показать структуру рынка программных продуктов и услуг.

Развивающие:

1. Развивать у обучаемых память, умение анализировать предложенный на лекции материал, синтезировать его и выделять главное, делать выводы.

2. Формировать умение конспектировать излагаемый преподавателем материал.

Воспитательные:

1. Формировать у обучаемых чувство гордости и ответственности при работе в сфере нефтегазовой промышденности.

2. Формировать у обучаемых осознание необходимости избранной ими специальности.

Методы проведения занятия:

1. Объяснительно – иллюстративный, где преподаватель излагает, передаёт информацию, а обучаемые слушают и запоминают.

2. Проблемное изложение, где в процессе занятия преподаватель ставит проблему и самостоятельно её решает, а обучаемые следят за логикой изложения, анализируют информацию, конспектируют.

Приемы обучения:изложение, рассказ, показ, эвристическая беседа.

Литература

1. Закон Российской Федерации «О правовой охране программ для электронно-вычислительных машин и баз данных» //Ведомости Верховного Совета Российской Федерации, 1992, № 42, ст. 2335.

2. Закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации» от 20 февраля 1995 г. № 24-ФЗ // Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, № 8, ст. 609.

3. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера - М: ОЛМА - ПРЕСС, 2002.

4. Информатика. Базовый курс. Учебник для ВУЗов / Под ред. С. В. Симоновича - СПб: Питер, 2000.

5. Андриашин Х.А., Казанцев С.Я. Информатика и математика для юристов. Учебное пособие для вузов.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-463 с.

6. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников: Уч. Пособие. – 3-е доп. Изд. –М.: Финансы и статистика, 2003. – 528 с.

7. Тынчеров К.Т. Информатика и математика. Раздел «Информатика». Учебно-методическое пособие по дисциплине. – Ставрополь: Изд-во СФКрУ, 2008. – 66 с.

Назначение и основные элементы языка Turbo Pascal

На предыдущей лекции вам было дано определение программы. Напоминаю, что в общем смысле программа представляет собой набор машинных команд, которые следует выполнить компьютеру для реализации соответствующего ей алгоритма.

Для описания программы применяется язык. Под термином языки программирования подразумевается совокупность символов, соглашений и правил для описания данных и алгоритмов решения задач на компьютере.

Для каждого языка программирования предельно четко формулируются правила написания программ, которые не допускают вольного расположения отдельных элементов команд и знаков препинания. Каждая команда имеет определенный синтаксис – правила записи.

Языки программирования можно условно разделить на языки низкого, высокого и сверхвысокого уровня.

Язык низкого уровня – это средство записи инструкций компьютеру простыми приказами – командами на аппаратном уровне, еще его называют машинно-ориентированным языком. Пользуясь системой команд, понятной компьютеру, можно описать алгоритм любой сложности. Правда, он будет слишком громоздким и будет состоять из ноликов и единичек. У такого языка жесткая ориентация на конкретный процессор. Есть попытки приспособить язык низкого уровня для понимания человеком, так появился язык ассемблера (система символического кодирования).

Более многочисленную группу составляют языки программирования высокого уровня. Они ориентированы не на систему команд той или иной ЭВМ, а на систему операторов, характерных для записи определенного класса алгоритмов. Это Бейсик, Фортран, Алгол, Паскаль, Си. Программы на этих языках гораздо проще понять и отладить.

К языкам программирования сверхвысокого уровня можно отнести Алгол-68, при разработке которого сделана попытка формализовать описание языка, приведшая к появлению абстрактной и конкретной программ. Абстрактная программа создается программистом, конкретная выводится из первой. Язык APL относят к языкам сверхвысокого уровня за счет введения сверхмощных операций и операторов. Запись программ на таком языке получается компактной.

Язык программирования Паскаль был создан профессором Института информатики Швейцарской высшей политехнической школы Николаусом Виртом в 1968-1970 гг и назван в честь выдающегося французского математика и философа Блеза Паскаля (1623-1662). С тех пор язык неоднократно модифицировался, но и в настоящее время является одним из наиболее популярных языков алгоритмического программирования.

