- •Полный обучающий курс
- •Содержание
- •Ввод-вывод Занятие 1. Язык программирования Паскаль. Знакомство со средой программирования Турбо Паскаль. Основные понятия. Первая программа. Оператор присваивания.
- •Запуск интегрированной среды программирования.
- •Оператор присваивания. Арифметические выражения
- •Порядок выполнения операций
- •Основные определения. Типы данных.
- •Типы данных.
- •Сложные типы
- •Занятие 2. Ввод - вывод. Операторы Read (Readln), Write (Writeln). Простейшие линейные программы
- •Операторы Write и WriteLn
- •Операторы Read и ReadLn
- •I Арифметические функции
- •II Функции преобразования типов
- •III Функции для порядковых типов
- •IV Процедуры для порядковых типов
- •Графика Занятие 1: Графический режим. Инициализация графического режима. Построение точки, линии.
- •1) Инициализация графики, подготовительные работы, управление цветом, закрытие режима:
- •Система координат в графическом режиме.
- •Занятие 2: Построение дуги, окружности, прямоугольника, эллипса.
- •Установка стиля и цвета закраски. Закрашивание фигур.
- •Занятие 3: Вывод текста.
- •Занятие 4. Процедуры рисования закрашенных фигур.
- •Для любопытных. Окно в графическом режиме. Решение задач.
- •Операторы условия и выбора Занятие 1. Разветвляющиеся алгоритмы. Оператор условия If. Разветвляющиеся алгоритмы
- •Занятие 2. Логический тип данных. Логические операции not, and, or. Нахождение значений логических выражений. Самостоятельная работа. Логический тип данных
- •Самостоятельная работа
- •Занятие 3. Вложенные условные операторы. Решение задач.
- •I Выберите с учителем задачи для самостоятельного решения из предложенного списка:
- •II Выберите с учителем задачи для самостоятельного решения из предложенного списка:
- •Занятие 4. Оператор выбора case. Решение задач.
- •Занятие 5. Оператор безусловного перехода Goto. Решение задач.
- •Занятие 6. Контрольная работа
- •Для любознательных
- •Контрольные вопросы
- •Циклы Занятие 1. Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием.
- •Цикл с предусловием.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 2. Цикл с предусловием в графике.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 3. Контрольная работа
- •Занятие 4. Цикл с постусловием repeat.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 5. Работа с клавиатурой. Стандартные процедуры read и readLn. Стандартные функции readKey и KeyPressed; их применение в циклах.
- •Стандартная функция readKey
- •Стандартная функция KeyPressed
- •Занятие 6. Цикл со счетчиком.
- •Занятие 7-8. Самостоятельное решение задач.
- •Процедуры и функции Занятие 1. Понятие подпрограммы. Процедуры и функции. Стандартные подпрограммы. Примеры употребления подпрограмм в решении задач.
- •Занятие 2. Формальные и фактические параметры. Вызов по ссылке и по значению. Локальные и глобальные переменные и подпрограммы Формальные и фактические параметры
- •Вызов по ссылке и по значению
- •Параметры-значения
- •Локальные и глобальные переменные и подпрограммы.
- •Занятие 3. Процедуры.
- •Занятие 4. Процедуры в графическом режиме.
- •Занятие 5. Функции.
- •Различие между процедурами и функциями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 6. Решение задач
- •Для любознательных. Особенности использования процедур и функций.
- •Заголовок модуля
- •Интерфейсная часть
- •Реализационная часть
- •Инициализационная часть
- •Рекурсия Занятие 1. Понятие рекурсии.
- •Занятие 2. Примеры задач рекурсивного решения в текстовом и графическом режимах.
- •Занятие 3. Косвенная рекурсия.
- •Занятие 4. Решение задач
- •Для любознательных. Ханойские башни. Задача о разрезании прямоугольника
- •Анализ рекурсивных алгоритмов
- •Особенности отладки и компиляции программ, содержащих процедуры и функции
- •Одномерные массивы Занятие 1. Понятие массива. Одномерные массивы. Способы задания одномерных массивов
- •Способы задания одномерных массивов
- •Занятие 2. Доступ к элементам массива
- •Изменение значения некоторых элементов
- •Нахождение номеров элементов с заданным свойством
- •Нахождение количества элементов с заданным свойством
- •Есть ли в данном массиве элементы с данным свойством?
