Основные понятия и операторы языка Паскаль
Целью курса «Информационные технологии» является обучение студентов программированию с применением методов вычислительной математики, использованием современных средств вычислительной техники и компьютерных технологий, дальнейшее развитие компьютерной грамотности на основе дисциплин «Информатика», «Математика», «Начертательная геометрия и инженерная графика», «Физика».
Задачи изучения дисциплины заключаются в практическом освоении языка и среды Турбо Паскаля (версии 7.0), в приобретении студентами навыков составления алгоритмов задач теплоэнергетического профиля, отладки программ, в умении проводить анализ полученных результатов и корректировать свои действия с целью улучшения качественных показателей программ.
Язык Турбо Паскаль является классическим языком программирования, широко применяемым в инженерных расчётах. Его изучение позволяет сформировать у студентов особый вид мышления – алгоритмический. Студентам, успешно овладевшим этим языком, не составит особого труда в будущей своей трудовой деятельности применять свои знания и составлять программы не только на языке Паскаль, но и на других языках программирования. Особенно важным является то, что знание языка Паскаль нужно для составления программ в среде Windows при помощи прикладного пакета Delphi, всё более популярного в последнее время.
К настоящему моменту имеется огромное количество библиотек программ, процедур и функций с примерами реализации большинства инженерных задач на языке Паскаль и в среде визуального программирования Delphi. Умелое применение этих наработок предполагает хорошее базовое знание языка Паскаль.
В период обучения студенты должны освоить некоторые численные методы и способы их реализации на языке Паскаль, в том числе с использованием библиотек подпрограмм и внешних файлов данных.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ТУРБО ПАСКАЛЬ
Большинство программ создаются для решения какой-либо задачи. В процессе ее решения на ПК необходимо: ввести данные, указать способ их обработки, задать способ вывода полученных результатов. Поэтому нужно знать следующее:
- Как ввести информацию в память (ввод).
- Как хранить информацию в памяти (данные).
- Как указать правильные команды для обработки данных (операции).
- Как передать данные из программы пользователю (вывод).
Необходимо также уметь упорядочивать команды так, чтобы:
- некоторые из них выполнялись только в случае, если соблюдается некоторое условие или ряд условий (условное выполнение);
- другие выполнялись повторно некоторое число раз (циклы);
- третьи выделялись в отдельные части, которые могут быть неоднократно выполнены в разных местах программы (подпрограммы).
Таким образом, нужно уметь использовать семь основных элементов программирования – ввод, данные, операции, вывод, условное выполнение, циклы и подпрограммы – и на их основе строить программы.
Этот список не является полным, однако, он содержит те элементы, которые присущи обычно всем программам. Многие языки программирования имеют еще и дополнительные средства, в том числе и Паскаль.
Основные файлы пакета Турбо Паскаль:
- Turbo.exe – интегрированная среда программирования;
- Turbo.hlp – файл, содержащий данные для оперативной подсказки;
- Turbo.tp – файл конфигурационной системы;
- Turbo.tpl – библиотека стандартных модулей Турбо Паскаля.
Для работы в графическом режиме необходимы Graph.tru – модуль с графическими процедурами и функциями Турбо Паскаля, несколько файлов с расширением *.BGI – драйверы различных типов видеосистем ПК, несколько файлов с расширением *.CHR, содержащих векторные шрифты.
После загрузки системы экран разделен на три части: основное (или рабочее) окно, главное меню и строка, в которой указывается назначение основных функциональных клавиш. Переход из основного окна в главное меню и обратно осуществляется посредством клавиши F10.
В рабочем окне осуществляется набор текста программы, запуск же происходит следующим образом: выход в меню, выбор пункта Run – Run.
Для того чтобы сохранить программу, необходимо: выйти в меню, выбрать File – Save (Save as …), в появившемся окне ввести имя файла и нажать клавишу Enter.
Выход из системы программирования: выход в меню, пункт File – Exit.
1.1. Алфавит и словарь языка Паскаль
Язык – совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения. При записи алгоритма решения задачи на языке программирования необходимо четко знать правила написания и использования языковых единиц. Основой любого языка является алфавит (набор знаков, состоящий из букв, десятичных и шестнадцатеричных цифр, специальных символов).
Алфавит Паскаля составляют:
- комбинации специальных символов, которые нельзя разделять пробелами, если они используются как знаки операций:
Неделимые последовательности знаков алфавита образуют слова, отделенные друг от друга разделителями. Ими могут быть пробел, комментарий или символ конца строки. Словарь Паскаля можно разделить на три группы слов: зарезервированные слова, стандартные идентификаторы и идентификаторы пользователя.
Зарезервированные слова (см. табл. 1.1) имеют фиксированное написание и навсегда определенный смысл. Они не могут изменяться программистом, и их нельзя использовать в качестве имен для обозначения величин.
Идентификатор – имя (identification – установление соответствия объекта некоторому набору символов). Для обозначения определенных разработчиками языка функций, констант и т. д. служат стандартные идентификаторы, например, Sqr, Sqrt и т. д. В этом примере Sqr вызывает функцию, которая возводит в квадрат данное число, а Sqrt – корень квадратный из заданного числа. Пользователь может переопределить любой стандартный идентификатор, но чаще всего это приводит к ошибкам, поэтому на практике их используют без изменения. Идентификаторы пользователя – это те имена, которые дает сам программист. При записи программ нужно соблюдать общие правила написания идентификаторов:
- Идентификатор начинается только с буквы (исключение составляют специальные идентификаторы меток).
