Основы программирования на языке Pascal (история и развитие)

Содержание:

Введение

Паскаль открывает нам дверь в яркий и увлекательный мир программирования. Этот язык считается базовым и наиболее часто его преподают на уроках в старших классах общего образования и на первых курсах вузов.

Отцом-создателем языка программирования Паскаль был Никлаус Вирт. Язык Паскаль назван в честь Блеза Паскаля, французского ученого, создавшего впервые в мире механическую машину для сложения двух чисел.

Все языки программирования эволюционируют в течение своей жизни. Это не обошло стороной и язык Паскаль. Команда ученых Стэнфордского университета под руководством Лоуренса Гордона Теслера разработала Object Pascal .

Тремя годами ранее компания Borland выпустила продукт под названием Turbo pascal. А в 1989 году объектное расширение Turbo pascal 5.5.

Среда разработки Turbo pascal 5.5 в свое время считалась одной из лучших. Она принесла многомиллионную прибыль Андерсу Хейлсбергу - разработчику этого программного обеспечения и основателю компании Borland.

В свою бытность Turbo pascal решал множество целей программистов.

Линейное программирование оптимальное решение задач, реализуемых на Turbo pascal.

Разработка Turbo pascal прекратилась в 1995 году в связи с выпуском новой платформы для разработки Delphi. Delphi - это модернизированная версия Turbo pascal c уклоном на объектно-ориентированное программирование.

Объектно-ориентированное программирование используется как для создания оболочек для программ, так и для создания самостоятельного программного обеспечения.

Практически все компании и веб студии используют в своих продуктах объектно-ориентированные языки программирования. Приведу несколько примеров.

Веб студия Москва внедряет приложения, пользовательские интерфейсы и сайты, созданные при помощи объектно-ориентированных языков программирования.

Отличие Turbo pascal от других языков программирования в том, что он имеет возможность интеграции с низкоуровневым языком программирования Ассемблер. Так же Turbo pascal отличается высокой скорость компиляции и имеет превосходный отладчик. Основным недостатком языка программирования является особенность работы компилятора. Он работает только с реальным режимом DOS, который уже практически не используется.

Turbo pascal, Delphi и другие языки, в том числе и объектно-ориентированные языки - это шаг к языкам программирования высокого уровня. Мечта каждого программиста в мире заключена в желании научить машину понимать язык человека без привлечения интерпретаторов, разработать быстродействующий искусственный интеллект для компьютеров.

Целью курсовой работы является изучение основ программирования на языке Pascal.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть истории языка Паскаль;

- исследовать синтаксис, семантику и прагматику языка программирования;

- изучить пример программ на Паскале;

- исследовать возведение в степень в языке программирования Паскаль.

Структурно работа состоит из введения, трех глав (, заключения, содержащего основанные на результатах проведенного исследования выводы, библиографического списка.

Глава 1. Введение в язык программирования Паскаль

1.1 История языка Паскаль.

Само названия языка - "Паскаль" - возникло в честь одного из великих французских математиков и физиков Блеза Паскаля (1623-1662). Немного из истории жизни французского мыслителя. Блез Паскаль родился в семье известного математика Этьена Паскаля. Отличительная черта всех его родных - необыкновенная одаренность. У него было две сестры: у старшей сестры Жильберты были в большей степени развиты математические способности и литературный талант, а у младшей сестры Жаклины - артистический дар. Свое детство Блез Паскаль провел в Париже, школу никогда не посещал. Единственный учитель, которого Паскаль признавал, был его отец Этьен. В четырехлетнем возрасте Блез уже умел читать и писать, начал интересоваться эвклидовой геометрией, а в 15 лет уже на равных мог обсуждать с известными на тот момент парижскими учеными сложнейшие математические задачи. Из юноши Паскаля вырастал гениальный математик .

Одним из известных изобретений Блеза Паскаля стал арифмометр (паскалево колесо), который производил все арифметические действия. Он представлял собой латунный ящик с интересным механизмом

Этот арифмометр прославил Блеза Паскаля во всех западных странах. Толпы народов со старого света направлялись в Люксембургский дворец (Париж), чтобы лицезреть это уникальное приспособление того времени^[1].

А теперь вернемся к истории языка Паскаль. В 50-е годы XX века появились первые языки программирования высокого уровня: фортран, кобол и алгол. фортран и кобол они существуют и по сей день, а вот алгол как раз и стал родоначальником языка программирования паскаль. Первая версия алгола появилась в 1958 году, разработчиком которого был создатель фортрана Джон Бэкус. Последующими версиями языка АЛГОЛ стали АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68. Однако из-за громоздкости языков АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68 создавались большие трудности. Поэтому в 1965 году Международная федерация по обработке информации предложила проект нескольким специалистам ЭВМ. Необходимо было создать новый язык программирования - преемник АЛГОЛа-60. В этом проекте и принял участие будущий создатель языка программирования Паскаль - Николас Вирт, швейцарский ученый, на тот момент доцент факультета информатики Стэнфордского университета. Николас Вирт начал разрабатывать проект АЛГОЛ-W . Целью проекта было обучение студентов различным методам: "структурное программирование", "программирование сверху вниз" и др. В 1970 году произошли два великих события:

- появление операционной системы UNIX

- появление нового языка программирования.

