Программирование на языке Turbo Pascal (стр. 1 )

Программирование на языке Turbo Pascal

Материалы к урокам

В данной брошюре собраны материалы для подготовки и проведения по программированию на Паскале, когда идет освоение языка и выработка навыков составления программ. Материал подобран согласно программе курса ’’Информатики’’ для технического лицея № 000 города Алматы, 2000 год.

Материал курса разбит на отдельные темы – модули. Каждый модуль включают материал, как теоретической части, так и практические задания. Модуль рассчитан на ряд уроков, в течение которых предполагается дать учащимся излагаемую тему. В каждом модуле выделены, тема, цели и задачи, теоретическая и практическая части. Содержание урока-модуля, включает все сведения необходимые при подготовке к уроку.

Очень много полезной информации собрано в приложениях.

Приведенные материалы согласуются с требованиями Государственного образовательного стандарта Республики Казахстан по информатике.

При подготовке материала использована литература отечественных, российских авторов и переводные издания.

ТЕМА №1: ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НА ЭВМ. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. БЛОК-СХЕМЫ.

ПРОГРАММНО - ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: ЭВМ типа IBM. Turbo-Pascal 5. Обучающие программы. Тесты.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ: Знакомство с основными понятиями: алгоритм, его виды и свойства, способы записи алгоритма. Выработка навыков составления блок-схем.

ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ:

Учащиеся должны знать:

-  Основные понятия алгоритмизации;

-  Способы записи алгоритмов;

-  Какие существуют виды алгоритмов;

-  Элементы, используемые в блок-схемах.

Учащиеся должны уметь:

-  Давать определения понятия «алгоритм»;

-  Приводить примеры линейных, разветвляющихся и циклических алгоритмов;

-  Называть свойства алгоритма;

-  Составлять блок-схемы решения задач.

ПЛАН-СОДЕРЖАНИЕ УРОКА

Этапы решения задач на ЭВМ:

-  Чёткая формулировка задачи;

-  Постановка задачи;

-  Разработка сценария;

-  Разработка алгоритма решения задачи;

-  Программирование;

-  Тестирование и отладка программы;

Постановка задачи включает в себя определение входных и выходных данных, выбор метода решения и языка программирования, подготовка контрольного примера для проверки правильности работы программы.

Сценарий – это описание интерфейса между пользователем программного продукта и персональным компьютером.

Алгоритм – это последовательность действий, приводящих к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Программирование – это перевод алгоритма на выбранный язык программирования, создание текстового файла, который при запуске через соответствующий транслятор выдает решение задачи;

Тестирование и отладка программы подразумевает работу с транслятором того языка программирования, который выбран в постановке задачи: запуск программы, анализ полученных результатов, исправление ошибок. В конце данного этапа получается программный продукт, отвечающий всем требованиям постановки задачи.

Алгоритмизация.

Алгоритм - это и есть совокупность строгих предписаний-приказов для исполнителя, выполняя которые он (исполнитель) можно достичь цели, в частности решить задачу, составив программу на языке Паскаль (Исполнитель - это объект, который может выполнять какое-то действия, выполняя заданный алгоритм).

Каждое такое предписание называется командой. Порядок команд в алгоритме очень важен.

При составлении алгоритма требуется знать систему команд исполнителя, а ни его устройство, то есть множество предписаний, которые понимает и умеет выполнять исполнитель нашего алгоритма. Исполнители можно разделить на неформальные (человек) и формальные (робот, компьютер или язык программирования). В дальнейшем мы будем иметь дело только с формальными исполнителями.

Важным качеством алгоритма является то, что от исполнителя не требуется понимание метода решения задачи, все, что от него требуется – понимание инструкций и умение их выполнять.

Свойства алгоритма

К алгоритму решения задач предъявляются высокие требования. Он должен обладать дискретностью, массовостью, компактностью, детерминированностью и результа­тив­ностью.

Дискретность алгоритма определяет то, всякий алгоритм имеет прерывистый, дискретный характер, т. е. представляет собой последовательность выполненных один за другим отдельно законченных шагов.