Как программисты вы должны уметь использовать семь основных элементов программирования:

1. ввод (считывание значений с периферийных устройств);

2. данные (константы, переменные и структуры содержащие целые и вещественные числа, текст, символы, адреса);

3. операции (сложение, умножение, сравнение и т.д.);

4. вывод (на экран, диск, порт ввода-вывода и т.д);

5. условное выполнение (да, нет);

6. циклы (повторное выполнение команд);

7. подпрограммы (набор команд со своим именем, которые могут быть вызваны из любого места программы).

Теперь рассмотрим, как эти элементы используются в Turbo Pascal.

Основой Turbo Pascal является алфавит – конечный набор знаков, состоящий из букв, десятеричных и шестнадцатеричных цифр, специальных символов. В качестве букв используются прописные и строчные буквы латинского алфавита: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz, abcdefghijklmnopqrstuvwxyz и знак подчеркивания (_).

В качестве десятичных цифр: 0123456789.

Шестнадцатеричные цифры строятся из десятичных цифр и букв от А до F (или от а до f).

При написании программ применяются специальные символы: + - #@ и т.д.

Комбинации специальных символов могут образовывать составные символы: := присваивание, <> не равно, .. диапазон значений, (**) альтернатива {}, <= меньше или равно, >= больше или равно, (..) альтернатива [ ].

Русские буквы в программе должны заключаться в апострофы, например, `Пример текcта на русском языке`.

Набор слов, используемый в Turbo Pascal, можно разделить на три группы:

1. Зарезервированные слова (имеющие раз и навсегда фиксированное значение, определенный смысл, например, absolute - абсолютный; and – и; array – массив; asm – ассемблер; go to – переход на; else – иначе; end – конец блока; for – для; if – если; label – метка; mod – остаток от деления и т.д.

2. Стандартные идентификаторы  (integer, Sin, Cos, Ln, Scrt, Read, Readln – ввод данных, Write, Writeln – вывод данных) и

3. Идентификаторы пользователя (для обозначения меток, констант, переменных, процедур самим программистом).

Переменные (var) – величины, которые могут менять свои значения в процессе выполнения программы.

Например:

Var

A,B : integer.

Сама же программа состоит из трёх блоков: заголовок программы, раздел описаний, тело программы. Ниже приведена схема программы со всеми возможными разделами. Если нет необходимости использовать какие-либо разделы описаний, то они опускаются, последовательность записи разделов описаний не обязательная, причём некоторые разделы могут повторяться.

Program Name (Input, Output); {Заголовок программы}

Uses {Описание используемых модулей}

Label {Описание меток}

Const {Описание констант} Раздел описаний

Type {Описание типов}

Var {Описание переменных}

Procedure {Описание процедур}

Function {Описание функций}

Begin

    Оператор 1;

    Оператор 2; {Раздел операторов ... (тело программы)}

    Оператор n

End.

Заголовок программы начинается служебным словом Program, за которым записывается идентификатор программы (имя). Имя программы строится в соответствии с правилами записи идентификаторов, после имени программы иногда указывают в круглых скобках имена стандартных файлов ввода и вывода, связанных соответственно с клавиатурой и экраном монитора (Input, Output). Заканчивается описание заголовка символом " ; ". Например:

Program MyProgram (Input, Output);

Program MyProgram;

Затем после служебного слова uses через запятую перечисляются модули, процедуры и функции которые, используются в программе. В конце ставится " ; ". Это могут быть как стандартные модули Pascal - Crt, Graph, так и модули, разработанные пользователем. Например:

Uses Crt, Graph;

За служебным словом Label следуют перечисленные через запятую идентификаторы меток, которые используются в программе. Метка - это идентификатор, заканчивающийся двоеточием " : ", помечающий место в программе, на которое передаётся управление при помощи оператора безусловного перехода.