Николас Вирт назвал новый язык программирования в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля, поскольку Паскаль создал вычислительное устройство (паскалево колесо). Первая версия нового языка программирования вышла на компьютере CDC 6000.

Выдающийся успех языка Паскаль обусловлен рядом причин:

Язык в естественной форме отразил самые важные современные концепции технологии разработки программ.

Именно благодаря своей компактности, целостности и ортогональности понятий, язык программирования Паскаль оказался весьма легок для изучения и освоения.

Несмотря на кажущуюся простоту языка, он оказался пригодным для достаточно широкого спектра приложений, для разработки очень больших и сложных программ, даже операционных систем.

Паскаль весьма технологичен для реализации почти для всех (в том числе нетрадиционных) машинных текстур. Существует интересное сравнение: разработка Паскаль-транслятора почти не превышает по трудоемкости хорошую дипломную работу выпускника вуза.

Паскаль – язык программирования, созданный в 70-х годах швейцарским профессором Николаусом Виртом специально для обучения программированию. Им же был написан ряд книг, в которых подробно рассматриваются возможности этого языка и его применение для решения многих «классических» в области программирования задач. Название языку было дано в честь выдающегося французского математика Блеза Паскаля.

Язык Паскаль характеризуется чёткой структурой программы, простотой и ясностью конструкций. С момента создания Паскаль был универсален и пригоден для решения широкого круга задач^[2]. Строгая типизация языка значительно сокращает количество ошибок в программах.

Существует три стандарта языка:

1. Нерасширенный Паскаль (Unextended Pascal) был разработан в 1983 году и практически полностью совпадает с описанием языка по Вирту.

2. Расширенный Паскаль (Extended Pascal) содержит расширения, затрагивающие модульное программирование (отдельная компиляция модулей, импорт-экспорт подпрограмм, интерфейсная часть и реализация) и дополнен рядом процедур и функций (прямой доступ к файлам, работа со строками и др.).

3. Объектный Паскаль (Object Pascal) принят в 1993 г. Он поддерживает классы, обладающие свойствами и методами, наследование классов, переопределение методов у потомков (полиморфизм) и другие атрибуты объектно-ориентированного программирования. Начиная со среды разработки Delphi 7.0, в официальных документах Borland стала использовать название Delphi для обозначения языка Object Pascal.

Реализации языка:

1. Для операционной системы MS-DOS самое большое распространение приобрела реализация языка Паскаль фирмы Borland под названием Turbo Pascal (первая версия языка появилась в 1983 году).

2. Borland Pascal включает в себя более дешёвый и менее мощный Turbo Pascal и, кроме того позволяет создавать программы как под реальный, так и под защищённый 16-битный режим DOS, а так же программы для Windows. В нем открыты исходные тексты системных библиотек и функций времени выполнения.

3. Delphi – интегрированная среда разработки ПО для Microsoft Windows на языке Delphi, созданная первоначально фирмой Borland и на данный момент принадлежащая и разрабатываемая Embarcadero Technologies.

4. Free Pascal – свободно распространяемый компилятор языка программирования Pascal с ориентацией на Object Pascal.

5. Lazarus – свободно распространяемая интегрированная Delphi-подобная среда разработки программного обеспечения для компилятора Free Pascal, предоставляющая возможности кроссплатформенной разработки приложений.

6. PascalABC – система, представляющая собой интерпретатор языка программирования Паскаль с интегрированной оболочкой. Создавалась как учебная среда программирования. Pascal ABC и PascalABC.NET всех версий является свободно распространяемым программным обеспечением .

Учитывая, что задания практических работ могут выполняться студентами с помощью любой из приведенных систем программирования, мы будем стараться описывать только те возможности языка, которые есть во всех этих системах. Описываемые возможности иногда будут шире стандарта языка Паскаль. Связано это с тем, что существует ряд полезных доработок языка де-факто используемых большинством программистов.

1.2 Понятия синтаксиса, семантики и прагматики языка программирования.

Разработка программы состоит из следующих этапов:

- Создание или редактирование текста программы.

- Компиляция – перевод программы с языка высокого уровня в машинно-ориентированные коды.

- Исполнение откомпилированного файла.

- Тестирование и отладка .

