Язык программирования Паскаль Учитель информатики и ИКТ ГОУ г.Москвы СОШ 310 «У Чистых прудов» Цыбиковой Т.Р. 2012-2013 уч.г. - презентация

1 Язык программирования Паскаль Учитель информатики и ИКТ ГОУ г.Москвы СОШ 310 «У Чистых прудов» Цыбиковой Т.Р уч.г.

2 Введение Одним из популярных сегодня ЯП является Паскаль. Он позволяет составлять программы для решения математических задач, обработки текстов, построения изображений на экране дисплея. Создатель Паскаля – Никлаус Вирт – предложил первую версию строгого по форме и простого для написания программ языка в 1968 году, когда не существовало персональных компьютеров.

3 Алфавит Как каждый язык, Паскаль имеет свой алфавит. В него входят: латинские буквы (26), цифры от 0 до 9, специальные знаки (+,-, круглые, квадратные и фигурные скобки, точка, запятая, точка с запятой,, =, $ и др.), а также служебные слова (из английского языка: begin, end, for, while и др.).

4 Имя переменной При написании программы для переменных величин вводятся обозначения, точно так же, как это делается для обозначения переменных в курсе алгебры. Такое обозначение в ЯП называют именем величины. Имя величины в Паскале – это слово из букв, цифр и знаков подчеркивания, начинающегося с буквы. В качестве имени нельзя использовать служебные слова Каждое имя соответствует некоторой ячейке памяти, куда записывается значение переменной величины. Поскольку в ячейку можно записать одно за другим сколько угодно данных, имя также называют переменной или именем переменной.

5 Ячейка Ячейка- понятие условное, это последовательность разного количества байтов для разных данных. Для целых чисел в Паскале требуется два байта, для действительных – шесть. Любой символ клавиатуры занимает один байт. Поэтому для каждой переменной надо указать её тип, чтобы транслятор (программа, переводящая с ЯП на язык машинных команд) знал, сколько места в памяти она будет занимать.

6 Числа в Паскале Числа в Паскале различаются как целые и действительные (вещественные). Целое число по внешнему виду такое же, как обычно: знак «+» можно не указывать. Вещественные числа, несмотря на одинаковое представление в памяти компьютера, могут иметь вид с фиксированной и с плавающей точкой.

7 Числа с фиксированной точкой Числа с фиксированной точкой похожи на десятичные, только целая часть от дробной отделяется не запятой, а точкой: -7.23, 897.5, При выполнении действий с фиксированной точкой может получиться результат, целая часть которого содержит больше разрядов, чем объем ячейки памяти. Происходит, как принято говорить, переполнение ячейки памяти.

8 Числа с плавающей точкой Чтобы избежать переполнения ячейки памяти, используют представление вещественных чисел с плавающей точкой. В этом случае число представляется в виде мантиссы и порядка. Мантисса – это последовательность цифр, изображающих число, а порядок определяет положение точки в этой последовательности.

9 Пример числа с плавающей точкой Например, десятичное число 243,7 может быть представлено в виде: 243,7=2,437·10 2, или ·10 -3, или 0,002437·10 5 и т.д. В этом примере мантисса числа, а цифры 2, -3 или 5 – порядок (нетрудно увидеть, что это степень числа 10, которая меняется в зависимости от различных видов записи числа 243,7). В машинной записи число будет выглядеть как E+02.

10 Направление сдвига указано после буквы Е Числа с плавающей точкой имеют громоздкий вид, они выводятся как результаты работы программы. Однако их можно заменить на числа с фиксированной точкой. Если программа выдала вещественное число Е-02, то это тоже самое, что - 0, , т.е. десятичную точку надо сдвинуть влево на две позиции. Направление сдвига указано после буквы Е в записи числа: – вправо, если после Е плюс, – и влево, если минус.

11 Операции Для работы с числами используют шесть операций: «+» - сложение, «-» - вычитание, «/» - деление, «*» - умножение, mod – нахождение остатка от деления, div – деление нацело.

12 Что такое арифметическое выражение, из чего оно может состоять Из имен, чисел, знаков арифметических действий и математических функций конструируются арифметические выражения. Для указания порядка действий используются только круглые скобки, их может быть несколько, главное, чтобы количество открывающих скобок равнялось количеству закрывающих.

