Programowanie. Pascal - język programowania wysokiego poziomu. Klasa 2 Lekcja 9 PASCAL

Transkrypt

1 Programowanie Pascal - język programowania wysokiego poziomu Klasa 2 Lekcja 9 PASCAL

2 Język programowania Do przedstawiania algorytmów w postaci programów służą języki programowania. Tylko algorytm zapisany w postaci programu komputerowego w konkretnym języku programowania może być realizowany przez komputer. Każdy język programowania posiada swój zbiór instrukcji, w tym słowa kluczowe. Języki programowania posiadają odpowiednie zasady składni oraz właściwe słownictwo, służące określeniu czynności i nazywaniu rzeczy. W każdym działają instrukcje, które określają takie czynności, jak: wprowadzenie danych, wprowadzenie wyników, wprowadzenie obliczeń, określenie warunków czy realizacja powtórzeń. Ich postać jest zazwyczaj inna dla różnych języków. Inne są też konkretne zasady składni, ale ogólne zasady działania tych instrukcji są podobne. Język programowania = zasady składni + instrukcje

3 Język programowania Niezależnie od stosowanego języka programowania należy pamiętać, że : Język programowania jest języki formalnym, co oznacza, że podlega jednoznacznym regułom. Postać instrukcji w tym słów kluczowych, musi być bardzo precyzyjna - zgodna z zasadami składni. W programie nie może zabraknąć ani jednego koniecznego znaku. Tłumaczenie programu na kod maszynowy połączone jest ze sprawdzeniem poprawności składniowej zapisanych w instrukcji. Instrukcje błędnie zapisane nie będą mogły zostać przetłumaczone, a tym samym program nie zostanie wykonany. Kolejność zapisywania instrukcji powinna odpowiadać kolejności operacji realizujących dany algorytm. Program jest bowiem wykonywany zgodnie z zapisem.

4 Klasyfikacja języków programowania Rodzaj podziału Opis Przykład Poziom wykonywania programu Sposób wykonywania programu Model programowania Wysokiego poziomu Niskiego poziomu interpretowane kompilowane liniowe strukturalne zdarzeniowe obiektowe Pascal, C++ oraz inne niż asemblery Asemblery Basic. JavaScript. PHP, LOGO Pascal, C++, Java Basic, Fortran Pascal, C Visual Basic C++, Object Pascal, Java

5 Klasyfikacja języków programowania Rodzaj podziału Opis Przykład Zastosowanie Tworzenie aplikacji internetowych Java, PHP, JavaScript Dostęp do baz danych SQL Obliczenia matematyczne Dydaktyczne Uniwersalne Programowanie wizualne Tworzenie aplikacji współbieżnych Przetwarzanie tekstu Programowanie sztucznej inteligencji Programowanie grafiki Fortran LOGO Pascal, C, C++ Visual C, Visual Basic, Delphi, Kylix Ada, Occam Perl, Rexx, Python Lisp, Prolog OpenGL

6 Struktura programu w języku Pascal Konstrukcja prostego programu w języku Pascal jest podobna do struktury programu w pseudojęzyku i obejmuje: I. nagłówek programu, II. blok główny, a w nim cześć deklaracyjną i część wykonawczą. W części deklaracyjnej deklarujemy m.in. stosowanie w programie zmienne ( podajemy ich nazwy i typy). Część wykonawcza programu (inaczej program główny) to zapisany w postaci instrukcji (procedur) algorytm. Rozpoczyna się słowem begin, a kończy end (koniecznie z kropką!).

7 Struktura programu w języku Pascal Program w pseudojęzyku realizujący algorytm obliczania średniej arytmetycznej trzech liczb. PROGRAM Średnia; ZMIENNE a, b, c, S, Sr: rzeczywiste; {nagłówek programu} {część deklaracyjna} a, b, c, S, Sr: rzeczywiste; {opis zmiennych} {część wykonawcza} ZACZNIJ {rozpoczęcie cie programu} WPROWADŹ(a (a,, b, c); {wprowadzenie danych} S:= a + b + c; {obliczanie sumy} Sr:= S/3; {obliczanie średniej} WYPROWADŹ(' ('Średnia wynosi:,, Sr); {wyprowadzanie wynik ZAKOŃCZ. {wyprowadzanie wyników} w} {zakończenie programu}

8 Struktura programu w języku Pascal Program w Pascalu realizujący algorytm obliczania średniej arytmetycznej trzech liczb. program Srednia; var a, b, c, S, Sr: real; begin {nagłówek programu} {część deklaracyjna} {opis zmiennych} {część wykonawcza} {rozpoczęcie cie programu} Readln(a (a,, b, c); {wprowadzenie danych} S:= a + b + c; {obliczanie sumy} Sr:= S/3; {obliczanie średniej} Writeln( Średnia rednia wynosi:,, Sr); {wyprowadzanie wynik end. {wyprowadzanie wyników} w} {zakończenie programu}

9 Narzędzie

10

11

12 Operator przypisania Pascal :=

13 Operatory arytmetyczne Pascal Znaczenie + dodawanie - odejmowanie * mnożenie / dzielenie mod div reszta z dzielenia liczb całkowitych dzielenie całkowite

14 Operatory relacji Pascal Znaczenie = równy <> różny < mniejszy > większy <= mniejszy lub równy >= większy lub równy

15 Operatory logiczne Pascal and or not iloczyn logiczny suma logiczna negacja logiczna Znaczenie

16 Pierwszy program

17 Etapy programowania Programowanie można podzielić na cztery etapy: implementację algorytmu kompilację programu uruchomienie i wykonanie programu testowanie programu Narzędziami pomocnymi w ich realizacji mogą być: edytory narzędziowe ( do implementacji), kompilatory ( do kompilacji), interpretery (do interpretacji), debuggery ( do śledzenia i testowania). Większo kszość rozbudowanych środowisk programistycznych posiada wszystkie te narzędzia.

18 Etapy programowania Implementacja algorytmu Zapisanie algorytmu w postaci ciągu instrukcji języka programowania wysokiego poziomu nazywamy implementacją.. Powstaje wówczas w wczas tzw. Program (kod) źródłowy.. Algorytm można zaimplementować w dowolnym edytorze tekstu, ale najwygodniej jest skorzystać z edytora wbudowanego do programu kompilatora danego języka. j

19 Etapy programowania Kompilacja programu Program źródłowy, który utworzyliśmy i zapisaliśmy w pliku, nie może e być wykonany przez komputer (procesor). Procesor bowiem nie może e wykonać dokumentu tekstowego (w takim właśnie formacie zapisany jest program źródłowy). Pisząc program w języku j programowania, przygotowujemy jedynie źródło o do utworzenia kodu maszynowego, czyli programu rozumianego przez komputer. Komputer, a dokładniej procesor, wykonuje program w kodzie maszynowym (w języku j wewnętrznym procesora). Tworzenie programów w w takim języku jest bardzo trudne, czasem wręcz niemożliwe. Dlatego programiści używaju ywają języków w zrozumiałych dla człowieka. Program może e występowa pować w 2 postaciach: jako program źródłowy postać zrozumiała a dla programisty jako kod maszynowy (program wykonywalny) spisany w języku maszynowym zrozumiały y dla komputera

20 Etapy programowania Kompilacja programu Program napisany w języku j wysokiego poziomu (w naszym przypadku w Pascalu) musi zostać przetłumaczony na język j niskiego poziomu język j wewnętrzny komputera). Proces ten nazywamy translacją.. Może e ona przebiegać w formie kompilacji i interpretacji a używa u się do tego celu specjalnego programu do tłumaczenia programu na kod maszynowy translatora. Program tłumaczt umaczące ce czyli translatory dzielą się na: interpretery każde polecenie programu jest po jego uruchomieniu na bieżą żąco zamieniany na kod maszynowy kompilatory cały y program jest przekładany na kod maszynowy

21 Etapy programowania Kompilacja programu Przykładem języka j interpretowanego (interpretera) jest język j LOGO. Program w kodzie maszynowym składa się z ciągu wartości binarnych, które oznaczają zarówno instrukcje jak i dane. Postać kodu maszynowego zależy y od procesora, na który dany program jest przeznaczony. Język J maszynowy jest językiem niskiego poziomu.. Elementy tego języka j odwzorowują architekturę komputera instrukcje zależą od tego jaki mamy komputer program nie będzie b działał na innym sprzęcie. Natomiast język j Pascal należy y do językj zyków wysokiego poziomu na każdym komputerze działa a tak samo; im bardziej zbliżony jest do języka j naturalnego tym jego poziom jest wyższy.