Компиляцию программы выполняет особая программа, называемая компилятором.

Этапы компиляции:

- Лексический анализ.

- Синтаксический анализ.

- Семантический анализ.

- Генерация промежуточного кода.

- Оптимизация кода.

- Генерация результирующего машинного кода.

В ходе лексического анализа текст программы разбивается на отдельные составляющие – лексемы. При выделении лексем важную роль играет алфавит языка, а также правила построения ее отдельных элементов: имен, комментариев, констант.

В ходе синтаксического анализа проверяется правильность записи операторов в соответствии с правилами языка. Ошибки, выявленные компилятором во время лексического и синтаксического анализа, называются синтаксическими ошибками^[3].

Семантика языка программирования – это система правил определения поведения отдельных языковых конструкций. Семантика определяет смысловое значение предложений языка. Не все семантические ошибки могут быть выявлены компилятором. Например, запись выражения в виде a/b*c не вызовет ошибки, хотя и является неправильной, исходя из приоритета выполнения операций. В ходе семантического анализа компилятор проверяет соответствие типов и допустимость операндов в операторах. Так попытка изменить значение константы, которая по определению является неизменяемым значением, приведет к семантической ошибке. Использование типа данных, недопустимого в данной конструкции, или несоответствие типов формальных и фактических параметров процедуры или функции, так же является семантической ошибкой.

При описании языков программирования большое внимание уделяется описанию синтаксиса и семантики, но знание только синтаксиса и семантики не сделает из человека программиста, он кроме этого должен знать прагматику языка. Прагматика языка программирования – это, по сути дела, методология программирования, т.е. описание методов и приемов, позволяющих, исходя из постановки задачи, составить программу ее решения. Описание прагматики языка программирования осложняется тем, что некоторые задачи, хотя и формулируются крайне просто, не имеют никакого алгоритма для их решения. Такова, например, задача: проверить, является ли любая данная программа семантически правильной. Задачи этого рода называются алгоритмически неразрешимыми.

Из-за существования алгоритмически неразрешимых задач предмет прагматики становится несколько расплывчатым и неопределенным – нельзя в общем случае дать никаких рекомендаций, которые от постановки задачи гарантированно приводили бы к ее решению. Кроме того, из-за разнообразия задач, решаемых с помощью компьютера, те рекомендации, которые могут быть даны, либо носят чересчур общий характер, либо, наоборот, слишком конкретны, относятся к узкому классу задач. Теория программирования, хотя и может гордиться рядом значительных достижений, ориентирована больше на разработчиков алгоритмических языков и программного обеспечения ЭВМ, чем на пользователей. Многие ее рекомендации представляют собой лишь постановки задач, решение которых потребует еще многих лет труда системных программистов, если вообще когда-либо будет достигнуто. Поэтому большую роль в овладении навыками составления программ играет разбор примеров разной степени сложности из разных классов задач.

Глава 2. Пример программ на Паскале. Программирование на языке Паскаль

Казалось бы, программа на языке Паскаль – дело легкое и типичное для любого программиста, однако нельзя сказать, что сам язык слишком слаб для современного мира. Ведь не зря он считается базовым и изучается в школе.

Зачастую, для написания программ на Паскале пользуются такой средой программирования, как Turbo Pascal (Турбо Паскаль) .

Почему новичкам следует выбирать именно этот язык? Попробуем разобраться. Для того чтобы полностью овладеть любым языком программирования, необходимо иметь соответствующую литературу. Именно поэтому большинство языков отпадают сразу, в частности и Лого^[4]. Он мало распространен в русскоговорящих странах, поэтому обучающих книг по нему нет. На данный момент самыми известными являются Pascal, Java, Basic и C. Рассмотрим каждый отдельно. Java, в основном, используется для программирования в сети. C – один из наиболее распространенных языков, однако и самый сложный (особенно для новичков). Для того чтобы в итоге научиться писать программы на нем, лучше всего сперва освоить Pascal или Basic. Они оба изучаются в школах (на выбор преподавателя). Причина их распространенности кроется в том, что на этих языках можно написать такую же программу, как и на C или C++, но само его освоение намного легче за счет простоты построения.

Стоит помнить, что версий Pascal и Basic достаточное количество, но в школах больше распространены такие виды, как Turbo Pascal 7.0 и QBasic. Если брать в сравнение именно их, то последний больше создан для того, чтобы писать маленькие программки длиной до 50 строк. Turbo Pascal же мощнее и быстрее.

2.1 Первая программа на Паскале

Пример программ на Паскале с легкостью можно найти в интернете, сложнее понять, как они устроены.

Для того чтобы понять, как устроен этот язык, необходимо написать небольшую «задачу». Допустим, нужно составить программу, которая будет складывать два числа: Q+W=E. Что же следует выполнить для ее создания?

Буква E будет выступать переменной (в математике – икс). Обязательно ей нужно присвоить имя (не более 250 символов). Оно может состоять из:

•букв латинского алфавита (A..Z);

•цифр от 0 до 9. Но следует запомнить, что имя не должно начинаться с цифры;

•символа «_».

В названии не должны встречаться:

•русские буквы;

•знаки препинания;

•спец. символы, такие как решетка «#», процент «%», доллар «$», тильда «~» и др.

Примером правильного имени может быть «red_velvet4», «exo» или «shi_nee». Нужно также помнить, что Паскаль к регистру букв нечувствителен, поэтому переменные с названиями «btob» и «BtoB» рассматриваются как одна. Как именно в среде программирования «заводятся» и называются ячейки, будет понятно ниже. После этого процесса необходимо определить тип переменной. Это необходимо для того, чтобы программа корректно показывала результат на экране или печатала его на бумаге. Например, если складываются два числа, то указывается числовой тип, а если выводится приветствие, то – строковой. Для обычного сложения двух чисел подойдет тип Integer («число»).

С типом для переменных все понятно, но его нужно присвоить для всех числовых переменных, для того чтобы свободно ими манипулировать.

Опираясь на то, что написано выше, можно легко написать небольшую «задачку». Программа на Паскале будет выглядеть таким образом:

Program shi_nee;

Var Q, W, E: integer;

BEGIN

E:=Q+W;

END.

Первая строка, т. е. program shi_nee – название или заголовок самой программы. Это необязательный компонент, не влияющий на работу написанного вычисления. Он, если используется, в обязательном порядке должен находиться первым, иначе среда программирования выдаст ошибку.

Описание переменных происходит во второй строке благодаря оператору «var». Необходимо перечислить все переменные, которые фигурируют в программе и через двоеточие добавить тип (integer).

Пара операторов «BEGIN» - «END» начинает и, соответственно, завершает выполнение программы. Они наиболее важны; между ними находятся все действия, описанные программистом^[5].

2.2 Синтаксис языка

Важно помнить, что каждая строка программы завершается точкой с запятой. Исключением из правила будут служебные команды типа var, begin, const и др. После конечного оператора end должна ставиться точка. В некоторых случаях, когда в программе несколько вложений и используются операторные скобки «BEGIN» - «END», после данной команды может ставиться точка с запятой.

Для того чтобы присвоить ячейке ее значение, например, E=15, необходимо перед знаком равно ставить двоеточие:

Q:=15:

W:=20;

E:=Q+W;

Двоеточие в данном языке называется присвоением. Программа на Паскале пишется очень легко, если освоить выше описанные правила синтаксиса.

Запустив Turbo Pascal, необходимо напечатать программу, правильно расположив требуемые знаки и установив нужный порядок строк. Запуск программы можно осуществить через контекстное меню или же при помощи клавиш Ctrl+F9. Если все набрано правильно, то экран немного мигнет. В том случае если присутствует ошибка, то работа программы приостановится, а курсор установится в той строке, где она имеется. При этом, в строке «Вывод» появится описание самой ошибки, например, error 85: «;» expexted. Эта строка указывает, что где-то отсутствует точка с запятой. Однако пока обращать внимание на подобные неполадки не стоит, нужно разобраться со структурой, используя примеры программ на языке Паскаль .

Для начала полностью разобраться с каждой строкой программы. Затем обратить внимание на синтаксис, отложить в своей памяти специальные операторы, после которых знак препинания не ставится, усвоить логическую цепочку из begin и end. Запомнить, как именно заводятся переменные, какой тип им необходим и для чего он вообще нужен. Разобраться в функционировании самой среды программирования будет также не лишним. Для этого можно воспользоваться руководством или же «тыкать» в Turbo Pascal самостоятельно. Постоянно нужно практиковаться, разбирать уже готовые «задачи» из интернета и потихоньку набирать пример программ на Паскале самостоятельно.

2.3 Одномерные массивы

Массив используется для удобной работы с однотипными данными, которые в этом случае размещаются в последовательных ячейках памяти, а не отдельно. Вряд ли программистам удобно работать с 50 или 100 переменными. Удобнее записать их в массив.

Элементы, которые находятся в группе, имеют свой номер. В различных языках программирования счет начинается с определенной цифры, не обязательно с 1. А вот пример программ на Паскале говорит о том, что в нем нумерация начинается с нее. Данный порядковый номер назван индексом каждого элемента. Как правило, он является целым числом, реже символом. В принципе, для ячейки данных все равно, какая индексация будет задана: числовая или буквенная.

Массив в Паскале (примеры ниже) может иметь только один тип, к которому будут принадлежать и все его элементы. Не бывает такого, что одна ячейка типа real, а другая integer.

В среде программирования данные одномерного (т.е. простого) массива вводятся линейно:

Var a: array [5..40] of char;

b: real;

i: integer;

BEGIN

For i:=5 to 40 read (ch[i]);

For i:=5 to 40 write (ch[i]:3);

Readln;

END.

Разбирая пример программ на Паскале, можно увидеть, что выделяется память под простейший массив, состоящий из 35 знаков. Индексация ([5..40]) – от 5 до 40. В первой строке после команды BEGIN пользователь должен ввести 35 абсолютно любых символов (цифры, буквы), которые программой записываются в ячейки. Вторая строчка отвечает за вывод их на экран.

2.4 Двумерные массивы

Если одномерный массив – это тот, в котором все операции выстроены «в линию», т. е. все элементы и действия производятся друг за другом, то двумерный позволяет реализовать более сложные структуры с ветвлением.

Такие данные на языке Паскаль (примеры можно увидеть чуть ниже) описываются двумя способами: «array [10..b, 10..f] of тип» или же «array [10..b] of array [10..f] of тип».

Переменные b и f – константы. Вместо них можно вставлять и цифры (как в одномерных массивах), но в подобных задачах лучше такое не практиковать. Это объясняется тем, что язык программирования определяет первую константу в качестве количества строк, а вторую – столбцов данного массива^[6].

Пример задачи через специальный раздел type:

Const b=24; f=13;

Type cherry=array [10..b, 10..f] of real;

Var n: cherry;

Через раздел переменных описать массив несколько легче (для новичков):

Const b=24; f=13;

Var n: array [10..b, 10..f] of real;

Оба варианта будут верны, работа программы от выбранного способа записи никак не меняется.

Открытый массив – тот, у которого нет границ. Он имеет лишь тип (real, integer и др.). Иными словами, созданный массив – безразмерный. Его «тягучесть» определяется самой программой при выполнении. Записывается он таким образом:

Seulgi1: array of char;

Yeri: array of real;

Отличительной особенностью этих массивов является то, что индексация начинается с нуля, а не единицы.

2.5 Графика в Паскале

Те, кто имеет хотя бы малейшее представление о «внутренностях» операционной системы, знает, что все изображения строятся благодаря прямоугольным растрам. Растровые картинки состоят из пикселей, которые настолько маленькие, что глаз человека воспринимает нарисованное или сфотографированное за единое целое. При этом чем больше разрешение фотографии, тем меньше пиксели будут.

Второй способ представления графики – векторный. Как правило, это отрезки, круги, эллипсы и другие геометрические фигуры, которые и составляют весь рисунок.

В среде программирования на любом языке возможно и появления такого вида задач, как графические, результатом которых будет являться графика. Паскаль, примеры таких программ показывают в некоторой степени тяжесть их разработки, позволяет создавать картинки и рисунки. Для того чтобы «активировать» нужную библиотеку, нужно вставить строку «uses graph;».

Как правило, при описании графических данных, используется данная процедура:

InitGraph (var driver, choke: real; Path: string);

Здесь driver является переменной, тип которой integer; choke – переменная, действительного типа; а path позволяет активировать драйверы.

Глава 3. Возведение в степень в языке программирования Паскаль: советы и рекомендации

Существует огромное число языков программирования, и Паскаль занимает среди них не последнее место. И если вы собираетесь в дальнейшем серьезно заниматься программированием, следует начинать знакомство с этим миром именно с изучения данного языка, так как он более прост в восприятии и, что немаловажно, программа абсолютно бесплатна .

В курсовой мы разберем такую непростую проблему, как возведение в степень. Паскаль, увы, не предоставляет нам для решения данной задачи, в отличие от других языков программирования, отдельного оператора. Так что здесь приходится, как говорится, выкручиваться подручными средствами, прибегая к циклам и математическим операторам - именно здесь мы можем дать волю нашей фантазии. Рассмотрим несколько методов решения данной проблемы.

Пусть нам дана самая простая задача, где некое число необходимо возвести в целую положительную степень. Допустим, число a возводим в 4 степень. Здесь выполняется простая математическая операция: b:=a*a*a*a.

В следующем шаге мы усложним задачу и составим универсальную программу, которая будет возводить любое число в любую целую положительную степень. Здесь есть возможность воспользоваться любым циклом, но мы рассмотрим более простой метод с использованием цикла со счетчиком. На изображении слева вы можете ознакомиться с полным текстом нашей программы, там же есть и пояснения выполняемых операций. Кстати, следует отметить, что возводимое число a необязательно задавать Integer, а можно, допустим, Real, что позволит возвести в степень дробное число^[7].

Предыдущие примеры позволяют нам возводить числа только в целые положительные степени. Но встречаются задачи, где необходимо возвести число в дробную степень. При написании такой программы нам необходимо знание свойств логарифмов. В частности: ab=eb ln a. Исходя из этого, нужный фрагмент нашей программы будет иметь вид: r:=exp(b*ln(a)). Но здесь мы сталкиваемся с тем, что этот оператор не работает с нулем и отрицательными числами. Для того, чтобы наша программа выполняла возведение в степень 0, нужно задать условие: If b=0 Then r:=1 Else r:=exp(b*ln(a)). Но как же для отрицательного числа выглядит возведение в степень?

Паскаль снова заставляет нас задуматься. Здесь приходится производить данную операцию с модулем нашего числа и брать данные с отрицательным результатом. Затем проверить четность степени: если наша степень была четной, тогда мы берем от результата модуль. В таком случае наша программа будет иметь вид: r:=(-1)*exp(b*ln(abs(a))); If Round(b/2)=b/2 Then r:=abs(r). Условие здесь проверяет, четная или нет степень.

В итоге мы подходим к более универсальной модели нашей программы, которая будет работать с любыми числами. То есть теперь мы должны объеденить в единое целое все вышеизложенное. В изображении справа вы можете ознакомиться с полным текстом нашей готовой программы. Обратите внимание на заданный тип данных. В отличие от первой программы, здесь используется Real, т.к. здесь мы уже работаем с любыми числами, а не только с целыми. Итак, возведение в степень действительных чисел нами полностью рассмотрено. Осталось рассмотреть лишь один вопрос.

Переходя к нему, следует отметить, что при решении данной задачи необходимы достаточно глубокие знания в программировании. Это возведение в степень комплексного числа. Здесь можно пробовать использовать различные варианты решения, допустим, формулу Муавра, но там есть трудности с переводом комплексного числа в тригонометрическую форму. Есть решение данной задачи в задании процедуры перемножения двух комплексных чисел и простого цикла со счетчиком, т.е. повторение этой процедуры равное степени число раз. На предоставленном примере вы можете более детально разобраться с текстом этой программы.

При программировании на языке Паскаль (Pascal) необходимо выбирать типы данных Паскаль-программы. Программисту важно понимать, что для запуска его программы в оперативной памяти выделяется место для хранения не только команд, но и данных, с которыми эти команды работают.

Все типы данных в Pascal делятся на две группы: простые и структурированные. Для каждого типа данных отводится некоторое количество байт. К простым типам относятся: целые типы (byte, integer и др.), вещественные типы (real, single и др.), логический тип (boolean), символьный тип (char), перечисляемый и интервальный тип. Все они, за исключением вещественных типов, являются порядковыми типами и характеризуются тем, что имеют ограниченный упорядоченный набор значений. Например, переменная, имеющая тип byte, может принимать значения в интервале от 0 до 255 включительно. Такие типы данных в Паскале позволяют применять функции Pred (вычисляет предыдущее значение) и Succ (вычисляет последующее значение), Low (вычисляетет наименьшее значение типа) и High (вычисляет наибольшее значение типа), Ord (вычисляет порядковый номер текущего значение переменной)^[8].

Переменная простого типа в качестве значения имеет только одно данное, т.е. одно целое число, дробное число или один символ. Переменные, имеющие простые типы данных, в Паскале должны быть описаны в разделе Var (сокр. от Variables – переменные).

Переменная в программе на языке Паскаль считается полностью заданной, если она имеет название (идентификатор), тип и начальное значение. Название переменной используется при обращении к ней посредством какого-либо оператора. Тип данных определяет диапазон представления (какие значения может принимать переменная), операции, в которых она может участвовать, объем памяти, который требуется для хранения переменной в оперативной памяти. Поэтому при решении задачи следует склоняться к уменьшению количества переменных и рациональному подбору их типов.

Структурированные типы представляют собой упорядоченный набор переменных простых типов. К ним относятся: массивы (array), множества (set of), строки (string), файлы (file), записи (record). Структурированные типы данных в Паскале описываются в разделе type (раздел описания типов).

Массив - самый распространенный из структурированных типов, используется тогда, когда требуется хранить и обрабатывать упорядоченный набор переменных одного типа (любого простого типа). Массивы бывают одномерные, двумерные, многомерные. Примером одномерного массива может служить список учеников в классном журнале, отсортированный по алфавиту, где у каждого ученика есть уникальный порядковый номер. Примером двумерного массива – расположение мест в зрительном зале кинотеатра (каждое место определяется двумя измерениями – номером ряда и номером места).

Элементы множества в отличие от массива неупорядочены, а количество элементов ограничено числом 255. Строка представляет собой упорядоченный набор символов и этим очень похожа на массив, однако элементами строки могут быть только символы .

Файл – это тот же массив, но количество элементов в нем может меняться по ходу выполнения программы. Запись представляет собой набор разнотипных данных.

Начнём, пожалуй, с возведения в квадрат. Возведение в квадрат является частным случаем возведения в степень. Для этого в паскале предусмотрена стандартная процедура sqr(x). Она возведёт наше число x в квадрат, эта запись равна записи x*x.

Очень часто этого вполне достаточно, но не всегда программа может ограничиться одним лишь возведением в квадрат. Как же возводить в более высокие степени? Об этом читаем далее и просвещаемся.

В паскале существует два метода для возведения числа в степень: exp(ln(x)*y) и метод power(x, y). Процедура exp() имеет ограничение: x должно быть больше 0, т.к. нельзя извлечь натуральный логарифм из неположительного числа, но эта функция считается устаревшей и неудобной для использования, поэтому дальше мы о ней говорить не будем. Функция power() принимает два значения, первое число (x) - которое нужно возвести в степень, второе число (y) - степень, в которую нужно возвести и возвращает x в степени y. Следует помнить, что числа х и у - вещественные, то есть типа real.

Но тут есть один недостаток, эта функция есть не во всех версиях паскаля. Да и вообще, иногда возведение в степень должно производиться без использования операторов. Идём дальше и разбираем следующий способ.

Как мы уже поняли, возведение числа в степень - это последовательное умножение числа на само себя несколько раз. Повторить какое-то действие несколько раз в программировании гораздо легче, чем в жизни.

Разберемся, что и как тут работает. Для начала мы вводим два числа: x и y. Затем берём за результат единицу, для чего это - ниже. Выполняем цикл до модуля нашей степени, т.к. если степень будет отрицательной, то цикл не пойдёт. В цикле мы умножаем наш результат на само число x. Так зачем мы присваивали результату 1? Во-первых, если бы мы умножали на 0, то программа всегда выдавала бы 0. Во-вторых, наша степень может быть равна 0, тогда программа должна вернуть нам 1, т.к. любое число в 0 степени это 1. Затем мы проверяем, является степень отрицательным числом или положительным: если она отрицательна, то делим единицу на наш результат. Выполнение этой задачи при помощи цикла while делается почти так же.

Использование цикла while более правильно, нежели for, но для понимания проще предыдущий вариант. Вряд ли можно стоит ограничиваться одним лишь циклом for, для понимания будет лучше посмотреть несколько примеров, да и задача бывает поставлена по-разному, кому-то одним циклом, кому-то другим, именно поэтому мы разберём ещё один способ возведения в степень^[9].

Всё почти так же, как и раньше. Вводим два числа х и у. Присваиваем нашему результату значение единицы, чтобы возводить в нулевую степень. Затем создаём счётчик i и присваиваем ему значение модуля нашей степени. Цикл идёт до тех пор, пока счётчик не равен нулю, если степень с самого начала равна нулю, то цикл не будет выполняться, результат так и останется единицей, как и должно быть, ведь любое число в нулевой степени - это единица. В самом цикле мы всё так же считаем результат, умножая уже полученный результат на наше число х, не забываем вычитать из нашего счётчика единицу, иначе мы никогда не дойдём до нуля. Ну а затем так же, как выше, преобразование, если степень была отрицательной.

Научившись применять типы данных в Паскале, можно реализовать достаточно сложные и интересные задачи.

Заключение

Язык Паскаль был разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом как язык, обеспечивающий строгую типизацию и интуитивно понятный синтаксис. Он был назван в честь французского математика, физика и философа Блеза Паскаля.

Одной из целей создания языка Паскаль Никлаус Вирт считал обучение студентов структурному программированию. До сих пор Паскаль заслуженно считается одним из лучших языков для начального обучения программированию. Его современные модификации, такие как Object Pascal, широко используются в промышленном программировании (среда Delphi).

Наиболее популярным решением для персональных компьютеров в 80-е - начале 90 годов стал компилятор и интегрированная среда разработки Turbo Pascal фирмы Borland. Встроенный компилятор обеспечивал высокую скорость компиляции и высокое качество кода (отсюда приставка Turbo). Среда Turbo Pascal обеспечивала также отладку кода, содержала богатый набор примеров. Все эти качества позволили Turbo Pascal стать стандартом Паскаля де-факто.

Выпущенная в 1995 г. как продолжение среды Turbo Pascal система программирования Delphi стала одной из лучших сред для быстрого создания приложений. Delphi ввела в язык Паскаль ряд удачных объектно-ориентированных расширений; обновленный язык получил название Object Pascal. Начиная с версии Delphi 7.0, язык Delphi Object Pascal стал называться просто Delphi, однако, старое название используется часто. Последняя версия среды - Delphi XE.

