СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Практикум по информатике "Pascal"

Категория: Информатика

Нажмите, чтобы узнать подробности

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Просмотр содержимого документа
«Практикум по информатике "Pascal"»

  1. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ АЛГОРИТМОВ


Всякая Паскаль-программа есть последовательность операторов, которые подразделяются на простые и структурные. Каждый оператор имеет определенную структуру и записывается с использованием служебных слов и символов языка. Говорят, что оператор характеризуется своим синтаксисом и семантикой.

Синтаксис оператора есть правило его описания, которое может быть задано либо в виде общей формы записи оператора, либо в виде синтаксической диаграммы. Синтаксическая диаграмма помимо синтаксиса задает и семантику оператора, т.е. определяет те действия, которые заложены в этом операторе, и порядок выполнения этих действий. Для некоторых сложных операторов помимо синтаксической диаграммы необходимо давать дополнительные пояснения по их семантике.

Различают простые и структурные операторы. Простым оператором является оператор, не содержащий в себе других операторов. В простом операторе определяется, как правило, одно элементарное действие. В Паскале имеются три простых оператора: присваивания, вызова процедуры и перехода. Структурныеоператоры подразделяются, в свою очередь, на составные, условные, цикла и операторы над записями. Структурный оператор включает в себя другие операторы (как простые, так и составные). Существует несколько способов формирования структурных операторов, о которых речь пойдет в разделе «Структурные операторы».

1.1. Оператор присваивания и выражения


Оператор присваивания относится к простым операторам. По этому оператору переменной присваивается значение выражения. Несмотря на кажущуюся простоту оператора присваивания, при его выполнении осуществляется целый набор элементарных действий:

  • переменные, находящиеся в выражении, получают свои значения;

  • вычисляется значение выражения;

  • переменной слева от знака присваивания «:=» присваивается полученное значение.

В простейшем случае, когда выражение задано константой или другой переменной, вычислений не производится и переменная сразу получает свое значение, например:


RAZN := A – 3.5;

N := 25; C := D; Y := 'программа';

L := true; P := X  10.


В языке Паскаль существует несколько типов выражений: арифметические, литерные, логические (булевские). В этом пункте мы рассмотрим только арифметические выражения.

Арифметические выражения складываются из констант, переменных, стандартных функций с использованием скобок и знаков операций. В Паскале определены следующие операции над числами: * , / , + , – , DIV, MOD, где DIV – деление нацело; MOD – вычисление остатка от деления. Приоритеты:


*, /, DIV, MOD – высший;

+, – – низший.

Например:

A := 13 DIV 5; (результат: A = 2),

B := 13 MOD 5; (результат: B = 3).


Каждое арифметическое выражение может иметь типы INTEGER и REAL. Тип константы определяется самим видом константы, тип переменной задается в ее объявлении.

Тип арифметического выражения определяется по следующему правилу:

  1. Для операций «*, +, -» результат имеет тип REAL, если хотя бы один из операндов имеет тип REAL. Если оба операнда типа INTEGER, то и результат имеет тип INTEGER.

  2. Для «/» результат всегда имеет тип REAL.

  3. Для «DIV, MOD» операнды и результат имеют тип INTEGER.

Значение переменной интервального типа, образованной на основе INTEGER, всегда имеет тип INTEGER. При использовании оператора присваивания нужно соблюдать типизацию объектов слева и справа от знака «:=». Смешение типов недопустимо за исключением случая, когда слева от знака «:=» стоит тип REAL, а справа – тип INTEGER.


1.2. Операторы вызова процедур. Ввод/вывод данных


Оператор вызова процедуры определяет активизацию процедуры, обозначенную с помощью идентификатора (имени) процедуры. Другими словами, с помощью операторов этого типа осуществляется вызов процедур с указанием в них входных и выходных параметров (подробнее об этом будет сказано в разделе «Процедуры»). Мы начнем знакомство с операторами-процедурами на базе организации ввода/вывода данных в языке Паскаль.