13 Математические функции Паскаля во многом совпадают с общепринятыми: sin(x), cos(x), ln(x). Для возведения аргумента в квадрат используется обозначение sqr(x), Для извлечения квадратного корня sqrt(x), а модуль обозначается abs(x). В качестве аргумента каждой функции может быть арифметическое выражение.

14 Пример арифметического выражения x/(1+sqr(x)/(5+x*sqr(x)) запись на Паскале

15 Основные операторы Оператор присваивания Оператор ввода Оператор вывода

16 Оператор присваивания Алгоритм преобразования данных на Паскале состоит из операторов – укрупненных команд. Каждый оператор преобразуется транслятором в последовательность машинных команд. Основное преобразование данных, выполняемых компьютером, - присваивание переменной нового значения.

17 Общий вид оператора присваивания Имя переменной := арифметическое выражение; В дальнейшем будет показано, что справа может стоять и выражение другого типа. Знак «:=» читается «присвоить». Точка с запятой в конце записи оператора является обязательной.

18 Как работает оператор присваивания При выполнении оператора присваивания рассматривается арифметическое выражение, из ячеек оперативной памяти, соответствующих стоящим там именам, вносятся в процессор значения и выполняются указанные действия над данными. Полученный результат записывается в ячейку памяти, имя которой указано слева от знака присваивания.

19 Примеры оператора присваивания x:=3.14; {переменной x присвоить значение 3,14} a:=b+c; {из ячеек b и c считываются заранее помещенные туда данные, вычисляется сумма, результат записывается в ячейку a} i:=i+1 {значение переменной увеличивается на 1}

20 Для типов переменной слева и арифметического выражения справа от знака присваивания существуют ограничения: 1.Если переменная слева вещественного типа, то арифметическое выражение может быть как целого, так и вещественного типа, т.е. содержать либо целые переменные и допустимые для них операции, либо вещественные, либо и те, и другие (тогда выражение преобразуются к вещественному типу). 2.Если переменная слева целого типа, то арифметическое выражение справа только целочисленное. Это означает, что можно, например, вещественной переменной присвоить целое значение. В памяти компьютера оно будет преобразовано к вещественному типу. В фигурных скобках рядом с оператором помещается комментарий его действий.

21 Вопросы и задания 1.Что входит в состав алфавита Паскаля? 2.Почему Паскаль различает целые и вещественные числа? 3.Что такое арифметическое выражение, из чего оно может состоять? 4.Как работает оператор присваивания? 5.Какие ограничения накладывает Паскаль на типы данных при присваивании? 6.Что такое транслятор? 7.Запишите в виде арифметического выражения квадратный трехчлен. 8.Запишите на Паскале tg x, x 4.

22 Вопросы и задания 1.Что входит в состав алфавита Паскаля? 2.Почему Паскаль различает целые и вещественные числа? 3.Что такое арифметическое выражение, из чего оно может состоять? 1.латинские буквы (26), цифры от 0 до 9, специальные знаки (+,-, круглые, квадратные и фигурные скобки, точка, запятая, точка с запятой,, =, $ и др.), а также служебные слова (из английского языка: begin, end, for, while и др.). 2.Ячейка- это последовательность разного количества байтов для разных данных. Для целых чисел в Паскале требуется два байта, для действительных – шесть. Любой символ клавиатуры занимает один байт. Поэтому для каждой переменной надо указать её тип, чтобы транслятор (программа, переводящая с ЯП на язык машинных команд) знал, сколько места в памяти она будет занимать. 3.Из имен, чисел, знаков арифметических действий и математических функций конструируются арифметические выражения. Для указания порядка действий используются только круглые скобки, их может быть несколько, главное, чтобы количество открывающих скобок равнялось количеству закрывающих. Ответы