Наиболее известной свободной реализаций языка Паскаль является Free Pascal. Помимо открытости исходного кода, его основным преимуществом является мультиплатформенность, а также поддержка различных диалектов Паскаля. На основе FreePascal создана свободная мультиплатформенная среда Lazarus, аналогичная среде Delphi. Однако, бедный и не меняющийся десятилетиями консольный интерфейс интегрированной среды Free Pascal, мало совместимый с современными интерфейсами рабочих столов операционных систем, всё более отталкивает обучаемых, неправильно формируя у них представление, что Паскаль - устаревший язык.

С другой стороны, среда Delphi по мере развития становилась все более громоздкой и малопригодной для обучения программированию. Кроме того, отсутствует бесплатная версия Delphi даже для академического использования. Данные факторы привели к практически полному исчезновению Delphi из сферы образования, а для среды Lazarus, несмотря на ее бесплатность, такие случаи единичны.

Наконец, появление платформ Java и .NET, включающих мощный язык программирования и мощные стандартные библиотеки ослабило позиции языка Delphi. Для обучения программированию стали чаще использоваться такие языки как Java, C, C++, C#, Visual Basic, Python, Haskell.

Одним из ярких событий, связанных с развитием языка Паскаль, стало появление языка и компилятора Oxygene фирмы RemObjects, который создатели заслуженно назвали современным Паскалем 21 века. Oxygene может генерировать код под различные платформы, в том числе под платформы .NET и Java. Основным его недостатком является отсутствие бесплатного компилятора и среды для образовательных целей. Кроме того, Oxygene достаточно сильно отличается от канонического языка Паскаль (методы классов вместо процедур и функций), что отражает его сугубо профессиональную направленность.

Язык и система программирования PascalABC.NET призваны изменить сложившуюся ситуацию и вернуть языку Паскаль былую привлекательность как для обучения, так и для профессионального программирования, помножив ее на мощь платформы .NET.

Библиография

Нормативно-правовые документы

1. Конституция Российской Федерации от 12 декабря 1993 г. (с изм. и доп., вступ. в силу с 21.07.2014)

Произведения из многотомного издания

2. Гейн А.Г. Основы информатики и вычислительной техники. - М.: Просвещение, 2017.

3. Информатика: Базовый курс/ Симонович С.В. и др. – СПб.: Питер, 2018. – 640 с

4. Квасова Л.Б., Подрез Е.А., Симанева Т.А. Язык программирования Турбо Паскаль. Учебно-методическое пособие по изучению языка Турбо Паскаль. – Орел: ОГУ, 2014.

5. Моргун А.Н. Справочник по Turbo Pascal для студентов. – М.: Диалектика, 2015. – 608 с.

6. Никоноров Н. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов. 4-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017. – 511с.

7. Окулов С.М. Основы программирования. – М.: ЮНИМЕДИАСТАЙЛ», 2014.

8. Программирование на языке Паскаль: учебник / под ред. Усковой О.Ф. – СПб.: «Питер», 2016.

9. Программирование на языке Паскаль: задачник / под ред. Усковой О.Ф. – СПб.: «Питер», 2016.

10. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников. Версия 7.0: Учебное пособие. – 2-е изд., стереотип. – М.: «Финансы и статистика», 2015.

11. Турбо Паскаль 7.0 Самоучитель. ¬– СПБ.: «Питер», 2017.

12. Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс. Учебное пособие. – М.: «Нолидж», 2015.

13. Фаронов В.В. Turbo Pascal. Наиболее полное руководство. – СПб.: Питер, 2018. – 763 с.

1. Программирование на языке Паскаль: учебник / под ред. Усковой О.Ф. – СПб.: «Питер», 2016. ↑

2. Программирование на языке Паскаль: задачник / под ред. Усковой О.Ф. – СПб.: «Питер», 2016. ↑

3. Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс. Учебное пособие. – М.: «Нолидж», 2015. ↑

4. Фаронов В.В. Turbo Pascal. Наиболее полное руководство. – СПб.: Питер, 2018. – 763 с. ↑

5. Квасова Л.Б., Подрез Е.А., Симанева Т.А. Язык программирования Турбо Паскаль. Учебно-методическое пособие по изучению языка Турбо Пас-каль. – Орел: ОГУ, 2014. ↑

6. Информатика: Базовый курс/ Симонович С.В. и др. – СПб.: Питер, 2018. – 640 с ↑

7. Гейн А.Г. Основы информатики и вычислительной техники. - М.: Просвещение, 2017. ↑

8. Никоноров Н. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов. 4-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017. – 511с. ↑

9. Квасова Л.Б., Подрез Е.А., Симанева Т.А. Язык программирования Турбо Паскаль. Учебно-методическое пособие по изучению языка Турбо Паскаль. – Орел: ОГУ, 2014. ↑