Файл: 02_konspekt.doc

Языки программирования высокого уровня имеют следующие достоинства:

• алфавит языка значительно шире машинного, что делает его гораздо более выразительным и существенно повышает наглядность и понятность текста;

• набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;

• конструкции команд (операторов) отражают содержательные виды обработки данных и задаются в удобном для человека виде;

• используется аппарат переменных и действия с ними;

• поддерживается широкий набор типов данных.

Таким образом, языки программирования высокого уровня являются машинно-независимыми и требуют использования соответствующих программ-переводчиков (трансляторов) для представления программы на языке машины, на которой она будет исполняться.

---

2. 3.3. Введение в паскаль

Язык Паскаль, начиная с момента своего создания Н.Виртом в 1971 г., играет особую роль и в практическом программировании, и в его изучении. С непревзойденной четкостью в нем реализованы принципы структурного программирования. Паскаль стал первым языком, с которым знакомится большинство будущих программистов в мире.

Трансляторы для программ, написанных на Паскале, разработаны для различных компьютеров и в настоящее время имеют множество разновидностей. Они являются компиляторами, обрабатывающими разработанные программистами тексты программ.

Существует много версий языка Паскаль. Различия между ними порой весьма велики. Так, базовая версия Вирта имеет многократно меньшие возможности чем, скажем, версия Турбо-Паскаль 7.0 (первая, фактически - язык для обучения будущих программистов, а вторая - орудие профессиональных разработчиков прикладного программного обеспечения). Тем не менее, это версии одного языка, что, в частности, подтверждается их совместимостью «сверху вниз», т.е. любая программа, соответствующая «младшей» версии, соответствует и «старшей» (за исключением малозначащих синтаксических оговорок).

Любая Паскаль-программа является текстовым файлом с собственным именем и с расширением .pas. Рассмотрим в качестве примера текст программы 1 решения квадратного уравнения. Паскаль-программа имеет вид последовательности символов латинских и русских букв, арабских цифр, знаков операции, скобок, знаков препинания и некоторых дополнительных символов. В ней можно выделить описания данных и операторы, описывающие действия, которые надо выполнить машине над этими данными.

Программа I

program KvadUravn; (заголовок программы)

var (список переменных)

а,b,с: real; (коэффициенты уравнения)

d,xlx2: real; (вспомогательные переменные)

begin (начало программы)

writein; (пропуск строки на экране)

writein('введи a,b,c'); read(а,Ь,с); (ввод данных)

d:=b*b-4*a*c; (дискриминант)

if d<0 then (если d<0, то)

write('корней нет') (печатать)

else (иначе)

begin (начало серии команд)

xl:=(-b+sqrt(d))/(2*a);

x2:=(-b-sqrt(d))/(2*а); (вычисляем корни)

write('х1=',х1,' х2=',х2) (печать корней)

end (конец серии)

end. (конец программы)

Схематически программа представляется в виде последовательности восьми разделов:

---

1) заголовок программы;

2) описание внешних модулей, процедур и функций;

3)описание меток;

4) описание констант;

5) описание типов переменных;

6) описание переменных;

7) описание функций и процедур;

8) раздел операторов.

Не в каждой программе обязательно присутствуют все восемь разделов, в простейшей программе, например, могут быть только 5-й и 8-й разделы.

Каждый раздел начинается со служебного слова, назначение которого зафиксировано в Паскале так, что его нельзя употреблять для других целей.

3. 3.4. Основные конструкции языка

Паскаль - язык структурного программирования. Это означает, что программист должен выражать свои мысли очень дисциплинированно, с использованием малого числа четко оговоренных конструкций, используя как чередование их, так и вложения друг в друга. Не рекомендуется (хотя и возможно) использовать оператор перехода goto.

Реализация последовательности действий (т.е. структуры следования) выполняется с помощью составного оператора:

begin<последовательность операторов>end

Раздел операторов в программе всегда является составным оператором. Служебные слова beginиendчасто называют операторными скобками.

Для реализации развилкив Паскале предусмотрены два оператора: условный оператор и оператор варианта (выбора). Они предназначены для выделения из составляющих их операторов одного, который и выполняется.

Структура и действие условногооператоратаковы:

If<логическое выраженне>

then<оператор 1>

else<оператор 2>

Условный оператор может быть неполным, т.е. не содержать часть «else<оператор 2>». В этом случае, если значение логического выражения равноfalse, условный оператор не вызывает никаких действий.