23 Вопросы и задания 4.Как работает оператор присваивания? 5.Какие ограничения накладывает Паскаль на типы данных при присваивании? 4.Общий вид оператора присваивания Имя переменной := арифметическое выражение;. При выполнении оператора присваивания рассматривается арифметическое выражение; из ячеек оперативной памяти, соответствующих стоящим там именам, вносятся в процессор значения и выполняются указанные действия над данными. Полученный результат записывается в ячейку памяти, имя которой указано слева от знака присваивания. 5.Для типов переменной слева и арифметического выражения справа от знака присваивания существуют ограничения: – Если переменная слева вещественного типа, то арифметическое выражение может быть как целого, так и вещественного типа, т.е. содержать либо целые переменные и допустимые для них операции, либо вещественные, либо и те, и другие (тогда выражение преобразуются к вещественному типу). – Если переменная слева целого типа, то арифметическое выражение справа только целочисленное. Ответы

24 Вопросы и задания 6.Что такое транслятор? 7.Запишите в виде арифметическо го выражения квадратный трехчлен. 8.Запишите на Паскале tg x, x 4. 6.Транслятор - программа, переводящая с ЯП на язык машинных команд. 7.a*sqr(x)+b*x+c 8.tan(x), x*x*x*x или sqr(x)*sqr(x) Ответы

25 Структура программы в Паскале. Ввод и вывод данных

26 Программа на Паскале состоит из двух частей: – описания используемых данных, – операторов по их преобразованию. Вторая часть также называется программным блоком.

27 Общий вид программы program (имя программы); label (список меток); const (список постоянных значений); type (описания сложных типов данных); var (описания данных программы); begin (начало программного блока) (алгоритм) end. (конец программы)

28 Имя программы Имя программы состоит не более, чем из 8 знаков, начинается с буквы и содержит буквы, цифры и знаки подчеркивания. Программа начинается со слова program и заканчивается словом end с точкой. Операторы, разделы и описания разделов заканчиваются точкой с запятой.

29 Описательная часть программы Описательная часть программы состоит из четырех разделов. Использование таких разделов как раздел меток label, раздел констант const, раздел типов type будет рассмотрено по мере необходимости. Основным является раздел var. В нем указываются имена переменных, используемых в программе, и их тип. Для числовых данных применяются основные описатели типов integer и real.

30 Раздел переменных Например, в программе используются две целочисленные переменные и одна вещественная. Раздел переменных может иметь вид: var i,j: integer; x: real; Имена переменных одного типа перечисляются через запятую, затем после двоеточия указывается их тип. Описание каждого типа заканчивается тоской с запятой. Когда при переводе на машинный язык транслятор встречает описание переменной, он отводит для этой переменной номер первого байта ячейки.

31 Программный блок Программный блок содержит операторы, описывающие алгоритм решения задачи. Для сообщения данных компьютеру служат операторы ввода и вывода. Оператор ввода помещает вводимое значение переменной в отведенную для нее ячейку.

32 Оператор ввода Оператор read (читать) останавливает работу программы и ждет, пока пользователь наберёт на клавиатуре число и нажмет. Введенное число помещается в оперативную память, в отведенную ячейку. Если список имен содержит несколько имен, то для каждого надо внести свое значение. Числа вводятся или через пробел, или через запятую, или нажатием клавиши. read (список имен);

33 Например, read (i,j); требует ввода двух целых чисел. После работы этого оператора курсор располагается за последним числом, но не переводится на новую строку. Для перевода курсора на новую строку экрана дисплея после ввода данных надо использовать оператор readln (список имен);

34 Оператор вывода Для вывода результатов работы программы на экран дисплея служит оператор write (список вывода); Оператор write (писать) выводит данные на экран дисплея. Список вывода – перечисленные через запятую имена результатов или арифметические выражения, являющиеся результатом работы программы. Также в список вывода, для пояснения, входят заключенные в апострофы тексты. write (список вывода);

35 Например, write ('x=', x); Этот оператор напечатает на экране, начиная с той позиции, где находится курсор, текст, заключенный между апострофами, и значение переменной x из оперативной памяти. Значение будет выведено в форме вещественного числа с плавающей точкой.

36 Чтобы число было выведено в форме с фиксированной точкой Чтобы число было выведено в форме с фиксированной точкой, надо после имени соответствующей переменной указать два целых числа, отделив каждое двоеточием. Первое из этих чисел показывает, сколько позиций занимает число (включая десятичную точку и знак числа). Второе равно количеству цифр дробной части числа.

