Л. И. Долинер основы программирования в среде pascalabc. Net учебное пособие
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
3. Технология создания программ Современное программирование фактически является промышленной тех- нологией, с помощью которой создаются программы и компьютерные системы. Труд этот чаще всего коллективный, хотя не исключены некоторые успехи ин- 12 дивидуальных разработчиков. Например, MS Windows и MS Office – это резуль- тат работы нескольких сотен профессиональных программистов, аналитиков, проектировщиков, менеджеров и дизайнеров фирмы Microsoft (США). А, ска- жем, архиватор WinRAR реализовал индивидуальный разработчик Евгений Ро- шал (Россия). Схематически технология создания программ проходит следующий ряд этапов: а) постановка задачи, в рамках которой в общем виде описываются предпо- лагаемые возможности программы; б) проектирование программы, т. е. разработка структуры, интерфейса и детализированных возможностей будущей программы (вплоть до описания конкретных алгоритмов); в рамках проектирования реализуется разбиение про- граммы на независимые подпрограммы (т. е. на функциональные фрагменты, представляющие собой некоторые макрокоманды типа «отредактировать файл», «отправить файл по электронной почте», «найти фрагмент» и т. п.); в) программирование – на данном этапе задачи на написание подпрограмм раздаются программистам, которые реализуют описанные алгоритмы на языке программирования; г) отладка и тестирование программ – это обязательный этап, позволяющий выяснить, делает ли программа (подпрограмма) то, на что она рассчитана, и насколько надежно она это делает; следует отметить, что важным этапом те- стирования является проверка того, как данная подпрограмма работает совмест- но с другими подпрограммами, входящими в один проект. В заключение следует отметить, что каждая программа имеет свой жизнен- ный цикл, который тем больше, чем больше у программы возможностей по настройке и чем легче она модифицируется. Именно поэтому сейчас стано- вится все более популярна технология, называемая OpenSource, предполагающая предоставление пользователям программы вместе с ее кодом на языке програм- мирования высокого уровня. 13 4. Системы и среды программирования Изначально инструментарий программистов включал ряд средств разработ- ки, в которые, помимо языка программирования, входили: специализированные или обычные текстовые редакторы, с помощью ко- торых писались тексты программ; трансляторы, которые проверяли правильность соблюдения синтаксиса языка программирования и, если синтаксис не нарушен, преобразовывали текст программы в машинный код; специальные отладчики, которые позволяли, например, покомандно вы- полнять программу и смотреть получаемые результаты. Сегодня подобными средствами никто не пользуется, поскольку разработа- ны более удобные интегрированные инструментальные среды, обеспечивающие выполнение полного комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ. Фактически эти среды включают в себя перечисленные выше компоненты. Более того, среды постоянно совершенствуются и все более автоматизируют процесс создания программ. Можно отметить три поколения подобных сред. К первому поколению относятся Турбо-среды, в которых фактически интегрированы специализирован- ный текстовый редактор, транслятор и отладчик. Повышение производительно- сти обеспечивалось тем, что в рамках одной среды можно было заниматься под- готовкой, трансляцией и отладкой программ. К подобным средам можно отнести среды Borland Pascal 7.0, Turbo C и др. Второе поколение – это визуальные среды программирования. Такие среды, помимо того что обладают всеми возможностями Турбо-сред, предоставляют разработчику огромное количество готовых фрагментов программ. Эти фрагмен- ты сгруппированы в различные подменю в виде отдельных пиктограмм (иконки), и их включение в программу разработчика реализуется перетаскиванием этой пиктограммы в нужное окно с помощью мыши. Подобный подход позволил су- щественно увеличить скорость разработки программ, имеющих стандартные ин- терфейсы (кнопки, окна, обработчики событий и т. п.). К данному виду про- 14 граммного обеспечения можно отнести Delphi (язык программирования Object Pascal), Borland C++ Builder, JBuilder (язык Java) и др. И, наконец, CASE-среды программирования, представляющие собой просто конструкторы программ, в рамках которых либо вообще не надо программиро- вать (если не считать рисования каких-либо схем взаимодействия готовых ком- понентов), либо программировать лишь вид окон, обеспечивающих интерфейс готовой системы. Подобные среды обладают максимальной на сегодняшний день автоматизацией проектирования и реализации программ и позволяют наиболее быстро создавать различные специализированные информационные системы. Среди подобных средств можно назвать Vantage Team Builder (West- mount I-CASE), Designer/2000, ERwin+BPwin и CASE.Аналитик. Контрольные вопросы 1. Что такое программа? 2. В программе на машинном языке (см. таблицу на с. 9) выполняются операции с двумя операндами. А куда записывается результат? 3. Чем отличается машинный язык от языка высокого уровня? 4. Предположим, что в программе, описанной в таблице на с. 9, потребу- ется найти среднее арифметическое не четырех, а пяти чисел, причем пятое число будет храниться в блоке памяти по адресу 01010101. Как изменится текст программы? 5. В чем назначение транслятора? Чем отличается компилятор от интер- претатора? 6. Что такое язык программирования? Синтаксис языка программи- рования? 7. Какие этапы включает в себя технология создания программ? 