Глава 1. Общие сведения о языке и правилах написания программ.

Исторические сведения

Язык Паскаль (Pascal) был разработан профессором Никлаусом Виртом из Швейцарского города Цурих в 1970 году. Название язык получил в честь французского математика 17 века Блеза Паскаля. Язык был разработан первоначально для обучения студентов принципам структурного программирования, но в последствии, благодаря своей простоте и стройности, он вошел в четверку наиболее распространенных языков программирования (наряду с Бейсиком, фортраном и Си).

В процессе реализаций языка на различных ЭВМ (а затем и ПЭВМ), он развивался, пополнялся новыми возможностями. Ниже будет дано описание реализации языка на персональных IBM-совместимых ЭВМ. Эта реализация носит название Turbo Pascal версии 6.0, разработана в 1990?? году фирмой Borland Internationl. Эта фирма в 1992 году выпустила следующую версию - Turbo Pascal 7.0 и еще более мощный пакет - Borland Pascal 7.0, но эти версии эффективно работают только на достаточно мощных ПЭВМ, так как требуют для использования много ресурсов.

Тип и функциональные возможности языка

Язык Паскаль относится к алгоритмическим (машинно-независимым) операторным языкам программирования. Его реализация Turbo Pascal 6.0 позволяет работать только в среде операционной системы MS DOS. Программы строятся по модульному принципу (т.е. полная программа может собираться из отдельных, возможно созданных заранее модулей). В языке реализован принцип локализации памяти данных для каждого модуля: процедур-подпрограмм, функций и основной программы. Имеется, конечно, и возможность использовать общую (глобальную) для разных модулей память.

Второй важной чертой языка является возможность выделения дополнительной памяти для данных по ходу выполнения программы (и освобождения ее по дальнейшей ненадобности таких данных). Этот процесс называется динамическим распределением памяти. Это одно из важнейших отличий языка Паскаль от Фортрана. Чтобы программа работающая с массивом на Фортране была универсальной, размер массива при описании должен быть заказан максимально большим, а при работе программы он заполняется и используется только частично. Это приводит к неэффективному использованию памяти ЭВМ. В Паскале можно выделять под массивы данных столько места, сколько его требуется в конкретном варианте расчета.

Паскаль-программа может использовать обширные библиотеки подпрограмм, как поставляемые фирмами-разработчиками программного обеспечения, так и выполненные самим программистом. Важнейшие и наиболее часто используемые библиотеки включены в состав пакета Turbo Pascal.

Лекция 2

Структура программы на Паскале

 

Программа на Turbo Pascal состоит из отдельных предложений трех типов: операторов, комментариев и директив компилятору. Они могут начинаться в любом месте строки и могут занимать как несколько строк каждое, так и записываться по несколько штук в одной строке. Однако традиционно, каждое предложение программы стараются записывать в отдельной строке.

В общем случае, Паскаль-программа делится на заголовок, блок описаний и блок выполняемых операторов, из которых обязательным является только последний блок (тело программы).

Turbo Pascal разрешает опускать заголовок программы, но если он используется, то представляет собой обычно следующий вид:

program <имя программы>;

Здесь и далее понятие, заключенное в угловые скобки должно быть заменено конкретным значением написанного понятия, например:

program Primer_1;

За заголовком следует блок описаний (объявлений переменных, констант, функций и т.д.), который теоретически (для простейшей программы) может отсутствовать. Его структура описана ниже.

Раздел выполняемых операторов должен начинаться открывающей скобкой begin и заканчиваться закрывающей скобкой end. (с точкой на конце!).

