Katarzyna Szafrańska kl. II TI Kurs Pascala Katarzyna Szafrańska kl. II TI

Pascal - jeden z najpopularniejszych języków programowania, uniwersalny, wysokiego poziomu, ogólnego zastosowania, oparty na języku Algol. Został opracowany przez Niklausa Wirtha w 1971 roku. Pierwotnie służył celom edukacyjnym (do nauki programowania strukturalnego).

Podstawowe pojęcia dotyczące Pascala Kompilacja – zmiana kodu źródłowego na binarny, wykorzystywany przez komputer. Algorytm – zbiór instrukcji służących do rozwiązywania danego zadania. Program komputerowy – zapis algorytmu w język zrozumiały dla komputera (język programowania). Ten zapis składa się z samych zer i jedynek (kod binarny) Język programowania – to usystematyzowany sposób przekazywania komputerowi poleceń do wykonywania. Język programowania pozwala na precyzyjne przekazanie maszynie jakie dane mają ulec poprawieniu i jakie czynności należy podjąć w określonych warunkach Konsolidacja – łączy zadane pliki obiektowe i biblioteki w program wykonywalny (działającą aplikacje) Implementacja – zapis algorytmu w postaci kodu źródłowego

Stała – jest nazwą pewnej wartości która w całym programie nie ulega zmianie. Definicja stałej występuje w całości opisowej programu. Kompilator -tłumaczenie kodu źródłowego w języku programowania na język maszynowy. Interpretator - specjalny program, który tłumaczy kod źródłowy na język zrozumiały dla komputera i po przetłumaczeniu każdej instrukcji natychmiast ją wykonuje.

Algorytm Algorytm – uporządkowany i uściślony sposób rozwiązania problemu zawierający szczegółowy opis wykonywanych czynności. Sposoby zapisu algorytmów: Zapis słowny – pozwala określić kierunek działań i odpowiedzieć na pytanie czy zagadnienie jest możliwe do rozwiązania Lista kroków – staramy się kolejne operacje zapisać w postaci kolejnych kroków, które można wykonać. Zapis graficzny – w postaci schematów blokowych.

Etapy tworzenia programu Planowanie – zdefiniowanie problemu który chcemy rozwiązać oraz dokładna jego analiza i wybór metody do jego rozwiązania Implementacja – zapisanie algorytmu w postaci kodu źródłowego Kompilacja – zmiana kodu źródłowego na binarny Konsolidacja - łączy zadane pliki obiektowe i biblioteki w program wykonywalny (działającą aplikacje) Testowanie – czyli wykrywanie błędów. Optymalizacja – działanie mające na celu poprawę wydajności programu komputerowego, głównie zwiększeniu szybkości działania i zmniejszenia wykorzystywania przez niego zasobów komputera.

Zasady programowania strukturalnego Programowanie strukturalne polega na zapisywaniu poszczególnych fragmentów algorytmu w postaci wyraźnych i czytelnych struktur językowych. Zasady programowania strukturalnego: W projektowaniu programu można zastosować dwie metody: analityczną, czyli podejście "z góry na dół" syntetyczną, czyli podejście "z dołu do góry" Metoda analityczna polega na podziale zadania na podzadania, które z kolei można podzielić na prostrze zadania niższego rzędu, i.t.d. aż kolejne podzadania staną się tak proste, że ich realizacja będzie prosta i oczywista. Metoda syntetyczna polega na dokładnie odwrotnym postępowaniu niż w metodzie analitycznej. Najpierw zajmujemy się realizacją podzadań elementarnych i w następnych krokach budujemy zadania bardziej złożone składające się z zadań elementarnych aż dojjdziemy do realizacji całego programu.

Moduły języka Pascal Wszystkie polecenia języka Turbo Pascal zostały uporządkowane w postaci grup zwanych modułami (ang. units). Istnieje kilka standardowych modułów, które zostały dołączone do programu Pascal. Wśród modułów standardowych wyróżniamy: System – zawiera procedury standardowe języka, do których dostęp nie wymaga specjalnych zabiegów. Crt – zawiera procedury obsługi ekranu, klawiatury i sterowania dźwiękami emitowanymi przez głośnik komputera. Dos – zawiera procedury współpracujące z systemem operacyjnym. Graph – zawiera procedury potrzebne do tworzenia grafiki. Aby móc korzystać z procedur któregoś z modułów należy zadeklarować jego użycie. Moduł deklaruje się poprzez użycie słowa uses. Poczym należy podać nazwę modułu lub modułów oddzielając je przecinkami. zadania.ppt#1. Slajd 1

