Файл: Основы программирования на языке Pascal.pdf

Введение

Для чего нам вообще нужно программирование и какую пользу оно приносит обществу? Как и в повседневных делах мы обдумываем алгоритм^[1] их решения. После того, как алгоритм уже нами обработан и запомнен, мы выполняем задачи постепенно, пошагово. Можно сказать, что мы являемся исполнителями, действуя определенной инструкции. Но в роли исполнителя лучше подходит компьютер, железо, в который вкладывается алгоритм, написанный человеком. Задачи на нем будут выполнены строго по инструкциям и в разы быстрее. Сам по себе компьютер, пока что, ничего не понимает и работает исключительно так, как его запрограммировали, вложив в него ту или иную задачу или программу. Без основных знаний (например, математики, информационных технологий или предметной области и т.д.) придумать и описать алгоритм будет практически невозможной задачей, и если даже такие знания присутствуют, то это не полностью, но частично облегчат задачу, ведь это очень трудоемкий и творческий процесс, который занимает не мало времени, но это того стоит.

Предположим, что мы придумали алгоритм, который выполняет какую-либо задачу, и мы вложили его в память компьютера, но компьютер просто не поймет, что от него хотят, и именно благодаря языкам программирования, на которых написаны инструкции, решается эта проблема.

Что касается моего мнения по выбранной теме, мне нравиться программировать, и я имею в этом может и не большой, но опыт. Я уже умею легко ориентироваться в строчках кода и хороша знаю синтаксис таких языков как: Java SE, Java, C, C++, C#, Python, HTTP и собственно Pascal. На языке Java, мной уже написана лёгонькая 2D игра (ее внешний вид я прикреплю в приложении), на которую я потратил 1.5 месяца непосильного труда, исписал множество черновиков с целью достигнуть лучшего алгоритма для функционирования моего приложения, но результат конечно же радует, ведь ты знаешь, что написал его сам и полностью понимаешь, как работает каждая кнопка и каждое действие, происходящее в игре. С языком Pascal я знаком еще со школьной скамьи, и это был первый язык, которому меня обучали. И ты радуешься каждой строчке, выведенной в командной строке, потому что написанный тобою код функционирует, согласно поставленной учителем задаче.

Целью данной курсовой будет краткое описание языка программирования Pascal, его основные команды и знакомство с его синтаксисом. В основном я изложил все, что помню из школы, а также мне пришлось обратиться к Интернету, для достоверности моих представлений и моего знания в этой теме.

1.Знакомство с языком программирования Pascal

1.1. История Pascal

Язык программирования Pascal является одним из самых популярных, и широко используется в школах и в вузах. Данный язык, можно сказать, является основой для других языков.

Свое название язык Pascal получил  в честь французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля, который создал вычислительное устройство(паскалевое колесо), которое производила операции над числами. Сам язык был создан Никлаусом Виртом, швейцарский ученый, на тот момент доцент факультета информатики Стэнфордского университета, в 1968-1969 после его участия в разработке языка Алгол-68^[2].

В ходе внедрения этого языка программирования были выявлены следующие успехи: язык Pascal оказался весьма доступным для понимания и изучения; отразил важные концепции технологии разработки программ; оказался пригодным для большого спектра разработки сложных программ.

Стандарты языка Pascal:

1.  Unextended Pascal был разработан в 1983 году. Совпадает с описанием языка по Вирту.
2. Extended Pascal содержит расширения для модульного программирования и имеет прямой доступ к файлам, возможность работы со строками и др.
3. Object Pascal принят в 1993 г. Он поддерживает объектно-ориентированное программирование.

1.2. Установка среды программирования

Для реализации какого - либо проекта, написанного на языке программирования, необходима среда разработки, позволяющая упростить работу и помочь программисту в некоторых моментах, например, существуют горячие клавиши, кнопки, команды, с помощью которых написание кода будет в разы быстрее и приятнее. Так же, возможность скомпилировать код (перевести, нами привычный, для понимания код, в понятный, для компьютера, язык), т.к. в операционной системе Windows, нет заранее установленных компиляторов^[3], как в Linux.

В данной работе, я буду использовать PascalABC.NET, мощный язык, с простым синтаксисом, для легкого понимания начинающим программистам, который позволяет писать высоко профильный код в удобной, легкой и компактной форме, идеально подходящий для обучения современного программирования. PascalABC.NET включает в себя подсказки по коду, авто исправления, образцы кода для тех, кто только начал заниматься программированием. Этот язык отличается высокой скоростью выполнения программ, возможностью к подключению множества библиотек.

Итак, начнем с загрузки установщика программы и дальнейших шагов настройки для работы:

1. Переходим по этой ссылке, на сайт, который предоставляет бесплатную установку PascalABC.NET - http://pascalabc.net

2. Переходим на другую страницу, для выбора нужной версии:

3. В зависимости от вашей операционной системы, выбираем нужную нам версию (я работаю на Windows), и начнётся автоматическая установка:

4. После загрузки, нажимаем на только что установленный нами файл с расширением .exe и должно открыться окно установки. Выделяем все предложенные компоненты для установки и нажимаем далее:

6. Выбираем место, куда будут установлены все необходимые файлы и нажимаем далее:

7. Путь к рабочей папке будет настроен автоматически. Нажимаем Установить и ждем полной загрузки. После открываем ярлык на рабочем столе:

Вот и все! Среда разработки установлена и готова к работе. Если вы проделали все те шаги, которые я обозначил выше, то у вас должно было открыться вот это:

1.3. Инструкция к пользованию среды PascalABC

В данном разделе я покажу и объясню, как пользоваться программой PascalABC, какие основные моменты необходимо знать, для того чтобы начать, обучение.

