Представление о программировании: язык программирования (на примере одного из языков высокого уровня); примеры несложных программ с линейной, ветвящейся и циклической структурой
Назначение программирования - разработка программ управления компьютером с целью решения различных информационных задач. Для составления программ существуют разнообразные языки программирования. В настоящее время существует много различных языков программирования: Кобол, С, Фортран, Visual Basic, Pascal и др. Язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи программ. Программа обычно представляет собой некоторый алгоритм в форме, понятной для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах. Алфавит - фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на данном языке. Синтаксис - система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита. Семантика - система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных. При описании языка и его применении используют понятия языка. Понятие подразумевает некоторую синтаксическую конструкцию и определяемые ею свойства программных объектов или процесса обработки данных. Система программирования - это программное обеспечение компьютера, предназначенное для разработки, отладки и исполнения программ, записанных на определенном языке программирования. Система программирования предназначена для автоматизации разработки программного обеспечения. В состав системы программирования обязательно входят язык программирования, редактор для создания и исправления текстов программ и транслятор для перевода программ на язык машинных команд.
Трансляторы - компиляторы и интерпретаторы Центральный процессор компьютера может исполнять только команды на машинном языке, закодированные в двоичном алфавите. Программа, состоящая из таких команд, “понятна” компьютеру, но людям работать с последовательностями команд вида
011001010101010 совершенно неудобно. Вскоре после появления первых компьютеров были разработаны специальные формальные языки – языки программирования высокого уровня, с более удобной для человека формой записи команд и не зависящие от особенностей архитектуры конкретного семейства компьютеров. Примерами таких языков являются Паскаль и Basic. Для того чтобы программа, написанная на языке программирования высокого уровня, могла быть выполнена компьютером, она должна быть переведена на язык его машинных команд. Это делается автоматически с помощью специальной программы-переводчика, называемой транслятором. Транслятор проверяет правильность записи команд на языке программирования высокого уровня и генерирует соответствующие последовательности команд на машинном языке. Трансляторы бывают двух видов – компиляторы и интерпретаторы. Интерпретатор транслирует одну за другой команды исходной программы и обеспечивает выполнение каждой команды на языке высокого уровня сразу же после ее трансляции. Таким образом, если интерпретатор выполняет какую-то программу N раз, то трансляция каждой команды тоже будет выполнена N раз. Компилятор запоминает созданную для исходной программы последовательность машинных команд в специальном файле, но не дает команды компьютеру на их выполнение. Сохраненная компилятором в файле машинная программа может быть выполнена по команде пользователя в любое время. Для созданных компилятором файлов машинных команд уже не требуется производить трансляцию, поэтому они выполняются быстрее, чем обрабатываемые интерпретатором исходные программы. Компиляторы используются, когда предполагается многократное выполнение созданного программного обеспечения. Интерпретаторы применяются, когда многократное использование программы не планируется, или скорость ее выполнения не очень существенна. Основы языка программирования QBasic
Бейсик (Basic) - диалоговый учебный язык программирования для персональных компьютеров. Язык QBASIC (Beginner's All-purpose Instruction Code) разработан Джоном Кимини и Томасом Куртцем в Дартмутском колледже, США, в середине 1960 г. QBASIC занимает особое место среди всех языков высокого уровня. С самого начала он задумывался как универсальный язык для начинающих. Вот некоторый достоинства QBASIC (с точки зрения массового пользователя): простота синтаксиса; простота организации данных и управляющих структур; большое число встроенных команд и функций, позволяющих без труда выполнять такие операции, как управление текстовым и графическим экраном, обработка символьных строк и т.п.) Особым достоинством QBASIC следует считать возможность работы в режиме интерпретации, который резко упрощает процесс отладки программ: исполнение почти каждой команды можно проверить сразу после написания (Shift +F5).
Переменная в программе Программа на языке Бейсик записывается в виде последовательности символов, к числу которых относятся латинские и русские буквы, арабские цифры, знаки препинания (,;: " '?), знаки операций (* / - + < > = =.), специальные символы (% &! # $). Для обозначения исходных данных и результатов вычислений употребляются переменные. Переменная - это область в памяти компьютера, где хранится некоторое значение. Каждая переменная имеет имя, значение и тип. Имя переменной обозначается английской буквой, после которой может быть цифра, причем первой стоит буква, например: x, y, z, A1, B2. Имя переменной служит для обозначения некоторой величины в программе, которая при выполнении программы может иметь какое-либо значение, но может быть и не определена. Пример задания часто употребляемой константы: pi=3.14159. Типы переменных: целая, вещественная, логическая, символьная, строковая и др. Если в переменной хранится число, то это числовая переменная, если в переменной хранится слово или фраза, то это строковая (символьная) переменная. В QBasic строковая переменная обозначается a$, b$ (в конце имени стоит знак доллара $). Содержимое хранится в переменной, до тех пор, пока оно не будет специально изменено. Операция передачи новых данных в переменную называется присваиванием и обозначается в QBasic знаком "=", например, x=10. Последовательность латинских букв и цифр, начинающаяся с буквы, называется идентификатором или именем переменной. Числа в программе записываются в десятичной системе, вместо запятой в десятичных дробях пишется точка: 0, - 17, 0.25, - 34.85. Переменные и числа - это простейшие частные случаи выражения. Более сложные выражения строятся из чисел и переменных с помощью знаков сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень. При вычислении значений выражений действуют обычные правила старшинства операций: 1) возведение в степень - ^ 2) умножение, деление *, / 3) сложение, вычитание +, - Действия в арифметических выражениях выполняют слева направо в зависимости от их приоритета. Для того чтобы изменить естественный порядок действий используются круглые скобки. Выражения в круглых скобках выполняются в первую очередь.
В выражении могут быть использованы следующие встроенные функции: ABS (х) - модуль х SQR (х) - корень квадратный из х INT (х) - целая часть х SIN (х) - синус х (аргументом служит радианная мера угла) COS (х) - косинус х и другие. Операторы ввода-вывода INPUT - ввод данных PRINT - вывод данных
Примеры простейших программ
ПЛОЩАДЬ ТРЕУГОЛЬНИКА
CLS INPUT A, B S = A * B / 2 PRINT S Операторы условного перехода
Существуют две формы ветвления: полная и неполная. Соответственно существуют и два вида операторов: полной и неполной альтернативы.
I. Полная альтернатива (предусмотрены команды в ветви "ДА" и в ветви "НЕТ"). IF условие THEN блок операторов 1 ELSE блок операторов 2
Работа оператора: в зависимости от того выполняется или не выполняется условие (условие - логическое выражение, которое может содержать знаки сравнения и логические операции). Если условие истинно, то выполняется блок операторов 1, если условие ложно, то выполняется блок операторов 2.
ПРИМЕР: IF A=1 THEN PRINT "ДА" ELSE PRINT "НЕТ" PRINT "КОНЕЦ" Здесь операторы работают следующим образом: если условие А=1 "ИСТИННО", то выполняются операторы PRINT "ДА" и PRINT "КОНЕЦ"; если условие А=1 "ЛОЖНО", то выполняются операторы PRINT "НЕТ" и PRINT "КОНЕЦ".
Пример 1.Определить наибольшее из двух чисел Х и У, введенных клавиатуры.
Readln (X, Y); IF X > Y THEN Write (‘НАИБОЛЬШЕЕ ЧИСЛО X=’, X) ELSE Write (‘НАИБОЛЬШЕЕ ЧИСЛО Y=’, Y)
2. Условный оператор неполной альтернативы:
IF условие THEN блок операторов – оператор ELSE и блок операторов 2 не используется.
|