- •Занятие 3. Удаление элементов из одномерного массива.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 4. Вставка элементов в одномерный массив. Вставка одного элемента
- •Вставка нескольких элементов
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 5. Перестановка элементов массива. Перестановка двух элементов
- •Перестановка части массива
- •Работа с несколькими массивами.
- •Занятие 6. Самостоятельное решение задач.
- •Двумерные массивы Занятие 1. Понятие двумерного массива. Описание типа массива. Формирование значений элементов массива случайным образом.
- •Формирование значений элементов массива случайным образом и с клавиатуры и вывод их на экран
- •Занятие 2. Работа с элементами массива.
- •Нахождение количества элементов с данным свойством
- •Определить, отвечает ли заданный массив некоторым требованиям
- •Изменение значений некоторых элементов, удовлетворяющих заданному свойству
- •Заполнение массива по правилу
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1. Найти сумму и количество элементов с заданным условием (хранить эти значения в массивах):
- •2. Найти и вывести на экран индексы заданных элементов массива (если их нет выдать соответствующее сообщение):
- •3. Используя функцию булева типа, определить:
- •4. Измените исходный массив в соответствии с заданием:
- •5. Решите задачу на заполнение массива по определенному правилу.
- •Занятие 3. Вставка и удаление строк и столбцов.
- •Вставка строк и столбцов
- •Удаление строк и столбцов
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 4. Перестановка элементов массива.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 5. Самостоятельное решение задач.
- •I. Заполнение и анализ элементов массива
- •II. Работа с одномерным и двумерным массивами
- •Занятие 6. Контрольная работа
- •Для любопытных. Графические программы с применением массивов.
- •Методы сортировки массива Занятие 1. Сортировка массива. Способы сортировки массива.
- •Занятие 2. Сортировка вставкой. Сортировка выбором.
- •Сортировка выбором
- •Занятие 3. Сортировка методом простого обмена. Рекурсивная сортировка
- •Cортировка массива с помощью рекурсии.
- •Занятие 4. Сортировка методом слияний.
- •Для любопытных. Рекурсивная сортировка слиянием
- •Занятие 5-6. Самостоятельное решение задач.
- •Строки Занятие 1. Тип данных char. Операции над символами
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 2. Строка. Тип данных string. Строковые переменные, их описание. Длина строки. Операции над строками
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 3. Стандартные функции для работы со строками (concat,copy,length, pos,upcase). Функция Length
- •Функция Upcase
- •Функция Copy
- •Функция Pos
- •Функция Concat
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 5. Контрольная работа
- •Занятие 6. Решение задач.
- •Для увлеченных программированием. Бегущая строка. Пример программы осыпающихся букв. Строки в графическом режиме.
- •Множества Занятие 1. Множественный тип данных. Множество. Элемент множества. Способы задания множества. Объединение множеств. Разность множеств. Пересечение множеств.
- •Занятие 2. Логические операции над множествами: проверка принадлежности элемента множеству, проверка включения элемента в множество, сравнение множеств.
- •Занятие 3. Примеры решений задач на применение множества.
- •Занятие 4. Самостоятельное решение задач.
- •Запись Занятие 1. Комбинированный тип данных. Запись. Описание записи. Доступ к полям записи. Оператор With. Примеры решения задач
- •Занятие 2. Самостоятельное решение задач
- •Занятие 3. Сортировка записей.
- •Занятие 4. Записи с вариантами.
- •Дополнительно. Решение задач
- •Файлы Занятие 1. Файлы. Виды файлов. Типизированные файлы
- •Процедуры и функции для работы с файлами любого типа
- •Примеры решения задач
- •Занятие 2. Процедуры и функции для работы с типизированными файлами
- •Функция ioResult
- •Занятие 3. Самостоятельное решение задач
- •I Выберите с учителем одну из предложенных ниже задач (тип Integer, real)
- •II Выберите с учителем одну из предложенных ниже задач (тип char)
- •III Выберите с учителем одну из предложенных ниже задач (тип string)
- •IV Выберите с учителем одну из предложенных ниже задач (тип record)
- •Занятие 4. Процедуры и функции работы с файлами. Решение задач
- •Тeкстовые файлы Занятие 1. Тeкстовые файлы, их описание и основные отличия от типизированных файлов.
- •Занятие 2. Способы обмена с текстовыми файлами.
