Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке Object Pascal


СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Серия основана в 2001 году

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



ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ OBJECT PASCAL

        УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

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

Москва
ИД «ФОРУМ» - ИНФРА-М
2023

УДК 004.43(075.32)
ББК 32.973-018.1я723
      Н50
      Рецензенты:
         доктор технических наук, профессор кафедры «Информатика и программное обеспечение вычислительных систем» (НИУ МИЭТ) О.И. Лисов;
         кандидат технических наук, генеральный директор ОАО «ОТИК-групп» (Общероссийский технический информационный канал) Д.Б. Ломоносов
      Немцова Т.И.
Н50 Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке Object Pascal : учебное пособие / Т.И. Немцова, С.Ю. Голова, И.В. Абрамова ; под ред. Л.Г. Гагариной. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2023. — 496 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование).

         ISBN 978-5-8199-0753-5 (ИД «ФОРУМ»)
         ISBN 978-5-16-013602-8 (ИНФРА-М, print)
         ISBN 978-5-16-101904-7 (ИНФРА-М, online)

         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 004.43(075.32)
ББК 32.973-018.1я723


Материалы, отмеченные знаком

, доступны

                                              в электронно-библиотечной системе Znanium


ISBN 978-5-8199-0753-5 (ИД «ФОРУМ»)
ISBN 978-5-16-013602-8 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101904-7 (ИНФРА-М, online)

© Немцова Т.И., Голова С.Ю.,
    Абрамова И.В., Гагарина Л.Г., 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.
   Материалы, находящиеся на компакт-диске, доступны в online-версии в электронно-библиотечной системе znanium (www.znanium. com). Приведены исходные тексты разобранных примеров программ (расширение .dpr) для использования в текстовом процессоре Word и различных версиях среды Delphi. 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 файлов модулей (Delphi unit) с расширением .pas (primer_14_2_l) описано в гл. 14. Все файлы записаны в соответствующих главам каталогах. Также представлен 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

   6.  Соединитель (для внутристраничного переноса)

   Например,

  7. Межстраничный перенос
69

   Например,










Текст комментария

   8. Комментарии

Глава 1. Основные сведения о программировании

9

   Например,

первое слагаемое второе слагаемое

   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.