Wprowadzenie do programowania w Pascalu

Edytor środowiska systemu Pascal Opis poszczególnych elementów ekranu: Dolna linia menu zawiera opcja, która wybieramy: -myszą przez ustawieni kursora na nazwie i naciśnięcie LPM (Lewego Przycisku Myszy), -za pomocą klawiszy funkcyjnych lub kombinacji klawiszy ALT lub CTRL z innymi klawiszami (ang. hot keys). Współrzędne kursora tekstowego Znak zamknięcia okna. Górna linia menu – oprócz opcji zawiera także podopcje, które wybieramy, naciskając kombinacje klawisza ALT z klawiszami pierwszych liter tych poleceń (F, E, S, R ...) lub klikając myszką. Domyślna nazwa pliku – do niego zostanie zapisana treść stworzonego przez nas programu, ale tylko wtedy, gdy nie zechcemy nadać temu plikowi własnej nazwy. Znak zwiększania i zmniejszania okna Okno edytora programów Paski przesuwu Program wyłączamy poprzez naciśnięcie kombinacji ALT+X

Podstawy zapisu programu w języku Pascal. Słowa kluczowe są integralną częścią języka Pascal i są zastrzeżone, tzn. nie mogą być zdefiniowane przez programistę. Identyfikator – podstawowa jednostka leksykalna określonego języka programowania, tworzona przez programistę zgodnie ze składnią danego języka programowania, służąca identyfikacji i odwoływaniu się do określonego elementu kodu źródłowego. Identyfikatory stosuje się do nazwania i identyfikacji takich elementów programu jak: stałe zmienne typy etykiety pola struktur i klas parametry podprogramy (procedury, funkcjie, metody, makra) klasy moduły, pakiety, biblioteki itp. programy

Na program utworzony w Pascalu składają się następujące symbole i słowa kluczowe:      1. Znakami języka Pascal są litery alfabetu angielskiego (wielkie i małe), spacja, cyfry dziesiętne oraz znak podkreślenie: _      2. Symbolami są: *operatory arytmetyczne: + - * / *operatory relacji: = < > <= >= <> *nawiasy okrągłe (w wyrażeniach), klamrowe (w komentarzach) i kwadratowe (w tablicach): ( ) { } [ ] *inne symbole: . , ; : ' @ # $ " ? ! % & ~ \ ^. Komentarz stanowi swobodny tekst w kodzie programu. Ma on znaczenie jedynie dla czytelności kodu źródłowego, gdyż jest ignorowany przez kompilator. W języku Object Pascal występują 3 rodzaje komentarzy: nawiasy klamrowe { .. }, występujące w Turbo Pascalu, komentarze typu (* .. *) (nawias-gwiazdka), także występujące w Turbo Pascalu, komentarze jednowierszowe znane z języka C++, występujące w postaci // (ang. double slash).

Typy danych Typ okrojony – oznacza zbiór wartości poprzez wyspecyfikowaną wartość najmniejszą i największą. TYPE identyfikator_typu = stała .. stała; Typ łańcuchowy – służy do przedstawiania tekstów, elementami łańcucha, mogą być dowolne znaki z bieżącej matrycy znaków komputera. TYPE identyfikator_typu = String[rozmiar]; Typ strukturalny – definiuje się poprzez podanie typów składowych i metody strukturalizacj, która określa sposób dostępu do elementów wartości strukturalnej. W języku Pascal występują cztery rodzaje struktur: Tablice Rekordy Zbiory Pliki TYPE Identyikator_typu = Opis_typu_strukturalnego; Typ obiektowy – jest strukturą składającą się ze stałej liczby elementów, który każdy jest polem określonego typu lub procedurą, lub funkcją. TYPE Identyfikator_typu = object dziedzictwo Lista_deklaracji_pól Lista_deklaracji_metod end;

