Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке Object Pascal

Т. И. Немцова, С. Ю. Голова, И. В. Абрамова





                ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ




ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ OBJECT PASCAL

    Под редакцией Л. Г. Гагариной

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группе специальностей «Информатика и вычислительная техника»




Электронно
znanium.com

Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту 3-го поколения



Москва
ИД «ФОРУМ» - ИНФРА-М 2015

УДК 004.2(075.32)
ББК 32.973-02я723

     Н50


Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры «Информатика и программное обеспечение вычислительных систем» (МГИЭТ (ТУ)) О. И. Лисов;
кандидат технических наук, генеральный директор ОАО «ОТИК-групп» (Общероссийский технический информационный канал) Д. Б. Ломоносов

      Немцова Т. И., Голова С. Ю., Абрамова И. В.
Н50 Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке Object Pascal: учебное пособие / под ред. Л. Г. Гагариной. - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2015. -496 с.: ил. — (Профессиональное образование).

        ISBN 978-5-8199-0372-8 (ИД «ФОРУМ»)
        ISBN 978-5-16-003410-2 (ИНФРА-М)

         Учебное пособие «Программирование на языке высокого уровня» представляет собой курс по изучению языка Object Pascal. Пособие предназначено для широкого круга читателей: как для начинающих программистов, так и для тех, кто уже знаком с основами программирования и в будущем собирается стать профессиональным программистом.
         Пособие состоит из двух частей. Часть 1 предназначена для начинающих программистов. В ней рассматриваются основы программирования на языке Object Pascal и работа в среде программирования Borland Developer Studio 2006 Delphi for Microsoft Win32. В части 2 представлен материал, предназначенный для тех, кто хочет получить полное представление о языке Object Pascal и научиться программировать на профессиональном уровне. Предложенный теоретический материал сопровождается подробно разобранными примерами программ и схем алгоритмов. Для закрепления материала предлагаются контрольные вопросы, тесты и задания для самостоятельного решения.
         Для школьников, студентов средних специальных заведений и вузов (технических, экономических и других специальностей), изучающих дисциплину «Программирование», может быть рекомендовано преподавателям, слушателям курсов повышения квалификации, а также может быть использовано как самоучитель.

                                                      УДК 004.2(075.32)
                                                      ББК 32.973-02я723






ISBN 978-5-8199-0372-8 (ИД «ФОРУМ»)
ISBN 978-5-16-003410-2 (ИНФРА-М)


© Т. И. Немцова, С. Ю. Голова, И. В. Абрамова, 2015

© ИД «ФОРУМ», 2015

        Предисловие






   Учебное пособие представляет собой курс по изучению языка Object Pascal. В настоящее время язык Object Pascal является одним из наиболее распространенных языков программирования, поскольку идеально подходит для обучения основам программирования и вместе с тем имеет все возможности для написания профессиональных программ.
   Пособие предназначено для широкого круга читателей: как для начинающих программистов, так и для тех, кто уже знаком с основами программирования и в будущем собирается стать профессиональным программистом. Материал учебного пособия служит прекрасным трамплином для перехода к разработке приложений под Windows в среде Delphi.
   Учебное пособие состоит из двух частей.
   В части 1 (гл. 1—8) рассматриваются основы программирования на языке Object Pascal: работа в среде программирования Borland Developer Studio 2006 Delphi for Microsoft Win32, простые программы с линейной, разветвленной, циклической структурами, программирование задач с использованием одномерных массивов и основы работы с подпрограммами. Представленный материал иллюстрируется примерами программ рисования, движения графических объектов и работы со звуком (гл. 9).
   В части 2 представлен материал, предназначенный для тех, кто хочет получить полное представление о языке Object Pascal и научиться программировать на профессиональном уровне. В этой части рассматриваются сортировка и поиск в одномерных массивах, многомерные массивы, углубленные сведения о подпрограммах (параметры со значением и по умолчанию, нетипизирован-ные параметры, параметры-подпрограммы, рекурсия, перегрузка подпрограмм), типы данных (скалярные, структурированные и специализированные), многомодульные программы, файлы, записи, динамические переменные, основы объектно-ориентированного программирования.

