Основы программирования

3. Основы программирования

Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Для составления программы, предназначенной для решения на ЭВМ какой-либо за дачи, требуется составление алгоритма ее решения.

Применительно к ЭВМ алгоритм определяет вычислительный процесс, начинающийся с обработки некоторой совокупности возможных исходных данных и направленный на получение определенных этими исходными данными результатов. Термин вычисли тельный процесс распространяется и на обработку других видов информации, напри мер, символьной, графической или звуковой.

Алгоритм всегда рассчитан на конкретного исполнителя. В нашем случае таким исполнителем является ЭВМ. Для обеспечения, возможности реализации на ЭВМ алгоритм должен быть описан на языке, понятном компьютеру, то есть на языке программирования.

Таким образом, можно дать следующее определение программы. Программа для ЭВМ представляет собой описание алгоритма и данных на некотором языке программирования, предназначенное для последующего автоматического выполнения.

Двоичный язык является непосредственно машинным языком. В настоящее время такие языки программистами практически не применяются.

Язык Ассемблера - это язык, предназначенный для представления в удобочитаемой символической форме программ, записанных на машинном языке. Он позволяет программисту пользоваться мнемоническими кодами операций, присваивать удобные имена ячейкам и областям памяти, а также задавать наиболее удобные схемы адресации.

Язык Макроассемблера является расширением языка Ассемблера путем включения в него макросредств. С их помощью в программе можно описывать последовательности инструкций с параметрами — макроопределения. После этого программист может использовать снабженные аргументами макрокоманды, которые в процессе ассемблирования программы автоматически замещаются - макрорасширениями. Макрорасширение представляет собой макроопределение с подставленными вместо параметров аргументами.

Другими словами, язык Макроассемблера представляет средства определения и использования новых, более мощных команд как последовательности базовых инструкций, что несколько повышает его уровень.

Языки Ассемблера и Макроассемблера применяются системными программистами-профессионалами с целью использования всех возможностей оборудования ЭВМ и по лучения эффективной по времени выполнения и по требуемому объему памяти про граммы. На этих языках обычно разрабатываются относительно небольшие программы, входящие в состав системного программного обеспечения: драйверы, утилиты и другие.

Язык программирования С (Си) первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX в начале 70-х годов. В последующем приобрел высокую популярность среди системных и прикладных программистов. В настоящее время этот язык реализован на большинстве ЭВМ.

В СИ сочетаются достоинства современных высокоуровневых языков в части управляющих конструкций и структур данных с возможностями доступа к аппаратным средствам ЭВМ на уровне, который обычно ассоциируется с языком низкого уровня типа языка Ассемблера. Язык С имеет синтаксис, обеспечивающий краткость программы, а компиляторы способны генерировать эффективный объектный код.

Одна из наиболее существенных особенностей С состоит в нивелировании различий между выражениями и операторами, что приближает его к функциональным языкам. В частности, выражение может обладать побочным эффектом присваивания, а также может использоваться в качестве оператора. Нет также четкой границы между процедура ми и функциями, более того, понятие процедуры не вводится вообще.

Синтаксис языка затрудняет программирование и восприятие составленных про грамм. Отсутствует и строгая типизация данных, что предоставляет дополнительные возможности программисту, но не способствует написанию надежных программ.

Ваsiс (Бэйсик) (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) - многоцелевой язык символических инструкций для начинающих) представляет собой простой язык программирования, разработанный в 1964 году для использования новичками. Он был разработан как простейший язык для непосредственного общения человека с вычислительной машиной. Поэтому первоначально работа велась в интерактивном режиме с использованием интерпретаторов. В настоящее время для этого языка имеются также и компиляторы.

Согласно концепциям, заложенным в Basic, этот язык в смысле строгости и стройности является антиподом языка Pascal. В частности, в нем широко распространены различные правила умолчания, что считается плохим тоном в большинстве языков программирования подобного типа.

