Вопрос 14.

Базовые конструкции для записи алгоритмов: следование, развилка, цикл.

Алгоритм – это понятное и точное указание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.

Различают следующие базовые конструкции для записи алгоритмов: следование, развилка, цикл.

Линейным называется алгоритм, в котором все этапы решения задачи выполняются строго последовательно, без пропусков и повторений. Такую алгоритмическую структуру  иногда называют «следование».

Ветвлением называется такая алгоритмическая структура, в которой выбирается один из возможных путей выполнения алгоритма с непременным выходом на общее положение. Каждый такой путь называют ветвью алгоритма.

При составлении алгоритмов решение некоторых задач возникает необходимость в неоднократном повторении одних и тех же команд (действий). Алгоритм, составленный с использованием многократного повторения одних и тех же действий, называется циклическим. Алгоритмическая структура, реализующая такое повторение, носит название «цикл» или «команда повторения», а повторяющиеся команды принято называть «телом цикла».

Язык программирования.

В 1968–1971 гг. швейцарский ученый Никлаус Вирт в Цюрихском Институте информатики разработал язык программирования Паскаль. Он стремился создать средство, с помощью которого можно было бы эффективно обучать программированию.

Поднять ремесло программирования до уровня если не науки, то сложной инженерной деятельности - вот что входило в замысел создателя Паскаля. Язык должен определенным образом формировать мышление программистов, помогать им почувствовать законы программирования. Не случайно было выбрано и название: в честь выдающегося французского математика Блеза Паскаля (1623–1662), построившего первую вычислительную машину (1642).

Выйдя за чисто учебные рамки, Паскаль стал полноправным и очень популярным – особенно среди студентов и научных работников – алгоритмическим языком высокого уровня. Он в естественной форме отразил важнейшие современные концепции технологии разработки программ: развитая система типов, ориентация на принципы структурного программирования, поддержка процесса пошаговой разработки.

Работа на Паскале связана с большими затратами времени и мыслительных усилий, но это вознаграждается отточенностью и надежностью получаемого программного изделия. Паскаль дает средство для разработки больших и сложных программ с известной гарантией их надежности и безошибочности. Описание языка Паскаль было сделано в 1971 году, а в 1973 году появился  первый транслятор с этого языка. Транслятор (переводчик) с языка высокого уровня на язык машины бывает двух видов: интерпретатор и компилятор. При работе на Паскале используется транслятор - компилятор, который переводит на язык машинных кодов набранную программу (исходный модуль) целиком при условии, что в программе нет синтаксических ошибок. Исходный модуль (программа) набирается в текстовом редакторе, встроенном в Турбо Паскаль. Откомпилированная программа называется объектным модулем, который исполняется с определенным набором входных данных. Различают язык Паскаль и интегрированную среду Турбо Паскаль.

Интегрированная среда Паскаль (версии 6.0, 7.0, разработанные фирмой Borland) – это набор ряда системных программ, обеспечивающих все действия, необходимые для прохождения программы на языке Паскаль через ЭВМ. Среда содержит универсальный текстовый редактор, компилятор входного языка, редактор связей и встроенный символьный отладчик. Многооконный интерфейс с развитой системой меню обеспечивает высокую производительность труда программиста.

Освоив Паскаль, относительно легко можно перейти к изучению любого другого языка: Модула, Си, Ада и т.д.

Простейшие типы данных: целый, вещественный, символьный, логический. Их представление в ЭВМ.

Данные – это общее понятие для всего того, с чем оперирует ЭВМ. Под типом данных понимают множество значений, которые может принимать та или иная переменная, и те операции, которые можно к ним применять.

В языке Турбо Паскаль используются следующие типы данных:

– простые типы;

– структурированные типы;

– указатели;

– процедурные типы;

– объекты.

Среди простых типов есть стандартные (предопределенные): целый, вещественный, логический, символьный и нестандартные (определяемые программистом): перечисляемый, диапазонный (ограниченный).

Стандартные простые типы данных.

