Файл: Основы программирования на языке Pascal(История создания языка Pascal).pdf

Современные технологии применяются практически повсеместно – в частной и профессиональной жизни, в деятельности малого бизнеса и крупных корпораций, в науке, медицине, политике и т.д. Действительно, сегодня сложно представить успешное развивающееся или развитое предприятие, которое не использовало бы в своих процессах хоть малую толику автоматизации. И то легко объясняется – грамотная и продуманная автоматизация тех или иных процессов позволяет значительно сэкономить время, а также другие ресурсы любой организации. Даже персональная жизнь значительно ускорилась благодаря новейшим технологиям и инновациям. Так, писк, обработка и анализ информации зачастую выполняется автоматически различными техническими средствами, благодаря чему пользователю остается лишь ознакомиться с запрашиваемыми данными. Это стало возможно благодаря пользовательскому интерфейсу.

Пользовательский интерфейс в свое время стал настоящей революцией в мире электронно–вычислительных машин, и понятно почему – теперь стало возможным более комфортное общение с компьютером, когда оператор мог самостоятельно оценивать ситуацию и принимать решения, основываясь на том, что он видит собственными глазами. Появление пользовательского интерфейса объясняется множеством повлиявших факторов, и в частности, появлением более доступных для пользователя языков программирования.

Язык программирования представляет собой знаковую систему, призванную обеспечить эффективное общение человека и электронно–вычислительной машины. Сегодня языки программирования многообразны, каждый из них предоставляет разные возможности и разную функциональность программистам. Тем не менее, среди всех языков выделяется Pascal, который сегодня является одним из основных обучающих языков. После изучения данного языка программисты могут переходить к более сложным структурам, при этом затрачивая меньше времени и усилий.

Цель данной работы – рассмотрение основ программирования на языке Pascal.

Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:

Рассмотреть историю создания и развития Pascal;
Привести особенности языка Pascal;
Охарактеризовать типы данных языка Pascal;
Проанализировать операторы языка Pascal;
Подвести итоги исследования.

Объектом работы выступает язык Pascal, а предметом – основы программирования на языке Pascal.

В качестве методологической и теоретической базы работы используются научные работы российских и зарубежных исследователей, в частности таких авторов как Абрамов В. Г., Зуев. Е. А., Моргун А. Н., Фаронов В. В. и других. Авторы, чьи труды используются в работе, заслужили доверие и признание в научных трудах, в частности, в вопросах программирования и изучения языка Pascal, так что использование текстов их работ в исследовании целесообразно.

Структура работы включает две главы, каждая из которых, в свою очередь, содержит по два параграфа. Также включены содержание, введение, заключение и список использованных источников, а также 15 рисунков и 1 таблицу. Общий объем работы составляет 29 страниц.

1. Описание языка Pascal

1.1. История создания языка Pascal

Язык программирования создал профессор Высшей федеральной технической школы в Цюрихе Николаус Вирт и назвал его именем известного французского математика и философа Блеза Паскаля (1623–1662 гг.). Начало создания Pascal связано с усилиями Н.Вирта и К.Хоора переработать язык программирования Алгол–60 и на его основе создать новый. Примерно в 1968 г. бал подготовлен проект языка и начата разработка его транслятора для вычислительной машины CDC 6400, который был готов в 1970 г. В 1971 г. было представлено первое официальное описание языка [4]


Рисунок 1. Никалаус Вирт	Рисунок 2. Блез Паскаль

Одной из целей создания языка Pascal Никлаус Вирт считал обучение студентов структурному программированию. До сих пор Pascal заслуженно считается одним из лучших языков для начального обучения программированию. Его современные модификации, такие как Object Pascal, широко используются в промышленном программировании (среда Delphi).

Интенсивнее всего язык распространялся в 1972–1975 гг. Он удостоился всеобщего признания и стал основным языком публикации программ и преподавания дисциплины программирования. В 1975 г. была создана ассоциация пользователей Pascal. Позже язык подвергся критике. Пользователи были не удовлетворены слишком строгими ограничениями некоторых конструкций языка. В 1977 г. была создана группа по разработке стандарта языка Pascal . Ею руководил А.Эддиман (A.M.Addyman). В 1983 г. 1 декабря был объявлен международный стандарт языка Pascal ИСО 7185 [11].

В 1992 г. фирма Borland International выпустила два пакета программирования, основанные на использовании языка Pascal – Borland Pascal 7.0 и Turbo Pascal 7.0.

Рисунок 3. Среда Turbo Pascal

Пакет Borland Pascal 7.0 учитывает многие новейшие достижения в программировании и практике создания программ и включает в себя три режима работы в обычном режиме операционной системе MS DOS, в защищенном режиме MS DOS и в среде Windows.Обладая рассширенными возможностями, пакет требует значительных ресурсов (~ 30 Mb на жестком диске и і 2 Mb ОЗУ). Пакет Turbo Pascal 7.0 обладает ограниченными возможностями и позволяет работать только в обычном режиме MS DOS, но может быть использован практически на любой машине (вплоть до 286) и стоит дешевле [11].

На современных компьютерах некоторые модули Turbo Pascal 7.0 (например, CRT) работают некорректно. Лучше использовать Borland Pascal 7.0. В настоящее время, язык Pascal является общепризнанным языком обучения программированию, сочетающем в себе все основные свойства серьезного алгоритмического языка программирования высокого уровня и доступную форму, позволяющую начинающему программисту освоить технологию создания программы. Кроме того, существуют пакеты, основанные на использовании Pascal (Delphi, компонентный Pascal ), использующие современный объектно–ориентированный подход [4].

