Программирование Pascal

Задание 1

Ответить на вопросы:

1. Последовательность решения задач на ЭВМ.

2. Понятие и свойства алгоритма. Способы его записи.

3. Общая характеристика языка Паскаль. Алфавит языка. Выражения и операции. Стандартные функции.

4. Структура программы на языке Pascal.

5. Типы данных. Их классификация.

6. Операторы языка Паскаль. Оператор присваивания. Составной оператор. Операторы ввода и вывода данных.

7. Оператор безусловного перехода. Условный оператор. Оператор выбора.

8. Операторы цикла: с параметром, с предусловием, с постусловием.

9. Массив данных. Одномерные и двумерные массивы.

10. Запись. Массив записей.

11. Процедуры и функции.  Описание подпрограмм. Заголовок. Параметры.

12. Строки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Последовательность решения задач на ЭВМ.

В общем случае выделяют несколько этапов в подготовке и решении задач на ЭВМ.

На первом этапе анализируется условие задачи, определяются исходные данные и результаты, устанавливается зависимость между величинами, рассматриваемыми в задаче. Некоторые задачи имеют множество способов решения, поэтому необходимо выбрать способ решения (сделать постановку задачи, составить модель задачи). Для этого необходимо определить математические соотношения между исходными данными и результатом. Выполнив перевод задачи на язык математики, получают математическую модель.

Второй этап заключается в составлении алгоритма решения задачи по выбранной модели.

На третьем этапе алгоритм записывается на языке программирования и полученная программа вводится в ЭВМ. Далее проводится отладка программы, т.е. поиск и ошибок. Различают логические и семантические ошибки. Семантические ошибки возникают, когда программист неправильно записывает конструкции языка программирования. Семантические ошибки отыскать легче, т. к. современные трансляторы языков программирования способны их выявить. Логические ошибки возникают, когда инструкции записаны правильно, но последовательность их выполнения дает неверный результат.

Далее проводится тестирование, которое заключается в запуске программы с использованием контрольных примеров - тестов. Тесты выбирают таким образом, чтобы при работе с ними программа прошла все возможные ветви алгоритма, поскольку на каждом из них могут быть свои ошибки.

После отладки и тестирования программа выполняется с реальными исходными данными и проводится анализ полученных результатов, т.е. сопоставление их с экспериментальными фактами, теоретическими воззрениями и другой информацией об изучаемом объекте. Если результаты работы программы не удовлетворяют пользователей по каким-либо параметрам, то производится уточнение модели. При уточнении модели правится алгоритм программы, снова проводятся отладка, тестирование, расчеты и анализ результатов. Так продолжается до тех пор, пока результаты работы программы не будут удовлетворять знаниям об изучаемом объекте.

2. Понятие и свойства алгоритма. Способы его записи.

Алгоритм – понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.

Свойства алгоритма:

1. Дискретность алгоритма. Разделение выполнения решения задачи на отдельные операции.
2. Определенность алгоритма. Для того чтобы решить задачу необходимо, чтобы исполнитель был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма.
3. Результативность алгоритма. Исполнение алгоритма должно привести к результату через конечное число шагов.
4. Массовость алгоритма. Каждый алгоритм, разработанный для решения конкретной задачи, должен быть применим для решения задач этого типа при всех исходных данных.

Способами представления алгоритмов, изучаемыми в информатике,

являются:

1. естественный язык для словесно-пошагового способа записи алгоритма;
2. язык блок-схем как графический способ записи алгоритма;
3. языки программирования.

 

3. Общая характеристика языка Паскаль. Алфавит языка. Выражения и операции. Стандартные функции.

Pascal является традиционным  алгоритмическим языком программирования, продолжающим линию Algol-60. Это означает, что программа на языке Pascal представляет  собой специально организованную  последовательность шагов по  преобразованию данных, приводящую  к решению некоторой задачи. Это  отличает Pascal от так называемых  непроцедурных языков типа Prolog, по  существу, представляющих собой  формализмы для записи начальных  условий некоторой задачи и  синтезирующих решение посредством  встроенных механизмов логического вывода.

Язык Pascal содержит удобные средства для представления данных. Развитая система типов позволяет адекватно описывать данные, подлежащие обработке, и конструировать структуры данных произвольной сложности. Pascal является типизированным языком, что означает фиксацию типов переменных при их описании, а также строгий контроль преобразований типов и контроль доступа к данным в соответствии с их типом (как на этапе компиляции, так и при исполнении программ).

Набор операторов языка Pascal отражает принципы структурного программирования и позволяет записывать достаточно сложные алгоритмы в компактной и элегантной форме. Pascal является процедурным языком с традиционной блочной структурой и статически определенными областями действия имен. Процедурный механизм сочетает в себе простоту реализации и использования и гибкие средства параметризации.

Синтаксис языка достаточно несложен. Программы записываются в свободном формате, что позволяет сделать их наглядными и удобными для изучения.

Паскаль - компилятор, тоесть, прежде чем начать испоолнение программы, Паскаль полностью прочитывает исходный текст, написанный программистом, и составляет последовательность машинных кодов, выполняющую те действия, которые описал программист в исходном тексте. Эта последовательность сохраняется в файл с расширением “.EXE” и является самостоятельным исполняемым файлом, который может быть запущен сам по себе, уже без участия Паскаля и, даже, на другом компъютере, на котором Паскаль может быть не установлен.

Язык Турбо-Паскаль допускает использование прописных и строчных букв латинского алфавита, знака подчеркивания, арабских цифр и ограничителей.