Оператор вариантаимеет следующую форму:

case<выражение>of

<список констант 1> : <оператор 1>;

<список констант 2> : <оператор 2>;

…………………………

<список констант N> : <операторN>

end.

Выражение, стоящее между служебными словами caseиof, должно иметь значение ординального типа. Любой список констант может состоять из одной константы.

Оператор варианта вычисляет значение выражения, записанного после case. Если его значение совпадает с одной из констант в некотором списке, то выполняется оператор, стоящий после этого списка. Если значение выражения не совпало ни с одной константой во всех вариантах, то оператор варианта ничего не делает.

---

Для реализации циклов в Паскале имеются три оператора. Если число повторений известно заранее, то удобно воспользоваться оператором цикла с параметром. В других случаях следует использовать операторы цикла с предусловием (цикл «пока») или с постусловием (цикл «до»).

Цикл с предусловиемявляется наиболее мощным в Паскале. Другие операторы цикла можно выразить через него. Его форма такова:

while- <логическое выражение>do<оператор>

Действие: вычисляется значение логического выражения. Если оно равно true, то выполняется оператор, после чего снова вычисляется значение логического выражения, в противном случае действие заканчивается.

Оператор цикла с постусловиемимеет форму:

repeat<последовательность операторов>

until<логическое выражение>

Действие: выполняется последовательность операторов. Далее вычисляется значение логического выражения. Если оно равно true, то действие заканчивается, в противном случае снова выполняется последовательность операторов и т.д.

Оператор цикла спараметромпредусматривает повторное выполнение некоторого оператора с одновременным изменением по правилу арифметической прогрессии значения управляющей переменной (параметра) этого цикла. Оператор цикла с параметром имеет две формы.

Форма 1:

for<параметр>:= <выражение 1>to<выражение 2>do<оператор>

Форма 2:

for<параметр>:=<выражение 1>downto<выражение 2>do<оператор>

---

5. 3.5. Структуры данных

Мы уже познакомились с простыми типами real,integer,boolean,byte, char.

В Паскале программист по своему желанию может определить новый тип путем перечисления его элементов - перечисляемый тип, который относится к простым ординальным типам.

Описание перечисляемого типа выполняется в разделе типов по схеме:

type<имя типа> = <список имен>

Примеры:

type operator = (plus,minus,multi, divide);

color = (white,red,blue,yelow,purple,green);

В списке должно быть не более 256 имен.

Поскольку перечисляемый тип относится к ординальным, то к его элементам можно применять функции ord(x),pred(x),succ(x) и операции отношения. Отметим, что данные этого типа не подлежат вводу и выводу с помощью функций ввода/вывода и могут использоваться внутри программы для повышения ее читабельности и понятности.

Интервальный тип- это подмножество другого уже определенного ординального типа, называемогобазовым.Интервал можно задать в разделе типов указанием наименьшего и наибольшего значений, входящих в него и разделяющихся двумя последовательными точками, например:

type days=(mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun);

workday s=mon.. fri;

index=1..30;

letter='a'..'z';

Можно задать интервал и в разделе переменных:

vara:1..100;b:-25..25;

Операции и функции - те же, что и для базового типа. Использование интервальных типов в программе позволяет экономить память и проводить во время выполнения программы контроль присваиваний.

6. 3.6. Процедуры и функции

Описание и вызов.В Паскале подпрограммы называются процедурами и функциями и описываются в разделе с тем же названием.

Процедураимеет такую же структуру, как и программа, но с двумя отличиями:

• заголовок процедуры имеет другой синтаксис и включает служебное слово procedure;

• описание процедуры заканчивается точкой с запятой (а не точкой). Все имена, описанные в программе до процедуры, действуют во всей программе и в любой ее подпрограмме (если они там не описаны заново). Они называются глобальными, в отличие от локальных имен, описанных в процедуре и действующих лишь в ней.

Данные для обработки могут передаваться процедуре через глобальные имена или через аргументы процедуры. В процедуре каждый аргумент имеет свое имя -формальный параметр, описываемый в заголовке процедуры по схеме

procedure<имя> (<список описаний формальных параметров>) Описание формальных параметров может иметь вид

---