22 Etapy programowania Uruchomienie i wykonanie programu Uruchomiony i wykonany może e być program, który jest skompilowany poprawnie. W trakcie wykonywania programu procesor rozpoznaje i wykonuje instrukcję swojego wewnętrznego języka. j W jednej częś ęści procesora arytmometrze są wykonywane operacje arytmetyczne. Po wykonaniu programu wyniki pojawiają się na wybranym urządzeniu zewnętrznym.

23 Etapy programowania Testowanie programu Efektem działanie anie programu było o wprowadzenie tekstu na ekranie monitora. Program trudniejszy w który występuje wiele zmiennych i różne r na nich działania, ania, należy przetestować - prześledzi ledzić jego działanie anie dla kilku wartości zmiennych. Aby prześledzić wykonywanie programu, można skorzystać z gotowego narzędzia tak zwanego debuggera często wbudowanego do programu kompilatora. Nazywa się go też odpluskwiaczem

24 Zapis algorytmu z warunkami w języku Pascal Warunek prosty Wyrażenie, które występuje po słowie s kluczowym if, może być warunkiem logicznym prostym np. x>0, a<>9, liczba<=- 5, lub złożonym, z onym, np.. (x>-5) and (y>=0). W przypadku warunku złożonego z onego potrzebne sąs nawiasy. Stosujemy następuj pujące operatory logiczne: = (równy), > (większy), < (mniejszy), >= (większy lub równy), r <= (mniejszy lub równy), r <> różny, r or (alternatywa), and (koniunkcja), not (negacja). Podajemy dwie formy instrukcji warunkowej. W tej, w której brak częś ęści zaczynającej cej się od słowa s else,, w przypadku niespełnienia nienia warunku jest wykonywana od razu kolejna instrukcja zapisana po instrukcji warunkowej.

25 Zapis algorytmu z warunkami w języku Pascal Warunek prosty

26 Zapis algorytmu z warunkami w języku Pascal Warunek zagnieżdżony Realizacja algorytmów w zawierających warunki zagnieżdżone prezentowaliśmy w postaci listy kroków w i schematów w blokowych oraz pseudojęzyku. Instrukcje kierunkowe if również mogą się zagnieżdżać.. Należy y przestrzegać zasady, że e każda część else przyporządkowana jest najbliższej, poprzedzającej jąj częś ęści then.

27 Zapis algorytmu z warunkami w języku Pascal Warunek zagnieżdżony

28 Realizacja algorytmów iteracyjnych w języku Pascal Pętle proste Programu komputerowe tworzy się dla czynności ci wielokrotnie powtarzanych, stąd d znaczenie interpretacji pętli p w programie jest bardzo duże. Instrukcję for stosujemy, gdy liczba kroków w iteracji jest znana. Pozostałe e dwie instrukcje iteracyjne Pascala, w których nie trzeba z góry określa lać liczby powtórze rzeń. Wartość W1 i W2 musi być zgodna w sensie przypisania z typem zmiennej sterującej. Ponadto w postaci ze słowem s kluczowym do powinien być spełniony warunek W1<=W2, a w postaci ze słowem s kluczowym downto odwrotnie. Instrukcja pętli p może e mieć postać: for i: = 1 to k do Writeln ( x ) lub for i: =1 to n + 1 do Writeln ( x ) lub for i: = 20 downto 1 do Writeln ( x )

29 Realizacja algorytmów iteracyjnych w języku Pascal Pętle proste

30 Realizacja algorytmów iteracyjnych w języku Pascal Pętle zagnieżdżone Instrukcje iteracyjne for mogą się zagnieżdżać,, czyli po słowie s do może wystąpi pić kolejna instrukcja iteracyjna np.: for i:= 1 to n do for j :=1 to m do instrukcja. Liczba kroków w tej iteracji określona jest przez iloczyn : n*m.

31 Realizacja algorytmów iteracyjnych w języku Pascal Pętle zagnieżdżone