- •Операции чтения из файла
- •Операции записи в файл
- •Логическая функция Eoln
- •Процедура открытия файла для дополнения
- •Занятие 3. Стандартные текстовые файлы Input и Output. Примеры задач
- •Занятие 4. Самостоятельное решение задач
- •Для любознательных. Текстовый режим. Модуль crt. Работа с цветом. Работа с экраном и курсором
- •Нетипизированные файлы Занятие 1. Нетипизированные файлы. Их отличия. Процедуры blockread и blockwrite.
- •Занятие 2. Решение задач
- •Занятие 3. Использование типизированных файлов в качестве нетипизированных
- •Занятие 4. Использование текстовых файлов в качестве нетипизированных.
- •Занятие 5. Примеры решения творческих задач
- •Для любознательных. Дополнительные процедуры и функции работы с файлами
- •Внешние устройства в качестве файлов.
- •Граф Занятие 1. Основные понятия.
- •Занятие 2. Представление деревьев. Основные операции над деревом.
- •Занятие 3. Самостоятельное решение задач.
- •Занятие 4. Идеально сбалансированное дерево.
- •Стек Занятие 1. Стек. Отличия стека от списка. Основные операции со стеком.
- •Занесение элемента в стек
- •Извлечение элемента из стека
- •Примеры решения задач.
- •Занятие 2. Самостоятельное решение задач
- •Занятие 3. Очереди. Основные операции над очередью.
- •Занесение элемента в очередь
- •Извлечение элемента из очереди
- •Примеры решения задач
- •Занятие 4. Самостоятельное решение задач
- •Занятие 5. Кольцо. Формирование кольца. Основные операции над кольцом.
- •Формирование кольца
- •Обход кольца
- •Занятие 6. Примеры решения задач с применением динамической структуры кольцо. Творческая работа.
- •Список Занятие 1. Список. Создание списка путем добавления элементов в конец списка. Просмотр списка.
- •Просмотр списка
- •Занятие 2. Создание списка путем вставления элементов в начало.
- •Занятие 3. Упорядочивание списка. Вставление элемента в середину списка.
- •Занятие 4-5. Примеры задач, решаемых с помощью списка. Решение задач.
- •Занятие 6. Удаление элемента из списка.
- •Занятие 7. Зачет.
- •Динамические структуры данных Занятие I. Динамические структуры данных. Статические и динамические переменные. Адреса. Указатели и их объявление.
- •Указатели и их объявление
- •Занятие 2. Присвоение значений указателю. Оператор @ с переменной. Оператор @ с параметром процедуры, переданным по значению. Оператор @ с параметром процедуры, переданным по ссылке.
- •Занятие 3. Список. Создание списка путем добавления элементов в конец списка. Просмотр списка
- •Занятие 4. Создание списка путем вставления элементов в начало.
- •Занятие 5. Упорядочивание списка. Вставление элемента в середину списка.
- •Примеры задач, решаемых с помощью списка
- •Занятие 6. Удаление элемента из списка.
Занятие 7. Зачет.
Приготовьте для проверки файлы с решенными задачами и листинги.
Проверьте свои знания, ответив на вопросы:
1. Дайте определение динамической структуре список.
2. Сколько элементов может содержать список? Как заканчивается список?
3. Сколько полей может содержать элемент списка? От чего зависит количество полей? Приведите примеры.
4. Какого типа могут быть поля элементов списка? Приведите примеры.
5. Обязательно ли применять процедуру освобождения памяти, занятой элементом, когда мы избавляемся от этого элемента в списке? Каким образом это влияет на работу программы?
6. Можно ли ссылку одного элемента направить сразу на два или больше других элемента? Как необходимо поменять тип указателя, чтобы решить эту проблему?
7. Может ли элемент списка быть такого типа, чтобы содержать несколько полей типа указателя? Если – да, то приведите пример для чего это может быть нужно.
8. Можно ли последовательно "связать" два списка разного типа и почему?
9. Можно ли одновременно работать с несколькими списками сразу?
10. Как Вы считаете, на что нужно обращать особое внимание при работе со списками?
Динамические структуры данных Занятие I. Динамические структуры данных. Статические и динамические переменные. Адреса. Указатели и их объявление.
В любой вычислительной системе память относится к таким ресурсам, которых всегда не хватает. Управление памятью – одна из главных забот программиста, так как для него очень важно создавать программы, эффективно использующие память, ведь во время выполнения программы память необходима для следующих элементов программ и данных:
• сама программа пользователя;
• системные программы времени выполнения, которые осуществляют вспомогательные действия при работе программы пользователя;
• определяемые пользователем структуры данных и константы;
• точки возврата для программ;
• временная память для хранения промежуточных результатов при вычислении выражений;
• временная память при передаче параметров;
• буферы ввода-вывода, используемые как временные области памяти, в которых хранятся данные между моментом их реальной физической передачи с внешнего устройства или на него и моментом инициализации в программе операции ввода или вывода;
• различные системные данные (информация о статусе устройств ввода-вывода и др.).