Typy całkowite – są w języku Pascal predefiniowane i nie wymagają opisu w programie. Wszystkie typy całkowite są podzbiorami zbioru liczb całkowitych. Wśród typów całkowitych wyróżniamy: ShortInt, przedział od -128 do 127 Byte, przedział od 0 do 255 Integer, przedział od -32768 do 32767 Word, przedział od 0 do 65535 LongInt, przedział od -2147483648 do 2147483647 Typy rzeczywiste które jednak nie są typami porządkowymi. Każdy z dostępnych typów rzeczywistych jest dyskretnym i skończonym podzbiorem zbioru liczb rzeczywistych. Dostępnych jest pięć standardowych typów rzeczywistych o następujących predefiniowanych identyfikatorach: Real, elementy zajmują po 6 bajtów pamięci Single, typ o pojedyńczej długości (4 bajty pamięci) Double, typ o podwójnej długości (8 bajtów pamięci) Extended, typ o rozszerzonej długości (10 bajtów pamięci) Comp, elementy to liczby całkowite z przedziału od -263+1 do 263+1 Typ znakowy – służy przedefiniowany identyfikator Char. Elementami typu znakowego są znaki ASCII, z których każdy jest pamiętany w jednym bajcie pamięci. Typ logiczny – są typy Boolean, ByteBool, WordBool i LongBool. Wartości typów logicznych są oznaczone za pomocą dwu predefiniowanych literałów (stałych): True i False. Typ wyliczeniowy stosuje się zwykle dla zbiorów o niewielkiej liczbie elementów, na których nie wykonuje się operacji arytmetycznych.

Struktura Program nazwa_programu; nagłówek uses lista_nazw_modółów; programu definicje i deklaracje; opis definicje funkcji i procedur; danych blok programu begin część instrukcje; wykonawcza end. koniec programu Nagłówek programu, zaczynający się od słowa PROGRAM, po którym następuje nazwa danego programu lub też jakieś inne informacje. Opis elementów programu, zawierający przede wszystkim deklaracje zmiennych oraz podprogramów. Mogą się tu znajdować również definicje stałych i definicje typów. Definicje występują w stałej kolejności: stałe (CONST), typy (TYPE), zmienne (VAR). Część wykonawcza programu, rozpoczynająca się słowem BEGIN i kończąca słowem END, po którym następuje kropka.

Instrukcje wejścia/wyjścia Podstawową instrukcją wyjścia w Pascalu jest write. Wypisuje ona dane w sposób sformatowany, jeden po drugim. Aby liczby były oddzielone od siebie należy użyć danych tekstowych, np. ", ". Instrukcja writeln od write różni się tylko tym, że przenosi kursor do następnego wiersza. Podstawową instrukcją wejścia w Pascalu jest read. Przyjmuje ona dane jedna po drugiej. Wynikiem instrukcji będzie przypisanie wartości wpisanych przez użytkownika zmiennym a, b i c Instrukcja readln od read różni się tylko tym, że wymaga wciśnięcia przycisku enter. zadania.ppt#7. Instrukcje wejścia wyjścia

Zmienne Zmienna – może reprezentować różną wartość, jest to zbiór wartości jakie może przyjąć dana zmienna. Zmienne (VAR) deklarujemy po deklaracji typów (TYPE). Deklaracje zmiennych składają się ze słowa kluczowego VAR, po którym następuje wykaz deklaracji. Każdą zadeklarowaną zmienną (wartość zmiennej) możemy w głebi programu dowolnie definiować (przypisywać jej inne wartości). TYPY ZMIENNYCH JĘZYKA PASCAL: Liczby rzeczywiste: real liczba rzeczywista od 2.9e-39 do 1.7e38 single liczba rzeczywista od 1.5e-45 do 3.4e38 double liczba rzeczywista od 5.0e-324 do 1.7e308 extended liczba rzeczywista od 3.4e-4932 do 1.1e4932 comp liczba rzeczywista do –9.2e18 do 9.2e18

Liczby całkowite: byte liczba całkowita od 0 do 255 word liczba całkowita od 0 do 65535 shortint liczba całkowita od –128 do 127 integer liczba całkowita od –32768 do 32767 longint liczba całkowita od –2147483648 do 2147483647 Booleans: boolean zmienna wielkości byte wordBool zmienna wielkości word – akceptowana przez kompilator 32 (Windows) longBool zmienna wielkości longint – akceptowana przez kompilator 32 (Windows) byteBool zmienna wielkości byte – akceptowana przez kompilator 32 (Windows) Inne: char Pojedynczy znak ASCII string Ciąg znaków ASCII file Plik array Tablica zmiennych zadania.ppt#2. Slajd 2

Deklaracja stałych Stałe (CONST) deklarujemy po deklaracji etykiet (LABEL), gdy zadeklarujemy jakąś stałą to w dalszej części programu nie możemy przypisać jej już innej wartości niż wartość początkowa. Zmiennym nie musimy przypisywać konkretnego typu danych, lecz w niektórych, bardziej złożonych programach jest to wskazane.

Instrukcja przypisania Instrukcja przypisania służy do przypisania zmiennej nowej wartości. Ogólna jej postać jest następująca: Odwołanie do zmiennej := wyrażenie; lub Nazwa funkcji := wyrażenie; Dla każdego przypisania wartość wyrażenia musi być zgodna w sensie przypisania z typem zmiennej.

Wyrażenia i operatory Wyrażenia pozwalają na przekształcanie informacji w celu uzyskania odpowiednich wyników i stanowią jeden z podstawowych składników programów. Każde wyrażenie stanowi symboliczny zapis pewnej operacji na danych reprezentowanych przez zmienne (opisane identyfikatorami) i stałe (zapisane jawnie). Sama operacja realizowana jest za pomocą operatorów oraz funkcji.

Standardowe funkcje i procedury Moduły: System, Crt, Dos, WinDos, Graph, Overlay, Strings. Dołączenie: uses Crt, Graph;

Instrukcja warunkowa (if ... then ... ) Budowa instrukcji If..Then: Instrukcja warunkowa wykonywana jest przez program tylko w momencie gdy spełniony zostanie określony warunek Budowa instrukcji If..Then: if warunek then działanie1 else działanie2; Ostatni człon od słowa else można pominąć, zależy to od budowy programu. Lista pleceń w instrukcji warunkowej, jeśli nie jest jednoelementowa, powinna być ograniczona słowami begin i End; po end nie stawiamy kropki zadania.ppt#3. Instrukcja warunkowa

if not warunek1 then działanie; Jeśli chcemy użyć dwóch warunków należy oddzielić je jednym ze słów: and – suma – działanie jest wykonywane w przypadku spełnienia obu warunków or – alternatywa – działanie jest wykonywane w przypadku spełnienia jednego z warunków xor – różnica symetryczna argumentów – działa podobnie do or. W przypadku gdy chcemy aby działanie było wykonane w przypadku nie spełniania warunku należ go poprzedzić słowem not, if not warunek1 then działanie;

For licznik:=wart_pocz to wart_koncowa do lista_polecen Iteracje Pętle zastępują na wielokrotne przepisywanie tych samych procedur. Wyróżniamy trzy rodzaje pętli: 1.Pętla z licznikiem: For licznik:=wart_pocz to wart_koncowa do lista_polecen W pętli z licznikiem właśnie zmienna licznik spełnia rolę wskaźnika (licznika) nawrotów pętli i dlatego musi być typu integer (liczby rzeczywiste, np. integer, byte, word). Przyrost tej zmiennej odbywa się przez dodawanie do jej wartości 1 przy każdym „obrocie” pętli. Pętla kończy się gdy licznik równa się wartości końcowej (wart_koncowa). Przy budowaniu tej pętli należy pamiętać aby wartość początkowa była mniejsza od wartości końcowej. zadania.ppt#4. Pętla z licznikiem

repeat lista_polecen until warunek 2. Pętla z warunkiem sprawdzanym po wykonaniu poleceń (repeat..until): repeat lista_polecen until warunek Pętla ta jest wykonywana tak długo aż nie zostanie spełniony warunek. W konstrukcji tej pętli słowa repeat i until spełniają rolę ograniczników dla listy poleceń i dlatego nie musimy jej zamykać w „nawiasach” begin ... end. zadania.ppt#5. Pętla z warunkiem sprawdzanym po wykonaniu poleceń 3. Pętla z warunkiem na początku. while warunek do lista-polecen Pętla ta jest wykonywana w przypadku, gdy zostanie spełniony warunek. W konstrukcji tej pętli listę poleceń musimy zamykać w „nawiasach” begin ... end. zadania.ppt#6. Pętla z warunkiem na początku.

Instrukcje złożone Instrukcja złożona jest ciągiem instrukcji poprzedzonym słowem kluczowym begin i zakończonym słowem kluczowym end. Instrukcje wchodzące w skład instrukcji złożonej wykonywane są sekwencyjnie.

Podprogramy

Procedury i funkcje Procedury i funkcje umożliwiają podzielenie części wykonawczej na fragmenty zapisane w wyodrębniony sposób w części opisowej bloku. Odwołanie do procedur i funkcji następuje przez podanie nazw z ewentualnymi listami argumentów, które określają wielkość dla których procedury i funkcje maja być wykonywane. Różnice między procedurą a funkcją: zadaniem procedury jest zwykle obliczanie jednej lub kilku wartości, które są przypisywane odpowiednio zmiennym znajdującym się na liście argumentów. Zadaniem funkcji jest obliczanie jednej wartości która podstawiana jest pod jej nazwę. zadania.ppt#9. Procedury zadania.ppt#8. Funkcje

Zmienne lokalne i globalne zmienna lokalna to zmienna widoczna tylko w obrębie danej procedury lub bloku, tworzona w momencie inicjowania bloku i niszczona w momencie kończenia bloku. zmienna globalna to zmienna widoczna w obrębie całego programu;

Parametry formalne i aktualne PARAMETRY to zmienne, poprzez które procedura komunikuje się z innymi fragmentami programu. Parametry formalne to zmienne wpisane w procedurę, które zastępowane są przez konkretne dane (parametry aktualne) w momencie wywołania programu.

Przekazywanie parametrów przez wartość i zmienną Przekazywanie parametru przez wartość, przekazana zostaje kopia zmiennej jako argument procedury. Jeżeli wywołana procedura zmienia argument, ta zmiana nie pozostanie, kiedy sterowanie powróci do procedury wywołującej. Aby określić, że argument ma być przekazany przez wartość w nagłówku wywoływanej procedury należy użyć słowa kluczowego aby zadeklarować zmienną. Przekazywanie parametrów przez zmienną (nazwę) funkcja otrzymuje tu nie kopię parametru, lecz tzw. wskaźnik opisujący jego rzeczywiste położenie, funkcja "sięga na zewnątrz" do zasobów programu i modyfikuje je ze skutkiem natychmiastowym efekty wszystkich operacji pozostają "utrwalone" w treści obiektu będącego parametrem uzyskuje się przez dodanie słowa var przed nazwą parametru

Wywołanie funkcji i procedury Wywołanie Procedury: Nazwa_procedury ( Param_1, Param_2, . . . , Param_n ); procedury bez parametrów (np. ClrScr, Break, Continue), procedury o zmiennej liczbie i zmiennym typie parametrów (np. Write, Readln) Przekazywanie parametrów: − przez wartość (przy wywołaniu: zmienna, stała lub wyrażenie), − przez zmienną → var (przy wywołaniu: zmienna) Wywołanie Funkcji: function nazwa-funkcji(lista-parametrów):typ-wyniku;  deklaracje-i-definicje-obiektów lokalnych  begin   instrukcje-realizujące-treść funkcji  end;  

Typy strukturalne

Tablice Typ tablicowy, a konkretnie tablica składa się z ustalonej liczby elementów tego samego typu, zwanego typem składowym, który może być zarówno typem prostym lub łańcuchowym, jak i typem strukturalnym. Za pomocą tablic są reprezentowane regularne układy danych, np. wektory i macierze. Dostęp do poszczególnych elementów tablic uzyskuje się za pomocą indeksowania. Indeksem może być dowolne wyrażenie, którego wartość jest zgodna w sensie przypisania z typem indeksowym. Dopuszczalny zakres indeksów jest podany w definicji typu tablicowego. zadania.ppt#10. Tablica

Rekordy Rekord – to obiekt (wartość, zmienna) posiadający pewną wewnętrzną niejednorodną strukturę. zadania.ppt#11. rekordy

Pliki tekstowe i operacje na tekstach Plik tekstowy – jest plikiem o dostępie sekwencyjnym, co oznacza, że aby dostać się do wybranego elementu pliku, należy przeczytać wszystkie elementy znajdujące się przed nim . Pliki tekstowe przechowują dane w postaci wierszy tekstu zakończonych znakami końca wiersza. Odwołania do pliku realizowane są przez wywołanie odpowiednich funkcji systemu operacyjnego, który z kolei posługuje się liczbowymi identyfikatorami plików. zadania.ppt#12. Plik tekstowy

Pliki elementowe Plik elementowy – umożliwia dostęp swobodny, w dowolnym momencie można odwołać się do dowolnego elementu pliku. Plik elementowy przechowuje dane w postaci binarnej.

Operacje na plikach Ogólny schemat operacji plikowej: Skojarzenie zmiennej plikowej z odpowiednim plikiem. Otwarcie pliku, przygotowujące go do zapisywania lub odczytywania informacji Jedna lub więcej operacji zapisu lub odczytu danych Zamknięcie pliku i przerwanie skojarzenia pomiędzy zmienną plikową i plikiem