Процедурное программирование. Язык программирования «Паскаль»: элементы языка, организация данных, обработка данных. Методика.

Процедурные языки программирования – используют процедуры (подпрограммы, методы или функции). Процедуры содержат последовательность шагов для выполнения. Программа, написанная на процедурном языке, представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи.

Процедурные языки характеризуются следующими особенностями:

- необходимостью явного управления памятью, в частности, описанием переменных;

- малой пригодностью для символьных вычислений;

- отсутствием строгой математической основы;

- высокой эффективностью реализации па традиционных ЭВМ.

Примеры процедурных языков программирования: Фортран, Кобол, Алгол, BASIC, Паскаль, АДА, СИ.

Паскаль - язык профессионального программирования, который назван в честь французского математика и философа Блеза Паскаля (1623-1662) и разработан в 1968-1971 гг. Никлаусом Виртом. Первоначально был разработан для обучения, но вскоре стал использоваться для разработки программных средств в профессиональном программировании.

Во всяком языке программирования определены способы организации данных и способы организации действий над данными. Кроме того, существует понятие «элементы языка», включающее в себя множество символов (алфавит), лексемы и другие изобразительные средства языка программирования.

Всякий язык программирования имеет три основные составляющие: алфавит, синтаксис и семантику.

Алфавит - это фиксированный для данного языка набор основных символов, т.е. "букв алфавита", из которых должен состоять любой текст на этом языке - никакие другие символы в тексте не допускаются.

Синтаксис - представляет собой набор правил, устанавливающих, какие комбинации символов являются осмысленными предложениями на этом языке.

Семантика определяет смысловое значение предложений языка. Семантика устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными фразами языка и, в конечном итоге, какой алгоритм определен данным текстом на алгоритмическом языке.

Основными понятиями языка:

1) Имена (идентификаторы) - употребляются для обозначения объектов пpогpаммы (переменных, массивов, функций и др.).

2) Операции. Типы операций:

арифметические операции +, -, *, / и дp.;

логические операции и, или, не;

операции отношения <, >, <=, >=, =, <>;

3) Данные - величины, обрабатываемые программой.

4) Константы - это данные, которые зафиксированы в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения.

5) Переменные обозначаются именами и могут изменять свои значения в ходе выполнения пpогpаммы. Переменные бывают целые, вещественные, логические, символьные и литерные.

6) Массивы - тип или структура данных в виде набора компонентов (элементов массива), расположенных в памяти непосредственно друг за другом.

7) Выражения - предназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант, переменных, указателей функций (напpимеp, exp(x)), объединенных знаками операций. Различают выражения арифметические, логические и строковые.

Арифметические выражения служат для определения одного числового значения.

Логическое выражение может принимать только два значения - "истина" или "ложь" (да или нет).

Строковые (литерные) выражения, значениями которых являются тексты.

8) Операторы (команды). Оператор - это наиболее крупное и содержательное понятие языка: каждый оператор представляет собой законченную фразу языка и определяет некоторый вполне законченный этап обработки данных.

В языке Паскаль переменные характеризуются своим типом. Тип - это свойство переменой, по которому переменная может принимать множество значений, допустимых этим типом. Тип определяет множество допустимых значений, которое принимает переменная данного типа.

Типы: 1) Простые: Порядковые: целые, логические, символьные, перечисляемые; Вещественные;

2) Структурные: массивы, записи, файлы; строки, множества.

3) Указатели.

Целочисленные типы данных - представляют собой значения, которые могут использоваться в арифметических выражениях и занимать в памяти от 1 до 4 байт: Byte, shortint, integer, word, longint.

Вещественные типы данных - Вещественные типы данных представляют собой вещественные значения, которые могут использоваться в арифметических выражениях и занимать в памяти от 4 до 6 байт: Real, single, double, extended.

Символьный тип - символьный тип char определяется множеством значений кодовой таблицы ПЭВМ. Хранит 1 байт.

Булевский тип - Булевским типом называют тип данных, представляемый двумя значениями true (истина) и false (ложь).

Структурный тип данных – это тип данных, который позволяет в одной величине хранить одновременно несколько значений. К ним относятся: массивы; строки; множества; записи; файлы.

Обработка данных.

Программа состоит из последовательности команд языка Паскаль, называемых операторами.

- Оператор условной передачи управления (Используют для программирования ветвлений, т. е. ситуаций, когда возникает необходимость при выполнении условия реализовывать одни действия, а при нарушении - другие. Условие записывают в виде логического выражения, в зависимости от результата которого осуществляется выбор одной из ветвей: если результат true, то выполняется оператор, следующий за служебным словом then, иначе - оператор, следующий за служебным словом else.)

Формат: IF [логическое_выражение] Then [оператор_1]; Else [оператор_2];

- Оператор выбора (Используется для реализации нескольких альтернативных
вариантов действий, каждый из которых соответствует своим значениям
некоторого параметра.)

Формат: CASE [ключ_выбора] OF

[константа_выбора_1]:[оператор_1];

[константа_выбора_2]:[оператор_2];

…

[константа_выбора_N]:[оператор_N];

ELSE [оператор];

End;

- Операторы организации циклической обработки:

Для реализации циклических процессов используют операторы циклов.

Основные виды циклов:

• (а);

• цикл-до (repeat until) (б);
• счетный цикл (цикл с заданным числом повторений) (в).

А) цикл-пока (while) Формат: WHILE [условие] Do [оператор];

Б) цикл-до (repeat until) Формат: REPEAT [тело_цикла]; UNTIL [условие];

В) счетный цикл (цикл с заданным числом повторений) Формат: FOR [параметр_цикла]:= [н_з_п_ц] To [к_з_п_ц] Do [оператор];

Раздел операторов начинается зарезервированным словом begin (начало), далее следуют операторы языка, отделенные друг от друга точкой с запятой. Завершает раздел зарезервированное слово end. (конец) с точкой.

Процедуры ввода-вывода.

Ввод значений. Для ввода значений с клавиатуры используют специальные процедуры Read и ReadLn. Если ввод осуществляется процедурой ReadLn, то буфер ввода после выполнения операции очищается, причем символы, оставшиеся не обработанными, игнорируются. Если ввод осуществляется процедурой Read, то очистка не выполняется и, следовательно, следующий оператор ввода начнет читать символы из той же строки.

Вывод значений. Для вывода значений на экран используют процедуры Write и WriteLn. Эти процедуры предназначены для вывода значений стандартных типов и строк.