37 Например, для печати числа как значения переменной x, оператор печати примет вид: write ('x=', x:6:2); На экран будет выдано x=-23.57

38 Оператор пустого вывода Перевод курсора на новую строку можно осуществить оператором пустого вывода writeln; Если надо перевести курсор после печати, то применяется writeln (список вывода);

39 ПУСТЬ ТРЕБУЕТСЯ найти сумму, произведение и разность двух данных чисел. Для каждой из чисел надо придумать имя переменной и указать ее тип. Затем ввести эти числа в отведенные ячейки. Напечатать результаты, используя возможность оператора вывода содержать арифметическое выражение,.

40 Пример программы program E1; var a,b:real; begin writeln ('введите два числа через пробел, затем нажмите '); readln (a,b); writeln('a+b=',a+b, 'a*b=',a*b, ' a-b=',a-b); end.

41 Служебные слова Паскаля Служебные слова Паскаля, выделенные жирным шрифтом, при наборе текста программы на клавиатуре никак не выделяются, их различает транслятор (синоним-компилятор). Поэтому служебные слова нельзя использовать в качестве имен. Первый оператор программного блока выводит на экран подсказку для пользователя - что он должен сделать. Для ввода данных рекомендуется создавать подобные подсказки.

42 Пример программы program E1; var a,b:real; begin writeln ('введите два числа через пробел, затем нажмите '); readln (a,b); writeln('a+b=',a+b, 'a*b=',a*b, ' a-b=',a-b); end. Первый оператор программного блока выводит на экран подсказку для пользователя - что он должен сделать. Подсказка для пользователя пишется между апострофами.

43 program E2; var a,b,x,y,z:real; begin writeln ('введите два числа через пробел, затем нажмите '); readln (a,b); x:=a+b; y:=a*b; z:=a-b; writeln('a+b=',x, 'a*b=',y, ' a-b=',z); end.

44 Можно ли получить результат вычислений без использования оператора присваивания?

45 Задания Напишите программу вычисления среднего арифметического двух чисел. Напишите программу вычисления расстояния между двумя точками плоскости. Напишите программу вычисления площади треугольника по формуле Герона.

46 Задания Напишите программу вычисления площади боковой поверхности куба. Напишите программу вычисления площади и гипотенузы прямоугольного треугольника, если известны его катеты. Напишите программу вычисления суммы модулей трех вещественных чисел. Напишите программу вычисления площади круга, если известна длина окружности.

47 Задания Напишите программу вычисления площади равностороннего треугольника. Напишите программу возведения числа в четвертую степень за две операции. Напишите программу возведения числа в седьмую степень за четыре операции. Напишите программу определения времени встречи двух автомобилей, если известно расстояние между двумя пунктами, откуда они вышли навстречу друг другу одновременно, а также их скорости.

48 Условный оператор В рассмотренных до сих пор алгоритмах и программах все команды (операторы) выполнялись последовательно одна за другой в том порядке, в каком они были записаны. Однако таким образом может быть построен алгоритм для решения далеко не всякой задачи. В практике хорошо известны задачи, дальнейший ход решения которых зависит от выполнения какого-либо условия.

49 Рассмотрим простой пример из курса алгебры. Требуется построить алгоритм вычисления значения функции y=lxl. Она задаётся соотношением:

50 При решении этой задачи требуется выполнить следующие условия: 1)проверить больше или равен нулю x; 2)если x больше или равен 0, то присвоить y значение x (y:=x), если x меньше 0, то присвоить y значение - x (y:=-x) Коротко алгоритм решения этой задачи может быть записан так: ЕСЛИ x0, ТО y:=x, ИНАЧЕ y:=x

51 ? оператор IF THEN + - Неполная форма условного оператора ? оператор_1 IF THEN + - ELSE оператор_2 Полная форма условного оператора Структуры условного оператора

52 Организация циклов

53 Цикл пока + оператор - данет - оператор + нет да Цикл до Циклические структуры

54 Более подробно

55 Структура программы Программа на языке Pascal ABC имеет следующий вид: program имя программы; раздел подключения модулей раздел описаний begin операторы end.

56 Структура программы Первая строка называется заголовком программы и не является обязательной. Раздел подключения модулей начинается со служебного слова uses, за которым следует список имен модулей, перечисляемых через запятую. Раздел описаний может включать разделы описания переменных, констант, типов, процедур и функций, которые следуют друг за другом в произвольном порядке. Раздел подключения модулей и раздел описаний могут отсутствовать. Операторы отделяются один от другого символом "точка с запятой".