Basic широко распространен на ЭВМ различных типов и очень популярен в среде программистов особенно начинающих. Существует множество диалектов этого языка, мало совместимых между собой. Basic активно поглощает многие концепции и новинки из других языков. Поэтому он достаточно динамичен и нельзя однозначно определить его уровень.

Pascal (Паскаль) является одним из наиболее популярных среди прикладных программистов процедурным языком программирования, особенно для ПЭВМ. Разработанный в 1970 году швейцарским специалистом в области вычислительной техники профессором Н. Виртом, язык назван в честь французского математика и по замыслу автора предназначался для обучения программированию. Однако язык получился на столько удачным, что стал одним из основных инструментов прикладных и системных программистов при решении задач вычислительного и информационно-логического характера. В 1979 году был подготовлен проект описания языка – Британский стандарт языка программирования Pascal BS6192, который стал также и международным стандартом ISO 7185.

В языке Pascal реализован ряд концепций, рассматриваемых как основа «дисциплинированного» программирования и заимствованных впоследствии разработчика ми многих языков. Одним из существенных признаков языка Pascal является последовательная и достаточно полная реализация концепции структурного программирования. Причем это осуществляется не только путем упорядочивания связей между фрагментами программы по управлению, но и за счет структуризации данных. Кроме того, в языке реализована концепция определения новых типов данных на основе уже имеющихся. Этот язык, в отличие от языка С, является строго типизированным. Pascal характеризуется:

- высоким уровнем;

- широкими возможностями;

- стройностью, простотой и краткостью;

- строгостью, способствующей написанию эффективных и надежных программ;

- высокой эффективностью реализации на ЭВМ.

Pascal реализован на ЭВМ различных типов, но наиболее распространен и развит для ПЭВМ. В настоящее время широко используются такие версии этого языка для ПЭВМ, как Borland Pascal и Turbo Pascal.

Основы визуального программирования

В последнее время многие программы, в особенности объектно-ориентированные, реализуются как системы визуального программирования. Отличительной особенностью таких систем является мощная среда разработки программ из готовых «строительных блоков», позволяющая создать интерфейсную часть программного продукта в диалоговом режиме, практически без кодирования программных операций. К числу объектно-ориентированных систем визуального программирования относятся: Visual Basic, Delphi, C++Builder и Visual C++. В данном разделе рассматриваются начальные сведения по системе программирования Delphi.

Среда Delphi

Среда Delphi визуально реализуется несколькими одновременно раскрытыми окнами на экране: главное окно (оно имеет заголовок Project1), окно формы (заголовок Form1), окно инспектора объектов (Object Inspector) и окно кода программы (Unit1.pas). Слева в окне кода располагается вспомогательное окно браузера, с помощью которого можно просматривать структуру всех объявлений в окне кода.

Главное окно осуществляет основные функции управления проектом создаваемой программы. В главном окне располагается главное меню Delphi, набор пиктографических командных кнопок и палитра компонентов. В данном разделе приводятся некоторые пункты системы меню.

Таблица 1 - Система меню. Опция File

New Application	Создать новую программу
New Form	Создает новую форму и подключает ее к проекту
Open	Открывает ранее созданную форму
Open Project	Открывает ранее созданный проект
Save	Сохраняет активную форму
Save As	Сохраняет активную форму под другим именем
Save Project As	Сохраняет файл проекта под другим именем
Close	Закрывает текущую форму
Close All	Закрывает все открытые файлы
Exit	Прекращает работу Delphi

Опция Edit. Назначения пунктов меню опции Edit совпадают с одноименными пунктами текстового процессора Word.

Таблица 2 - Опция Project

Add To Project	Добавить к проекту
Remove From Project	Удаляет файл из проекта
View Source	Показывает окно с кодом проекта
Compile Project1	Компилирует модули, которые изменились с момента предыдущей компиляции проекта
Build Project1	Компилирует все модули и создает исполняемую программу
Syntax Check Project	Проверяет синтаксическую правильность программы
Options	Показывает диалоговое окно установки параметров проекта

Опция Run

Run		Компилирует программу и делает ее прогон
Parameters		Указывает командную строку запуска вашей программы
Step Over		В отладочном режиме выполняет текущую строку кода и не прослеживает работу вызываемых подпрограмм
Trace Into		В отладочном режиме выполняет текущую строку кода и прослеживает работу вызываемых подпрограмм
Trace To Next Source Line		Программа выполняется до ближайшего от текущего положения курсора исполняемого оператора
Show Execution Point		Отображает в окне кода оператор, на котором было прервано выполнение программы
Program Pause		Приостанавливает прогон отлаживаемой программы
Program Reset		Прекращает прогон программы и восстанавливает режим конструирования программы
Inspect		Открывает окно проверки текущего значения
	Add Watch		Добавляет переменную или выражение в окно наблюдения
	Add Breakpoint		Добавляет точку останова
	Evaluate/Modify		Открывает окно проверки/изменения переменных

Пиктографические кнопки открывают быстрый доступ к наиболее важным опциям главного меню.

Палитра компонентов - занимает правую часть главного окна и имеет закладки, обеспечивающие быстрый поиск нужного компонента. Под компонентом понимается некий функциональный элемент, содержащий определенные свойства и размещаемый программистом в окне формы. С помощью компонентов создается каркас программы, ее видимые на экране внешние появления: окна, кнопки, списки и т.д.

Окно формы - представляет собой проект Windows – окна будущей программы. Вначале это окно содержит только стандартные для Windows интерфейсные элементы – кнопки вызова системного меню, максимизации, минимизации, закрытия окна, полосу заголовка и очерчивающую рамку. Вся рабочая область окна пуста. Программист при разработке проекта извлекает необходимые компоненты и размещает их на поле формы, заполняя его интерфейсными элементами.

Окно Инспектора Объектов. Любой размещаемый на форме компонент характеризуется некоторым набором параметров: размером, цветом и т.д. Часть параметров программист может изменять. Для изменения параметров предназначено окно Инспектора Объектов. Окно содержит две страницы – Properties (Свойства) и Events (События). Страница Properties служит для установки нужных свойств компонента, страница Events позволяет определить реакцию компонента на то или иное событие. Совокупность свойств отображает видимую строну компонента, совокупность событий его поведенческую сторону: будет ли компонент реагировать на щелчок мыши или нажатие клавиши и т.д.

Каждая страница окна Инспектора Объектов представляет собой двухколонную таблицу, левая колонка содержит название свойства или события, правая - конкретное значение свойства или имя подпрограммы, обрабатывающей соответствующее событие. Строки выбираются щелчком мыши. Если слева от имени свойства указан знак «+» (сложное свойство), то для раскрытия списка значений данного свойства следует щелкнуть мышью по символу «+».

Щелчок мышью на правой колонке строки таблицы активизирует указанное в ней значение свойства, при этом в правом конце может появиться или кнопка с многоточием, или кнопка со стрелкой. Щелчок по кнопке с многоточием приводит к появлению на экране диалогового окна, с помощью которого устанавливается значение сложного свойства, щелчок по кнопке со стрелкой ведет к раскрытию списка возможных значений свойства.

Программирование в Delphi

Процесс создания Delphi - программы разбивается на две фазы: фазу конструирования формы и фазу кодирования. Конструирование формы осуществляется с помощью выбора компонентов из палитры и размещения их на форме.

Размещение компонента

1.  Выбрать компонент из палитры компонентов (щелкнуть по нему мышью);

2.  Щелкнуть мышью по точке рабочего пространства формы, где должен располагаться левый верхний угол компонента.

Чтобы придать компоненту нужные свойства, используется страница Properties Инспектора Объектов. Чтобы присвоить какое-либо свойство компоненту программно, необходимо выполнить оператор присваивания. В левой части оператора должно быть указано составное имя, а справа – значение.