- Идентификатор может состоять из букв, цифр и знака подчеркивания.
- Максимальная длина – 127 символов.
- При написании идентификаторов можно использовать прописные и строчные буквы.
- Между двумя идентификаторами должен стоять хотя бы один пробел.
Некоторые зарезервированные слова версии Турбо Паскаль.
Глава 2 Введение в язык программирования Pascal
Язык Pascal ( Паскаль ), изобретенный в начале 70-х годов 20-го века Н. Виртом и названный в честь французского математика и философа Блеза Паскаля, является одним из наиболее распространенных языков программиро- вания. От других языков он выгодно отличается возможностью более ясно и логично записывать программы. Программа на языке Паскаль состоит из двух частей: описание действий, которые должны быть выполнены и описание данных, над которыми они вы- полняются. В тексте программы описание данных предшествует описанию дей- ствий. В этом выражается общее правило языка – каждый встречающийся в программе объект должен быть предварительно описан. Описание данных состоит из описания переменных. Операторами называ- ются действия над данными. В общем виде любая Паскаль – программа имеет вид: заголовок программы раздел описания переменных раздел операторов Заголовок программы имеет вид: program имя программы; Здесь слово » program » – это так называемое ключевое (или служебное или еще говорят зарезервированное) слово. Оно должно записываться именно 48
Глава 2 Введение в язык программирования Pascal ____________________________________________________________________ так (без кавычек), а не иначе. Допускается использовать как строчные, так и прописные буквы. Записи PROGRAM, Program, ProgRam – разрешены и означают одно и то же. Так начинаются все программы, написанные на языке Паскаль. Здесь нече- го понимать, просто так принято разработчиком языка. В принципе допускается не использовать заголовок program , но лучше все-таки начинать программу именно с заголовка! Имя программы – это любая последовательность букв, цифр и некоторых знаков. Такие последовательности называются идентификаторами . Идентификатор состоит из 1-127 символов – букв, цифр или знаков подчѐрки- вания, при этом первым должна быть буква или знак подчѐркивания. Иденти- фикатор не должен совпадать ни с одним из ключевых слов. В идентификаторе не должно быть ( . ) – точки, ( , ) – запятой, самих скобок ( ) , а также пробелов и знаков операций. Примеры правильных идентификаторов: Х3 Summa VOLVO Select_screen_color Примеры неправильных идентификаторов: 3х начинается с цифры Sum.ma внутри идентификатора есть точка VOL VO есть пробел
2.1.1 Переменные. Стандартные типы.
Каждая переменная имеет имя и тип. Имя переменной – это произвольный идентификатор. В дальнейшем будем говорить «переменная х «, вместо «пере- менная с именем х «.
2.1 Основные элементы языка ____________________________________________________________________ Тип переменной определяет множество еѐ возможных значений, набор до- пустимых операций над переменной и размер занимаемой памяти. В Паскале существуют следующие стандартные типы переменных: integer (целый), real (вещественный), boolean (логический), char (символьный), string (строковый). Значениями переменных целого типа являются целые (и только!) числа. Примеры целых чисел:
| 25 | +150 | -200 10000 |
Операции над целыми числами таковы: + (сложение), — (вычитание), * (умножение), div (деление нацело), mod (остаток от деления двух целых чисел). Значениями переменных вещественного типа являются вещественные чис- ла. Определены следующие операции над вещественными числами: + (сложение), — (вычитание), * (умножение), / (деление). Запись вещественных чисел похожа на общепринятую, только вместо за- пятой используется точка и вместо степени 10 используется буква Е . Пример:
| Таблица 2.1 | |
| Общепринятая | на Паскале |
| 5,30 | 5.30 |
| -1,0 | -1.0 |
| 41000 | 41000 или 4.1Е4 |
| -0,73∙10 -2 | -0.73Е-2 |
Значениями переменных логического типа является true (истина), false (ложь). Определены операции: not (не), and (и), or (или), xor (исключающее или).
Глава 2 Введение в язык программирования Pascal ____________________________________________________________________ Значения переменных символьного типа – одиночные символы. Для пред- ставления символов в памяти компьютера используются специальные таблицы кодирования, о которых речь пойдет позже. Значения переменных строкового типа – цепочка символов. При записи констант символьного и строкового типа используют одиночные кавычки. Пример . ‘А’ — это символ А ‘Это цепочка символов’
2.1.2 Операции отношения
Существуют следующие операции отношения: = равно, <> не равно, < меньше, >больше, <= меньше или равно, >= больше или равно. Результатом этих операций являются логические значения true или false.
2.1.3 Раздел описаний переменных
Этот раздел имеет вид: var описание 1; описание 2; …; описание n; var – ключевое слово (от английского variable – переменная) описание имеет вид: переменная 1, переменная 2, …, переменная m: тип; переменная 1, переменная 2, …, переменная к: тип; ………………………………………………………… переменная 1, переменная 2, …, переменная s: тип;