Table Of ContentCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Филиал негосударственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Московский институт предпринимательства и права»
в г. Оренбурге
Кафедра естественно-научных дисциплин и информационных
технологий
Нефедова В. Ю.
Учебное пособие
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРНОГО И
ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО
ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКЕ PASCAL»
Учебная дисциплина: «Информатика»
Оренбург, 2013
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ББК 32.973-018.1+74.263.2
Н 58
Рекомендовано к изданию Ученым Советом Филиала НОУ
ВПО «Московский институт предпринимательства и права» в г.
Оренбурге, протокол № 7 от 28 марта 2013 года
Рецензенты:
1. Зотова Н. К., д. п. н., профессор, проректор по учебной работе
института повышения квалификации и профессиональной
переподготовки работников образования Оренбургского
государственного педагогического университета.
2. Герасименко С. А., к. ф.-м. н., доцент, декан математического
факультета Оренбургского государственного университета.
3. Кривоплясова Е. В., к. п. н., доцент кафедры информатики и
методики преподавания информатики Оренбургского
государственного педагогического университета.
Нефедова В. Ю.
Теоретические основы структурного и объектно-
ориентированного программирования на языке Pascal: учебное
пособие / В. Ю. Нефедова. – Оренбург, ГБОУ РЦРО, 2013. – 170 с.
ISBN 978-5-91442-100-4
В учебном пособии представлены теоретические материалы,
предназначенные для занятий по дисциплине «Языки и системы
программирования».
Учебное пособие разработано для студентов экономических,
педагогических и технических специальностей вузов, а также
аспирантов и преподавателей, изучающих программирование на
языке Паскаль.
ББК 32.973-018.1+74.263.2
ISBN 978-5-91442-100-4
© Нефедова В. Ю. 2013
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
АЛГОРИТМЫ И ИСПОЛНИТЕЛИ ...........................................5
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.............................................7
КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ... 11
БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ СТРУКТУРНОГО ЯЗЫКА
ПРОГРАММИРОВАНИЯ PASCAL......................................... 14
РЕШЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ ЗАДАЧ....................................... 24
УСЛОВНЫЙ ОПЕРАТОР......................................................... 28
ОПЕРАТОР ВАРИАНТА.......................................................... 33
РАБОТА СО СТРОКАМИ. ОПЕРАТОР ЦИКЛА С
ПАРАМЕТРАМИ ...................................................................... 38
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ.
ЦИКЛЫ «ДО» И «ПОКА»........................................................ 43
ПОДПРОГРАММЫ................................................................... 48
МАССИВЫ................................................................................ 60
КОМБИНИРОВАННЫЙ ТИП ДАННЫХ (ЗАПИСЬ)............. 78
МНОЖЕСТВА........................................................................... 82
РАБОТА С ФАЙЛАМИ............................................................ 86
СОЗДАНИЕ МОДУЛЕЙ........................................................... 91
МОДУЛЬ GRAPHABC.............................................................. 95
ДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕННЫЕ (ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
УКАЗАТЕЛЕЙ)........................................................................ 102
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ООП............................................... 107
ОБОЛОЧКА СРЕДЫ DELPHI................................................ 111
ОКНО ПРОГРАММНОГО КОДА.......................................... 113
КОНСОЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ............................................ 114
ДИНАМИЧЕСКИЕ МАССИВЫ............................................. 115
ТИПЫ ДАННЫХ..................................................................... 118
КОМПОНЕНТЫ...................................................................... 120
СТРОКОВЫЙ ТИП ДАННЫХ............................................... 124
ТИП TDATETIME................................................................... 128
ФЛАЖКИ (TCHECKBOX) И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
(TRADIOBUTTON) ................................................................. 133
МЕНЮ...................................................................................... 137
СПИСКИ.................................................................................. 138
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КНОПКИ ........................................... 141
ТАБЛИЦА СТРОК .................................................................. 142
РАБОТА С БУФЕРОМ ОБМЕНА.......................................... 144
КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ВВОДА/ВЫВОДА СТРОК............... 145
ОПЕРАТОР ПРИСОЕДИНЕНИЯ (WITH)............................. 146
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ГРАФИКА В DELPHI.............................................................. 147
ДИАЛОГОВЫЕ ОКНА........................................................... 151
ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ............. 155
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОГРАММ WINDOWS.................. 160
БАЗЫ ДАННЫХ В DELPHI ................................................... 162
ТЕХНОЛОГИЯ DRAG & DROP............................................. 163
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 170
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
АЛГОРИТМЫ И ИСПОЛНИТЕЛИ
Само слово «алгоритм» происходит от имени хорезмского
учёного Абу Абдуллах Мухаммеда ибн Муса аль-Хорезми.
Около 825 года он написал сочинение, в котором впервые дал
описание придуманной в Индии позиционной десятичной системы
счисления. К сожалению, персидский оригинал книги не
сохранился. Аль-Хорезми сформулировал правила вычислений в
новой системе и, вероятно, впервые использовал цифру 0 для
обозначения пропущенной позиции в записи числа (её индийское
название арабы перевели как as-sifr или просто sifr, отсюда такие
слова, как «цифра» и «шифр»). Приблизительно в это же время
индийские цифры начали применять и другие арабские учёные. В
первой половине XII века книга аль-Хорезми в латинском
переводе проникла в Европу. Переводчик, имя которого до нас не
дошло, дал ей название Algoritmi de numero Indorum («Алгоритмы
о счёте индийском»). По-арабски же книга именовалась Китаб
аль-джебр валь-мукабала («Книга о сложении и вычитании»). Из
оригинального названия книги происходит слово Алгебра
(алгебра — аль-джебр — восполнение).
В настоящее время алгоритм можно определить как точную
последовательность действий, приводящую к определенному
результату.
Алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий
задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя
подразделяются:
1) механические алгоритмы, или детерминированные, жесткие
(алгоритм работы машины, двигателя …)
2) гибкие алгоритмы, которые в свою очередь делятся:
вероятностные алгоритм (дает алгоритм решения задачи
несколькими путями или способами, приводящими к
вероятному достижению результата;
эвристические алгоритм (греч. "эврика" – "Я нашел") – это
такой алгоритм, в котором достижение конечного результата
программы действий однозначно не предопределено, так же
как не обозначена вся последовательность действий, не
выявлены все действия исполнителя. Например, инструкции,
предписания.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для уточнения понятия выделяют следующие свойства
алгоритмов:
1) дискретность (разбиение на последовательность отдельных
шагов);
2) понятность (алгоритм должен быть понятным
исполнителю);
3) детерминированность (не должно быть шагов, которые
можно воспринять неоднозначно, т.е. имеет место быть
однозначная предопределенность);
4) результативность (алгоритм должен достигать решения
поставленной задачи);
5) массовость (алгоритм должен решать целый класс
однотипных задач).
Наиболее распространенным являются следующие способы
записи алгоритмов:
1) словесный
запись на естественном языке (кулинарный рецепт);
запись на языке программирования.
2) графический (блок-схемы).
Ни один алгоритм не может работать без исполнителя –
человека, животного или машины, который понимает команды и
исполняет их формально, т.е. не задумываясь. У каждого
исполнителя есть своя система команд исполнителя (СКИ). Если
команда входит в СКИ исполнитель может ее исполнить. Если по
каким-либо причинам он не может выполнить команду, поступает
сообщение «не могу». Если команда не входит в СКИ, поступает
сообщение «не понимаю».
Алгоритмический язык – это набор символов (алфавит),
система правил образования (синтаксис) и правил истолкования
конструкций из этих символов (семантика) для задания и записи
алгоритмов.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое алгоритм?
2. Какие способы записи алгоритма выделяют?
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Определите свойства алгоритма.
4. Кто может быть исполнителем?
5. Определите понятие «алгоритмический язык».
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Языки программирования – искусственно созданные языки
для описания алгоритмов решения задач с помощью ЭВМ.
Основные характеристики языка программирования:
Алфавит – фиксированный для данного языка набор
символов, использующийся при написании текстов.
Синтаксис – система правил, определяющая допустимые
конструкции из букв алфавита.
Семантика – система правил истолкования определенных
языковых конструкций, позволяющая однозначно воспроизвести
процесс обработки данных по программе.
Таким образом, синтаксис указывает, как нужно писать
предложения языка, а семантика определяет смысл и правила
использования этих предложений.
Основные этапы развития языков программирования
Языки программирования развивались одновременно с
развитием ЭВМ. С начала 50-х годов это были низкоуровневые
языки (машинные и ассемблеры). В 1956 году появился язык
Фортран, а в 1960 – Алгол-60. Это языки компилирующего типа,
существенно уменьшившие трудоемкость программирования.
Языки ориентированы на выполнение математических
вычислений.
В дальнейшем возникло большое количество различных
языков, претендовавших на универсальность (PL/1) или для
решения конкретных задач (COBOL — для деловых задач, ЛОГО
— для обучения, Пролог — для разработки систем искусственного
интеллекта). С середины 60-х до начала 80-х разработаны и
получили распространение языки Pascal, Basic, Си, Ада и другие.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Одним из наиболее популярных языков программирования
является Паскаль, созданный в 1970 швейцарским ученым Н.