Массовостью алгоритма называется его способность быть пригодным для решения широкого класса задач данного типа.

Компактностью алгоритма называется его краткость, свойство минимальности инструкций. Наиболее удачно составленным алгоритмом считается алгоритм, обладающий компактностью и минимальностью количества вычислений при обязательной массовости алгоритма.

Детерминированностью (определенность) алгоритма - это строгая определенность (однозначность предписываемых действий в каждой инструкции алгоритма), конкретность, чтобы в его записи не оставалось место двусмысленности и произвольному толкованию.

Результативностью алгоритма называется свойство обеспечения нужного результата за конечное число шагов, если данные принадлежат области исходных данных, которыми определена массовость алгоритма.

Понятность алгоритма – это обязательность составления алгоритма учетом системы команд исполнителя, т. е. алгоритм должен быть зафиксирован в той форме, которая будет понятна исполнителю.

Алгоритмы можно разделить на следующие виды:

§  Вычислительные (задающие процессы вычислений на PC)

§  Диалоговые (алгоритмы ведения диалога с PC)

§  Графические (алгоритмы построения графических изображений на дисплеях PC)

§  Обработки данных

§  Управления роботами, станками и т. д.

Алгоритмы бывают 3 типов (типы вычислительных процессов): линейные, разветвляющиеся, циклические.

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором последовательность операций при исполнении совпадает с порядком их следования в записи алгоритма и не зависит от конкретных значений входных данных (выполняются сверху вниз).

Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором последовательность операций определяется проверкой условия.

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором неоднократно повторяются одни и те же предписания.

Способы записи алгоритмов

Существует несколько способов записи алгоритмов, отличающихся друг от друга наглядностью, компактностью, степенью формализации и другими показателями. Наибольшее распространение получили способы: графичес­кий, словесный, на алгоритмическом языке, в виде программ для ЭВМ.

Графический – в виде блок-схем.

Словесный – на естественном языке.

На алгоритмическом языке – то есть на специальном языке. Алгоритмический язык – это система обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения.

В виде программ для ЭВМ – значит на любом алгоритмическом языке программирования (Бейсик, Паскаль, Си++ т. д.), когда исполнителем является компьютер.

Блок-схема - самый распространенный и понятный способ записи алгоритмов.

Блок-схема – последовательность блоков, соединенных линиями передачи.

Элементы блок-схемы

Начало или конец алгоритма		Обработка данных
Ввод/вывод данных		Проверка условий
Начало цикла		Указание перехода от блока к блоку, если схема разбита на части
Линии потока и изменение направлений		Слияние линий потока

Пример составления алгоритма:

Составим алгоритм нахождения НОД двух чисел по алгоритму Евклида.

 

Ввод m, n

 

ТЕМА №2: РАБОТА В СРЕДЕ TURBO-PASCAL. ТРАНСЛЯТОР. НАБОР ТЕКСТА ПРОГРАММЫ. СПРАВОЧНАЯ СИСТЕМА. ВЫПОЛНЕНИЕ И ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ.

ПРОГРАММНО - ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: ЭВМ типа IBM. Turbo-Pascal 5.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ: Знакомство с порядковыми транслятор, компилятор, интерпретатор; со средой Turbo-Pascal; правилами набора и корректировки текста; с порядком выполнения и отладки программы.

ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ:

Учащиеся должны знать:

-  Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор;

-  Какие загрузить Turbo-Pascal;

-  Элементы главного меню редактора Turbo-Pascal;

-  Правила набора и корректировки текста программы;

-  Что такое пошаговое выполнение программы и ее трассировка;

-  Как сохранять и вызывать программу, а так же запускать на выполнение.

Учащиеся должны уметь:

-  Работать в среде Turbo-Pascal;

-  Набирать, корректировать и отлаживать программы;

-  Работать одновременно с несколькими окнами;

-  Пользоваться «горячими» клавишами;

-  Пользоваться справочной системой Turbo-Pascal.

