Лекция "QBasic "

QBasic ­  учебный язык программирования для персональных компьютеров. Для запуска QBasic надо найти файл qbasic.exe Запуск программы Shift­F5. Выход из QBasic: Меню Файл, Выход. Переменная ­ это область в памяти компьютера, где хранится некоторое  значение. Каждая переменная имеет имя, значение и тип. Имя переменной обозначается английской буквой, после которой может быть  цифра, причем первой стоит буква, например: x, y, z, A1, B2. Имя переменной служит  для обозначения некоторой величины в программе, которая при выполнении  программы может иметь какое­либо значение, но может быть и не определена. Пример  задания часто употребляемой константы: pi=3.14159. Типы переменых: целая, вещественная, логическая, символьная, строковая и др.  Если в переменной хранится число, то это числовая переменная, если в переменной  хранится слово или фраза, то это строковая (символьная) переменная. В QBasic  строковая переменная обозначается a$, b$ (в конце имени стоит знак доллара $).  Содержимое хранится в переменной, до тех пор, пока оно не будет специально  изменено.  Операция предачи новых данных в переменную называется присваиванием и  обозначается в QBasic знаком "=", например, x=10. Оператор CLS­оператор очистки экрана. С него часто начинаются программы,  работающие в текстовом режиме. Директива END означает конец программы. Применение этой команды в конце  программы не является обязательным. SQR(X) ­ извлечение квадратного корня; ABS(X) ­ модуль (абсолютная величина) числа; RND(X) ­ случайное число; Для вывода (печати) информации на экран применяется оператор PRINT. Пример: PRINT X ­ вывод на экран значения числа X. PRINT "Скорость тела равна: V="; V; "м/с" ­ выводимый на экран текст указывается в кавычках. Вместо знака ";" можно ставить знак ",".  Просто оператор PRINT без текста и знаков даёт пустую строку на экране. Ввод данных с клавиатуры осуществляется с помощью оператора INPUT Пример: INPUT X ­ ввод числа X. На экране появится знак "?" и компьютер ждёт ввода переменной Х (это приглашение ввести число). INPUT "Введите число Х="; X ­ можно вводить в кавычках подсказку, она будет  выводиться на экран. После подсказки можно ставить знак "," вместо знака ";", но тогда знака вопроса "?" на экране не будет, а вместо него в качестве приглашения будет  мигать курсор. Например: Вычисли скорость V пешехода. Значения пути S и времени Т задай с  клавиатуры.  CLS       /очищаем экран монитора/          INPUT “Введите значение пути S=”; S /вводим с клавиатуры значение пути/  INPUT “Введите время пути Т=”; Т /вводим с клавиатуры значение времени/  V=S/T /записываем формулу для нахождения скорости/  PRINT “Скорость пешехода V=”; V /выводим ответ на экран/  END /конец программы/ ­ А теперь сами в своих тетрадях попробуйте написать программу для нахождения  площади S и периметра P прямоугольника. Значение сторон a и b нужно задать с  клавиатуры. CLS         INPUT “а=”; a  INPUT “b=”; b  P=(a+b)*2 S=a*b PRINT “Периметр Р=”; Р  PRINT “Площадь S=”; S  END  Пример 2 (с использованием строковых переменных). Напечатайте на экране введённые с клавиатуры фамилию, имя и класс ученика. CLS INPUT "Введите свою фамилию: ", f$ INPUT "Введите своё имя: ", i$ INPUT "Введите свой класс: ", k$ PRINT PRINT f$; " "; i$; ", "; k$ EУправляющие конструкции QBasic 1. Оператор безусловного перехода GOTO N, где N­метка. В качестве N можно взять  любое число, не обязательно совпадающее с номером строки, так как в QBasic 4.5  строки можно не нумеровать. Но двух одинаковых меток в одной программе не должно быть. Исполнение программы будет продолжено с той её части, которая начинается с  указанной метки.  