Лекция 2: Язык Паскаль и системы программирования на Паскале

1. Понятие о языках программирования.

2. Язык Паскаль.

3. Система программирования TURBO PASCAL 7.0.

1. Понятие о языках программирования.

Мы все, несомненно, имеем некоторое представление о языке, как средстве общения. Русский, английский или японский язык - это естественные языки общения людей, созданные в процессе длительной эволюции. Однако наряду с естественными языками современная цивилизация широко использует так называемые искусственные (или формальные) языки. Примерами формальных языков являются язык дорожных знаков, язык арифметических формул и многие другие. В общем случае язык - это не просто набор символов, слов или предложений. Язык всегда имеет внутреннюю структуру (синтаксис), т.е. правила построения своих конструкций (слов, фраз) и семантику, определяющую смысл конструкций языка.

В естественных языках семантика определяется неформально, так что смысл слова или фразы зависит, в том числе и от "окружения", т.е. от соседних слов и фраз и сформулировать семантические правила практически невозможно.

В формальных языках и синтаксис и семантика характеризуются строгими правилами (например, дорожный знак "кирпич" имеет точный смысл - запрет въезда). С точки зрения семантики формальные языки проще естественных. Компьютеры (точнее компьютерные программы) способны "понимать" только формальные языки, поскольку только формальная семантика может дать алгоритм "приписывания смысла" любой языковой конструкции.

Любая программа общается с пользователем на некотором формальном языке, даже если он называется "подмножеством естественного языка". Система команд компьютера также является формальным языком. Этот язык носит название машинного языка. Процессор компьютера способен понимать непосредственно только машинный язык (который для него является "естественным").

Каждая команда - некоторый достаточно длинный набор цифр, которые кодируют название операции, адреса операндов и результата операции. Писать безошибочно последовательности таких команд весьма сложно и малопроизводительно. Поэтому уже на заре программирования весьма актуальным вопросом стало создание языков программирования более высокого уровня.

Программисты обычно пишут тексты программ на языке программирования высокого уровня. Это также формальный язык, однако, занимающий промежуточное положение между естественным языком человека и машинным языком. Он более удобен для человека, чем машинный язык, однако, его неспособен непосредственно понимать процессор. Процессор оказывается примерно в такой же ситуации, как Вы, приехав в страну, где говорят на языке, который Вы не понимаете. Какой выход из этого положения? Очевидно, необходим переводчик с языка программирования на машинный язык. Таким переводчиком является специальная программа (входящая в состав программного обеспечения компьютера), называемая транслятором. Транслятор переводит текст программы с языка программирования на машинный язык. Все программы, написанные на языке высокого уровня, обычно проходят предварительно трансляцию в машинный код, который затем исполняется на процессоре. Такой транслятор называется компилятором. Транслятор - основная часть системы программирования, в которую обычно входят также средства редактирования, отладки, оптимизации, документирования программ.

Существует много различных языков программирования высокого уровня - Бейсик, Фортран, С, Паскаль и др. и соответствующих систем программирования. Мы в дальнейшем будем иметь дело исключительно с языком Паскаль - одним из лучших и популярных языков программирования.

2. Язык Паскаль.

Язык Паскаль был разработан в 1970г. известным специалистом в области информатики проф. Виртом Н. как язык для обучения программированию и зарекомендовал себя как один из лучших языков в этой области. Он оказал огромное влияние не только на обучение программированию, но и на всё последующее развитие программирования.

В 80-х годах фирма Borland International разработала на базе Паскаля язык Турбо-Паскаль и мощную систему программирования, включающую интегрированную диалоговую среду разработки программ на Турбо-Паскале. Турбо-Паскаль вышел в ряд ведущих языков программирования в системе MS DOS, а затем и Windows. Развитие системы Турбо-Паскаль прошло через ряд версий, одной из последних является объектно-ориентированная версия Турбо-Паскаль 7.0 - наиболее совершенная система программирования в среде MS DОS, имеющая солидную инструментальную поддержку, библиотеки стандартных модулей и большой опыт проектирования на ней прикладных систем.

В середине 90-х годов был разработан преемник Турбо-Паскаля - система визуального программирования DELPHI с языком OBJECT PASCAL. OBJECT PASCAL в настоящее время является одним из самых мощных языков программирования прикладных систем.

Основу систем программирования Турбо Паскаль и DELPHI составляют компиляторы с языков Турбо Паскаль и OBJECT PASCAL соответственно. Это - мощные оптимизирующие компиляторы фирмы Borland, являющиеся лучшими в мире. Они позволяют получать экономичный и высокоэффективный программный код.

Замечание

Режим работы компиляторов задается опциями компилятора, которые имеют по умолчанию некоторые предопределенные значения. Можно управлять опциями компилятора из программы с помощью директив компилятора. Например {$I-} - выключение контроля операций ввода-вывода.

Паскаль использует ключевые слова английского языка и имеет простую и естественную структуру для записи алгоритмов, что делает программы на Паскале легко читаемыми.

Основными конструкциями языка, из которых строится программа, являются: переменные, константы, выражения, операторы и описания. Паскаль представляет мощный механизм для конструирования операторов и обрабатываемых типов данных. Фактически всё, что можно сделать на компьютере - можно сделать на Турбо-Паскале. Он обеспечивает разнообразные потребности и является языком практического программирования. По своей распространенности в системе MS DOS он уступает в настоящее время только языку С, однако, имеет существенные преимущества при обучении основам программирования благодаря своей чёткой, хорошо продуманной структуре, логичности и прозрачности конструкций. Впрочем, это не означает, что он лишен некоторых внутренних противоречий и ограничений, как и все другие языки программирования, но в целом он, на сегодняшний день, является одним из наиболее совершенных языков программирования.

3. Система программирования TURBO PASCAL 7.0.

Важнейшим компонентом системы программирования Турбо Паскаль, обеспечивающим взаимодействие с пользователем, является интегрированная среда разработки (IDE) - одна из лучших интегрированных сред систем программирования MS DOS. Интерфейс с пользователем построен на базе главного меню и диалоговых панелей-окон и включает в себя большой набор функций: редактирования программных текстов, управления файлами, компиляции, выполнения компилированных программ, отладки, настройки среды. В ней имеется также гипертекстовая справочная система по Турбо Паскалю.

Неотъемлемым компонентом системы программирования является библиотека стандартных модулей TURBO.TPL, в которой сосредоточены все стандартные (встроенные) подпрограммы, а также средства текстового ввода-вывода, которые могут использоваться в программах на Турбо Паскале.

Система TURBO PASCAL 7.0 поддерживает модульную разработку программ на Турбо Паскале путем проектирования и отладки текстов программ и модулей. При этом редактор интегрированной среды поддерживает разработку хорошо структурированных программных текстов и построен по принципам синтаксически-ориентированного редактора (распознает и выделяет цветом и подсвечиванием ключевые слова, поддерживает структурирование программного текста). Компилятор содержит большой набор структурированных сообщений об ошибках стадии компиляции и выполнения.

Вместе с тем классическая идеология разработки программ, характерная для TURBO PASCAL 7.0, основную нагрузку возлагает на программиста и отличается достаточно высокой трудоёмкостью программирования, т.к. предполагает разработку программистом всего текста программы, включая функции интерфейса с пользователем. Использование имеющейся в Турбо Паскале библиотеки поддержки проектирования пользовательских интерфейсов - TURBO VISION, несомненно, является прогрессом в разработке прикладных программ на Турбо Паскале, однако повышает требования к квалификации программистов и не изменяет качественно процесс разработки.

Качественно новый стиль программирования даёт визуальное программирование, реализованное в системе DELPHI.

Дата добавления: 2014-01-06