Файл: Основы программирования на языке Pascal.pdf

На сегодняшний день язык программирования Pascal является одним из самых понятных и простых в изучении, а также данный язык считается одним из самых развитых языков программирования.

Язык программирования Pascal был разработан Никлаусом Виртом в конце 60-х годов. Алгоритмический язык был назван в честь ученого Блеза Паскаля, создавшего первое вычислительное устройство – суммирующую машину. Предназначение алгоритмического языка заключалось в обучении студентов программированию.

Язык программирования Pascal довольно быстро получил широкое распространение во всем мире за счет своей простоты, логичности и эффективности. Благодаря данному языку тексты различных программ с легкостью проверяются на правильность, за счет чего требуется минимальное количество специалистов по программированию. Он содержит средства для создания программ любой сложности, что и обусловило выбор этого языка в качестве одного из основных для обучения программированию в образовательных учреждениях.

Таким образом, алгоритмический язык «Pascal» позволяет рационализировать рабочий процесс программирования, а также создавать структурированные программы трудоемких и сложных вычислений. Этим и обуславливается тема исследования курсовой работы.

Объект исследования – язык программирования Pascal.

Предмет исследования – программирование на языке Pascal.

Цель курсовой работы – выявить основы программирования на языке Pascal.

Достижение поставленной цели обеспечивается выполнением следующих задач:

Рассмотреть основные элементы языка программирования Pascal, такие как: алфавит, данные и выражения языка.
Описать стандартные простые типы данных и структуру программы на языке Pascal.
Охарактеризовать операторов языка программирования Pascal.
Описать подпрограммы, сложные типы данных и массивы.

В курсовой работе были использованы книги, учебные пособия и научные статьи по теме исследования за последние 3-4 года. Книги и учебные пособия были отобраны по степени надежности издательств. Издательства большинства использованных книг и учебных пособий относятся к различным государственным университетам, например, Волгоградский государственный технический университет, Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина, Магнитогорский государственный университет. Научные статьи были отобраны из таких журналов, как: «Научный форум: технические и физико-математические науки», APRIORI, Интернет-технологии в образовании, Актуальные направления научных исследований: перспективы развития, Информатика, Инновации в науке, Молодежный научный форум, Модернизация и технологическое развитие промышленности, Информационно-коммуникативная культура: наука и образование. Эти журналы были выбраны потому, что они имеют высокий рейтинг, в этих журналах публикуются труды высокоспециализированных специалистов в сфере программирования.

Курсовая работа содержит введение, основную часть, состоящую из двух глав, заключение, список литературы и приложение.

1 Основные элементы языка программирования Pascal

1.1 Алфавит, данные и выражения языка Pascal

Языки программирования представляют собой формальные языки, которые применяются для описания данных и алгоритма их обработки на электронно-вычислительных машинах. При записи алгоритма решения задачи на языке программирования важно отчетливо знать правила написания и использования элементарных информационных и языковых единиц. Любой язык программирования определяется алфавитом, синтаксисом и семантикой [9, C. 122].

Алфавит представляет собой конечный набор знаков, состоящий из букв, десятичных и шестнадцатеричных цифр, специальных символов, допустимых в конкретном языке программирования. Символы языка – это элементарные знаки, используемые для составления любых текстов [12, C. 247].

Из символов алфавита выстраиваются слова, а из них, в свою очередь, - предложения. В Pascal из алфавита формируются зарезервированные слова, идентификаторы (имена процедур, функций, переменных, констант и т. п.), выражения (алгебраические, логические и т. д.), значения констант и переменных, описание типов и т. п. [15, C. 60]

Алфавит языка Pascal включает в себя следующие символов:

1. Латинские буквы (заглавные и прописные).

2. Цифры от 0 до 9.

3. Знаки арифметических операций: + – сложение; – - вычитание; * – умножение; / – деление

4. Знаки отношений:

> – больше; <– меньше; = – равно;> = – больше или равно; <= – меньше или равно; <> – не равно.