Рисунок 4. Среда Delphi

1.2. Особенности языка Pascal

Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Pascal был одним из первых таких языков. По мнению Н. Вирта, язык должен способствовать дисциплинированию программирования, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Паскале сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис автор постарался сделать интуитивно понятным даже при первом знакомстве с языком.

Тем не менее, первоначально язык имел ряд ограничений: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода–вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п. [3]

Подробный разбор недостатков языка Pascal того времени был выполнен Брайаном Керниганом в статье «Почему Pascal не является моим любимым языком программирования» (эта статья вышла в начале 1980–х, когда уже существовал язык Модула–2, потомок Pascal, избавленный от большинства его пороков, а также более развитые диалекты Pascal). Некоторые недостатки Pascal были исправлены в ISO–стандарте 1982 года, в частности, в языке появились открытые массивы, давшие возможность использовать одни и те же процедуры для обработки одномерных массивов различных размеров [5].

Необходимо заметить, что многие недостатки языка не проявляются или даже становятся достоинствами при обучении программированию. Кроме того, по сравнению с основным языком программирования в академической среде 1970–х (которым был Фортран, обладавший гораздо более существенными недостатками), Pascal представлял собой значительный шаг вперёд. В начале 1980–х годов в СССР для обучения школьников основам информатики и вычислительной техники академик А. П. Ершов разработал алголо–паскалеподобный «учебный алгоритмический язык».

Наиболее известной реализацией Pascal, обеспечившей широкое распространение и развитие языка, является Turbo Pascal фирмы Borland, выросшая затем в объектный Pascal для DOS (начиная с версии 5.5) и Windows и далее в Delphi, в которой были внедрены значительные расширения языка.

Диалекты Pascal, применяемые в Turbo Pascal для DOS и Delphi для Windows, стали популярны из–за отсутствия других успешных коммерческих реализаций [9].

В первой главе работы рассмотрены основы и особенности языка Pascal , а также история его создания и развития. Было определено, что за продолжительное время было создано достаточно много версий среды, что позволяло улучшать его и делать более функциональным и удобным для программирования.

2. Основы программирования на языке Pascal

2.1. Типы данных языка Pascal

Для обработки ЭВМ данные представляются в виде величин и их совокупностей. С понятием величины связаны такая важная характеристика, как ее тип.

Тип определяет:

возможные значения переменных, констант, функций, выражений, принадлежащих к данному типу;
внутреннюю форму представления данных в ЭВМ;
операции и функции, которые могут выполняться над величинами, принадлежащими к данному типу [15].

В языке Pascal тип величины задают заранее. Все переменные, используемые в программе, должны быть объявлены в разделе описания с указанием их типа. Обязательное описание типа приводит к избыточности в тексте программ, но такая избыточность является важным вспомогательным средством разработки программ и рассматривается как необходимое свойство современных алгоритмических языков высокого уровня.

Иерархия типов в языке Pascal такая:

Простые
- Порядковые
  - Целые
  - Логические
  - Символьные
  - Перечисляемые
  - Интервальные
- Вещественные
Структуированные
- Массивы
- Строки
- Множества
- Записи
- Файлы
Указатели [12]

Схематично иерархию типов данных в языке Pascal можно представить следующим образом (рисунок 5) [12]:

Рисунок 5 Структура стандартных типов данных языка

В таблице [8] приведены простые типы данных Pascal, объем памяти, необходимый для хранения одной переменной указанного типа, множество допустимых значений и применимые операции.

Таблица 1

Характеристики простых типов данных языка Pascal

Идентификатор	Длина (байт)	Диапазон значений	Операции
Целые типы
integer	2	–32768..32767	+, –, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
byte	1	0..255	+, –, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
word	2	0..65535	+, –, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
shortint	1	–128..127	+, –, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
longint	4	–2147483648..2147483647	+, –, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
Вещественные типы
real	6	2,9x10^–39 – 1,7x10³⁸	+, –, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
single	4	1,5x10^–45 – 3,4x10³⁸	+, –, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
double	8	5x10^–324 – 1,7x10³⁰⁸	+, –, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
extended	10	3,4x10^–4932 – 1,1x10⁴⁹³²	+, –, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
Логический тип
boolean	1	true, false	Not, And, Or, Xor, >=, <=, =, <>, <, >
Символьный тип
char	1	все символы кода ASCII	+, >=, <=, =, <>, <, >

Перечисляемый и интервальный тип относятся к типам, определяемым пользователем и будут рассмотрены нами позже.

Порядковые типы, выделяемые из группы простых типов, характеризуются следующими свойствами:

все возможные значения порядкового типа представляют собой ограниченное упорядоченное множество;
к любому порядковому типу может быть применена стандартная функция Ord, которая в качестве результата возвращает порядковый номер конкретного значения в данном типе;
к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Pred и Succ, которые возвращают предыдущее и последующее значения соответственно;
к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Low и High, которые возвращают наименьшее и наибольшее значения величин данного типа [12].

В языке Pascal введены понятия эквивалентности и совместимости типов. Два типа Т1 и Т2 являются эквивалентными (идентичными), если выполняется одно из двух условий:

Т1 и Т2 представляют собой одно и то же имя типа;
тип Т2 описан с использованием типа Т1 с помощью равенства или последовательности равенств. Например:
type
T1 = Integer;
T2 = T1;
T3 = T2;