Язык программирования Pascal

  Введение

 

Когда у первого человека появилась  потребность в счете, он считал с  помощью насечек, наносимых на костяные и каменные поделки или просто с помощью пальцев. Но, ограниченность этих способов при количественном росте  предметов счета не удовлетворяли его, человек стремился создавать счетные приборы. Вскоре таковые появились. 

В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных  лампах началось бурное развитие систем программирования. К сегодняшнему дню  насчитывают несколько поколений систем программирования. Каждое из последующих поколений по своей функциональной мощности качественно отличается от предыдущего. С появлением персональных компьютеров системы стали составными частями интегрированных сред разработки. Появились системы, применяемые в различных офисных программах. В настоящее время системы программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как научные вычисления, системное программирование, обработка информации, искусственный интеллект, издательская деятельность, удаленная обработка информации, описание документов.

С течением времени одни системы  развивались, приобретали новые  черты и остались востребованы, другие утратили свою актуальность и сегодня  представляют в лучшем случае чисто теоретический интерес

Неотъемлемая часть современных  ЭВМ – системы программного обеспечения, являющиеся логическим продолжением логических средств ЭВМ, расширяющим возможности  аппаратуры и сферу их использования.

 Система  программирования – это комплекс средств, предназначенный для создания и эксплуатации программ на конкретном языке программирования на ЭВМ определенного типа.

         Система  программного обеспечения, являясь  посредником между человеком  и техническими устройствами  машины, автоматизирует выполнение тех или иных функций в зависимости от профиля специалистов и режимов их взаимодействия с ЭВМ. Основное назначение программного обеспечения – повышение эффективности труда пользователя, а также увеличение пропускной способности ЭВМ посредством сокращения времени и затрат на подготовку и выполнение программ.

Основные системы программирования

Наиболее популярные языки программирования	Соответствующие им визуальные среды быстрого проектирования программ для Windows
Бейсик (Basic) – для освоения требует начальной подготовки (общеобраз.школа)	Microsoft Visual Basic
Паскаль (Pascal) – требует специальной подготовки	Borland Delphi
Си++ (С++)- требует серьезной подготовки	Microsoft Visual С++
Ява (Java) требует серьезной подготовки	Java: Borland JBuilder

 

В своей работе, я рассмотрю такую  систему программирования, как Паскаль.

Цель работы – описать

-  характеристику системы;

-  стандарты; 

- её преимущества и недостатки.

 

 

 

 

 

 

 

   

    Язык программирования Pascal создан в 1973 году швейцарским ученым Николасом Виртом и был назван в честь выдающегося французского физика,  математика и философа Блеза Паскаля (1623-1662), который являлся автором первой в мире вычислительной (суммирующей) машины (1641). Язык первоначально создавался для целей обучения программированию вообще.

Целью работы Вирта было создание языка, который:

  - строился  бы на небольшом количестве  базовых понятий;

  - имел  бы простой синтаксис;

  - допускал  бы перевод программ в машинный  код простым компилятором;

Все эти  качества сделали язык очень популярным и удобным в применении.

Современные версии Object Pascal

   Важным шагом в развитии языка является появление свободных реализаций языка Паскаль Free Pascal и GNU Pascal, которые не только вобрали в себя черты множества других диалектов языка, но и обеспечили чрезвычайно широкую переносимость написанных на нём программ (например GNU Pascal поддерживает более 20 различных платформ, под более чем 10 различными операционными системами, Free Pascal обеспечивает специальные режимы совместимости с различными распространёнными диалектами языка, такими как Turbo Pascal (полная совместимость), Delphi и другими.

В настоящее время, начиная  с Delphi 2003, создана реализация языка  для платформы Net, хотя разработчики продолжают использовать Delphi более  ранних версий.

О коммерческих разработках  на Free Pascal, GNU Pascal и TMT Pascal на данный момент известно мало.

Язык системы — это Object Pascal для платформы Microsoft .NET, который содержит все основные элементы современных языков программирования: модули, классы, перезагрузку операций, интерфейсы, исключения, обобщенные классы, а также некоторые средства параллельного программирования.

               Особенность языка.

Особенностями языка  являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Паскаль 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. Некоторые недостатки Паскаля 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.

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

Диалекты Паскаля, применяемые  в Turbo Pascal для DOS и Delphi для Windows, стали  популярны из-за отсутствия других успешных коммерческих реализаций.

Синтаксис и языковые конструкции

Паскаль, в его первоначальном виде, представляет собою чисто процедурный язык и включает в себя множество алголоподобных структур и конструкций с зарезервированными словами наподобие if, then, else, while, for, и т. д. Тем не менее, Паскаль также содержит большое количество возможностей для структурирования информации и абстракций, которые отсутствуют в изначальном Алголе-60, такие как определение типов, записи, указатели, перечисления и множества. Эти конструкции были частично унаследованы или инспирированы от языков Симула-67, Алгол-68, созданного Никлаусом Виртом AlgolW и предложены Хоаром.

В современных диалектах (Free Pascal) доступны такие операции, как перегрузка операторов и функций.

Стандарты

После начала использования Паскаля  в 1970 году и появления реализаций, расходящихся не только в дополнениях, но и в синтаксисе, был поднят вопрос о стандартизации языка. Стандарт языка был разработан Никлаусом Виртом в 1974 году совместно с Кетлин Йенсен. В дальнейшем, были приняты международный стандарт от ISO и американский от ANSI. На данный момент, выделяют три принципиально разных стандарта: Unextended Pascal (исходный), Extended Pascal (расширенный), Object-Oriented Extensions to Pascal (объектно-ориентированное расширение Паскаля).