5. Разделители:

.– для разделения целой и дробной части числа, обозначение конца программы, отделение полей в записи;

, – для разделения элементов в списке;

; – для разделения операторов;

: – для отделения переменной или константы от типа и метки от оператора;

«‘ – выделение символа или строковой константы;

() – выделение выражений, списков параметров;

[] – выделение индексов массивов, элементов множеств;

{} – скобки комментариев.

6. Спецификаторы:

^ – значение величины по ее указателю;

@ – обозначение адреса переменной;

# – обозначение символа по его коду;

$ – обозначение директивы компилятора или знак 16-ричного числа.

7. _ – знак подчеркивания [17, C. 21]

Последовательность символов образуют слова, группа слов – выражение, а определенные комбинации слов и выражений составляют словарь языка.

1. Указатели функций. В языке Pascal существует ряд стандартных функций, которые записываются следующим образом: <имя функции> (<список параметров>)

Например,

SIN (Х) – синус х;

ABS (5) – модуль (абсолютная величина) числа 5;

Х MOD 2 – остаток от деления величины х на 2.

Язык Pascal также позволяет пользователю создавать свои собственные функции [25, C. 171].

2. Имена величин (идентификаторы) обозначаются набором символов, состоящих из латинских букв (A-Z, A-z) и цифр (0—9).

Имена указывают на элементы языка – константы, метки, типы, переменные, процедуры, функции, модули, объекты. При указании имени на первом месте должна стоять буква. Можно использовать в именах переменных знак подчеркивания «_». Нельзя использовать в качестве имен величин служебные слова языка [1, C. 77].

Например, В, Primer, G_18 – правильно заданные имена.

В качестве имен в языке Pascal не разрешено использовать служебные слова, стандартные константы, типы, процедуры, функции и файлы. Также имена величин не могут содержать: русских букв, знаков препинания, специальных символов (~, #, $, % и других). Имя переменной может быть любой длины, не превышающей 250 символов. Также не учитывается регистр букв, то есть переменные с именами Primer и pRiMeR будут рассматриваться как одна и та же переменная [22, C. 113].

3. Величины. Величина – это единица данных, представленная своим именем (идентификатором) либо своим значением. С величиной связывается определенное множество значений. Например, физическая величина СКОРОСТЬ. Она может принимать различные значения 15 м/с, 200 км/ч и т. д. Также каждая величина имеет свои допустимые значения (интервал значений). Например, величина РОСТ ЧЕЛОВЕКА может принимать значения 1 м 40 см, 2 м 2 см и т. д. Интервал значений данной величины находится в промежутке (приблизительно) от 40 см до 2 м. Все величины языка Pascal можно условно разделить на две группы: постоянные и переменные. Постоянные величины (константы) – это величины, принимающие в ходе выполнения программы только одно значение [2, C. 79].

Постоянные величины делятся на числовые и литерные (символьные, строковые). Например, числовые величины – 5; -45.6; -45216; литерные величины – «стол»; «125». Литерные величины всегда берутся в одиночные кавычки (апострофы). Переменные величины в ходе выполнения программы могут принимать разное количество значений. Переменные величины могут иметь буквенное обозначение или с индексом. Например, простые – Х; DF; с индексом – Х1; DF25 [20].

4. Типы величин. В зависимости от значения величины подразделяются на целые, вещественные, литерные, табличные и логические, которые, в свою очередь имеют деление и обозначение в зависимости от размерности значения величины.

целые INTEGER, SHORTING, BYTE, WORD, LONGINT;

вещественные REAL, SINGLE, DOUBLE, EXTENDED, COMP;

литерные CHAR, STRING;

табличные ARRAY;

логические BOOLEAN [16, C. 25].