Label M1, M2, M3;

Следом располагается раздел описаний констант, начинающийся служебным словом Const. Идентификатор константы отделяется от значения знаком "=". После каждой константы ставится " ; ". Константы - это данные, значения которых не могут изменяться в процессе выполнения программы. Константы распознаются компилятором по форме их записи. В языке Pascal используются константы трех видов: числовые, булевские и символьные. Числовые константы предназначены для представления числовых данных (целых и вещественных). Булевские константы используются для представления данных, имеющих смысл логических высказываний (истина-ложь). Символьные константы представляют данные, являющиеся последовательностями символов. Например:

const

A = 12; {целочисленная константа A}

B: Real = 23.05; {типизированная константа B}

S= Строка ; {строковая константа}

Типы данных, вводимые пользователем, описываются после служебного слова Type. Новый тип данных вводится своим идентификатором, за которым после знака равенства " = ", записывается расшифровка типа. Например:

Type

Color = (Red, Green, Blue); {Перечисляемый тип}

Scale = 2 * (A - B).. (A + B); {Тип диапазон}

MassivReal=array[1..100] of Real; {Массив из ста элементов типа Real}

MassivChar=array[0..19] of Char; {Массив из 20 элементов типа Char}

Раздел описания переменных начинается служебным словом Var. Значения переменных могут изменяться во время выполнения программы. Переменные идентифицируются по именам (идентификаторам), с каждой переменной программы связывается один тип данных. При описании они отделяются двоеточием " : ". Если необходимо различным переменным назначить один тип данных, то они перечисляются через запятую, после последнего идентификатора ставится двоеточие, за которым указывается тип данных. Тип - это множество значений переменной вместе с множеством операций, которые можно выполнять над элементами этого множества. Заданием переменной некоторого типа, явно определяется множество значений, которые можно присваивать этой переменной, а также операции, с помощью которых можно манипулировать ее значениями. Число отдельных значений, принадлежащих некоторому типу, называется мощностью типа. Так, например, мощность типа Boolean - 2.

Var

X,Y,Z: real; {переменные типа Real}

I,J,K: integer; {переменные типа Integer}

Digit: 0..9; {переменная перечисляемого типа}

C: Color; {переменная типа Color, который описан в разделе Type}

Done, Error: boolean; {переменные типа boolean }

Operator: (plus, minus, times); {переменная перечисляемого типа}

Matrix: array[1..10,1..10] of Real; {переменная - массив}

Следом идёт раздел описания процедур и функций. Он будет рассмотрен позднее при рассмотрении вопросов, связанных с организацией подпрограмм.

Тело программы начинается служебным словом Begin, которое определяет точку начала выполнения программы. Затем следуют операторы, описывающие алгоритм решения задачи. Они отделяются друг от друга точкой с запятой " ; ". Завершается тело программы служебным словом End за которым ставится точка.

Кроме описаний и операторов Pascal-программа может содержать комментарии, которые представляют собой произвольную последовательность символов, расположенную между открывающей скобкой комментариев {и закрывающей скобкой комментариев}.

Типы данных

Паскаль (Pascal) – учебный инструментальный язык программирования вычислительных машин и персональных компьютеров. Сама программа реализует алгоритм решения задачи. В ней программист записывает последовательность действий, выполняемых над определенными данными с помощью определенных операций для реализации заданной цели.

Синтаксически программа состоит из необязательного заголовка и блока. Блок может содержать в себе другие блоки. Блок состоит из двух частей: описательной и исполнительной. Первая часть может отсутствовать, без второй блок не имеет смысла. Глобальный (который не входит ни в какой другой) блок – это основная программа. Локальные блоки – это процедуры и функции. Блочная структура обеспечивает структуризацию программ на уровне исходных текстов. В идеальном случае программа на языке Turbo Pascal состоит из процедур и функций, которые вызываются для выполнения из раздела оператора основной программы. Вначале программы обычно пишется заголовок. Он несет чисто смысловую нагрузку как правило для быстрого распознавания программы самим программистом и может отсутствовать. А вот блок программы быть должен обязательно.

Итак, синтаксически блок состоит из семи разделов:

1. uses – список имен подключаемых библиотечных модулей;

2. описания метокlabel (позволяет выполнить прямой переход на этот оператор с помощью оператора перехода go to из любого места программы;

3. описания констант const (здесь производится присваивание идентификаторам констант постоянных значений);

4. описания типов type (выбор описания типа зависит от программиста и специфики программы);

5. описания переменных var (обязательно предшествует использованию переменной);

6. описания процедур функций function и procedure (для размещения тел подпрограмм);

7. операторов начинается словом begin и оканчиваетсясловом end (основной раздел, т.к. именно в нем происходят действия, приводящие к получению результата).

Для лучшего понимания программы в ней записывается пояснительный текст – комментарий, который можно записать в любом месте программы, где разрешен пробел. Он органичен символами { } или [**] и может содержать любые комбинации русских и латинских букв, цифр и др. символов.

Пример.

{Начало программы}

или {Ввод значения А с клавиатуры}.

Теперь о типах данных.

При решении задач выполняется обработка информации различного характера. Это могут быть целые и дробные величины, строки и др. Для описания множества допустимых значений и совокупности операций, в которых может участвовать данная величина, используется указание ее типа данных. Тип данных (data type) – множество величин, объединенных определенной совокупностью допустимых операций. Все типы данных можно разделить на две группы: скалярные и структурированные (составные). Скалярные в свою очередь делятся на стандартные и пользовательские.

Перечень типов данных в языке Turbo Pascal можно представить в виде следующей схемы:

Простые (скалярные) типы.

Порядковые типы.

Целые типы: (Byte, Shortint, Integer, Word, Longint)

Логический тип boolean (представляемый двумя значениями истина и ложь)

Символьный (литерный) тип char

Перечисляемый тип.

Интервальный тип (границы диапазона).

Вещественные типы: (Real, Singl, Double, Extended, Comp).

Ссылочный тип.

2. Структурированные типы.(Эти типы данных мы рассмотрим отдельным вопросом)

Строковый (string)

Регулярный (arrari)

Комбинированный (record)

Множественный (set)

Файловый (file)

Процедурные типы.

Данные целого типа (не содержащие составных частей) – используются, когда величину нужно представить абсолютно точно. К ним относятся константы и переменные.

 Константа целого типа – это десятичное число, записанное без точки. Если константа отрицательная, то перед ней ставится знак минус (например, const k=15; p1=–46; p2=46).

Переменная целого типа принимает значение целого десятичного числа. Описание переменной обозначается integer (например, var a,b:integer; b1,b2:integer).

Действительный (вещественный) тип данных в Turbo Pascal.

В Turbo Pascal константа действительного типа представлена в двух видах:

1. Числом с фиксированной точкой.

2. Числом с плавающей точкой.

В записи действительных чисел вместо десятичной запятой, как принято в математике, используется ДЕСЯТИЧНАЯ ТОЧКА!

Число с плавающей точкой записывается в виде: mEp, где m – мантисса числа, p – порядок числа.

Операции над действительными числами: сложение +, вычитание –, умножение *, деление /. Одно из двух данных при этом может быть целого типа, но результат операции будет действительным числом.

К действительным числам можно применять встроенные функции sin(x); cos(x); exp(x); ln(x); sqr(x); sqrt(x); arctan(x) и т.д.

Вывод действительных данных возможен с форматом и без формата.

Формат указывается в операторе вывода write вслед за выводимым данным через двоеточие: R:m:n, где R – выводимое данное действительного типа, m – общее поле выводимого числа (включая знак числа, целую часть, точку и дробную часть), n – поле дробной части.

В качестве m и n могут быть целые константы, переменные, выражения. Чаще всего это целые числа. При использовании форматов число выводится с фиксированной точкой.