Турбо Паскаль и языки програмирования

На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы XX века, программы  писались на машинном языке и представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц. Составление и  отладка таких программ было чрезвычайно  трудоемким делом.

В конце 50-х годов  для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования высокого уровня, формальные языки, кодирующие алгоритмы в привычном для человека виде (в виде предложений). Такие языки программирования строились на основе использования определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса).

Наиболее широко распространенным типом языков программирования высокого уровня являются процедурные языки. В таких языках широко используются управляющие конструкции (операторы), которые позволяют закодировать различные алгоритмические структуры (следование, ветвление, цикл).

Одним из первых процедурных  языков программирования был известный  всем Basic, созданный в 1964 году. Другим широко распространенным языком программирования алгоритмического типа является Pascal.

Далее изложение нового материала ведётся с помощью  презентации <Приложение1>.

Слад 1. Язык программирования Паскаль был разработан профессором, директором Института информатики Швейцарской высшей политехнической школы Николаусом Виртом в 1968-1970 гг. как язык обучения студентов программированию.

Слад 2. Но думать, что Паскаль - язык исключительно для обучения, было бы неверно. Вот что говорил об этом Н. Вирт (1984 г.): “Утверждалось, что Паскаль был разработан в качестве языка для обучения. Хотя это утверждение справедливо, но его использование при обучении не являлось единственной целью. На самом деле я не верю в успешность применения во время обучения таких инструментов и методик, которые нельзя использовать при решении каких-то практических задач”. [2]

Слад 3. С тех пор Паскаль становился всё более и более популярным, причем не только, как язык для обучения принципам программирования, но и как средство создания достаточно сложного программного обеспечения.

В своем первоначальном виде Паскаль имел довольно ограниченные возможности, но расширенный вариант  этого языка – Turbo Pascal является мощным языком программирования.

Слад 4. Язык программирования Pascal был назван в честь французского учёного Блеза Паскаля, который еще в 1642 г. изобрел первую механическую счётную машину. Она представляла собой систему взаимодействующих колёсиков, каждое из которых соответствовало одному разряду десятичного числа и содержало цифры от 0 до 9. Когда колёсико совершало полный оборот, следующее сдвигалось на одну цифру (это похоже на принцип ручных счетов). Машина Паскаля умела только складывать и вычитать.

Слад 5. Язык - система знаков. Язык ЭВМ (машинный язык) - двоичная знаковая система. Поэтому, чтобы компьютер мог понять написанную программу, она должна быть переведена на язык, понятный компьютеру. Этот процесс перевода называется трансляцией.

Слад 6.

Существует  два различных подхода к трансляции – интерпретация и компиляция.

• Интерпретатор переводит и выполняет программу строка за строкой.
• Компилятор переводит программу целиком, а затем выполняет её.

Слад 7. Огромную роль в массовом распространении Паскаля сыграла компания Borland International. Она сумела создать знаменитую Turbo-среду разработки. Это был огромный шаг вперед в облегчении процесса программирования.

Почему Turbo? Turbo в переводе с английского сленга означает ускорение. Компилятор, входящий в состав Turbo Pascal очень быстро переводит программу с языка программирования в машинные коды.

Слад 8. В состав интегрированной среды входят:

• Текстовый редактор
• Компилятор
• Отладчик
• Справочная система
• Среда выполнения программы

Слад 9. Символы языка - это элементарные знаки, используемые при составлении текстов. Алфавит языка - набор таких символов.

Алфавит языка Turbo Pascal 7.0 включает:

• все латинские прописные и строчные буквы
• арабские цифры (0 – 9)
• символы + - * / = < > , . ; : ’ _ ( ) { } и др.
• служебные (зарезервированные) слова

Слад 10. Для записи команд, имен функций, поясняющих терминов Turbo Pascal 7.0 существует набор строго определенных слов, которые называются служебными или зарезервированными (это английские мнемонические сокращения).

Служебные слова делятся  на три группы:

• операторы (READ, WRITELN и др.)
• имена функций (SIN, COS и др.)
• ключевые слова (VAR, BEGIN, END и др.)

Слад 11. Любая программа на Паскале имеет определенную структуру:

1. Заголовок программы
2. Раздел описаний
3. Тело программы

Слад 12.

PROGRAM имя; 
Const; - раздел констант; 
Var; - раздел переменных; 
BEGIN 
оператор 1; 
оператор 2; 
….. 
оператор n-1; 
оператор n; 
Readln 
END.

Комментарий:

Программа начинается с заголовка, имеющего следующий вид: Program имя программы;.

В имени программы  не должно быть пробелов, оно не должно начинаться с цифры, состоять только из латинских букв, цифр и символа  “_” (подчеркивания).

Далее идёт раздел описаний. Например - раздел описаний констант начинается со служебного (ключевого) слова Const; переменных - со служебного (ключевого) слова Var.

После раздела описаний идёт тело программы (раздел операторов), начинающееся со служебного (ключевого) слова Begin, после которого записываются операторы языка. За ними оператор Readln будет ожидать нажатия клавиши Enter в окне выполнения программы. Раздел операторов завершается служебным (ключевым) словом End, после которого ставится точка.

Слад 13.

Любая программа взаимодействует  с пользователем с помощью  операторов ввода-вывода.

Слад 14.

Ввод информации с  клавиатуры осуществляется с помощью оператора READ.

Когда в программе  встречается оператор READ, то её действие приостанавливается до тех пор, пока не будут введены исходные данные.