Целые типы. Имеется пять целых типов, различающихся допустимым диапазоном значений и размером занимаемой оперативной памяти. Характеристики целых типов приведены в таблице.

Константа целого типа представляется как последовательность цифр, перед которой может стоять знак (+) или (–).

Переменная целого типа имеет своим значением константу целого типа.

Над данными целого типа допустимы операции: + сложение, – вычитание, * умножение, div деление  нацело (25 div 6 = 4), mod нахождение остатка от целочисленного деления (19 mod 4 = 3).

Замечание. Результатом операции деления целого числа на целое является вещественное число.

Вещественные типы. Имеется пять стандартных вещественных типов, характеристики которых даны в таблице.

Константы вещественного типа – числа, представленные в форме с фиксированной (0.000525) или с плавающей (0.525Е–3)точкой. Десятичный порядок числа записывается латинской буквой Е.

Переменные вещественного типа имеют своими значениями константы вещественного или целого типа.

Данные вещественных типов и результаты операций над ними представляются в ЭВМ лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от формата вещественного числа.

Над данными вещественного типа допустимы операции: +, –, *, /.

Логический тип. Стандартный  логический  тип  Boolean (буулин), размер - 1 байт, представляет собой тип данных, любой элемент которого может принимать  лишь два значения: True (труу) и False (фоолс). Значению True (истина) соответствует число 1, записанное в его байт, значению False (ложь) – 0.

Над данными логического типа определены  операции: not (отрицание, НЕ), or (сложение, ИЛИ), and (умножение, И), shl (сдвиг влево), shr (сдвиг вправо), xor (исключительное ИЛИ).

Символьный тип. Стандартный символьный тип Char (кэар), размер – 1 байт, представляет собой тип данных, значением которых может быть только один символ из множества ASCII.

Примеры констант символьного типа: '4', '+', 'R'.

Примеры переменных символьного типа: D='4', T='R'.

Над данными символьного типа определены операции сравнения: <,  <=, =, <>, >=, >. Сравниваются величины символьного типа по своим кодам.

Стандартные типы: целые, логический, символьный называются также порядковыми типами, т.к. их значения всегда можно сопоставить с рядом целых чисел.

Стандартные процедуры и функции.

В Турбо Паскале имеется набор встроенных стандартных функций для обработки данных. При обращении к стандартным функциям необходимо записать имя функции и в круглых скобках указать аргумент.

Таблицы стандартных функций

где a – радианная мера угла, b – градусная;

Примеры:

int(13.8) = 13;     int(-7.62) = -7;

frac(13.8) = 0.8;  frac(-7.62) = -0.62

Замечание. При применении функции pred(x) к первому элементу последовательности и функции succ(x) к последнему элементу последовательности возникает ошибка.

Примеры:

trunc(26.7) = 26; round(26.7) = 27; round(7.12) = 7;

trunc(-19.99) = -19; round(-19.99) = -20; round(-7.12) = -7;

ord('5') = 53;  ord('A') = 65;    ord('?') = 63;

chr(53) = '5';  chr(65) = 'A';    chr(63) = '?';

pred(8) = 7;    pred('M') = 'L';  pred(0) = -1;

succ(8) = 9;    succ('M') = 'N';  succ(-2) = -1

Примеры:

odd(43) = true;    odd(4) = false

2.3. Выражения

Выражение представляет собой формальное правило для вычисления некоторого значения. Оно формируется из констант, переменных, функций, знаков операций и круглых скобок.

Приоритет выполнения операций следующий:

1. Вычисления в круглых скобках.

2. Вычисления значений функций.

3. Унарные операции: унарный +, унарный –, not.

4. Операции типа  умножения (мультипликативные):

*, /, div, mod, and, shl, shr.

5. Операции типа сложения (аддитивные):

+, –, or, xor.

6. Операции отношения: <, <=, =, <>, >=, >, in.

Примеры записи выражений на языке Паскаль.

б) логические  выражения:

(а>3) and (b=a+6) or not (c=4),

(b+7<10) or (b>8) and (a*a+1=b).