Краткая характеристика языка программирования

2.2 Краткая характеристика языка программирования

В настоящее время в компьютерном мире существует множество языков программирования. Программу, выполняющую одни и те же действия, можно написать на Бэйсике (BASIC), Паскале (Pascal), Си (С). Pascal лучше других языков подходит для обучения программированию. И это не удивительно, ведь этот язык был разработан швейцарским ученым Н. Виртом, в том числе и для целей обучения программированию. Однако Pascal прижился и стал основой для разработки небольших приложений.

Pascal является типизированным языком. Это означает, что тип переменной определяется при ее описании и не может быть изменен. Переменная может участвовать только в операциях, допустимых ее типом. Такой подход способствует большей аккуратности и ответственности при составлении программ, делает их поддающимися автоматической проверке (при компиляции) на корректность. Это приводит к более высокой надежности создаваемых программ.

Pascal имеет развитую и изощренную систему типов. На основе небольшого числа стандартных типов программист может конструировать данные произвольной структуры и сложности, отражающие информационную природу задачи.

С момента появления Pascal за короткое время различными фирмами было создано достаточно большое количество компиляторов. Одной из наиболее удачных стала разработка американской фирмы Borland, в которой были объединены редактор текста и высокоэффективный компилятор. Разработка получила название Turbo Pascal. В настоящее время наиболее широко используется последняя версия Turbo Pascal — Turbo Pascal 7.0. А также версия фирмы Borland – Borland Pascal 7.0

Существует ряд объективных причин, обусловивших выдающийся успех языка Pascal:

– язык в естественной и элегантной форме отразил важнейшие современные концепции технологии разработки программ: развитая система типов, ориентация на принципы структурного программирования, поддержка процесса пошаговой разработки;

– благодаря своей компактности, концептуальной целостности и ортогональности понятий, а также удачному первоначальному описанию, предложенному автором языка, Pascal оказался весьма легок для изучения и освоения. В противоположность громоздким многотомным описаниям таких языков, как PL/I, Cobol, FORTRAN, достаточно полное описание языка Pascal занимает около 30 страниц текста, а его синтаксические правила можно разместить на одной странице;

– несмотря на относительную простоту языка, он оказался пригоден для весьма широкого спектра приложений, в том числе для разработки очень больших и сложных программ, например, операционных систем;

– рascal весьма технологичен для реализации практически для всех, в том числе и нетрадиционных, машинных архитектур. Разработка Pascal–транслятора "почти не превышает по трудоемкости дипломную работу выпускника вуза".

Компилятор входного языка системы Turbo Pascal работает по однопроходной схеме, реализует функции редактирования связей, формируя на выходе готовый к исполнению объектный код. Компилятор может осуществлять широкий набор локальных оптимизаций.

Система Turbo Pascal является интегрированной средой, включающей ряд компонент, в совокупности поддерживающих все виды работ по созданию программ. Система содержит универсальный текстовый редактор, компилятор входного языка, редактор связей и встроенный символьный отладчик. Многооконный интерфейс с развитой системой меню обеспечивает высокую производительность труда программиста. Также, подключение собственных модулей, доступ к ассемблеру, файловой системе far и поддержка кириллицы делает его незаменимым при постижении основ программирования.

Типы данных. Существуют стандартные типы данных:

– сhar – символьный тип, занимает 1 байт, определяется множеством значений кодовой таблицы компьютера;

– string – строка символов, занимает Max+1 байт, где Max – максимальное число символов в строке;

– boolean – логический тип, занимает 1 байт и имеет два значения: False (ложь) True (истина);

– integer – Целые типы (таблица 2.1);

– real – Вещественные типы (таблица 2.2).

Таблица 2.1 – Целые типы данных

Название	Длина, байт	Диапазон значений
Byte	1	0…255
ShortInt	1	–128…+127
Word	2	0…65535
Integer	2	–32768…+32767
LongInt	4	–2147483648…+2147483647

Таблица 2.2 – Вещественные типы данных

Название	Длина, байт	Диапазон значений
Real	6	2.9E–39…1.7E38
Single	4	15E–45…3.4E38
Double	8	5.0E–324…1.7E308
Extended	10	3.4E–4932…1.1E4932
Comp	8	–29E18…+29E18

Программирование разветвляющихся и циклических процессов. Одним из элементов разветвляющихся процессов является условный оператор. Условный оператор позволяет проверить некоторое условие и в зависимости от результатов проверки выполнить то или иное действие. Структура условного оператора имеет следующий вид: IF <условие> THEN <оператор1> ELSE <оператор2>; где IF, THEN, ELSE – зарезервированные слова (если, то, иначе); <условие> – произвольное выражение логического типа; <оператор1>, <оператор2> – любые операторы языка Турбо Паскаль.

Блок–схема условного оператора представлена на рисунке 2.1 (а, б).

Рисунок 2.1– Графическое представление условного оператора

Оператор выбора также является элементом разветвляющего процесса. Инструкция CASE позволяет реализовать множественный выбор и в общем виде записывается так:

CASE <выражение> OF

<Список констант 1> : BEGIN {инструкции 1} END;

…<Список констант N> : BEGIN {инструкции N} END;

ELSE BEGIN

{последовательность инструкций, выполняемая в случае, если}

{значение выражения не попало ни в один из списков констант}

END;

END;

где, <выражение> – выражение, от значения которого зависит дальнейший ход программы; <список констант> – константы, разделенные запятыми.

