Основы алгоритмизации и программирования на языке Паскаль

Л екция 2 Основные элементы языка Паскаль

За всю историю ЭВМ было создано более тысячи язы­ ков программирования высокого уровня, но выдержали испытание временем и распространились немногие.

Паскаль - это язык структурного программирования,

основанный на следующем:

-на построении алгоритмов из базовых структур, т.е. разделении глобальной задачи на более мелкие (локаль­ ные) задачи;

-освоении метода последовательной детализации ло­ кальной задачи с использованием подпрограмм.

Успешному распространению языка способствовали персональные компьютеры (ПК). Фирма Boland International (США) разработала систему программирова­ ния Pascal для ПК. Паскаль - это не только язык и транс­ лятор с него, но еще и операционная оболочка, позволяю­ щая комфортно работать на Паскале.

Паскаль стал языком профессионального программи­ рования с универсальными возможностями. На его основе были созданы многие современные языки программирова­ ния (Си, Делфи и др.).

Практически все программные пакеты, которыми мы пользуемся сегодня, созданы с помощью именно этих или подобных им языков, поэтому и обучение программирова­ нию начинают именно с таких языков, как Паскаль или Бей­ сик. Они просты и лучше других иллюстрируют принципы

программирования. К тому же практические навыки работы с этими языками обязательно пригодятся в будущем.

2.1. Слова в Паскале

Прежде чем давать основные элементы языка, рас­ смотрим программу для решения простого примера.

Пример 2.1. Вычислить площадь круга (S = nR2) для вводимого с пульта значения радиуса R.

Program Priml;

Const

PI=3.1416;

Text = ‘Иванов П, ПГС-14-1

Var

R:integer; {радиус}

S:real; {площадь}

Begin Read(R);

S:=PI*R*R;

Write(R,S);

End.

Здесь мы имеем дело с самым простым алгоритмом - линейным, когда операторы выполняются строго в поряд­ ке их следования.

Рассмотрим основные элементы языка. Как и любой естественный язык, Паскаль состоит из символов, слов, выражений и операторов, которые соответствуют предло­ жениям в других языках.

Символы языка - это элементарные знаки, используе­ мые для составления любых текстов. Набор символов и образует алфавит. Алфавит ТР включает русский и латин­

ский алфавиты, арабские цифры, специальные символы, смысл которых будем рассматривать по мере знакомства с языком.

Слова состоят из отдельных символов. Слова в тексте программы разделяются пробелами или специальными символами. Рассмотрим несколько видов слов, представ­ ленных на следующей схеме (рис. 2.1).

Слова

Стандартные Пользовательские

Рис. 2.1

Зарезервированные слова имеют определенное смыс­ ловое значение. Например, Program используется только для объявления имени программы. Другими зарезервиро­ ванными словами в нашей программе являются Var, Begin, End, смысл которых рассмотрим позже.

Имя (идентификатор). Эти слова служат для обозна­ чения каких-либо объектов программы. Этими объектами могут быть метки, константы, переменные, процедуры, функции. Существует два вида имен: стандартные имена и имена пользователя.

Стандартные имена служат для обозначения стан­ дартных объектов (стандартные процедуры, функции). В нашей программе встречаются имена стандартных проце­ дур - Write и Read, о которых поговорим позже, в лекции 3.

Имена пользователя состоят из латинских букв, цифр или символа «_» - подчеркивание. Другие символы недо­ пустимы (например, пробел и точка «.»). Длина слова мо­ жет быть произвольной. В качестве таких слов нельзя брать зарезервированные и стандартные слова. Пример имен пользователя: а, А, ЬЗ, Summa, beta, Alfa_5.

Имена R и S в нашей программе являются пользователь­ скими и обозначают соответственно радиус и площадь круга.

Комментарий - это любая последовательность симво­ лов, заключенных в {...} или (*...*). При компиляции ком­ ментарий игнорируется, поэтому он может стоять в любом месте программы. Удачное использование комментария - признак хорошего стиля программирования. Программист пишет комментарий не для компьютера, а для себя.

2.2.Представление числовых данных

вдесятичной системе в ПК

Целые десятичные числа записываются в обычной форме целого числа со знаком или без него.

Например: 25, -5678.

Вещественные числа с фиксированной точкой запи­ сываются в обычной форме десятичного числа с дробной частью. Разделителем целой и дробной части является символ «точка» («.»).

Например: 56.789, -0.000098.

Вещественные числа с плавающей точкой имеют форму <мантисса> Е <порядок>,

где мантисса - это целое или вещественное число с фикси­ рованной точкой (до 11 знаков), порядок - целое число со знаком или без.

Например:

0,07 = 7*10-2= 7Е-2 -12,56 = -0,1256*102 = -0Д256Е2 1(Г25= 1Е-25

2.3. Структура Паскаль-программы

Структура программы в целом имеет вид

Program <имя программьО;

ираздела операторов. Не все указанные выше разделы обя­ зательно присутствуют в каждой программе. Сравните приведенную схему структуры программы с текстом нашей программы в примере 2.1.