ПЛАН-СОДЕРЖАНИЕ УРОКА

Транслятор, компилятор, интерпретатор.

Программы, написанные на языке программирования, в компьютере должны обязательно проходить процесс преобразования или трансляции. Осуществляется это с помощью специальных программ (трансляторов).

Транслятор (англ, translator — переводчик) - это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.

Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интер­претаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и ин­терпретатор существенно различаются.

Компилятор (англ, compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный ва­риант программы на машинном языке, который затем и выполняется (файл с расширением ЕХЕ).

Интерпретатор (англ, interpreter — истолкователь, устный пе­реводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

После того как программа откомпилирована, ни сама исход­ная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время про­грамма, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводить­ся на машинный язык при каждом очередном запуске программы. Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Turbo Pascal ориентирован либо на компиля­цию, либо на интерпретацию. Для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

Среда Turbo Pascal

Чтобы с большей эффективностью разрабатывать программы, нужно хорошо знать среду Turbo Pascal и уметь в ней работать. Программы пишутся и отлаживаются в редакторе, который вызывается из файла Тurbo. exe. Тurbo. exe находится в подкаталоге BIN каталога Pascal.

После загрузки редактора Тurbo. exe можно в рабочем поле набирать программу или корректировать ее с помощью клавиатуры или пунктов меню. Строка главного меню расположена в верхней части экрана:

Кнопка, закрывающая окно программы. Стрелка для увеличения размера окна

 

Турбо-среда предоставляет удобные средства работы с программой: ее хранение, запуск на счет, отладку и т. д. Доступ к этим средствам осуществляется через главное меню, которое состоит из следующих опций:

File	Позволяет выполнять все основные операции с файлами (создавать новые, загружать имеющиеся, сохранять созданные и отредактированные файлы и т. п.).
Edit	Позволяет выполнять все основные операции редактирования текста (копировать, восстанавливать, удалять фрагменты текста, а так же восстанавливать первоначальный вариант редактируемого текста).
Search	Позволяет осуществлять поиск фрагментов текста и при необходимости производить замену найденного фрагмента новым.
Run	Позволяет запускать программу, находящуюся в рабочей зоне, а также при необходимости пошагово выполнять данную программу или ее часть.
Compile	Позволяет осуществить компиляцию программы, кото­рая находится в рабочей зоне.
Debug	Содержит команды, облегчающие процесс поиска оши­бок в программе (Breakpoints —точки остановки, окно отлад­ки Watch, окно используемых подпрограмм, окно регистров, окно выходных результатов и некоторые другие).
Tools	Позволяет выполнять некоторые программы, не выходя из Среды Турбо Паскаля.
Options	Позволяет установить необходимые для работы пара­метры компилятора и самой среды.
Windows	Позволяет выполнять все основные операции с окнами (открывать, закрывать, перемещать, изменять размер).
Help	Позволяет получить имеющуюся в системе справочную информацию. Необходимое подчиненное меню активизируется (открывается).

Войти в выбранное меню можно при помощи комбинации клавиш [Alt+клавиша первой буквы имени под­­чи­ненного меню], а также путем последовательной активизации клавиш [F10] и клавиши первой буквы име­ни подчиненного меню. Выйти из подчиненного меню можно, нажав клавишу [ESC].

Выход из Турбо-среды осуществляется нажатием Alt—X.

Удобным способом создания новых программ является модификация ранее созданных. Основной формой хранения текста программы являются файлы — поименованная область внешней памяти. Для этого необходимо научиться записывать программы в файлы, читать из файлов и т. д. Для этого необходимо пользоваться опциями подменю File:

New	Новый файл	Очищает память редактора и переводит его в режим создания нового файла. Вновь создаваемому файлу присваивается имя NONAME. PAS, которое можно изменить при записи файла на диск.
Open	F3 Читать файл	На экране появится окно со списком файлов. В нем можно выбрать необходимый файл, который загружается в память редактора Турбо-Паскаль и таким образом делает его доступным для возможных изменений, а также прогона или отладки программы.
Save	F2 Сохранить файл	Переписывает файл из памяти редактора на диск. Файл записывается под своим именем, однако, если к этому моменту имя файла было NONAME. PAS, среда запросит, хотите ли Вы его переименовать. Опцию можно вызвать из режима редактирования с помощью клавиши F2.
Save as	Сохранить с новым именем	Переименовывает редактируемый файл и записывает его на диск под новым именем.
Save all	Сохранить все в окнах	Записывает содержимое всех окон редактора в соответствующие дисковые файлы.
Change dir	Смена каталога	Позволяет изменить установленный по умолчанию диск и/или каталог. (см. рис. ниже)
Print/Print setup...	Печать файла	Позволяет напечатать файл на принтере.
DOS shell	Выход в DOS	Позволяет временно выйти из Турбо-Паскаля без выгрузки его из памяти. После такого выхода вы получаете доступ ко всем командам операционной системы DOS. Для возврата в Турбо-Паскаль достаточно ввести команду EXIT, и экран тотчас же окажется в том состоянии, которое было перед вызовом этой опции.
Exit	Alt-X Выход	Осуществляет выход из Турбо-Паскаля и выгрузку его из памяти. Эту опцию можно вызвать непосредственно из режима редактирования с помощью комбинации ALT-X.

Набор текста программы

Перед началом набора программ в редакторе Турбо Паскаль необходимо провести установку (или проверку) опций конфигурации редактора:

-  войти в меню Option;

-  открыть дополнительное меню Environment;

-  проверить установки в окне Preferences:

Для набора текста программы требуется открыть рабочее окно (новое или с уже набранной программой).

Максимальная длина строки редактора составляет 249 символов. Вы получите сигнал, если попытаетесь печатать больше. Однако компилятор будет обнаруживать только до 126 символов. Ширина окна редактора-77 колонок. Если вы напечатали последнюю 77 колонку, то введённый Вами ранее текст по мере печати будет сдвигаться влево.

Набирая текст программы, рекомендуется делать отступы, выделяя отдельные операторы или их части. Эти отступы облегчают чтение текста и поиск ошибок.

Набор каждой строки программы завершается нажатием клавиши Enter.

При наборе текста программы полезно пользоваться следующими «горячими» клавишами:

Ins (Ctrl+V)	изменение режима «Вставка/Замена»
Del	удаление символа над курсором
BackSpase	удаление символа перед курсором
Home/ End	перенос курсора в начало/конец текущей строки
PgUp/PgDn (Ctrl+R/C)	перенос курсора на предыдущую/следующую страницу файла (программы)
Ctrl+PgUp/PgDn	перенос курсора в начало/конец файла
Ctrl+ Home/ End	перенос курсора в начало/конец экрана
Left/ Right	перенос курсора на один символ влево/вправо
Ctrl+ Left/ Right	перенос курсора на одно слово влево/вправо
Ctrl+W/Z	экран сдвигается вверх/вниз по тексту (при этом курсор неподвижен)
Shift+Left/ Right	выделение символов слева/справа от текущего символа
Shift +Up/Dn	выделение строк вниз/вверх от текущей строки
Ctrl+Y	удаление текущей строки
Alt+ BackSpase	восстановление удаленной информации
Ctrl+T	удаление слова справа от курсора
Ctrl+Q+Y	удаление части строки от курсора до конца строки
Ctrl+N	вставка строки
Ctrl+Ins	копирование выделенного блока в буфер обмена
Shift+Ins	вставка информации из буфера обмена
Shift+ Del	перенос выделенного блока в буфер обмена (удаление с сохранением в памяти)
Ctrl+ Del	полное удаление выделенного блока
F5/F6	перемещение по открытым окнам с программами
Alt+ F3	закрытие текущего окна
F5	развернуть окно на весь экран
Ctrl-F2	удаление голубой полосы
Ctrl+F8	удаление красной полосы

Выполнение программы