Ограничителями являются знаки операций, скобки, зарезервированные слова и разделители.  Пробел также является разделителем. Может использоваться для повышения наглядности программы. Его нельзя использовать внутри идентификаторов, чисел и зарезервированных слов.

Комментарий - это текст, заключенный между { и } или (* и *). Может содержать  буквы, цифры, специальные знаки. Используется для обозначения участков программ или пояснения команд. Может располагаться в любом месте программы, но не после END.

Выражения состоят из операндов, связанных знаками операций, и круглых скобок. Операндами являются константы, переменные, стандартные функции и написанные самостоятельно.

В языке программирования  Турбо Паскаль  все используемые процедуры и функции  объединены в стандартные модули. К основным модулям можно отнести следующие:

• SYSTEM – включает стандартные процедуры и функции языка; при использовании этого модуля  его не требуется подключать с помощью USES, так как он подключен по умолчанию;
• DOS –  содержит процедуры и функции для взаимодействия с MS DOS;
• CRT -  объединяет процедуры и функции для работы с экраном в текстовом режиме и клавиатурой;
• GRAPH - состоит из процедур и функций для работы с экраном в графическом  режиме;
• OVERLAY - обеспечивает работу с оверлеями (то есть частями программы), используется  для обработки программ большого объема  при недостатке оперативной памяти;
• PRINTER  – модуль для работы с принтером.

       Процедуры  и функции модуля  SYSTEM  наиболее  часто встречаются в программах.

 

4. Структура программы на языке Pascal.

Программа на языке Pascal всегда состоит из двух основных частей: описания последовательности действий, которые необходимо выполнить, и описания данных, с которыми оперируют действия. Действия представляются операторами языка, данные вводятся посредством описаний и определений. Кроме того, программа может быть снабжена заголовком, который задаст имя программы и ее параметры.

В общем случае программа содержит:

• заголовк программы - раздел начинается с ключевого слова program, далее идет название вашей программы.
• блок описаний.
• блок операторов - единственный обязательный блок программы. Блок операторов начинается с ключевого слова begin и заканчивается end с точкой.
• Описание меток вводит совокупность идентификаторов и/или целых чисел, предназначенных для организации последовательности вычислений.
• Определение констант задает в программе идентификаторы, являющиеся синонимами (представителями) некоторых значений.
• Определение типов предназначено для задания конкретных множеств значений. Указанные множества обозначаются именами (идентификаторами) и в дальнейшем могут служить для описания переменных.
• Описание переменных вводит совокупность данных, с которыми производятся действия. Переменная обозначается идентификатором; с каждой переменной связывается ее тип, определяющий множество допустимых значений этой переменной и, соответственно, набор допустимых операций.
• Наконец, описание процедуры или функции определяет часть программы как отдельную синтаксическую единицу и сопоставляет с ней имя. Впоследствии действия, сосредоточенные в процедуре (функции), могут быть выполнены ("вызваны") посредством указания ее имени. Кроме действий, описание процедуры (функции) может содержать совокупность описаний локальных объектов, образующих собственный контекст имен. Процедуры и функции являются основным средством структурирования программы.

 

5. Типы данных. Их классификация.

Тип определяет множество значений, которые могут принимать объекты профаммы (константы и переменные), а также совокупность операций, допустимых над этими значениями.

Все типы данных, используемые в Turbo Pascal, можно разделить на две большие группы: скалярные (простые) и структурированные (составные). Скалярные типы в свою очередь подразделяются на стандартные и пользовательские (перечисляемый и интервальный). Стандартные типы предлагаются программисту разработчиками Turbo Pascal. К ним относятся: целочисленные, вещественные, символьный (литерный), логический (булевский) и указатели. Структурированные типы имеют в своей основе скалярные типы данных. К структурированным относятся: строки, массивы, множества, записи и файлы.

Целочисленные типы, символьный, логический и пользовательские типы данных (перечисляемый и интервальный) образуют группу так называемых порядковых типов, имеющих большое значение.

Тип данных очень важен при выделении памяти под переменные, поскольку каждому типу соответствует строго определенный размер ячейки памяти. В любом случае этот размер ограничен, следовательно, все типы данных имеют ограниченный диапазон значений.

 

6. Операторы языка Паскаль. Оператор присваивания. Составной оператор. Операторы ввода и вывода данных.

Операторы языка описывают некоторые алгоритмические действия, которые необходимо выполнить для решения задачи. Тело программы можно представить как последовательность таких операторов. Идущие друг за другом операторы программы разделяются точкой с запятой.

Все операторы языка Паскаль можно разбить на две группы: простые и структурированные.

Простыми являются те операторы, которые не содержат в себе других операторов. К ним относятся:

• оператор присваивания. С помощью этого оператора переменной или функции присваивается значение выражения. Для этого используется знак присваивания := , слева от которого записывается имя переменной или функции, которой присваивается значение, а справа - выражение, значение которого вычисляется перед присваиванием.
• обращение к процедуре;
• оператор безусловного перехода GOTO;
• пустой оператор.

Структурированными являются такие операторы, которые включают в себя другие операторы.

К структурированным операторам относятся:

• составной оператор;
• условный оператор IF;
• условный оператор CASE;
• оператор цикла REPEAT;
• оператор цикла WHILE;
• оператор цикла FOR;
• оператор над записями WITH.

Составной оператор представляет собой совокупность последовательно выполняемых операторов, заключенных в операторные скобки begin и end.

Для ввода и вывода данных используются стандартные процедуры ввода и вывода Read и Write, оперирующие стандартными последовательными файлами INPUT и OUTPUT. Эти файлы разбиваются на строки переменной длины, отделяемые друг от друга признаком конца строки. Конец строки задается нажатием кла- виши ENTER.