Пример: ....... GOTO 10 ....... 10 PRINT "Текст" ....... 2. Условный оператор IF...THEN...ELSE (Если...Тогда...Иначе): IF <условие> THEN <список операторов> ELSE <список операторов> Если заданное условие истинно, выполняется список операторов, стоящий после  THEN, в противном случае выполняется список операторов, стоящий после ELSE.  Слово ELSE может и отсутствовать. Тогда происходит переход к строке, следующей за оператором IF...THEN.  Условия представляют собой логические соотношения: равенства или неравенства =  равно, <> неравно, > больше, < меньше, >= больше или равно, <= меньше или равно.  При использовании сложных условий (объединении двух и более условий) применяют  слова AND (И) и OR (ИЛИ): Условие1 AND (или OR) Условие2... Условный оператор позволяет реализовать алгоритм с ветвлением. Пример 1: CLS INPUT "Введите год основания Москвы: M="; M IF M = 1147 THEN PRINT "Вы правы!" ELSE PRINT "Вы ошиблись!" Пример 2: CLS PRINT "Вычислите y=1/(x­2) для всех x" INPUT "Введите x=", x IF x = 2 THEN PRINT "При x=2 функция не определена!": END y = 1 / (x ­ 2) PRINT "y="; y Применяется также частный случай условного оператора ­ оператор условного  перехода: IF <условие> GOTO N ELSE <список операторов> Число N ­ метка. Если  условие выполняется, то происходит переход по метке N, а иначе выполняется список  операторов, стоящих после ELSE. Слово ELSE может и отсутствовать. Тогда  происходит переход к строке, следующей за оператором IF...GOTO. Пример 3: CLS INPUT "Если хочешь каникулы, вводи 1. Если нет, любое число. n=", n IF n = 1 THEN GOTO 10 ELSE GOTO 20 10 PRINT "Хочу каникулы!": END 20 PRINT "Хочу учиться!" 3. Оператор цикла FOR...TO...NEXT... позволяет реализовать циклический алгоритм,  когда часть программы может быть выполнена много раз подряд. FOR...TO... ­ начало  цикла, NEXT... ­ конец цикла. То, что стоит между началом и концом цикла, называется телом цикла. Иногда также  применяются вложенные циклы, то есть циклы могут быть вложенными один в другой. FOR X=A TO B STEP H ................... NEXT X Здесь X ­ переменная, A ­ начальное значение переменной, B ­ конечное значение  переменной, H ­ шаг, с которым меняется переменная. Если шаг STEP H отсутствует,  то по умолчанию шаг H=1. При этом переменная X называется счётчиком цикла. Повторение участка программы с шагом H происходит до тех пор, пока XB. Пример 1: Напечатать на экране текст 20 раз. CLS FOR X=1 TO 20 PRINT "С Новым Годом!" NEXT X Пример 2: Вычислить сумму n первых членов ряда S=1+1/4+1/9+...+1/n^2 CLS INPUT "Введите число членов ряда: n=", n FOR i = 1 TO n S = S + 1 / i ^ 2 NEXT i PRINT "Сумма n первых членов ряда равна: S=", S Пример 3: Нарисуйте 15 разноцветных концентрических окружностей. SCREEN 7 FOR i = 1 TO 15 CIRCLE (160, 100), i * 6, i NEXT i Пример 4: Разлинуйте экран в клеточку. SCREEN 7 FOR i = 1 TO 32 LINE (0, 10 * i)­(320, 10 * i), 15 LINE (10 * i, 0)­(10 * i, 200), 15 NEXT i Примеры 5,6 : Одновременное использование циклического и условного операторов.  