Предисловие

    Каждая глава содержит теоретический материал с подробно разобранными примерами программ. Примеры программ сопровождаются схемами алгоритмов, что особенно важно для тех, кто только начинает изучать программирование. Для закрепления материала в конце каждой главы предложены контрольные вопросы, в конце большей части глав даны тесты и задачи для самостоятельного решения.
    В Приложениях 1, 2 приведены, соответственно, стандартные подпрограммы, наиболее часто используемые в языке Object Pascal, и ответы на тесты. Приложение 1 удобно использовать в качестве справочного материала при программировании, а ответы на тесты помогут проверить степень усвоения материала.
    На компакт-диске, который прилагается к учебному пособию, приведены исходные тексты разобранных примеров программ (расширение .dpr) для использования в текстовом процессоре Word и различных версиях среды Delphi. На компакт-диске подготовлены файлы проектов этих примеров (расширение .bdsproj) в среде Borland Developer Studio 2006 Delphi for Microsoft Win32 для запуска их сразу из среды. Использование записанных на диске файлов модулей (Delphi unit) с расширением .pas (primer_14_2_1) описано в гл. 14. Все файлы записаны в соответствующих главам каталогах. Также на компакт-диске записан графический модуль Wingraph, разработанный авторами для упрощения работы с графикой.
    Учебное пособие предназначено для школьников, студентов средних специальных заведений и вузов (технических, экономических и других специальностей), изучающих дисциплину «Программирование», может быть рекомендовано преподавателям, слушателям курсов повышения квалификации. Пособие также может быть использовано как самоучитель.
    Данное учебное пособие является результатом многолетней методической и преподавательской работы в Центре Компьютерного Обучения (www.cko-miet.ru) Московского государственного института электронной техники (технического университета).

            Часть 1 ОСНОВЫ ЯЗЫКА OBJECT PASCAL ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ




Глава 1

        ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММИРОВАНИИ




   Понятие «задача» применительно к программированию имеет более широкое значение, чем аналогичное понятие в математике, физике или химии. В программировании под задачей понимается получение требуемого результата с использованием средств программирования. Результатом решения задачи в программировании может быть окно на экране, графическая картинка (с движением и без), вывод результатов вычислений на экран или в отдельный файл, построение на экране таблиц и графиков и т. д. Решение задач на ПК — это совместная деятельность программиста и компьютера, при этом человек выполняет творческую часть работы (постановка задачи, составление последовательности шагов решения, создание программы), а компьютер обрабатывает информацию в соответствии с разработанной программой.


    1.1. Основные этапы решения задач

   Для решения любой задачи с помощью компьютера необходимо выполнить семь этапов:
   • постановка задачи;
   • математическое моделирование;

Часть 1. Основы языка Object Pascal для начинающих

   • алгоритмизация задачи;
   • программирование;
   • ввод программы и исходных данных в компьютер;
   • тестирование и отладка программы;
   • исполнение отлаженной задачи и анализ результатов.
   Рассмотрим этапы решения на примере: пусть требуется вычислить сумму двух целых чисел.
   Первый этап — постановка задачи, т. е. формулировка условий задачи на естественном (русском) языке. Пример постановки задачи: даны A, B. Найти их сумму.
   Второй этап — математическое моделирование, т. е. определение математических формул, необходимых для решения задачи (в нашем случае S = A + B).
   Третий этап — алгоритмизация задачи. В общем случае программа решения задачи предназначена для обработки входных данных и получения выходных данных. Отсюда в любой программе три основных компонента: входные данные, выходные данные, алгоритм обработки данных. Схематично процесс решения задачи представлен на рис. 1.1

Входные данные (исх. данные)

Решение (алгоритм)

Выходные данные (результат)

Рис. 1.1. Процесс решения задачи


   В нашем примере входными данными являются целые числа А и В (их значения вводятся с клавиатуры), S — результат (выходные данные), который вычисляется в программе.
   Этот этап является одним из важных этапов в решении задач, и он будет подробно рассмотрен в следующем параграфе.
   Четвертый этап — программирование. Составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма исполнителем-компьютером (соответственно решается поставленная задача). Для того чтобы компьютер выполнил решение какой-либо задачи, ему необходимо получить от человека инструкции, как ее решать. Набор таких инструкций для компьютера, направленный на решение конкретной задачи, называется компьютерной программой. Для написания программы и предназначены языки программирования (фиксированная система обозначений и правил для описания алгоритмов и струк