Из этого перечня видно, что управление памятью касается широкого класса объектов.
До сих пор мы использовали простейший способ распределения памяти – статическое распределение, т. е. распределение памяти при трансляции программы. То есть когда Вы объявляете переменную
Var
A : Array[1..100] of integer;
Вы даете указание компилятору выделить память размера, соответствующего заданному типу, т.е. 2*100=200 байт. Если в программе на нужный программный объект мы ссылаемся по имени А[3], то машинный код содержит ссылку на номер ячейки памяти (адрес байта), начиная с которой размещается этот объект.
Адреса задаются двумя 16-тиразрядными словами (тип word) – сегментом и смещением. Каждое из них способно адресовать 216=65536 байт (64 Кбайт). Для адресации пространства размером в 1 Мбайт требуется 20 разрядов. Сегменты адресуют память с точностью до параграфа – фрагмента памяти в 16 байт. Смещение адресует память с точностью до байта, но впределах сегмента. Реальный (абсолютный) адрес складывается из значения сегмента, сдвинутого на 4 разряда влево (умноженного на 16), и смещения. Фрагмент программы вычисления абсолютного адреса в реальном режиме:
Var
Segment, Offset : word;
Address : LongInt;
. . .
Address := Segment*16+Offset;
Программа на Паскале получает один сегмент данных, поэтому область памяти, в которой могут быть размещены статические переменные Вашей программы, ограничена 64 Кбайтами. При попытке исполнить программу, требующую большего размера памяти, будет выдана ошибка:
Error 49: Data Segment too large{Слишком большой сегмент данных}
При динамическом распределении памяти Вы можете запросить блоки размером до одного сегмента (64 Кбайт) каждый, причем их можно требовать в пределах основной памяти (640 Кбайт) в реальном режиме и без программных ограничений в защищенном.
Бывают такие данные, размер которых выясняется только при выполнении программ. Кроме того, иногда мы не знаем, будет существовать некоторый объект или нет.
Например, в программе для обработки текстов (такие программы называются "текстовыми процессорами") требуется организовать поиск слов, определенных пользователем. Естественно, что определить заранее длину слова, которое будет задано, невозможно. Часто программный объект, причем значительного размера, бывает нужен на непродолжительное время. Использование статических программных объектов в таких случаях очень неэффективно, поскольку программа должна быть рассчитана на максимальные размеры объектов. Область памяти, в которой могут быть размещены статические переменные, ограничена, и, рассчитывая на максимальный размер переменных, мы ограничиваем их количество. В Паскале, кроме статических, предусмотрены динамические объекты. Память под них отводится во время исполнения программы, а когда программный объект можно удалить, память освобождается.
И статические, и динамические переменные вызываются по их адресам. Без адреса не получить доступ к нужной ячейке памяти, но, используя статические переменные, непосредственно адрес Вы не указываете, а обращаетесь к переменной по имени. Компилятор размещает переменные в памяти и подставляет нужные адреса в коды команд.
Адресация динамических переменных происходит через указатели. В Паскале можно определить переменные, которые имеют тип указатель, их значения определяют адрес объекта. Для работы с динамическими переменными в программе должны быть предусмотрены:
выделение памяти под динамическую переменную;
присвоение указателю на динамическую переменную адреса выделенной памяти (инициализация указателя);
освобождение памяти после использования динамической переменной.
Программист сам должен резервировать место под переменную, определять значения указателей, освобождать память – удалять динамические переменные. Для использования динамической переменной где-то в статике должен быть указатель на нее. Компилятор предусматривает место под указатель, об инициализации указателя должен заботиться программист.
Вместо любой статической переменной можно использовать динамическую, но без реальной необходимости этого делать не стоит. Переменные простых типов нет смысла размещать в динамической области, поскольку они занимают меньше места, чем указатель на них. Например, указатель на целое занимает 4 байта, само целое – 2 байта. Кроме того, при динамическом распределении памяти удлиняется текст программы, снижаются наглядность и быстродействие. Это объясняется тем, что, во-первых, нужно во время исполнения программы определять значения указателей, а во-вторых, усложняется доступ к значению переменной.