Пример простейшей программы на Паскале, вычисляющей площадь круга:

program Circle; Заголовок программы

const Начало блока описаний

PI=3.1416; Объявление констант

var Объявление переменных

S,R: real; Конец блока описаний

begin Начало выполняемых операторов

writeln('Задайте радиус круга'); Вывод сообщения на экран-запрос данных

read(R); Ввод числа с клавиатуры

s:=PI*sqr(R); Вычисление площади круга

writeln('Площадь круга равна ',S); Вывод результата на экран

end. Конец программы

Лекция 3

Алфавит языка

Алфавитом называется множество символов, с помощью которых строятся все конструкции (объекты) языка. В версии Turbo Pascal 6.0 используются символы Американского Стандартного Кода Обмена Информацией (английская аббревиатура - ASCII). Все символы можно разделить на символы, используемые при написании 1) констант, имен, зарезервированных и ключевых слов; 2) разделителей между константами, именами и ключевыми словами и 3) специальные символы (знаки пунктуации, знаки операций).

В первую группу входят 26 букв латинского алфавита (с учетом того, что Паскаль не различает строчные и прописные буквы), 10 цифр и символ подчеркивания.

Во вторую группу входят: пробел, перевод строки, возврат каретки, табуляция (и вообще любой управляющий символ, с кодом начиная от 0 до 31) и комментарий. Отметим, что там, где можно поставить один разделитель, можно поставить любое количество любых разделителей. Комментарий может находиться внутри оператора, может занимать несколько строк.

В третью группу входят символы:

+ - * / - знаки арифметических операций;

< > = <= >= <> - знаки операций отношений:

- границы комментария;

[] - для индексов массивов, строк, элементов множеств;

() - выделение части выражения, задание списка параметров;

:= - знак присваивания значения;

, - разделение элементов списка;

. - отделение дробной части числа, имен полей в структурах;

; - разделение операторов;

: - отделение метки от оператора, имен переменных от типа;

' - выделение символа или текстовой константы;

.. - разделение границ диапазона;

$ - признак шестнадцатеричной константы, директивы компилятору;

# - обозначение символа, заданного числовым кодом;

@ - обозначение адреса переменной;

^ - обозначение значения величины по ее адресу (указателю).

Другие символы (например русские буквы, знаки %,?,!, ", &, символы псевдографики) можно использовать только в комментариях и внутри текстовых констант.

Правила написания имен

Имя любого объекта программы может состоять из букв, цифр и знака подчеркивания. Имя не может начинаться с цифры. Длина имени не должна превышать 63 символа. Строчные и прописные буквы транслятором не различаются. Традиционно имена констант пишут прописными символами, переменных - строчными, но начинают с прописной. Часто используют имена, состоящие из нескольких слов, при этом каждое слово начинают с прописной буквы для удобства чтения, например: NewResult, StudentName и т.д. Иногда для разделения отдельных слов в имени используют символ подчеркивания, например: Get_Next_Record, Line_size.

В качестве меток используют либо обычные имена, либо целые числа в диапазоне от 0 до 9999.

Некоторые имена в Turbo Pascal являются зарезервированными, т.е. могут использоваться только в строго определенном смысле. Их список приведен в главе 3 (параграф 4). Некоторые слова используются для написания стандартных имен (встроенных функций, констант, директив компилятору) - их можно (хотя и нежелательно) переопределять - т.е. использовать для других целей.

Структура блока описаний

В общем случае блок описаний может состоять из 8 частей - разделов:

USES - раздел объявления подключаемых библиотек и их разделов;

LABEL - раздел объявления меток;

CONST - раздел объявления констант;

TYPE - раздел объявления типов;

VAR - раздел объявления переменных;

FUNCTION - раздел объявления функций;

PROCEDURE - раздел объявления процедур;

Порядок следования разделов может быть произвольным, за следующими исключениями:

- объявление библиотек (если оно есть) должно идти раньше других объявлений;

- объявление используемых процедур и функций должно быть после других объявлений;

- каждый раздел может встретиться несколько раз;

- каждый используемый нестандартный тип или константа должны быть описаны (объявлены) раньше их использования;

- любой раздел или разделы, не нужные в программе могут отсутствовать.

Лекция 4