Как и в многих пособиях по изучению языков программирования, автор начинает с вывода в консоль приветственного сообщения Hello world!, но для этого настроим рабочее окно:

Переходим в раздел Файл и нажимаем Новый проект, после этого даем ему название и выбираем тип проекта – Консольное приложение и нажимаем Ок.

Создастся новый проект с расширением .pas, с котором мы и будем работать.

В открывшемся окне уже подготовлен «чистый лист» в которое сейчас нужно написать эти команды (разбор и их смысл мы рассмотрим в следующей части):

begin

writeln('Hello world!');

end.

Для запуска компиляции и выполнения инструкций, нужно нажать зеленую кнопку Play в верней части панели или такая же можно нажать в сочетании клавиш Fn + F9. В результате выполнения программы в консольном окне появляется следующее сообщение - Hello world!, что означает, что код был успешно скомпилирован, запущен и в нем не было обнаружено ошибок.

Небольшое замечание касается способа отображения результата выполнения программ и сами строчки кода. В основном я не буду приводить изображения окон, а только их содержимое.

Можно сказать, что все уже готово и этого минимума вполне достаточно, чтобы начать «кодить». У среды не так много различных настроек, и, я думаю, каждый бы мог разобраться в ней сам, но мне бы хотелось показать вам все сразу, чтобы в дальнейшем легко ориентироваться в данном приложении:

1. Создание нового файла

2. Открыть уже имеющийся файл или проект

3. Сохранить

4. Компиляция и запуск программы

5. Рабочее окно

6. Консольное окно, для вывода результата выполнения программы, списка ошибок и сообщения компилятора

Так же немаловажную роль в создании массивной программы является отладчик Debug. Предположим программист написал программу, состоящий из 10 файлов, в каждом из которых по 100 строчек кода. При запуске программы, он обнаруживает, что программа не работает должным образом, и представьте, сколько бы времени потратил программист на поиск этой ошибки, и не факт, что он бы ее нашел, просто просматривая строчки кода. В таких случаях был придуман отладчик Debug, который на много ускоряет поиск ошибки и в дальнейшем ее исправление. Каков же принцип его работы? На определенную строчку ставиться, так сказать, пометка, которая позволяет пошагово выполнять задачи программы с того места, где была поставлена эта пометка, и для удобства прописывает каждое изменение выполненной задачи в отдельном месте. Пример использования отладчика:

Красные точки и есть те метки, в которых происходить постепенное выполнение задач. При запуске программы, она не выполниться сразу, а будет останавливаться в каждой помеченной точке. Для продолжения программы нужно будет снова запустить программу, и тогда отладчик будет выполнять следующие задачи, пока снова не столкнётся с пометкой и тут же выполнение задач вновь буде приостановлено, пока снова не будет запущенна программа, или же если настал конец кода, то программа будет завершена.

1.4. Компиляция

Перед запуском программы ее необходимо скомпилировать. Компиляция означает, что исходный код на языке Паскаль переводиться на язык компьютера. После компиляции образуется две программы, одна на языке паскаль, другая на языке компьютера (объектная программа), и если посмотреть на вторую программу, то перед нами будут непонятные знаки.

Пошагово опишем процесс компиляции. Во-первых, программу нужно написать, в нашем случае на языке Pascal, и делать это будет программист. Написанная программы загружается в память и может быть понятно только человеку. Во-вторых, необходимо скачать компилятор, который тоже загружается в память и, в свою очередь переведет все то, что написал программист в объектный код, который тоже будет загружен в память. И последний шаг, программа выполняется. В компьютерную память сохраняется именно исполнительный код.

Вот что выписывает нам компилятор в консоль:

1.5. Структура программы

Сама программа состоит из заголовка и блока. Заголовок можем и не включать в нашу программу или можем не писать параметры, но все же рассмотрим, как он выглядит и для чего нужен:

program r (input, output, x, y,…);

Где r – название программы, input –файл ввода, output – файл вывода, x, y, … - внешние файлы, которые используются в программе.

Что касается блока, то он состоит из 6 разделов, которые должны быть размешены в программе в строгом порядке.

1. раздел label
2. раздел const
3. раздел type
4. раздел var
5. раздел процедур и функций
6. раздел операторов

1. Любой оператор в программе может быть помечен меткой label, имеющий максимум 4 цифры. Пример использования метки label:

label 10, 20, 59;

10: a := b;

Операция (в данном случае, присваивание) a := b будет иметь метку 10.

2. Допустим, что для выполнения программы нам необходимо какое-то неизменное значение, которое мы будем использовать. Пусть это будет, например, число Пи или ускорение свободного падения (насколько я помню из физики, в разных условиях используют число 10 или 9,8). Так при описании констант, необходимо выполнить следующее:

const pi = 3,14; accOfGrav1 = 10; accOfGrav1 = 9,8;

3. Если в программе необходимо использовать тип, отличный от стандартных, то можно это указать в разделе type:

type t1 = вид_типа;

4. Все переменные должны быть описаны до ее использования в одном месте, в разделе var:

var a, b,…: integer;

a1, b1,…: real;

Где a, b, a1, b1 – название переменных, integer, real – тип переменных

5. Описание функций и процедур.

6. В этой части программы все начинается со слова begin и заканчивается словом end, после которой ставят точку. Эти слова не являются операторами, а знаками пунктуации. В таких языках, как Java и вместо begin end используются фигурные скобки