Раздел Uses состоит из зарезервированного слова Uses

исписка имен подключаемых стандартных и пользова­ тельских библиотечных модулей.

Модуль в ТР - это библиотека констант, подпрограмм, которые можно использовать в своих программах. В си­ стему языка включено восемь модулей: System, Crt, Dos,

Graph, Graph3, Overlay, Printer, ТурбоЗ. Все они находятся в файле Turbo,tpl. Модуль System подключается по умол­ чанию, все остальные модули должен подключить про­ граммист с помощью зарезервированного слова Uses.

Например: Uses Crt, , Printer.

Кратко опишем назначение некоторых модулей. System - сердце Паскаля, содержит подпрограммы,

обеспечивающие работу всех остальных модулей системы. Crt - содержит средства управления клавиатурой и

дисплеем в текстовом режиме.

Printer - обеспечивает быстрый доступ к печатающему устройству.

Graph - обеспечивает работу дисплея в графическом режиме.

Раздел описаний носит характер описаний. Разделы Label, Const, Type, Var могут следовать в любом порядке.

Раздел подпрограмм. Подпрограмма представляет собой самостоятельный программный блок, имеющий имя, по ко­ торому он может быть вызван из других частей программы. Подробно о подпрограммах будем говорить в лекции 6.

В разделе подпрограмм размещаются тела пользова­ тельских подпрограмм. В языке существует два вида под­ программ: Procedure и Function. Об организации и вызове их поговорим позже.

Раздел операторов - это основная часть программы, представляющая собой последовательность операторов, заключенную в операторные скобки Begin-End.

Оператором называется предложение языка программирования, задающее описание некоторого действия, которое необходимо выполнить.

Исполняемые операторы отделяются друг от друга символом «точка с запятой» («;»). В конце раздела опера­ торов ставится символ «точка» («.»).

Операторы подразделяются на простые и сложные (со­ ставные).

Оператор, не содержащий в себе никаких других опе­ раторов, называется простым. Например: S := PI*R*R;.

Сложный (составной) оператор - это группа опера­ торов, заключенная в операторные скобки Begin-End.

Формат сложного (составного) оператора:

Begin <onepamopl>; <оператор2>;

<onepamopN>;

End;

2.4. Типы данных

Концепция типов данных является одной из централь­ ных в любом языке программирования. Любое нестан­ дартное имя данного (идентификатор) в программе должно быть описано в разделе описаний. Ему присваивается ка­ кой-либо тип.

Тип определяет:

- форму внутреннего (машинного) представления данного;

-множество значений, принимаемых этим данным;

-множество допустимых операций с этим данным.

Язык Паскаль позволяет оперировать с достаточно большим количеством различных типов данных. В нашем курсе мы рассмотрим лишь некоторые из них, знакомясь с ними по мере изложения материала.

При решении задачи мы оперируем данными, над ко­ торыми производим какие-либо действия. Каждый элемент данных является либо константой, либо переменной.

Константа - это элемент данных, значение которого заранее известно и не изменяется в процессе выполнения программы. Описание констант происходит в разделе опи­ саний с помощью зарезервированного слова Const.

Формат описания констант:

Const <имя константы> = <значение константы>;

Тип константы распознается компилятором по виду записи этой константы в разделе описания.

Переменная - это элемент данных, который изменяет­ ся в процессе выполнения программы. Каждая переменная, как и константа, определяется своим именем (идентифика­ тором) и типом. В отличие от константы тип переменной должен быть описан. Для этого существует зарезервиро­ ванное слово Var (Variable).

Формат описания переменной:

Var < имя > < тип >;

Рассмотрим базовые типы данных:

1.Целочисленный тип {Integer).

2.Вещественный тип {Real).

3.Символьный (литерный) тип {Char).

4.Строковый тип {String).

Целочисленный тип (Integer) - это все целые числа в диапазоне от -32 768 до 32 767. Данные этого типа зани­ мают в памяти ПК 2 байта.

Для описания данных целочисленного типа использу­ ется зарезервированное слово integer.

Вещественный тип (Real) - это все вещественные числа в диапазоне от -2 15 до 215-1. Мантисса может содер­ жать И значащих цифр. Данные этого типа занимают в памяти ПК 6 байтов.

Для описания данных вещественного типа использует­ ся зарезервированное слово real.

Символьный (литерный) тип (Char) - это любой элемент алфавита (буква, цифра, символ), заключенный в апострофы. Данные этого типа занимают в памяти ЭВМ 1 байт. Например: ’W’, **’, ‘8’

Для описания данных символьного типа используется зарезервированное слово Char {Character).

Строковый тип (String) - это любой набор символов, строка, заключенная в апострофы. Например: ’Информа­ тика’, ‘Петров Иван Сидорович’, ‘2013’

Для описания данных строкового типа используется зарезервированное слово String {Строка). Данные этого типа занимают в памяти (по умолчанию) ЭВМ до 256 байт.