Основи Turbo Pascal Автор-упорядник Квасов Р.В.

З досвіду роботи вчителя фізики, інформатики, математики Квасова Руслана Володимиробича

Дубно - 2012

Передмова

М етою даного посібника була спроба допомогти вивчити мову програмування Pascal кожному учню, незалежно від того, чи стане він в майбутньому програмістом, чи ні. Не можуть всі бути водіями автобусів або маршрутних таксі, але вміти водити автомобіль мріють всі, напевне і повинні вміти всі; не всі повинні бути першокласними поварами або кулінарами, але вміти приготувати страву для себе, своїх друзів та знайомих в певних обставинах життя знову ж таки повинні вміти всі – і майбутні жінки, і майбутні чоловіки.

Саме так задумано і побудовано цю книгу: не всі повинні бути класними програмістами, але за певних обставин життя, наприклад, при вивченні курсу основ інформатики в школі чи іншому навчальному закладі, вміти скласти програму для ПЕОМ і причому отримати від цього задоволення повинні всі. Якщо ви поділяєте наше життєве кредо, то цей посібник для вас.

Весь матеріал базується на середовищі програмування Turbo Pascal. Враховуючи поширеність даної мови програмування і популярність серед школярів та студентів, мається на увазі, як “популярно” їм рекомендують вивчати цю мову, надіємось, що дана книга допоможе всім бажаючим без особливих труднощів освоїти основи даної мови програмування і заставить звернутись до більш солідних першоджерел.

В даному посібнику міститься велика кількість задач різної ступені складності. Задачі підібрані таким чином, щоб дати змогу набути достатніх навиків у розв’язанні задач підвищеної складності та задач олімпіадного типу. Вчителями задачі можуть використовуватись як на уроках при вивченні певних тем так і при підготовці шкільної команди до олімпіад з програмування.

Уже написано багато книг, присвячених розглядуваній мові програмування, але даний посібник відрізняється тим що в ньому зібрано не лише теоретичний матеріал з курсу, а й практичні роботи, є розв’язано 50 задач з курсу програмування та збірник з задачами різної тематики та рівня складності.

Тож бажаю успіху у вивчені цього непростого курсу. Хай вам щастить.

Розділ і

§ 1 З історії виникненя мови Turbo Pascal

Pascal — алгоритмічна мова програмування універсального призначення. Існують діалекти мови з підтримкою об’єктно-орієнтованого програмування. В 1990 році було затверджено стандарт ISO 7185:1990, «Pascal», та ISO 10206:1990 «Extended Pascal».

Історія виникнення і особливості мови

П ершим компілятором мови Pascal є ETH Pascal, створений у 1970-му. Назва ETH походить від назви інституту німецькою Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (українською Федеральна вища технічна школа Цюріха), де він був розроблений. Творцем мови є Ніклаус Вірт. Наприкінці того ж року Вірт оприлюднив перший офіційний опис мови, синтаксису та семантики. Нова версія мови побачила світ у 1972 році. Тоді ж Вірт та його англійський колега Чарльз Ентоні Хоар (Charles Anthony Richard Hoare) випустили аксіоматичний опис мови Pascal.

У 1969 році Вірт доручає розробку компілятора одному зі своїх студентів (Е. Марм'є). На той момент Марм'є володів лише Фортраном (Fortran) і писав компілятор виключно на цій мові. Після написання компілятор Pascal був переписаний на самому собі. Як згадував потім Вірт, вибір Фортрана був серйозною помилкою, бо він не міг адекватно представляти складні структури даних компілятора Pascal, що лише заплутувало програму.

Наступна спроба створення компілятору почалася з чіткого формулювання на описі (1970 року) самого Паскалю. Синтаксичний аналіз нового однопрохідного компілятору реалізовувався за допомогою рекурсії. Тепер команду розробників склали: У. Амман, Е. Марм'є, Р. Шилд. Після того як компілятор був написаний на ще невідомій мові, Шилд поїхав додому, де він на протязі двох тижнів вручну транслював програму у допоміжну низькорівневу мову. Отже, в середині 1970 року компілятор ETH Pascal був готовий.