Блок–схема оператора выбора показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2–Графическое представление оператора выбора

Вычислительный процесс, содержащий многократные вычисления по одним и тем же математическим зависимостям, называется циклическим. Циклические действия могут быть реализованы при помощи инструкций FOR, WHILE, и REPEAT.

Инструкция FOR используется, если некоторую последовательность действий надо выполнить несколько раз, причем число повторений заранее известно (блок–схема представлена на рисунке 3.3, а). Формат инструкции FOR:

FOR <счетчик> := <начальное значение> TO <конечное значение> DO

BEGIN {последовательность инструкций}

END;

где <счетчик> – имя переменной–счетчика числа повторений инструкций цикла; <начальное значение> – выражение, определяющее начальное значение переменной–счетчика циклов; <конечное значение> – выражение, определяющее начальное значение переменной–счетчика циклов.

Инструкция WHILE используется в том случае, если некоторую последовательность действий (инструкций программы) надо выполнить несколько раз, причем необходимое число повторений заранее неизвестно и может быть определено только во время ее работы (блок–схема представлена на рисунке 3.3, б). В общем виде инструкция WHILE записывается так:

WHILE <условие> DO

BEGIN {последовательность инструкций}

END;

где <условие> – выражение логического типа, определяющее условие выполнения цикла – инструкций, находящихся между BEGIN и END.

Инструкции цикла выполняются до тех пор, пока <условие> истинно (значение выражения <условие> равно TRUE).

Инструкция REPEAT, как и инструкция WHILE, используется в программе, если надо произвести некоторые повторяющиеся вычисления (цикл), число повторов заранее неизвестно и может быть определено только во время работы программы.

Формат инструкции:

REPEAT {инструкции}

UNTIL <условие>;

где <условие> – выражение логического типа, определяющее условие завершения цикла.

Инструкции, находящиеся между REPEAT и UNTIL, выполняются до тех пор, пока <условие> ложно (значение выражения <условие> равно FALSE).

Процедуры и функции. Процедуры и функции представляют собой важный инструмент Турбо Паскаля, позволяющий писать хорошо структурированные программы. Процедура (функция) – это независимая именованная часть программы, которую можно вызвать по имени для выполнения определенных действий.

Описание процедур:

Procedure <имя> (формальные параметры);

Const <описание постоянных>;

Type <описание типов данных пользователя>;

Var <описание переменных>;

Begin <операторы>

end;

Описание функций:

Function <имя> (формальные параметры) : <тип результата>;

Const <описание постоянных>;

Type <описание типов данных пользователя>;

Var <описание переменных>;

Begin <операторы>

end;

Организация ввода и вывода информации. Для обеспечения приема исходных данных и выдачу пользователю результатов в языке Turbo Pascal существуют инструкции WRITE и WRITENL, READ и READLN.

Инструкция WRITE предназначена для вывода на экран монитора сообщений и значений переменных. Процедура записи WRITE производит вывод числовых данных, символов, строк и булевских значений. Формат:

WRITE (Y1, Y2, … , Yn);

или

WRITE (FV, Y1, Y2, … , Yn);

где Y1, Y2, … , Yn – выражение типа integer, real, char, Boolean и т.д.; FV – имя файла, куда производится вывод. Для вывода на принтер FV равно Lst.

Инструкции READ и READLN предназначены для ввода с клавиатуры значений переменных (исходных данных). Формат инструкций:

READ (переменная 1, переменная 2, …, переменная N);

READLN (переменная 1, переменная 2, …, переменная N).

Процедура чтения READ обеспечивает ввод числовых данных, символов, строк и т.д. для последующей их обработки программой. Формат:

READ (X1, X2, … , Xn);

или

READ (FV, X1, X2, … , Xn);

где X1, X2, … , Xn – переменные допустимых типов данных; FV – переменная, связанная с файлом, откуда будет выполняться чтение. В данном подразделе рассматривается в основном первый вариант формата.

Значение X1, X2, … , Xn набираются минимум через один пробел на клавиатуре и высвечиваются на экране. После набора данных для одной процедуры READ нажимается клавиша ввода Enter. Значения переменных должны вводиться в строгом соответствии с синтаксисом языка Паскаль. Если соответствие нарушено (например, X1 имеет тип integer, а при вводе набирается значение типа char), то возникают ошибки ввода–вывода.

3. Алгоритмизация проекта

Алгоритм выполнения программы в соответствии с рисунком 3.1

Рисунок 3.1 – Блок–схема алгоритма программы

4. Листинг

5. Руководство пользователя

Для того чтобы запустить программу в действие нужно открыть файл Mass.exe. После этого появится окно титульного листа курсового проекта в соответствии с рисунком 5.1

Рисунок 5.1 – Главное окно программы

При нажатии любой клавиши появится основное окно программы, в котором появится и результат ее исполнения в соответствии с рисунком 5.2

Рисунок 5.2 – Главное окно программы