Вычисление функций, имеющих ограничения в области определения. Примечание: Оператор IF...THEN...ELSE в QBasic должен быть записан в одну строку! Пример 5. CLS REM Вычислить функцию y=1/(x^2­5*x­6) FOR x = ­10 TO 10 IF x ^ 2 ­ 5 * x ­ 6 = 0 THEN PRINT "При x=­1, x=6 функция не определена!" ELSE y = 1 / (x ^ 2 ­ 5 * x ­ 6) PRINT "x="; x, " y="; y NEXT x Пример 6. CLS REM Вычислить функцию y=1/SQR(x^2­3*x+2) FOR x = ­5 TO 5 IF x >= 1 AND x <= 2 THEN PRINT "При 1<=x=<2 функция не определена!" ELSE y = 1 / SQR(x ^ 2 ­ 3 * x + 2) PRINT "x="; x, " y="; y NEXT x Для работы с целыми числами в языке Basic служат следующие операторы: 1) Оператор Y = INT(X) округляет до целого дробное число X или результат деления A/B Y = INT(A/B). Тоже самое действие выполняет деление \ X = A \ B Например, INT(3.5) = 3 X = INT(8/3) = 2 X = 8 \ 3 = 2 2) Оператор MOD делит одно число на другое  и возвращает только остаток деления: A MOD B. Он вычисляет остаток от деления, например: 1. 14 MOD 5 = 4 2. 11 MOD 4 = 3 3. 17 MOD 3 = 2 4. 15 MOD 2 = 1 Пример 1: Определение чётности или нечётности числа. CLS INPUT "Введите число N=", N IF N MOD 2 THEN PRINT "Число нечётное" ELSE PRINT "Число чётное" END Пример 2: Разработать программу нахождения и вывода на экран всех чисел, оканчивающихся на 5, и делящихся на 3, из диапазона чисел от 5 до 1000. CLS FOR i = 5 TO 1000 STEP 5 x = i MOD 3 IF x = 0 THEN PRINT i; NEXT i END Пример 3: Определите, является ли число простым, или нет. Натуральное число N называется простым, если его делителями являются только два числа: 1 и N. CLS INPUT "Введите число N=", N IF N <= 3 THEN GOTO 10 d = 2 IF N MOD 2 = 0 THEN GOTO 20 d = 3 FOR i = 1 TO N d = d + 2 IF N MOD d = 0 THEN GOTO 20 IF N <= d * d THEN GOTO 10 NEXT i 10 PRINT "Число N­простое." INPUT "Для продолжения ­ Enter.", z END 20 PRINT "Число N­составное. Оно делится на"; d INPUT "Для продолжения ­ Enter.", w END Некоторые полезные команды QBasic. Оператор LOCATE a, b ­ указывает позицию экрана (a­строка, b­столбец), начиная с  которой будет печататься текст или число. Обычно используется перед оператором  PRINT. Пример: LOCATE 4, 10: PRINT "Здравствуй, мир!" Оператор SWAP X1, X2 ­ заставляет переменные X1 и X2 обменяться своими  значениями. Пример: X = 3 Y = 5 SWAP X, Y Директива FILES выдает список подкаталогов и файлов в текущем каталоге. Кроме  того, выдается свободная память на жестком диске. Директива SHELL осуществляет сеанс связи с MS­DOS. Возвращение обратно из DOS  в QBasic ­ команда EXIT. Кроме того, директива SHELL "name" позволяет запускать программу name.exe или  name.com, указанную в кавычках. Эта программа должна находиться в текущем  каталоге, там же, где и *.bas файл. Расширение exe или com можно не указывать. Графические операторы в QBasic. 1. SCREEN N ­ этот оператор очищает экран и задает графический режим, где N  определяет тип графического режима: N=1,7,8,9,12. При N=12 в операторе COLOR цвет фона не задается. При N=7 режим экрана 320x200  пикселей и 16 цветов. Режим SCREEN 7 используется весьма часто.  Если задан оператор SCREEN N, то оператор CLS можно не использовать. 2. COLOR C1, C2. COLOR ­ оператор, задающий цвет текста и фона, где C1 задаёт цвет текста, а C2 ­ цвет фона. C1, C2=0­15.  Пример использования этого оператора ­ COLOR 14, 1 3. Рисование точки: PSET (X, Y), C, где X,Y ­ координаты точки, C ­ цвет точки. C=0­ 15. X=160, Y=100 ­ координаты центра экрана для режима SCREEN 7.  Пример: PSET (160, 100), 10 4. Оператор стирания точки: PRESET (X, Y) 5. Рисование линии: LINE (X1,Y1)­(X2,Y2), C. Здесь X1,Y1 и X2, Y2 ­ координаты  концов линии, C­цвет. Пример: LINE (30, 100)­(120, 150), 10 6. Рисование прямоугольной рамки: LINE (X1,Y1)­(X2,Y2), C, B. Здесь X1,Y1 и X2,Y2­кординаты концов левой диагонали,  C­цвет. Пример: LINE (90, 110)­(140, 170), 10, B 7. Рисование закрашенного прямоугольника: LINE (X1,Y1)­(X2,Y2), C, BF. Здесь X1,Y1 и X2,Y2­кординаты концов левой  диагонали, C­цвет. Пример: LINE (90, 110)­(140, 170), 12, BF 8. Рисование окружности: CIRCLE (X, Y), R, C Здесь X,Y ­ координаты центра, R ­ радиус, C ­ цвет.  Пример: CIRCLE (160, 110), 60, 13 9. Рисование закрашенной окружности: CIRCLE (X, Y), R, C PAINT (X, Y), C1, C2. Здесь PAINT ­ оператор закрашивания. X,Y ­ координаты точки  внутри закрашиваемой области, C1 ­ цвет закрашивания, C2 ­ цвет линии границы.  Пример: CIRCLE (160, 130), 50, 13 PAINT (160, 110), 11, 13 10. Рисование дуги и сектора: CIRCLE (X, Y), R, C, Ф1, Ф2 Здесь Ф1, Ф2 начальный и конечный углы дуги в радианах. У сектора перед Ф1 и Ф2  стоит знак минус: CIRCLE (X, Y), R, C, ­Ф1, ­Ф2. Пример (pi=3.14159): CIRCLE (160, 140), 70, 11, pi / 4, 3 * pi / 4 CIRCLE (160, 140), 60, 10, ­pi / 4, ­3 * pi / 4 11. Рисование эллипса: CIRCLE (X, Y), R, C, , , K Здесь K ­ эксцентриситет эллипса. K<1­эллипс вытянут вдоль большой оси. K>1­ эллипс вытянут вдоль малой оси.  Пример: CIRCLE (160, 100), 70, 15, , , 0.5 Пример графики на QBasic: Квадрат, три концентрические окружности и точка.  Программа имеет вид: SCREEN 7 COLOR 14, 8 PRINT "Пример графики на QBasic:" LINE (100, 50)­(220, 150), 13, B CIRCLE (160, 100), 20, 11 CIRCLE (160, 100), 30, 12 CIRCLE (160, 100), 40, 14 PSET (160, 100), 15 END Число Цвет 0 Черный Установка цветов в операторе COLOR QBasic: 1 Синий 2 Зеленый 3 Голубой 4 Красный 5 Фиолетовый 6 Коричневый 7 Серый 8 Темно­серый 9 Светло­синий 10 Светло­зеленый 11 Светло­голубой 12 Светло­красный 13 Светло­фиолетовый 14 Желтый 15 Белый Некоторые сочетания цветов в операторе COLOR QBasic: 1) 14, 8 ­ желтый на темно­сером фоне; 2) 1, 7 ­ синий на светло­сером фоне; 3) 5, 14 ­ фиолетовый на желтом фоне; 4) 4, 11 ­ красный на голубом фоне; 5) 5, 10 ­ фиолетовый на светло­зеленом фоне; 6) 15, 5 ­ белый на фиолетовом фоне; 7) 14, 1 ­ желтый на синем фоне; 8) 15, 1 ­ белый на синем фоне; 9) 8, 11 ­ темно­серый на голубом фоне; 10) 1, 15 ­ синий на белом фоне. Вопросы (к урокам 10 и 15) 1. Что такое математическая модель? 2. Какие бывают виды моделей? Приведите примеры физических моделей. 3. Что представляет собой процесс решения задачи на ЭВМ? 4. Что такое программирование и программа? 5. Какие требования предъявляются к программе и какие у неё свойства? 6. Что такое язык программирования и какие языки программирования Вы знаете? 7. Что такое алгоритм и какие он имеет свойства? 8. Какие алгоритмы Вы знаете? 9. Что такое исполнители алгоритмов? 10. Что такое ветвление и цикл? Что такое переменная? Какие бывают типы  переменных? 11. Что такое метод последовательной детализации? 12. Что такое транслятор, компилятор и интерпретатор? Задачи (к урокам 10 и 15) 1. Нарисуйте блок­схему линейного алгоритма. Приведите пример программы с  линейным алгоритмом на языке QBasic. 2. Нарисуйте блок­схему разветвляющегося алгоритма. Приведите пример программы  на QBasic с разветвляющимся алгоритмом.  3. Нарисуйте блок­схему циклического алгоритма. Приведите пример программы на  QBasic с циклическим алгоритмом. Вычислите сумму первых n членов арифметической прогрессии. 4. Используя графические операторы QBasic, создайте простейшие изображения  геометрических фигур. ND