 

Стандарты языка Pascal: исходный, международные ISO и американские ANSI
Название	Вариант	Кем/где разработан	Год создания
Pascal Standard	исходный	Н. Вирт, Кетлин Йенсен	1974
Pascal Standard	исходный	ISO 7185:1983  ANSI/IEEE 770X3.97:1983	1982
Unextended Pascal	исходный	ISO 7185:1990	1989
Extended Pascal	расширенный	ANSI/IEEE 770X3.160:1989	1989
		ISO/IEC 10206	1991
Object-Oriented  Extensions to Pascal	объектно-ориентированное расширение	ANSI/X3-TR-13:1994	1993

Одним из главных дополнительных свойств объектно-ориентированного расширения Extended Pascal стала модульность  и средства, облегчающие раздельную компиляцию.

Стандартизация языка была запаздывающей  по отношению к реальному появлению  в языке тех или иных возможностей. Коммерческие реализации расширяли  стандартный Паскаль; так было сделано  в UCSD Pascal, модификации Object Pascal фирмой Apple, Turbo Pascal от Borland (незначительно модифицированная версия Apple) и его ответвлений. Ни одна из распространённых коммерческих реализаций Паскаля не соответствует в точности ни одному из официальных стандартов языка.

Начало программы

Программы на Паскале начинаются с ключевого слова program и следующего за ним имени программы с точкой, с запятой (в некоторых диалектах является необязательным), за именем может в скобках следовать список внешних файловых дескрипторов в качестве параметров; за ним следует тело программы, состоящее из секций описания переменных, типов и констант, объявлений процедур и функций и следующего за ними блока операторов, являющегося точкой входа в программу. В языке Паскаль блок ограничивается ключевыми словами begin и end. Операторы разделяются точками с запятой, после тела помещается точка, служащая признаком конца программы. Регистр символов в Паскале не имеет значения.

Любую программу, написанную на Паскале можно условно разделить на две основные части: 
– раздел объявлений и описаний; 
– раздел основного блока.

В разделе объявлений и описаний программист сообщает компилятору, какими идентификаторами он обозначает данные (константы и переменные), а также определяет собственные типы данных, которые он в дальнейшем намеревается использовать в данной программе. В Турбо Паскале есть возможность подключать используемые в программе объекты, описанные в другом месте. Такие объекты называются модулями.

Основной блок программы  состоит из последовательности операторов, причем работа программы начинается именно с первого оператора основного блока программы. Тело основного блока программы ограничено словами BEGIN и END.

Таким образом, простейшая программа на Паскале будет выглядеть следующим образом:

program p;

{ Раздел описаний}

Begin

{ Раздел операторов}

end.

Программа не выполняет  никаких действий и содержит пустой блок операторов.

Необходимо обратить внимание на наличие  точки после служебного слова END. После последнего оператора END всегда ставится точка, тем самым компилятор получает информацию об окончании текста программы. Слово PROGRAM зарезервировано в Паскале и означает начало программы. Далее записывается имя программы (в приведенном примере – Addition). В Турбо Паскале можно опускать объявление имени оператором PROGRAM без каких–либо последствий для программы.

PROGRAM Addition; 
{ ADDITION.PAS – Программа суммирования двух введенных целых чисел} 
VAR 
Number_1, Number_2, Sum: INTEGER; 
BEGIN 
Write (‘ Введите первое число:’); 
ReadLn (Number_1); 
Write (‘Введите второе число:’); 
ReadLn (Number_2); 
Sum := Number_1 + Number_2; 
WriteLn (‘ Сумма введенных чисел равна: ‘,Sum); 
END.

После заголовка программы следует текст, заключенный в фигурные скобки. Это - комментарий. Комментарий – выделенная фигурными скобками информация для пояснения, которая не исполняется программой. Кроме фигурных скобок {}, могут использоваться также пары символов (* и *) слева и справа от комментария соответственно.

Строки программы обычно выделяют некоторые смысловые фрагменты  текста и могут не связываться  с конкретными действиями в программе. Программа записывается в свободной форме, операторы не привязаны к определенной позиции строки в отличие от других языков программирования. Расположение текста программы по строкам – дело вкуса программиста, а не требование синтаксиса языка. В то же время рекомендуется программу записывать в такой внешней форме, чтобы ее можно было легко читать и понимать. Для этого широко используются пробелы, пустые строки и комментарии. Рекомендуется смысловые части выделять одинаковыми отступами от начала строки.

Пробел в Паскале используется как разделитель отдельных конструкций языка, следовательно необходимо внимательно следить за его присутствием в качестве разделителя.

Соответствующие строчные и прописные  буквы являются эквивалентными, если только это не связано с текстовыми константами.

Разделитель ; отмечает конец оператора или описания. Использование особого разделителя позволяет располагать несколько операторов на одной строке.

 

Типы данных

Все программы работают с данными. Например, целые числа, вещественные числа, строки - это данные. Данные могут быть постоянными, например, дата рождения, а могут быть и переменными: например, возраст. 

В программе написанной на языке  паскаль для переменных отводится  специальная "секция" VAR (агн VARiable - переменная) и каркас программы выглядит так:

 Имя Программы;

  var

  Здесь идёт объявление переменных.

begin

  Здесь идёт текст программы.

Переменные - это и есть наши данные. Так как Паскаль является строго типизированным языком, то каждой переменной ставится в соответствие свой тип. И для этой переменной разрещены операции допустимые типом. 

Объявляются переменные таким образом:

Имя Переменной : Имя Типа;

В языке Паскаль существует очень  разветвлённая система типов, сегодня я рассмотрю только два из них: целые и вещественные.

Целые типы.