57 Идентификаторы и служебные слова Идентификаторы служат в качестве имен программ, модулей, процедур, функций, типов, переменных и констант. Идентификатором считается любая последовательность латинских букв или цифр, начинающаяся с буквы. Буквой считается также символ подчеркивания "_". Например, a1, _h, b123 - идентификаторы, а 1a, ф2 - нет.

58 Служебные слова Служебные слова служат для оформления конструкций языка и не могут быть использованы в качестве имен. Список всех служебных слов языка Pascal ABC приведен ниже:

59 andarrayasbegin breakcaseclassconst constructorcontinuedestructordiv dodowntoelseend exitexternalexternalsyncfile finalizationforforwardfunction ifininheritedinitialization ismodnotof orprivateprocedureprogram propertyprotectedpublic recordrepeatsetshl shrsizeofstring thentotypeunit untilusesvarwhile withxor

60 Выражения и операции Любое выражение имеет определенный тип и после вычисления возвращает некоторое значение. Простейшими выражениями являются переменные и константы. Более сложные выражения строятся из более простых с использованием операций, скобок, вызовов функций, индексов и приведений типов. Данные, к которым применяются операции, называются операндами.

61 Операции В Pascal ABC имеются следующие not, ^, *, /, div, mod, and, shl, shr, +, -, or, xor, =, >,, =.

62 Арифметические операции К арифметическим относятся бинарные операции + - * / для вещественных и целых чисел, бинарные операции div и mod для целых чисел и унарные операции + и - для вещественных и целых чисел. Выражение, имеющее числовой тип, называется арифметическим. Тип арифметического выражения определяется по следующему правилу: если все операнды целые и в выражении отсутствует операция деления /, то выражение имеет тип integer, в противном случае выражение имеет тип real. Например, если b имеет тип byte, c имеет тип 1..9, то b+c и -b имеют тип integer, а 2.0+b и 1/2 - тип real.

63 Логические операции К логическим относятся бинарные операции and, or и xor, а также унарная операция not, имеющие операнды типа boolean и возвращающие значение типа boolean. Выражение, имеющее тип boolean, называется логическим.

64 Операции отношения Операции отношения, =, =, возвращают значение типа boolean и применяются к операндам целого, вещественного, символьного, логического и строкового типов, а также к типизированным указателям. Операции = и также применяются к операндам типа pointer, к операндам, являющихся объектами классов и к константе nil. При сравнении символа и строки символ преобразуется в строку длины 1.

65 Побитовые операции Побитовые операции and, or, not, xor, shl, shr производят побитовые манипуляции с операндами целого типа. Для унарной операции not результат имеет тот же тип, что и операнд. Для остальных операций результат имеет тип integer. Например, если b имеет тип byte и b=1, то b shl 10=1024, а not b=254.

66 Строковые операции Помимо операций отношения, =, =, , к строковым и символьным операндам применима операция конкатенации (слияния) +. Ее результат имеет строковый тип. Например, 'a'+'b'='ab'. Поскольку строки могут содержать максимум 255 символов, то если сливаются строки суммарной длины больше 255, то программа завершается сообщением об ошибке » Ошибка: произошло переполнение строки при выполнении операции "+".

67 применяется к переменной и возвращает ее адрес.

68 Операции с указателями К типизированным указателям применима операция разыменования ^: если p является указателем на тип T, то p^ - элемент типа T, на который указывает p. Помимо операций отношения, =, =, , к типизированным указателям применимы арифметические операции + и -. Операция + применяется к типизированному указателю и целому числу: если p имеет тип ^T и указывает на элемент a[k] одномерного массива элементов типа T, i - целое, то p+i возвращает адреc элемента a[k+i]. Операция - применяется к двум типизированным указателям одного типа: если p1 и p2 указывают на элементы одномерного массива элементов типа T, то p2-p1 возвращает количество элементов между этими указателями (взятое со знаком -, если адрес в p2 меньше адреса в p1). Например:

69 var a: array [1..10] of integer; p: ^integer; begin for i:=1 to 10 do begin p^:=i; p:=p+1; end;...