Глава 1. Основные сведения о программировании

7

тур данных), например языки программирования высокого уровня Бейсик, Pascal, C++ и т. д.
   Пятый этап — ввод программы и исходных данных в компьютер.
   Шестой этап — тестирование и отладка программы. На этом этапе исправляются ошибки и анализируется (тестируется) правильность работы программы (алгоритма).
   Седьмой этап — исполнение отлаженной программы и анализ результатов.



    1.2. Схемы алгоритмов


    Алгоритм — это последовательность действий, которая определяет процесс получения выходных данных из входных, т. е. приводит к решению задачи. Алгоритмы подразделяются:
    • на линейные (действия выполняются последовательно одно за другим);
    • ветвящиеся (есть условие и есть хотя бы два пути выполнения алгоритма);
    • циклические (многократное повторение некоторой группы шагов).
    Один из способов описания алгоритма — графический (схема алгоритма).
    Обозначения в схемах алгоритмов.
    1. Начало


   Для записи математических выражений используются только математические символы, а не операторы, без привязки к кон

Часть 1. Основы языка Object Pascal для начинающих

кретному языку программирования (например, знак равенства, а не операция присваивания).
   4. Ввод, вывод



   5.  Проверка условия

                             Нет

I Да
   6.  Соединитель (для внутристраничного переноса)

   Например,

   7. Межстраничный перенос

Например,

Текст комментария

8. Комментарии

Глава 1. Основные сведения о программировании

9

   Например,

   9.     Линии и стрелки. Порядок выполнения программы в схемах показывается линиями. Линии подходят к блокам сверху или слева, а выходят из блоков вниз или вправо.
   Направления линий сверху вниз и слева направо принимают за основные и, если нет изломов, стрелками их можно не обозначать. В остальных случаях направление линий обязательно обозначается стрелкой, т. е. стрелки ставятся в направлени
ях        (справа налево и снизу вверх) и когда есть излом.
   10.     Нумерация блоков. В сложных схемах блоку может быть присвоен номер, например, для ссылки в других частях документации.
   Блоки нумеруются сверху вниз, слева направо. Номер ставится в левом верхнем углу над блоком.

   Пример схемы линейного алгоритма (рис. 1.2). Даны A, В.
Найти 5 = A + В.


Рис. 1.2. Пример схемы линейного алгоритма

    Пояснение. Схема алгоритма для решения этой задачи достаточно простая (линейная), поэтому нумерация блоков не требуется. Сначала с клавиатуры вводятся значения слагаемых A и B (блок «Ввод A, В»). Далее (блок «S = A + В») вычисляется значе

Часть 1. Основы языка Object Pascal для начинающих

ние S. После этого вычисленное значение S выводится на экран (блок «Вывод S»).


   Пример схемы ветвящегося алгоритма (рис. 1.3). Найти
Q = min{A, B} (Q равно наименьшему значению из A и B).


Рис. 1.3. Пример схемы ветвящегося алгоритма

    Пояснение. Блок 1 — начало алгоритма (решения). В блоке 2 с клавиатуры вводятся значения неизвестных A и B. В блоке 3 проверяется условие «А < В». Если это условие выполняется (А меньше В, т. е. А является наименьшим из двух чисел), то переменной Q присваивается значение переменной А (блок 4). Если условие «А < В» не выполняется (А больше или равно В, т. е. В является наименьшим из двух чисел), то переменной Q присваивается значение переменной В (блок 5). После этого в блоке 6 вывода выводится вычисленное значение Q. Блок 7 — конец алгоритма (решения).



    1.3. Рекомендации по стилю программирования

   1.    При разработке алгоритма и написании программы необходимо использовать технологию программирования сверху вниз: задача разбивается на более простые подзадачи до тех пор, пока не станут ясны все детали решения.