Для организации ввода и вывода данных используются следующие встроенные (машинные) процедуры: READ, WRITE, READLN, WRITELN.

1.2.1. Процедуры ввода READ и READLN


Процедура READ вызывается с помощью соответствующего оператора процедуры.


Общая форма записи оператора


READ (X,Y, ... , Z), где X,Y, ... , Z – переменные, называемые

списком ввода.



При выполнении процедуры READ работа программы приостанавливается, ЭВМ ждет ввода данных. Пользователь должен с клавиатуры ввести значения переменных, указанных в списке, отделяя их одним пробелом. Ввод завершается нажатием клавиши ENTER. Можно нажимать клавишу ввода и после набора каждого элемента ввода. В этом случае каждое нажатие клавиши ENTER осуществляет присваивание очередной переменной списка ввода ее значения, набранного с клавиатуры. По завершении ввода программа возобновляет свою работу.

Для лучшего понимания работы данной процедуры и ее умелого использования при задании значений нескольких переменных необходимо знать, что при вводе значений переменных (констант) с клавиатуры они сначала идут в буфер клавиатуры, а потом считываются в ячейки оперативной памяти, отведенные компилятором этим переменным. При считывании буфер очищается по принципу очереди (первым зашел – первым вышел). Это означает, что при вводе сразу нескольких констант и при последующем нажатии клавиши ENTER из буфера клавиатуры будет считано столько констант, сколько переменных в операторе READ, а остальные останутся в буфере. Если же в буфере клавиатуры после очередного считывания останутся еще константы, то при следующем операторе READ остановки работы программы не будет, и его переменные получат свои значения из буфера (если только в нем достаточно констант для всех переменных).

Например, пусть имеется фрагмент программы, включающий в себя два оператора READ:


......................

READ (A, B, C);

…………….

READ (D, E);

…………….


и пусть по первому оператору READ на клавиатуре набрано 5 констант. Тогда при работе второго READ останова работы программы не будет и переменные C и D получат значения последних двух ранее введенных констант. Если же ввести 4 константы, то второй оператор READ затребует еще одну константу с клавиатуры.

Вызов процедуры READLN имеет тот же синтаксис, что и оператор READ, однако ее работа отличается от работы первой процедуры. При однократном вводе констант отличий нет, а при одноразовом вводе нескольких констант происходит очистка буфера клавиатуры. Так, если в нашем примере заменить первый READ на READLN и тоже ввести сразу 5 констант, то второй оператор READ произведет остановку работы программы и затребует повторного ввода последних двух значений для переменных D и E. Заметим также, что оператор READLN используется преимущественно при вводе текстовых констант (READLN – read line– читать текст).

1.2.2. Процедуры вывода WRITE и WRITELN


Процедуры вывода WRITE и WRITELN служат для вывода на экран констант (как числовых, так и текстовых), значений переменных и выражений. Они вызываются с помощью одноименных операторов вызова процедур, например:

WRITE ('программа', X, Y – Z * 3).


По этому оператору на экран будет выведено в одной строке слово «программа» и далее без пробелов значения переменной X и выражения Y – Z * 3. Например, если имеем X = -3, Y = -5, Z = 12, то на экран будет выведено: программа-3-41.

Чтобы отделить элементы вывода друг от друга, используется прием форматирования вывода. Так, WRITE (А:20) – одиночное форматирование – показывает, что значению переменной А отводится 20 позиций на экране монитора. Если в значение переменной А входит менее 20 символов, то они сдвигаются вправо, а слева строка заполняется пробелами.

Двойное форматирование используется только для вывода вещественных значений. Например, WRITE (C:17:7) означает, что для вывода значения переменной C отведено всего 17 позиций, из них 7 позиций предназначены для представления дробной части. Если формат не указан, то вещественные константы выводятся на экран в экспоненциальной форме. Заметим также, что форматировать в операторахWRITE можно не только переменные, но и выражения, например:

WRITE (cos (x + 4) : 5 : 2);


Работа оператора WRITE отличается от работы оператора WRITELN тем, что по завершении вывода у WRITE курсор остается в конце списка вывода, а у WRITELN он переходит на следующую строку. Часто используют оператор WRITELN без списка вывода для вывода на экран пустой строки.