ETH Pascal був цікавий насамперед тим, що став він однією з перших реалізацій мов високого рівня написаних на самій собі, на два роки випередивши компілятор Сі. У 1973 році була створена абстрактна Pascal-машина (P-машина), яка виконувала спеціальний P-код. Щоб вирішити проблему сумісності компілятора, Вірт вирішив скористатися перевіреними часом методами інтерпретаціі. Найвідомішими з них рішеннями, які передували P-коду, можна назвати реалізацію мови Snobol-4 (Р. Грісуолдом, у 1967 році), де в якості коду абстрактної машини використовувалася мова SIL(System Implementation Language).

Початкова мета розробки мови диктувалася потребою інструмента «для навчання програмуванню як систематичній дисципліні». Pascal належить до Algol-подібних мов програмування, оскільки використовує семантику Algol-ла. Однак Pascal мав суттєве удосконалення — жорстку типізацію. Це означало, що присвоювання можна було виконувати лише для змінних, що належать до одного типу (одночасно вказувались правила, за якими типи вважались однаковими). Це удосконалення суттєво покращило стиль програмування, оскільки значну частину помилок вдавалось виявити ще на етапі компіляції — що збільшує надійність програм.

Однак мова розроблялась як дослідницький проект і первісний Pascal був мало придатний для написання великих проектів, оскільки програму не можна було скласти з кількох програмних частин — просто не було передбачено такої можливості. Але ця мова програмування швидко завоювала популярність у навчальних закладах при вивченні програмування. А коли з'явились діалекти мови де можливим було окреме компілювання програмних частин — Pascal став засобом написання великих програмних систем.

Існує ряд об'єктивних причин, які обумовили видатний успіх мови Pascal. Серед них у першу чергу потрібно вказати наступні:

• Мова в природній і елегантній формі відбила найважливіші сучасні концепції технології розробки програм.

• Завдяки своїй компактності, концептуальній цілісності й ортогональності понять, а також вдалому оригінальному опису, запропонованому автором мови, Pascal виявився дуже легким для вивчення й освоєння.

• Незважаючи на відносну простоту мови, вона виявилась придатною для дуже широкого спектру застосунків, у тому числі для розробки дуже великих і складних програм, наприклад,операційних систем.

• Pascal дуже технологічний для реалізації практично усіх, у тому числі і нетрадиційних, машинних архітектур. Стверджується, що розробка Pascal-транслятора «майже» не перевищує за трудомісткістю гарної дипломної роботи випускника ВНЗу.

• Мова Pascal стандартизована в багатьох країнах, а у 1983 році було прийнято міжнародний стандарт (ISO 7185:1983).

Turbo Pascal та Borland Pascal

Turbo, а пізніше Borland Pascal— це одна з найвдаліших та найпоширеніших реалізацій мови Pascal, створена компанією Borland. Turbo Pascal — розширення американського стандарту (ANSI Pascal), яке враховує архітектурні особливості MS-DOS та MS Windows і постачається зі значними за обсягом і різноманітності пакетами стандартних процедур. Такі принципові нововведення, як апарат модулів і об’єктно-орієнтовані засоби полегшують конструювання великих програмних систем на основі технології модульного програмування.

Компілятор Turbo Pascal працює за однопрохідною схемою, реалізує функції редагування зв'язків, формуючи на виході готовий до виконання об'єктний код. Компілятор може здійснювати широкий набір локальних оптимізацій (згортання констант, виключення невикористовуваного коду і зайвих даних, оптимізація операцій і т.д.), що сприяє високій ефективності кінцевих програм.

Система Turbo Pascal є інтегрованим середовищем (IDE), яке налічує ряд компонентів, що в сукупності підтримують усі види робіт зі створення програм. Система містить універсальний текстовий редактор, компілятор вхідної мови, редактор зв'язків і вбудований символьний зневаджувач. Багатовіконний інтерфейс із розвинутою системою меню і досконалою довідковою системою забезпечує високу продуктивність праці програміста.

Borland Pascal 7.0, 7.01 компілює програми для DOS та ОС Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.x, а також містить ряд додаткових утиліт та компіляторів на кшталт: Turbo Pascal for Windows (TPW),Borland Pascal for Windows (BPW), редактор ресурсів (іконок, графічних файлів, курсорів тощо) та інші.