Задача: вычислить площадь круга при заданном радиусе.

I этап – математическая постановка задачи. Формула вычисления площади круга имеет вид: , где R – радиус круга, π - константа, S – площадь круга.

II этап – определение входных и выходных данных: в нашем случае R и π – входные данные; S – выходное данное.

III этап – описание алгоритма решения задачи: рассмотрим графический способ описания алгоритма в виде схемы. На рис.1 представлены два варианта схемы алгоритма: Схемы различаются способом задания значения радиуса R: в Варианте1 значение радиуса R вычисляется, а в Варианте2 значение радиуса R вводится с клавиатуры.

Рис.1. Два варианта схем алгоритма вычисления площади круга.

 

IV этап – кодирование алгоритма, т.е. составление программы на выбранном языке программирования (например, языки программирования Pascal, С++ и т.д.)

V этап – ввод, отладка и тестирование программы.

VI этап – выполнение и сопровождение программы.

Замечание. I, II и III этапы не зависят от конкретной марки компьютера и конкретного языка программирования; реализация IV, V и VI этапов связана с конкретно выбранным языком и системой программирования.

 

Системы программирования

 

Системы программирования – этоособый вид программного обеспечения. В основу каждой системы программирования положен свой язык программирования, что и отражено в названии системы.

Система программирования представляет собой интегрированную среду разработки программ, которая содержит:

- редактор текста - для создания и редактирования текста программы на языке высокого уровня, т.е. формирования исходного модуля (при сохранении текста программы в файле каждая система программирования по умолчанию дает свое стандартное расширение имени файла, например, системы на основе языка Pascal дают расширение .pas, системы на основе языка С++ – расширение .cpp).

- компилятор - для перевода текста программы с языка высокого уровня в машинные коды, т.е. формирование объектного модуля (например, в системе TurboPascal - файл с расширением tpu; в системе на основе языка С++ - файл с расширением obj);

- компоновщик - для подключение объектных кодов стандартных команд и формирования загрузочного модуля (файл с расширением .exe)

- загрузчик – для выполнение загрузочного модуля программы.

 

Интегрированная среда разработки программ позволяет:

- создавать и редактировать исходные тексты программ;

- сохранять исходные тексты программ в файлах;

- считывать файлы с диска;

- осуществлять поиск и исправление ошибок (отладка);

- выполнять программу и просматривать результаты выполнения.

В данной работе рассмотрим реализацию IV, V, VI этапов в двух системах программирования: TurboPascal для Windows и Microsoft VISUAL C++6.0.

 

Часть1. Программирование в системе TurboPascal

Структура программы на языке Pascal

Программа на языке Pascal состоит из заголовка, раздела подключения модулей, раздела описаний и раздела операторов:

Program имя;

Uses < список модулей >;

раздел описаний

Begin

 

раздел операторов

End.

 

Заголовок программы начинается с зарезервированного слова Program и содержит имя программы, которое дает сам программист.

Подключение модулей начинается с зарезервированного слова Uses и содержит список модулей (библиотек внешних процедур и функций).

Раздел описаний состоит из подразделов, в которых объявляются все встречающиеся в программе объекты: метки (Label), константы (Const), типы (Type), переменные (Var), внутренние процедуры (Procedure), внутренние функции (Function). Описания отделяются друг от друга точкой с запятой.

Раздел операторов заключается в операторные скобки Begin и End, при этом после End ставится точка. Операторы отделяются друг от друга точкой с запятой.

 

Примеры программ на языке Pascal

Рассмотрим два примера программ соответственно двум вариантам схем алгоритма (рис. 1).

Пример 1. Программа вычисления площади круга (схема алгоритма Варианта1)

(значение радиуса задается оператором присваивания)

{ Вариант 1: Вычисление площади круга }

Program PRIM1; {заголовок программы}

Uses WinСrt; {подключение модуля управления экраном в текстовом режиме}

Const {подраздел объявления констант}

Pi=3.14; {задание константы Pi}

Var {подраздел объявления переменных}

R,S: Real; {переменные вещественного типа – радиус и площадь круга}

Begin {начало раздела операторов}

Clrscr; {очистка экрана}

R:=1.5; {оператор присваивания переменной R значения 1.5}

S:=Pi*R*R; {оператор присваивания для вычисления S }

Writeln(‘S=’,S:7:3); {вывод на экран значения S}

End. {конец программы}

 

Пояснения к программе:

1. Программа начинается с комментария, который заключается в фигурные скобки. Комментарии могут располагаться как вне, так и внутри программы. В комментариях разрешается указывать все символы клавиатуры.

2. После комментария идет заголовок программы, содержащий ее имя PRIM1.

3. В разделе Uses указывается подключаемый к программе модуль WinCrt, содержащий средства работы с экраном (например, очистка экрана процедурой ClrScr).

4. В разделе описаний - два подраздела:

4.1. подраздел констант (Const), где определена константа Pi;

4.2. подраздел переменных (Var), где объявляются все переменные, используемые в разделе операторов и резервируются ячейки оперативной памяти; в нашем случае это переменные действительного типа – R и S.

5. Раздел операторов заключается в операторные скобки (Begin и End.) и содержит:

5.1. вызов процедуры ClrScr для очистки экрана во время выполнения программы;

5.2. два оператора присваивания:

- задание переменной R значения 1.5;

- вычисление площади круга S (операция присваивания имеет вид “ := ”);

5.3. оператор вывода значения переменной S на экран: Writeln(‘S=’,S:7:3)

Пояснения к оператору вывода:

а) для оператора вывода есть два ключевых слова Write или Writeln

б) оператор Writeln(параметры) означает вывод параметров и последующий переход на новую строку (параметры записываются через запятую);

б) оператор Write(параметры) означает вывод параметров без перехода на новую строку

в) оператор Writeln без параметров означает переход на новую строку;

г) в списке параметров могут быть строки символов и имена переменных:

· для вывода строки символов используются ограничивающие апострофы, например, ‘S=’ или ‘Результаты вычислений’

· при выводе значение действительной переменной может иметь два представления:

1-е - с фиксированной точкой: в этом случае указывается имя переменной, за которой через двоеточие стоят форматы (S:7:3), где первое число(7) обозначает общее поле выводимого значения, второе число(3)– поле дробной части. Общее поле включает:

- отрицательный знак числа или пробел для положительного числа,

- количество цифр в целой части,

- десятичную точку,

- количество цифр в дробной части.

Так в нашем случае вывод значения S в соответствии с форматом S:7:3 означает, что на изображение всего числа отведено 7 позиций, из них 3 позиции справа на дробную часть, 4-я позиция справа на десятичную точку, остальные - на целую часть. Результат будет иметь вид: S= 7.065

2-е – с плавающей точкой: в этом случае указывается только имя переменной без форматов,например, Write(‘S=’,S). Результат будет иметь вид: S= 7.0650000000Е+00

Пример 2. Программа вычисления площади круга (схема алгоритма Варианта2)

(ввод значения радиуса с клавиатуры)

{ Вариант 2: Вычисление площади круга }

Program PRIM2;

Uses WinСrt;

Const

Pi=3.14;

Var

R,S: Real;

Begin

Clrscr;

Write(‘Введите радиус ‘); {вывод на экран текста запроса}

Readln(R); {ввод с клавиатуры значения R}

S:=Pi*R*R;

Writeln(‘S=’,S:7:3);

End.

Пояснения к программе:

1. Эта программа отличается от предыдущей только тем, что значение радиуса вводится с клавиатуры, а не присваивается в операторе присваивания. Операторы Write и Readln используются для организации диалога пользователя с компьютером:

- оператор Write(‘ Введите радиус ‘) выводит на экран текст: Введите радиус

- оператор Readln(R) служит для ввода с клавиатуры численного значения переменной R во время выполнения программы.

2. Все остальные части программы работают так же, как и в предыдущей программе.