Проиллюстрируем работу этих операторов на следующем примере:


program AVERAGE;

var FIRST, SECOND, TROIS, SUM: integer;

begin

writeln ('Введите 3 числа ');

readln (FIRST, SECOND, TROIS);

SUM := FIRST + SECOND + TROIS;

writeln ('Среднее значение ', FIRST:4,',',SECOND:4,',');

write (TROIS:4,' равно ';(SUM div 3):3)

end.


На экран будет выведено:


Введите 3 числа

2 12 9

Среднее значение 3, 12,

9 равно 8


Лабораторная работа № 1

Цель работы: выработать практические навыки использования системы программирования Borland Pascal или Delphi, научиться создавать, вводить, отправлять на выполнение и исправлять простейшие программы на языке Паскаль, познакомиться с диагностическими сообщениями компилятора об ошибках на примере программ, реализующих линейные алгоритмы.

Общие сведения

Линейным называется алгоритм, в котором результат получается путем однократного выполнения заданной последовательности действий при любых значениях исходных данных. Операторы программы выполняются последовательно, один за другим, в соответствии с их расположением в программе.

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться с теоретическим материалом по темам «Описание языка Паскаль», «Простые операторы. Ввод/вывод данных».

Пример. Определить расстояние на плоскости между двумя точками с заданными координатами M1(x1,y1) и M2(x2,y2).

Решение задачи.

В этом примере проведем полный разбор решения задачи.

Математическая модель: расстояние на плоскости между двумя точками M1(x1,y1) иM2(x2,y2) высчитывается по формуле:

Составим блок-схему алгоритма, а затем уточним содержимое блоков "Вычисление расстояния" и "Вывод расстояния" (см. рис.1):


Рис. 1. Блок-схема алгоритма


Дальнейшая детализация не требуется. Переводим блок-схему на язык Паскаль, доработав программу, чтобы улучшить ее интерфейс:

program example1;

var x1, x2, y1, y2: Integer;

d:Real;

begin

Writeln('Эта программа вычисляет расстояние между двумя точками на плоскости');

Writeln('Введите координаты двух точек:');

Write('x1= '); Readln(x1);

Write('y1= '); Readln(y1);

Write('x2= '); Readln(x2);

Write('y2 ='); Readln(y2);

d:=sqrt(sqr(x2-x1)+sqr(y2-y1));

Writeln('d= ',d:6:2);

Writeln('нажмите Enter для завершения работы программы');

Readln;

end.

Варианты заданий

Задание 1. Даны xy. Составить программу вычисления значения выражения:

a)

b)

c)

d)



Задание 2. Составить программу для решения следующей задачи:

  1. Дана длина ребра куба. Найти объем куба и площадь его боковой поверхности.

  2. Известна длина окружности. Найти площадь круга, ограниченного этой окружностью.

  3. Вычислить высоту треугольника, опущенную на сторону а, по известным значениям длин его сторон a, b, c.

  4. По данным сторонам прямоугольника вычислить его периметр, площадь и длину диагонали.


Задание 3. Вывести значение true, если приведенное высказывание для предложенных исходных данных является истинным, и значение false в противном случае (все числа, для которых не указано иное, являются действительными):

  1. данное число x принадлежит отрезку [-a, a];

  2. данное число x не принадлежит интервалу (a, b);

  3. данное целое число является нечетным;

  4. данное число является корнем уравнения: ax2+bx+c=0;

Дополнительные задания

  1. Ученик начал решать задачи данного урока программирования, когда электронные часы показывали h1 часов и min1 минут, а закончил, когда было h2 часов и min2минут. Составьте программу, позволяющую определить, сколько времени (в часах и минутах) ученик решал эти задачи.

  2. Дано действительное число а. Не пользуясь никакими другими операциями, кроме умножения, получить: а) а4 за две операции; б) а6 за три операции; в) а7 за четыре операции; г) а8 за три операции.

Контрольные вопросы

  1. Каковы назначение и возможности системы программирования?

  2. Как запустить программу на трансляцию и выполнение?

  3. Как обозначается начало и конец программы?

  4. Из каких разделов состоит программа на языке Паскаль?

  5. Как в языке Паскаль осуществляется вывод на экран?

  6. Для чего предназначен оператор присваивания?

  7. Как вывести на экран значение переменной?



2. ПРОГРАММИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЯЮЩИХСЯ АЛГОРИТМОВ

Структурные операторы строятся из других операторов по определенным правилам. Операторы, входящие в структурный оператор, выполняются последовательно – в составных операторах и операторах над записями, альтернативно – в условных операторах, многократно – в операторах цикла.

2.1. Составной и пустой операторы


При формировании структурных операторов существуют некоторые ограничения на число входящих в него операторов. В частности, в операторе выбора IF (в школьном алгоритмическом языке команда «если») после служебного слова THEN (аналог – «то») может стоять только один оператор. Поэтому в Паскале возникла необходимость группирования операторов в единое целое – в один составной оператор.

Любая группа операторов, размещенных между словами BEGIN и END (иначе, операторные скобки), рассматривается как один – составной оператор. При выполнении составного оператора все его компоненты (операторы) выполняются в порядке их написания (линейно).

Составные операторы обрабатываются как единое целое, как один оператор, что имеет значение там, где синтаксис языка допускает использование только одного оператора. Это имеет место практически во всех структурных операторах. Примеры использования составных операторов будут рассмотрены в соответствующих разделах данного пособия.

Наряду с понятием «составной оператор» в языке существует специфическое понятие «пустой оператор». Пустой оператор – это оператор, который не предусматривает выполнения никаких действий. Зачем он нужен? Действительно, если оператор не выполняет никаких действий, то стоит ли его писать? Однако практика показывает, что иногда полезно иметь такое средство, например, при выполнении искусственной задержки выполнения программы:


FOR I := 1 TO 10 000 DO;

При выполнении данного оператора машина переменной I последовательно присвоит значения от 1 до 10 000. В теле цикла нет операторов, значит, кроме увеличения значений переменной на 1 ничего не будет выполнено, однако время на это затрачивается, и, следовательно, некоторое время программа «висит» на данном операторе.

Существуют и другие примеры использования пустого оператора, когда по синтаксису оператор формально необходим, но никаких действий внутри него не производится.

2.2. Организация ветвлений. Операторы выбора


В языке Паскаль алгоритмическая базовая конструкция выбора может быть реализована с помощью двух структурных операторов – IF и CASE, называемыхоператорами выбора. С их помощью можно выбрать для выполнения один из составных операторов (или ни одного оператора).

2.2.1. Оператор ветвления IF


Оператор IF можно представить в общей форме записи как


IF  THEN  ELSE ,


где конструкция «Условие» есть логическое выражение, которое принимает два значения типа BOOLEAN: TRUE, FALSE (истинно или ложно).

Само логическое выражение складывается из операций сравнения: , =, . Результат сравнения может быть TRUE или FALSE.

Логические выражения могут формироваться также и с помощью трех логических операций: NOT, AND, OR. Приоритеты всех используемых в Паскале операций таковы:


Высший: ( )

NOT *, /, DIV, MOD

AND

OR +, -

Низший: , =, =, ,


В качестве условия может быть использована и логическая переменная, например:


I and J or K --- (I and J) or K;

not X and Y --- (not X) and Y, где I, J, K, X, Y – переменные типа BOOLEAN;

(A


В операторе IF всегда за словами THEN и ELSE должен следовать один оператор. Этим оператором может быть не только оператор присваивания, но и любой другой. Если хотя бы один из них является снова оператором IF, то полученную конструкцию называют вложением.


П р и м е р :

IF  THEN 

ELSE IF условие2 THEN ветвь 2

ELSE ;

Такое вложение используется для уменьшения числа необходимых проверок. Этот метод часто обеспечивает большую эффективность, чем составное условие, однако одновременно он уменьшает надежность программы. Не рекомендуется использовать более двух-трех уровней вложения IF. Вложения могут идти и после слова THEN.

Первый способ предпочтительнее, чем второй, так как конструкция THEN-IF менее удобна, чем ELSE-IF. С помощью конструкции ELSE-IF чаще всего осуществляется выбор одного из нескольких альтернативных вариантов. Заметим, однако, что иногда такое вложение можно заменить на последовательность операторов короткой формы IF-THEN. Это видно на следующем примере:


program QUARD;

var A, B, C : real; D : real;

begin

read (A, B, C); D := sqr (B) – 4 * A - C;


1-й вариант

2-й вариант

if D

if D Нет корней')

else if D = 0 then write ('Один корень')

if D = 0 then write ('Один корень');

if D 0 then write ('Два корня');

else write ('Два корня');


end.

Рис. 2. Пример программы двух разных вложений


Однако в данном примере 2-й вариант более эффективен, так как имеет на одно сравнение меньше, и в случае D 

В Паскале существует специальный оператор, позволяющий сделать выбор из нескольких альтернатив – множественное ветвление, или оператор варианта.

2.2.2. Оператор варианта CASE


Оператор варианта состоит из выражения и списка операторов, каждому из которых предшествует одна или более констант, называемых константами выбора.







Общая форма записи

CASE OF

константы: оператор;

....................

константы: оператор

ELSE

END;



Выражение, стоящее между CASE и OF, называется селектором. Константы (значения выражения), предшествующие двоеточию, называются метками случаев. Порядок работы оператора: сначала вычисляется значение селектора, затем выполняется оператор, одна из меток которого совпадает со значением селектора. Все остальные операторы не выполняются, и управление передается следующему после END оператору. В случае короткой формы оператора CASE при несовпадении значения селектора (ключа) ни с одной из констант из списка никакой оператор не подлежит исполнению. Если же в операторе есть строка ELSE, то при несовпадении значения селектора ни с одной константой выполняется оператор, следующий за ELSE.

Выражение «селектор» может относиться к любому скалярному типу, кроме REAL. Метки случаев должны принадлежать тому же типу, что и селектор. Нежелательно, чтобы одна и та же метка появлялась более одного раза в операторе CASE. Если же это произойдет (компилятор не проверяет повторяемость меток), то выполнится тот оператор, который соответствует первому вхождению метки в список констант.

Оператор CASE особенно удобно использовать, во-первых, когда характер действий определяется значениями, которые не попадают в последовательно расположенные интервалы, во-вторых, когда нескольким дискретным значениям селектора соответствует одно и то же действие.

П р и м е р 1. Печать названия десятичных цифр.


program DICITS;

var DIGIT: integer;

begin

writeln ('Введите цифру');

readln (DIGIT);

case DIGIT of

0: writeln ('нуль');

1: writeln ('один');

..................

9: writeln ('девять');

else writeln ('это не цифра');

end;

end.

П р и м е р 2. Печать номера квартала года.


program NUMKVART;

var MESIATZ: 1..12;

begin

write ('Введите номер месяца года – ');

read (MESIATZ);

case MESIATZ of

1, 2, 3: writeln ('Первый квартал');

4, 5, 6: writeln ('Второй квартал');

7, 8, 9: writeln ('Третий квартал');

10, 11, 12: writeln ('Четвертый квартал');

end;

end.


Примечание. В операторе CASE формально нет условий как таковых, однако проверка условий осуществляется в неявном виде на предмет совпадения константы со значением селектора.





Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!