5. Выражения. Одним из важнейших элементов языка Pascal являются выражения, которые представляют собой формулу, служащую для вычисления некоторого нового значения по значениям входящих в него переменных и констант. Выражения языка Pascal задают правила вычисления некоторого значения. Все выражения языка Pascal можно разделить на арифметические и логические. Арифметические выражения записываются с помощью знаков арифметических операций по определенным правилам. Например, 15+2; 12.3*12.8; D-F. Результат вычислений арифметических выражений может быть только значением числового типа, причем целого типа, когда оба аргумента целого типа, иначе вещественного типа. Исключением является операция деления, результат которой всегда вещественного типа. Примеры правильных арифметических выражений:

x + 3 mod y;

2 * PI * sqr (radius);

x div (y + z); (a1 – a2) / b[i, j];

9.14;

sqrt (abs (y + 3)) [1, C. 78].

Логические выражения обычно используются при задании различных условий, которые могут выполняться или не выполняться. В связи с этим результат вычислений логических выражений может быть либо true, либо false. Логические выражения могут содержать:

переменные и константы числовых, символьных и логических типов;
скобки, изменяющие порядок вычислений;
логические операции: and, or, not, xor;
операции отношения (сравнения): <,>,> =, <=, <>, =;
данные структурированных типов;
арифметические и логические функции [4, C. 43].

Операции сравнения выполняются только над однотипными скалярными величинами, например, оба операнда символьного типа или оба операнда числового типа и т. д. Примеры правильных логических выражений:

(b mod c > 0.51) and (a[i] <> 0); (x = 0) or (x = 1); (sqrt (x + y) > 0) xor (z <= 0);

6. Условия. Условия на языке Pascal бывают простые и составные.

Простые условия записываются с помощью знаков отношения в виде:

<выражение> <знак отношения> <выражение>

Например, F> 5; H=2; name <> «ваня».

Составные условия включают в себя несколько простых условий соединенных с помощью служебных слов NOT (не), AND (и), OR (или):

<простое условие> {AND, OR} <простое условие>

Например, D> 50 AND T <200; F1=5 OR T2 <=15 [3, C. 59].

7. Служебные слова (операторы). Все служебные слова языка являются словами английского языка. Операторы задают последовательность некоторых действий (команд), которые необходимо выполнить. Для описания сложных действий используют группу операторов. В этом случае операторы объединяются в составной оператор или блок [24].

В записи программы на языке Pascal обычно не различают малые и большие латинские буквы (PROGRAM, program, Program – одно и то же).

Примеры некоторых операторов языка Pascal:

PROGRAM (программа) – название программы;

BEGIN (начало) – начало программы;

END (конец) – конец программы;

VAR (variable – переменная величина);

LABEL (метка);

CONST (константа);

TYPE (тип);

IF (если) … THEN (то) … ELSE (иначе) – условный оператор (команда ветвления);

CASE – оператор выбора;

GOTO – оператор безусловного перехода;

FOR… TO… DO – оператор повторения (цикла);

REPEAT (повторять) … UNTIL (до тех пор, пока не) – оператор повторения;

WHILE (пока) … DO – оператор повторения (цикла);

PROCEDURE (процедура);

FUNCTION (функция) [18, C. 60].

По ходу усовершенствования языка в словарь могут добавляться новые типы величин и операторы [21, C. 18].

В языке Pascal существует несколько основных типов величин: числовые (целые и действительные), логические, литерные, табличные.

Типы величин отличаются ограничениями на область значений величины соответствующего типа. Правильный выбор целого типа для величины позволяет экономично расходовать ресурсы памяти компьютера [23, C. 137].

1.2. Стандартные простые типы данных и структура программы на языке Pascal

Стандартные простые типы данных

В программах можно использовать как стандартные типы данных, так и типы данных, определяемые пользователем, которые не входят в наше рассмотрение. Стандартные типы данных не требуют предварительного описания [5, C. 6].

Переменные простых (скалярных) типов данных в любой момент времени принимают только одно значение, которое не имеет выраженной структуры. Рассмотрим простые типы данных более подробно: