Оператор вывода

БЕЛГОРОДСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Лекция 1
Понятие о системе программирования.
Организация ввода-вывода.
Основные положения лекции:
Введение
1. Программное обеспечение персонального
компьютера.
1.1. Системное программное
обеспечение.
1.2. Прикладное программное
обеспечение.
1.3. Инструментальные средства.
1.4. Этапы решения задач на компьютере.
2. Понятие о системе программирования.
2.1 Язык программирования Паскаль.
2.2 Структура языка Турбо-Паскаль
2.3 Типы данных
2.4 Встроенные функции
2.5 Специальные процедуры и функции
2.6 Структура программы.
2.7 Операторы ввода-вывода.
Преподаватель Авдеева Е.В.
Цели:
 Способствовать формированию представления о программном
обеспечении персонального компьютера, системе программирования.
 Содействовать формированию интереса к будущей профессии.
Введение
Что такое программирование. Предмет нашего изучения — программирование
для электронных вычислительных машин, или ЭВМ, как их принято называть
сокращенно. ЭВМ — это устройства для решения задач. Не обязательно задач по алгебре
или геометрии, к которым мы привыкли в школе. И даже вообще не обязательно задач
чисто математического характера. Это могут быть и шахматные задачи, и задачи
управления станками или ракетами, и задачи планирования производства и
информационно-справочного обслуживания.
Чтобы решить какую-либо задачу на некоторой ЭВМ, необходимо сначала
придумать, как вообще можно решить эту задачу, т. е. придумать алгоритм ее решения.
Затем следует представить этот алгоритм в таком виде, чтобы данная ЭВМ могла его
выполнить. Для этого нужно, во-первых, разбить алгоритм на элементарные операции,
которые умеет выполнять эта ЭВМ, и, во-вторых, записать каждую такую операцию па
языке, понятном ЭВМ.
Такая запись алгоритма на языке некоторой ЭВМ называется программой для этой
ЭВМ. Описанный выше процесс разработки программы представляет собой процесс
программирования, а человек, его выполняющий, называется программистом.
Почему программирование — это научная дисциплина. Если бы процессы
программирования решения разных задач на разных ЭВМ не имели между собой ничего
общего, то программирование, как таковое, не было бы научной дисциплиной, и наш
учебник можно было бы на этом закончить. Однако, дело обстоит совсем не так.
Существуют общие методы, которые позволяют, постепенно расчленял задачи на
подзадачи, сводить их решение, в конечном счете, к некоторым типовым фрагментам
алгоритмов, подобно тому как, разбирая совершенно непохожие сложные механизмы, мы
обнаруживаем, что они состоят из одинаковых деталей и узлов, только по-разному
соединенных. Из этого, конечно, не следует, что процесс программирования не содержит
в себе элементов творчества. Составление программы — это такой же творческий
процесс, как и конструирование механизма с заданными свойствами из заданного набора
деталей.
Программное обеспечение персонального компьютера
Компьютер – аппаратные средства(Hardware – «жесткий товар») – без
разработанных человеком программ (Software – «мягкий товар») не может выполнить ни
какой работы. Программным обеспечением (ПО) называют организованную
совокупность программ постоянного употребления, ориентирующую компьютер на тот
или иной применений.
Различают три основные группы программ для компьютера: системное, прикладное
программное обеспечение и инструментальные средства, обеспечивающие создание
новых программ для ЭВМ.
Системное программное обеспечение
Системное программное обеспечение — программы, предназначенные для
управления работой компьютера, объединения различных устройств вычислительной
техники в единую вычислительную систему, организации диалога пользователь — ЭВМ и
выполнения работ, связанных с обслуживанием вычислительных машин. К системным
программам относят: операционные системы, всевозможные сервисные программы,
облегчающие пользователю взаимодействие с компьютером (программы-драйверы
обслуживания различных периферийных устройств компьютера, программы-оболочки,
диагностические программы и др.), программы, обеспечивающие работу компьютеров в
сети.
Прикладное программное обеспечение
Прикладное программное обеспечение — программы для решения класса задач в
определенной области применения систем обработки данных. Примеры прикладных
программ: программа для обработки экспериментальных данных, программа
бухгалтерского учета, игровые, обучающие программы и т.п. Текст данной книги создан с'
помощью прикладной программы — редактора текстов Microsoft Word, иллюстрации
подготовлены с помощью прикладной программы — графического редактора.
Инструментальные средства
Инструментальные средства (системы программирования) — это пакеты программ
для создания или изменения программ для ЭВМ. Современные системы программирования предоставляют программисту мощные и удобные средства для разработки
программ.
Этапы решения задач на компьютере
Процесс решения задач на компьютере — это совместная деятельность человека и
ЭВМ. Этот процесс можно представить в виде нескольких последовательных этапов. На
долю человека приходятся этапы, связанные с творческой деятельностью — постановкой,
алгоритмизацией, программированием задач и анализом результатов, а на долю
компьютера — этапы обработки информации в соответствии с разработанным
алгоритмом.
Рассмотрим эти этапы на следующем примере: пусть требуется вычислить сумму
двух чисел и вывести на экран монитора результат.
Первый этап — постановка задачи. На этом этапе участвует человек, хорошо
представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи,
дать словесное описание содержания задачи и предложить общий подход к ее решению.
Для задачи вычисления суммы двух целых чисел человек, знающий, как складываются
числа, может описать задачу следующим образом: ввести два целых числа, сложить их и
вывести сумму в качестве результата решения задачи.
Второй этап — математическое или информационное моделирование. Цель
этого этапа — создать такую математическую модель решаемой задачи, которая может
быть реализована в компьютере. Существует целый ряд задач, где математическая
постановка сводится к простому перечислению формул и логических условий. Этот этап
связан с первым и его можно не рассматривать, однако возможно, что для полученной
модели известны несколько методов решения, и тогда предстоит выбрать лучший.
Третий этап — алгоритмизация задачи. На основе математического описания
необходимо разработать алгоритм решения.
Алгоритмом называется точное предписание, определяющее последовательность
действий исполнителя, направленных на решение поставленной задачи. В роли
исполнителей алгоритмов могут выступать люди, роботы, компьютеры.
Четвертый этап — программирование. Программой называется план действий,
подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может
выступать компьютер. Составление программы обеспечивает возможность выполнения
алгоритма и соответственно поставленной задачи некоторым исполнителе, роль которого
может играть и компьютер. Во многих задачах при программировании на
алгоритмическом языке часто пользуются заменой блока алгоритма на один или
несколько операторов, введением новых блоков, заменой одних блоков другими.
Пятый этап — ввод программы и исходных данных в память компьютера.
Программа и исходные данные вводятся с клавиатуры с помощью редактора текстов, и
для постоянного хранения осуществляется их запись на гибкий или жесткий магнитный
диск.
Шестой этап — тестирование и отладка программы. На этом этапе происходят
исполнение алгоритма с помощью компьютера, поиск и исключение ошибок. При этом
программисту приходится выполнять рутинную работу по проверке работы программы,
поиску и исключению ошибок, и поэтому для сложных программ этот этап часто требует
гораздо больше времени и сил, чем написание первоначального текста программы.
Отладка программы — сложный и нестандартный процесс. Исходный план
отладки заключается в том, чтобы оттестировать программу на контрольных примерах.
Контрольные примеры стремятся выбрать так, чтобы при работе с ними программа
прошла все основные пути блок-схемы алгоритма, поскольку на каждом из путей могут
быть свои ошибки, а детализация плана зависит от того, как поведет себя программа на
этих примерах: на одном она может зациклиться (т. е. бесконечно повторять одно и то же
действие); на другом — дать явно неверный или бессмысленный результат. Сложные
программы отлаживаются фрагментами.
Для повышения качества выполнения этого этапа используются специальные
программы — отладчики, которые позволяют исполнить пpогpaммy "по шагам" с
наблюдением за изменением значений переменных, выражений и других объектов
программы, с отслеживанием выполняемых операторов.
Седьмой этап — исполнение отлаженной программы и анализ результатов. На
этом этапе программист запускает программу и задает исходные данные, требуемые по
условию задачи.
Возможно, что по итогам анализа результатов потребуются пересмотр самого
подхода к решению задачи и возврат к первому этапу для повторного выполнения всех
этапов с учетом приобретенного опыта.
Язык программирования Паскаль.
Алгоритмический язык Паскаль разработан профессором Цюрихского
технологического института Никлаусом Виртом в 1969-71 годах для обучения студентов
структурному программированию. Идеи,
заложенные в основу создания языка,
позволили фирме Borland International значительно расширить алгоритмические средства
языка, а удобный интерфейс (меню команд) и высокая скорость компиляции (процесса
перевода текста программы в машинные коды) сделали язык Турбо-Паскаль (TurboPascal) одним из самых распространенных среди начинающих и профессиональных
программистов.
Процесс программирования начинается, как правило с составления алгоритма последовательности операций, описывающих процесс решения задачи. Графическая
запись алгоритма представляется в виде блок-схемы.
Составление алгоритма
заключается в логическом описании процесса решения задачи и требует знания элементов
математической логики. Следует отметить, что программированию предшествует
важнейший этап - постановка задачи. Постановка задачи может включать широкий
спектр вопросов (разработка математических и физических моделей, вывод расчетных
формул и т. п. ). Программист должен четко представлять явление или формулу, которые
он алгоритмизирует.
Программирование заключается в
записи
алгоритма на языке
программирования и отладке программы. Текст программы записывается в текстовом
редакторе, затем программа компилируется - переводится транслятором (переводчиком)
в машинные коды и запускается на выполнение. Процесс отладки программы начинается
с выявления:
- синтаксических ошибок в тексте ( неверно записанных операторов ),
- ошибок при выполнении программы ( недопустимые математические действия,
операции с числами, превосходящими предельные значения ),
- алгоритмических ошибок (неверно составлен или запрограммирован алгоритм ),
и заканчивается, как правило, написанием новой программы, поскольку каждый
программист знает, что программу можно усовершенствовать до бесконечности, а
отлаженную программу лучше не изменять.
Структура языка Турбо-Паскаль
Алфавит языка Турбо-Паскаль ( набор используемых символов ) включает буквы
латинского алфавита: от a до z и от A до Z, арабские цифры: от 0 до 9, специальные
символы: _ + - * / = , . : ; < > ( ) [ ] { } ^ @ $ #, пробел “_” и управляющие
символы с кодами от #0 до #31.
Алфавит языка Pascal
цифры
0,1,2,…, 9
Знаки
буквы
A,B,…,Z А,Б,…,Я
a, b, …z а, б, …, я
Специальные знаки
.
,
арифметических
;
“
=
действий
+
*
/
>
<
(
)
Используются также служебные (зарезервированные) слова, например:
absolute, and, array, begin, case, const, constructor, destructor, div, do, downto, else,
end, external, file, for, forward, function, goto, if, implementation, in, inline,
interface, interrupt, label, mod, nil, not, object, of, or, packed, procedure, program,
record, repeat, set, shl, shr, string, then, to, type, unit, until, uses, var, vertual,
while, with, xor и другие.
Язык Pascal предназначен для описания вычислительного процесса решения
задачи, в состав которой могут входить величины.
Используемые величины.
константы
целыe
символьные
переменные
вещественные
простые
с индексом
константы - данные, значения которых не изменяются в программе;
переменные - данные, могущие изменяться при выполнении программы;
выражения - константы, переменные и обращения к функциям, соединенные
знаками операций;
операторы - специальные символы и слова, выполняющие действия;
функции, процедуры и модули - отдельные программные блоки, имеющие
имена и подключаемые к основной программе.
Для обозначения имен констант, переменных, функций, процедур и модулей
используются буквы и цифры, входящие в алфавит языка, и знак подчеркивания " _ ".
Имена начинаются с буквы или знака подчеркивания " _ "и содержат до 63 значащих
символов. Символ пробела в имени не допускается. Эти имена принято называть
идентификаторами.
Различие прописных и строчных букв в идентификаторах
компилятором Турбо-Паскаля не учитывается.
Идентификатор – это набор символов основного алфавита, начинающийся с
буквы. Длина идентификатора зависит от типа ЭВМ.
Идентификаторы отделяются друг от друга пробелами и специальными знаками.
Примеры записи идентификаторов: Alfa, C, X_max, Y_min, Sin, Cos, _10_A.

Величины бывают целого, вещественного, символьного и булевского типа.
Целые величины.
Целые могут быть отрицательными, положительными и 0.
тип
Диапазон
Требуемая
память(байт)
2
Integer -32768 ... 32767
1
Shorint -127 … 127
0 … 255
1
Byte
0 … 65535
2
Word
… 4
longing -2147483648
2147483647
 Вещественные величины.
Значениями вещественных величин являются действительные числа. Существуют
две формы записи вещественных чисел. Основная – с фиксированной точкой (дробная
часть отделяется от целой десятичной точкой), и запись числа с порядком или
экспоненциальная.
Количество цифр при записи числа с порядком ограничено (зависит
от типа компьютера), например, при 6 цифрах запись числа 61232736 будет
такой: 6.12327Е +07. Эта запись соответствует математической 6.12327*10 7.
тип
Диапазон
Требуемая
память(байт)
39
38
6
Real
 2,9  10 ...1,7  10
4
Single
 1,5  10 45...3,4  10 38
double
 5,0  10 324...1,7  10 308
8
10
extended 1,9  10 4932...1,1  10 4932
8
comp
 9.2  1018...9.2  1018  1
 Символьные величины. (CHAR)
Значениями символьных величин являются последовательности символов из
алфавита
 Булевские величины.(BOOLEAN)
Булевским типом называют тип данных, представляемый двумя значениями
True и False.
Таблица встроенных функций.
Математическая
Запись на языке
запись
Pascal
Квадратный
Sqrt(x)
х
корень
Квадрат числа
Sqr(x)
х2
Модуль числа
Abs(x)
х
Название
Синус
Косинус
Арктангенс
Натуральный
логарифм
Экспонента
sin x
cos x
arctgx
ln x
Sin(x)
Cos(x)
Arctan(x)
Ln(x)
ex
Exp(x)
Специальные процедуры
Действие
Запись
Тип аргумента
Уменьшает значение x на I, если I не Dec(x, I)
Целые
задано, то на 1.
Увеличивает значение x на I, если I
не задано, то на 1.
Inc(x, I)
Специальные функции.
Действие
Запись
Для четного-false, для нечетного-true
Odd(x)
Следующее целое
Succ(x)
Предыдущее целое
Pred(x)
Возвращает аргумент х.
Ord(x)
Целая часть числа
Trunc(x)
Преобразование вещественного в
Round(x)
целое путем округления
Преобразует код х в символ
Следующий символ
Предыдущий символ
Возвращает код символа.
Chr(x)
Succ(x)
Pred(x)
Ord(x)
Структура программы.
Целые
Тип аргумента
Целый
Целый
Целый
Целый
Вещественный
Вещественный
Byte
Char
Char
Char
Program name; {Заголовок программы}
Uses <модули>;
{подключение стандартных и пользовательских библиотечных модулей}
Label <метки>; {описание меток}
Const <константы>;
{определение констант}
Type <типы>;
{определение типов}
Var <переменные>;
{описание переменных}
<раздел процедур>;
{описание процедур}
begin
<программа>;{операторы}
end.
Операторы ввода-вывода.
Оператор ввода.
Read(<список>);
ReadLn(<список>);
Ввод – это передача информации от внешнего носителя в оперативную память для
обработки. Список состоит из переменных допустимых типов данных. Значения из списка
набираются на клавиатуре минимум через один пробел и высвечиваются на экране. После
набора данных для одной процедуры Read нажимается клавиша Enter.
Оператор вывода Write(<список>);
WriteLn(<список>);
Вывод – это передача данных из оперативной памяти на внешний носитель. Внешним
носителем может быть терминал(экран), печатающее устройство, магнитный диск и др.
устройства. В процедурах Write и WriteLn имеется возможность записи выражения,
определяющего ширину поля вывода:
Write(X:6:2); - X выведется в формате с фиксированной точкой и под него будет
отводиться 6 позиций, причем 2 из них займет дробная часть.
1. Форматы вывода.
В Паскале имеется возможность записи выражения, определяющего ширину поля
вывода.
Write(I:p);
I – выражение целого типа, p – целое число, определяющее ширину поля вывода.
Например, … X:=128; Write(X:6); …
Текстовый экран – это прямоугольная таблица из ячеек – знакомест.
Write(R:p:q);
R – выражение вещественного типа, p и q – целые.
Такой формат выводит в крайние правые позиции действительное число R в формате с
фиксированной точкой. Под число отводят p позиций, причем q из них отводится под
дробную часть.
Например, … X:=128.21; Write(X:6:1);
Write(C:p);
С – символ, p – целое число, определяющее ширину поля вывода.
Работает так же, как в случае целого числа.
Литература
И.Г. Семакин, А.П. Шестаков «Основы программирования»
С.А. Абрамов, Е.В. Зима «Начала программирования на Паскале»
С.А. Абрамов «Задачи по программированию»
Дональд Алкок «Язык Паскаль в иллюстрациях»
В.Н. Пильщиков «Сборник упражнений по языку Паскаль»
В.Б. Попов «Turbo Pascal для школьников»
Э.З. Любимский и др. «Программирование»