Имеет вид:

• READ(а,b,...)
• READLN(а,b,..,), где а,b,... - имена вводимых переменных
• READLN - применяется, когда исполнение программы желательно задержать до нажатия клавиши ENTER.

Слад 15. Для вывода информации на экран используется оператор WRITE.

Имеет вид:

• WRITE(а,b,...)
• WRITELN(а,b,..), где а,b,... - список выводимых констант, переменных, выражений.

Слад 16. Примеры:

1. WRITE(2*2) - выводит на экран: 4
2. WRITE(‘2*2=’) - выводит на экран: 2*2=
3. WRITE(‘2*2=’, 2*2) - выводит на экран: 2*2=4

Слад 17. Знакомство с средой программирования Turbo Pascal 7.0 <Рисунок1>.

Слад 18. Наберем текст первой программы, вычисляющей произведение двух целых чисел:

Program p1;  
Var a,b,с: integer; {Числа в языке Pascal различаются как целые и вещественные} 
Begin  
WriteLn('Введите два целых числа через пробел');  
ReadLn(a,b);  
с:=a*b;  
WriteLn('Их произведение равно ', с);  
ReadLn  
End.

Комментарий:

Программа начинается с заголовка, имеющего следующий  вид: Program имя программы;. Имя нашей  программы p1.

Из разделов описаний в нашей программе имеется лишь один - раздел описаний переменных. Он начинается со служебного (ключевого) слова Var, после которого идет последовательность объявления переменных, разделенных точкой с запятой. В каждом объявлении перечисляются через запятую имена переменных (идентификаторы) одного типа, после каждого списка ставится двоеточие и указывается тип переменных списка. В нашем примере описаны три переменные а, b, c, которые имеют целый тип (Integer), то есть значениями переменных этого типа являются целые числа. Понятие переменной - центральное в любом языке программирования. Переменная (величина, которая может изменяться в процессе работы программы) характеризуется именем, типом и значением. Подробнее об этом мы поговорим на следующих уроках.

После раздела описаний идёт тело программы (раздел операторов), начинающееся со служебного (ключевого) слова Begin, после которого записываются операторы языка. Первый оператор нашей программы это WriteLn(‘Введите два целых числа через пробел’); - вывести на экран текст, заключенный между апострофами. Символы “Ln” после Write означает, что курсор автоматически переходит на следующую строку после вывода. Следующий оператор ReadLn(a,b) - читать данные с клавиатуры. В данном случае необходимо ввести два целых числа через пробел. Переменной а присваивается значение, равное первому введенному числу, а переменной b присваивается значение, равное второму введенному числу. В операторе ReadLn символы “Ln” имеют тот же смысл, что и в операторе Writeln. После этих двух операторов стоит оператор присваивания: с:=а*b. Значение выражения из правой части оператора присваивания заменяет текущее значение переменной из левой части. Тип значения выражения обычно должен совпадать с типом переменной. При выполнении оператора переменная с получит значение, равное произведению числа а на число b. Так как в результате умножения двух целых чисел получается целое число, то переменную с мы описали как тип Integer (значениями которого могут быть лишь целые числа).

Следующий оператор - это снова оператор WriteLn ('Их произведение равно', с) - он выведет на экран текст, заключенный между апострофами, а за текстом - значение переменной с. Затем следующий оператор ReadLn будет ожидать нажатия клавиши Enter в окне выполнения. Раздел операторов завершается служебным (ключевым) словом End, после которого ставится точка.

Слад 19. После того как текст программы набран, его следует перевести в машинный код. Для этого программу отправляют на компиляцию, выбрав из главного меню - меню Compile и в вертикальном меню пункт Compile (или Alt+F9).

Сначала компилятор проверяет, не содержит ли программа синтаксических ошибок.

Обнаружив ошибку, останавливает  свою работу, устанавливает курсор в то место программы, где найдена ошибка и выводит сообщение жёлтым цветом на красном фоне.

Успешная компиляция приводит к появлению сообщения  о количестве строк программы  и объёме доступной оперативной  памяти.

Слад 20. Для того чтобы запустить программу, из главного меню выбираем меню Run и в вертикальном меню выбираем пункт Run (или Ctrl+F9). После этого появляется окно, в котором осуществляется диалог с программой. На экране появляется сообщение:

Введите два целых числа через пробел

Курсор находится  в следующей строке. Вводим два  целых числа через пробел и  нажимаем <Enter>, после этого появляется сообщение:

Их  произведение равно...

Вместо точек будет  выведено значение переменной с, т.е. число, равное произведению первого введенного числа на второе. Это сообщение останется на экране до тех пор, пока не будет нажата клавиша <Enter>.

Слад 21. Для того чтобы сохранить программу, необходимо:

- в главном меню  и выбрать меню File;  
- в вертикальном меню выбрать пункт Save или Save as...(для первого сохранения не имеет значения);  
- в появившемся окне набрать имя файла и нажать клавишу <Enter>.

Например, D:\pr_1.pas. Файл с именем pr_1. pas сохраняется в корневом каталоге диска D; pas - расширение, сообщающее о том, что файл содержит программу, написанную на языке Паскаль. Поскольку мы работаем в режиме MS-DOS, имя файла не может содержать более 8 символов.

Слад 22. Для того чтобы создать исполняемый файл, необходимо:

- в главном меню  выбрать меню Compile;  
- в вертикальном меню выбрать пункт Destination Disk;

Будет создан файл с  тем же именем (что и .pas), но с расширением .exe.

Слад 23. Для того чтобы закончить работу, необходимо: