Язык программирования Turbo Pascal

Введение

 

Паскаль - язык профессионального программирования, который назван в честь французского математика и философа Блеза Паскаля (1623-1662) и разработан в 1968-1971 гг. Никлаусом Виртом, для обучения студентов методам разработки программ, таким как "программирование сверху вниз", "структурное программирование" и т. д. Вирту не понравился не один из существующих на тот момент языков, и в 1968 году он приступил к разработке своего собственного. Первая версия языка была создана для компьютера CDC 6000.Благодаря своей четкости, логичности и другим особенностям Паскаль надолго занял свою нишу, являясь прекрасным языком для обучения программированию. Паскаль использовался и для разработки серьезных программ- приложений. Шутили, что Вирт разработал игрушку, но многие отнеслись к ней слишком серьезно

     Впоследствии появились различные версии языка и его расширения. Наиболее известным расширением стал пакет Турбо Паскаль фирмы Borland, появившийся в 1983 году и сразу ставший событием в мире компьютерных технологий. 

Турбо Паскаль - это система программирования, созданная для повышения качества и скорости разработки программ (80-е гг.). Слово Турбо в названии системы программирования - это отражение торговой марки фирмы-разработчика Borland International (США).

Систему программирования Турбо Паскаль называют интегрированной (integration - объединение отдельных элементов в единое целое) средой программирования, т.к. она включает в себя редактор, компилятор, отладчик, имеет сервисные возможности.

Первое упоминание о нем содержалось в рекламе опубликованной в журнале Byte, а сам пакет предназначен для операционной системы CP/M. В начале 1984 года он был перенесен в среду MS-DOS и приобрел огромную популярность. С тех пор появилось несколько версий Турбо Паскаля, последняя- седьмая.

Цель работы -  Изучить язык программирования Турбо Паскаль. Написать игру "Змейка". Правила игры: на поле размером 25*80 движется змейка, состоящая из нескольких сегментов и разбросана еда. Цель игры - двигаться по полю буквами w (вверх), s(вниз), a(влево), d(вправо) и собирать еду. Каждая собранная еда увеличивает длину змейки на один сегмент. Если змейка ударяется о стену, игра заканчивается.

 

 

1 Язык программирования Turbo Pascal

 

Язык программирования Pascal (назван в честь выдающегося французского математика и философа Блеза Паскаля (1623 - 1662)), разработан в 1968-1971 гг. Никлаусом Виртом, профессором, директором Института информатики Швейцарской высшей политехнической школы. Язык Pascal, созданный первоначально для обучения программированию как систематической дисциплине, скоро стал широко использоваться для разработки программных средств в профессиональном программировании.

Широкой популярности Pascal среди программистов способствовали следующие причины:

благодаря своей компактности, удачному первоначальному описанию Pascal оказался достаточно легким для обучения.

язык программирования Pascal отражает фундаментальные и наиболее важные концепции (идеи) алгоритмов в очевидной и легко воспринимаемой форме, что предоставляет программисту средства, помогающие проектировать программы.

язык Pascal позволяет четко реализовывать идеи структурного проектирования и структурной организации данных.

язык Pascal сыграл большую роль в развитии методов аналитического доказательства правильности программ и позволил реально перейти от методов отладки программ к системам автоматической проверки правильности программ.

применение языка Pascal значительно подняло «планку» надежности разрабатываемых программ за счет требований Pascal к описанию используемых в программе переменных, проверки согласованности программы при компиляции без ее выполнения.

использование в Pascal простых и гибких структур управления: ветвлений циклов.

Для повышения качества и скорости разработки программ в середине 80-х гг. была создана система программирования Turbo Pascal. Слово Турбо в названии системы программирования - это отражение торговой марки фирмы-разработчика Borland International, Inc. (США).

Систему программирования Turbo Pascal называют интегрированной (integration - объединение отдельных элементов в единое целое) средой программирования, так как она объединяет в себе возможности ранее разрозненных средств, используемых при разработке программ: редактора текстов, компилятора, комповщика, отладчика, и при этом обеспечивает программисту великолепные сервисные возможности. Часто ее кратко называют IDE (Integrated Development Envirinment - интегрированная среда разработки).

Интегрированная среда программирования Turbo Pascal версий 6.0 и 7.0 имеет следующие возможности:

множество накладывающихся окон;

поддержка мыши, меню, диалоговых окон;

многофайловый редактор, который может редактировать файлы до 1Мбайта;

расширенные возможности отладки;

полное сохранение и восстановление среды разработки.

К ее существенным отличиям от среды программирования Turbo Pascal более ранних версий относятся:

объектно-ориентированная среда разработки прикладных программ Turbo Vision;

полные возможности встроенного ассемблера;

директива расширенного синтаксиса $ X, которая позволяет вам интерпретировать функции как процедуры (и игнорировать результаты функций);

генерация кода 286;

адресные ссылки в типизированных константах;

директивы ближних и дальних процедур;

редактирование инициализированных данных из объектных файлов;

более быстрый монитор кучи, сокращающий фрагментацию (FreeMin и FreeList удалены);

расширенные возможности встроенной справочной системы с использованием вырезки и вставки кода примеров для каждой библиотечной процедуры и функции.

В своей простейшей форме программа Borland Pascal состоит из        заголовка программы, который именует программу, и основного программного блока,  выполняющего  назначение  программы.  В основном программном блоке находится секция кода, заключенная между ключевыми словами begin и end.  Приведем простейшую программу, иллюстрирующую эти принципы:

program Privet;

begin

Writeln('Добро пожаловать в Borland Pascal');

end.

Первая строка - это  заголовок программы,  который именует данную программу.  Остальная часть программы - это исходный  код, который начинается ключевым словом begin и заканчивается end. Хотя данная конкретная программа содержит только  одну  строку,  их может быть  много.  В любой программе Borland Pascal все действия выполняются между begin и end.

 

1.1 Процедуры и функции

Код между  последними  операторами begin и end программы управляет логикой программы.  В очень простой программе в этой секции кода может содержаться все,  что вам нужно. В более крупных и сложных программах размещение в этой  секции  всего  программного кода может затруднить чтение и понимание программы.  К тому же еебудет труднее разрабатывать.

Процедуры и функции позволяют разделить логику программы  на более мелкие и управляемые фрагменты и аналогичны подпрограммам в других языках.  Как и в основном блоке программы,  все действия в процедурах  и функциях заключаются в begin и end.  Каждый из этих сегментов кода выполняет конкретную задачу.

Если вы обнаружите, что в вашей диаграмме одни и те же действия выполняются многократно,  такую логику желательно выделить в процедуру или функцию.  Вы можете один раз записать  этот  код  в процедуре или  функции,  а затем многократно вызывать его в программе.

Приведем пример функции. Следующая функция GetNumber получает число от пользователя:

function GetNumber: Real;

var

Responce: Real;

begin

Write('Введите число: ');

Readln(Response);

GetNumber := Response;

end;

Процедура или функция должна содержаться в  программе  перед секцией основного кода. В основном коде она может затем использоваться (вызываться).

В следующем примере дается набросок программы, в которой используется функция GetNumber.  Программист разделил логику  программы на три задачи:

Получение числа от пользователя.

Выполнение с этим числом необходимых вычислений.

Печать отчета.

Основная логика   программы   заключена  в  последнем  блоке begin..end.

Program Report;

var

A: Real;

{ другие описания }

..

function GetNumber: Real;

var

Responce: Real;

begin

Write('Введите число: ');

Readln(Response);

GetNumber := Response;

end;

procedure Calculate(X: Real);

.procedure PrintReport;

..

begin

A: = GetNumber;

Calculate(A);

PrintReport;

end.

 

Основная логика  программы  достаточно проста для понимания. Все детали убраны в тела процедур и функций. Использование процедур и функций позволяет вам рассматривать программу более удобным и модульным способом.

1.2 Операторы. Выражения

 

Исходный код  между begin и end содержит операторы,  которые описывают выполняемые программой действия.  Это называются операторной частью программы. Приведем примеры операторов:

A := B + C;                   { присвоить значение }

Calculate(Length, Height);    { активизировать процедуру }

if X < 2 then                 { оператор условия }

Answer := X * Y;

begin                         { составной оператор }

X := 3;

Y := 4;

Z := 5;

end;

while not EOF(InFile) do      { оператор цикла }

begin

ReadLn(InFile, Line);

Process(Line);

end;

В простых операторах можно присваивать значение, активизировать процедуру  или  функцию  или передавать управление на другую часть кода.  Структурные операторы могут быть составными и содержать несколько  операторов,  оператор цикла или оператор условия, управляющий логикой программы, а также операторы with, упрощающие доступ к данным в записи.

Оператор Паскаля состоит из выражений.  Выражения  оператора могут состоять  из операндов и операций.  Обычно в выражениях выполняется сравнение либо арифметические, логические или булевские операции.

Выражения Паскаля могут состоять из более простых выражений. Они могут  быть  достаточно сложными.  Приведем некоторые примеры выражений:

X + Y

Done <> Error

I <= Length

-X

 

2 Лексические основы языка Pascal

 

Структура языка программирования зависит от множества исходных символов, совокупности правил образования из них языковых конструкций и семантических пояснений. Правила построения языковых конструкций называется синтаксисом языка.

Алфавит языка Pascal включает буквы английского алфавита от A до Z и от a до z. Арабские цифры от 0 до 9. Специальные символы: + - / * . , : ; ( ) [ ] { } & @ # ^ = < > Символ подчёркивания _ , считающийся буквой.

Из символов алфавита формируются минимальные единицы языка, имеющие определённый смысл - лексемы. Лексемы бывают пяти видов: служебные слова, идентификаторы (имена) переменных, знаки операций, числа и строки, заданные непосредственно в программе, символы разделители. Pascal не различает заглавных и строчных букв, поэтому идентификаторы MyVAR и myvar обозначают одну и ту же переменную.

Служебные слова являются зарезервированными и переназначать их действие нельзя. Их нельзя использовать в качестве идентификаторов. Например: Program, Begin, End, While. Служебные слова будут вводиться по ходу изучения языка.

Идентификаторы используются для определения переменных, констант, типов данных, вводимых пользователем, функций, процедур, модулей, программ и полей в записях. Идентификатор может иметь любую длину, однако только первые его 63 символа являются значимыми. Идентификатор должен начинаться с буквы и не может содержать пробелов. После первого символа идентификатора можно использовать буквы, цифры и символы подчеркивания.

Знаки операций определяются специальными символами, и предназначены для выполнения тех или иных действий с данными (например, сложение операндов).

Для изображения чисел, представляющих собой константы целого и вещественного типа, используется обычная десятичная запись. Целая константа в шестнадцатеричном формате записывается, начиная со знака доллара ($). Для экспоненциальной формы записи чисел используется буква "E" или "e" Например, 9E-6 означает 9*10^-6, а 24.337E+6 или 24.337E6 обозначают 24.337*10⁶. Для отделения целой части от дробной используется символ "точка". Числа с десятичными точками или показателями степени представляют собой константы вещественного типа. Остальные десятичные числа обозначают константы целого типа. Их значения должны находится в диапазоне от -2147483648 до 2147483647. Шестнадцатеричные числа обозначают константы целочисленного типа. Они должны находиться в диапазоне от $00000000 до $FFFFFFFF.