<имя компонента>.<имя свойства>:=<значение>

Реакция на события

Чтобы компонент мог откликаться на то или иное событие, программист должен создать фрагмент программы, который называется обработчиком события и указать его имя на странице Events Инспектора Объектов. Этот фрагмент должен представлять собой последовательность операторов, в которой программист указывает, что именно должна делать программа в ответ на то или иное событие.

Обработчик события оформляется в виде процедуры, имеющей составное имя. Чтобы заставить Delphi самостоятельно сделать заготовку для процедуры обработчика того или иного события необходимо дважды щелкнуть в правой части строки соответствующего события на странице Events.

Пример. Разработать программу, которая бы по нажатой кнопке выводила на экран сообщение ”Моя первая программа на Delphi”.

1.  Запустить Delphi (как любое приложение);

2.  Создать новое приложение (в главном меню выбрать New Application);

3.  Установить свойства формы с помощью Инспектора Объектов имя формы - Name; заголовок окна - Caption; цвет – Color: положение формы и ее размер – Left, Top (верхний левый угол),Width (ширина). Height (высота));

4.  Со страницы Standard выбрать компонент Label (метка), предназначенный для размещения различного рода надписей (Щелкнуть по нему);

5.  Щелкнуть мышью по форме, так чтобы компонент расположился в центре.

Новый компонент имеет стандартное имя Label1 и надпись на нем повторяет это имя. Изменить эту надпись можно установив свойство Caption. Его можно изменить программно или с помощью Инспектора Объектов;

Перенести на форму с той же страницы компонент кнопка (Button). При щелчке на кнопке в работающей программе возникает событие OnClick

1.  (по щелчку);

2.  Перейти на страницу событий (щелчком по вкладке Events) в Инспекторе Объектов. Выбрать строку OnClick. Дважды щелкнуть по правой части данной строки. Delphi автоматически вставит заготовку для процедуры, запускаемой по данному событию.

Остается вставить оператор присваивания свойству Caption значения ”Моя первая программа на Delphi”.

Button1.Caption:=’Моя первая программа на Delphi’.

Литература

 

1.  Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала программирования на языке Паскаль. - М.: Наука, 1987;

2.  Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала информатики. - М.: Наука, 1988;

3.  Дагене В.А., Григас Г.К., Аугутис К.Ф. 100 задач по программированию. - М.:, Просвещение, 1993;

4.  Довгаль С.И., Литвинов Б.Ю., Сбитнев А.И. Персональные ЭВМ: Турбо-Паскаль V7.0, Объектное программирование, Локальные сети. (Учебное пособие).- Киев, «Информсистема сервис», 1993;

5.  Епанешников А.М., Епанешников В.А. Программирование в среде Turbo-Pascal 7.0 .- М.:, Диалог МИФИ, 1993;

6.  Ильина М.М. Работа в Word 7.0 на примерах. - М.: Восточная книжная компания, 1996;

7.  Йенсен К., Вирт Н. Паскаль: Руководство для пользователя. /Пер. с англ. М.Л.Сальникова, Ю.В.Сальниковой. - М.:, Компьютер, 1993;

8.  Microsoft Windows 95 .Шаг за шагом: Практическое пособие. /Пер.с англ.- М.: ЭКОМ, 1996;

9.  Новиков Ф.,А., Яценко А.,Д. Microsoft Office в целом. - СПб.: ВHV-Санкт-Петербург, 1995;

10.  Перминов О.Н. Программирование на языке Паскаль. - М.: Радио и связь, 1988;

11.  Поляков Д.Б., Круглов Н.Ю. Программирование в среде Турбо-Паскаля. - изд.МАИ., М.:, 1992;

12.  Прайс Д. Программирование на языке Паскаль. Практическое руководство. /Пер. с англ. - М.:, Мир, 1987;

13.  Семашко Г.Л., Салтыков А.И. Программирование на языке Паскаль. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1993;

Размещено на http://www.