Виртом. Паскаль получил широчайшее распространение и
используется в настоящее время (например, в версии Delphi
фирмы Imprise).
Программа – алгоритм, записанный на языке
программирования.
Для выполнения компьютером программа должна быть
представлена в машинном коде — последовательности чисел,
понимаемых процессором (языки низкого уровня). Написать
программу в машинных кодах вручную достаточно сложно.
Поэтому сегодня практически все программы создаются с
помощью языков программирования, которые по своему
синтаксису и семантике приближены к естественному
человеческому языку (языки высокого уровня). Это снижает
трудоемкость программирования. Однако, текст программы,
записанный с помощью языка программирования, должен быть
преобразован в машинный код. Эта операция выполняется
автоматически с помощью специальной служебной программы,
называемой транслятором.
Трансляторы делятся на два типа: интерпретаторы и
компиляторы.
Интерпретатор переводит в машинный код и выполняет
очередной оператор (команду) программы. Если команда
повторяется, то интерпретатор рассматривает ее как встреченную
впервые.
Компилятор переводит в машинный код исходный текст
программы целиком. Поэтому достоинство компиляторов —
быстродействие и автономность получаемых программ.
Достоинство интерпретаторов — их компактность, возможность
остановить в любой момент выполнение программы, выполнить
различные преобразования данных и продолжить работу
программы.
Примером языка программирования, где транслятор является
интерпретатором – Бейсик. Компиляторными являются Паскаль,
Си.
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
К основным критериям выбора языка программирования
относят:
1. Ясность, простота и согласованность понятий. Язык
должен легко изучаться, для чего желательно иметь
минимальное количество понятий, простые и четкие
правила, по которым эти понятия комбинируются.
2. Эффективность. Эффективность создания, тестирования,
отладки и использования программ.
3. Естественность в предложениях. Язык программирования
должен иметь такую символику и такой синтаксис, чтобы
конструкции языка были естественны для того класса
задач, который решается с его помощью.
Основные этапы компьютерного решения задач
1. Постановка задачи. Основное требование к постановке
задачи – достаточное количество информации для
решения задачи. Очень часто постановка задачи
выполняется не программистом, а некоторым Заказчиком.
Программист является Исполнителем заказа. От него
требуется добиться от Заказчика полной информации о
решаемой задаче.
2. Моделирование и формализация задачи. Формализация
предполагает замену словесной формулировки решаемой
задачи краткими символьными обозначениями, близкими
к обозначениям в языках программирования или к
математическим. Моделирование задачи является
важнейшим этапом, целью которого является поиск
общей концепции решения. К разработке алгоритма
следует приступать только после принятия гипотезы
решения задачи. Помимо идеи решения задачи,
результатами этого этапа должны быть формализованная
постановка задачи типа "дано-найти" и достаточное
количество контрольных примеров для последующего
тестирования программы. К категории "Дано:" обычно
относятся данные, вводимые в начале работы программы
и обеспечивающие массовость алгоритма. К категории
"Найти:" относятся данные, получаемые в результате
работы программы.
3. Разработка алгоритма. Этот этап представляет собой
реализацию идеи решения задачи.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Тестирование алгоритма. Этап предполагает проверку
алгоритма вручную с использованием подготовленных
ранее контрольных примеров. Для сложных задач этот
этап может оказаться весьма трудоемким, поэтому
опытные программисты пропускают его и тестируют
программу.
5. Программирование алгоритма. Программирование
является формальной записью алгоритма средствами
языка программирования.
6. Тестирование программы. Тестирование выполняется
путем вывода промежуточных результатов работы
программы и сравнения их с контрольным примером. Для
этого либо используют специальные средства отладки
программ, имеющиеся в интегрированной среде языка
программирования, либо временно добавляют в
программу команды вывода промежуточных значений.
Уменьшить трудоемкость поиска ошибок в программе
можно более тщательным проектированием алгоритма и
планированием процесса тестирования на ранних стадиях
разработки программы.
7. Эксплуатация программы и интерпретация
результатов. В сложных программах может быть
недостаточно тестирования для устранения всех ошибок.
Очень час-то они обнаруживаются на стадии
эксплуатации Заказчиком.
Вопросы для самоконтроля
1. Определите понятие «язык программирования».
2. Определите понятие «программа».
3. Чем отличаются языки высокого уровня от языков
низкого уровня? Какие из них применяются в
настоящее время?
4. Что такое транслятор?
5. Какие виды трансляторов бывают? В чем их отличия?
6. Выделите основные этапы компьютерного решения
задач.
7. Что такое тестирование программы и для чего его
используют?
8. Для чего необходимы моделирование и формализация
задачи?
10