8. В чем особенность Турбо-сред? 9. Чем визуальные среды программирования отличаются от Турбо-сред? 10. Каковы особенности работы в CASE-средах? 15 Глава 1 Знакомство со средой PascalABC.NET Сначала подготовимся к работе. Задание 1 Попытайтесь на диске найти папку Рабочая . Если таковой нет, создайте ее. В папке Рабочая создайте папку Pasca l , а в ней – папку с вашей фамилией. Далее эту папку будем называть «Вашей папкой». Из папки Учебная\Examples в свою папку скопируйте все имеющиеся там файлы. 1. Запуск среды Задание 2 Запустите среду программирования PascalABC.NET ( Пуск Программы PascaABC.NET PascalABC.NET ). Если среда запустилась, перед вами появится окно (рис. 1). Вкладка с названием программы (сейчас задано имя по умолчанию) Блок инструментов по работе с текстовыми фрагментами Запуск (зеленая стрелка) программы Блок инструментов по работе с файлами Блок инструментов отладки Меню Консоль для организации диалога Кнопки изменения содержания консоли Рис. 1 . Структура окна среды PascalABC.NET 16 Задание 3 Изучите комментарии, приведенные на рис. 1. Введем несколько определений, которые будем использовать в данном пособии. Консольные приложения – это программы, в которых диалог организуется с помощью клавиатуры в специальном консольном окне (на рис. 1 это окно названо просто консолью). Окно может быть единым для операций ввода и вы- вода или делится на две части (в нашем случае реализован последний вариант). Графические приложения – это программы, выполняемые в отдельных окнах, в которых строятся различные изображения (в том числе и диалоговые окна), в которых диалог реализуется как с помощью мыши, так и с помощью клавиатуры. 2. Работа со страницами. Запуск программ Лист, на котором будем размещать программу, будем называть страницей. 2.1. Как открыть программу и запустить ее на выполнение Задание 4 Откройте программы demo0.pas, demo1.pas, demo2.pas, colors.pas из вашей папки. Программы (точнее, тексты программ) открываются обычным образом: Файл Открыть или кнопка Открыть на стандартной панели инструментов. Обратите внимание, что имена открытых файлов появляются на закладках в верхней части окна. Переход от программы к программе реализуется с помо- щью щелчка мыши на нужную закладку. Задание 5 Запустите программу demo0.pas. Для запуска программы следует: а) перейти на страницу с текстом данной программы. Для этого достаточно щелкнуть по закладке с названием demo0.pas в верхней части рабочего окна; б) и щелкнуть по зеленой стрелке в панели инструментов; в) в случае, если программу следует прервать, нужно щелкнуть по значку в этой же панели, который находится справа от зеленой стрелки (рис. 2). 17 Убедитесь, что перед вами консольное приложение. Определите для этого приложения расположение окна вывода. 2.2. Как убрать окна ввода и вывода Задание 6 Скройте окно вывода. Для этого можно либо щелкнуть по кнопке Окно вывода ( ), расположенной в панеле инструментов, либо просто нажать клавишу Задание 7 Запустите программу demo2.pas. Ответьте на все вопросы программы. Убедитесь, что перед вами консольное приложение. Определите для этого приложения расположение окон вывода и ввода. Если программа работает правильно (а она должна угадать любое задуманное вами число), то также закройте окно вывода. Вкладка программы Кнопка запуска программы Кнопка остановки программы Граница окна вывода (консоли). Ее можно перетаскивать вверх или вниз Рис. 2. Основные компоненты, используемые при запуске и остановке программы Чтобы было удобней читать, расширьте окно вывода. 18 Задание 8 Запустите программу Сolors.pas. Попытайтесь понять, как именно работает эта программа. Убедитесь, что перед вами графическое приложение. 2.3. Как убрать имеющуюся страницу Если изменений в текстах вы не производили, а текст больше не нужен для текущей работы, страницу можно убрать с рабочего стола. Для этого доста- точно щелкнуть правой клавишей мыши по закладке и в контекстом меню вы- брать либо пункт Закрыть (т. е. закрыть текущее окно), либо Закрыть все, кроме текущего , т. е. закрыть все окна, кроме текущего. Задание 9 Закройте все неактивные страницы. Выясните, можно ли закрыть оставшуюся страницу. 2.4. Как создать страницу Новая страница – это новый документ. Для создания нового документа ис- пользуется пункт меню Файл → Новый . В таком случае появится новая страница, а информация с этой страницы будет записываться в файл с именем Program1.PAS. В случае, если в новом листе началась разработка новой про- граммы (т. е. просто начали набирать некий текст), то по попытке создать новую страницу будет создан файл с именем Program2.PAS, и т. д. Задание 10 Создайте новую страницу. После этого наберите текст следующей программы: Program ex0; Begin Write('Моя первая программа') end. 19 Запустите программу. Выясните, это приложение консольное или графическое. Приложение становится графическим, если в нем подключается какая-либо библиотека. 3. Среда PascalABC.NET как рабочий стол программиста С точки зрения внешнего наблюдателя программирование – это процесс, схо- жий с писательским трудом. Программисту приходится много писать, опробовать созданное на «читателях» (компьютерах и людях, использующих эти компьютеры), выяснять, что тем «не нравится», исправлять написанное, снова проверять – и так до тех пор, пока не получится нечто, являющееся законченным продуктом. Что требуется программисту для работы? Понятно, что стол, листы бумаги, ручка и компьютер с необходимыми программами. Все это и предлагает среда программирования PascalABC.NET Когда вы запускаете среду PascalABC.NET , получаете пустой «стол». На этот стол можно положить пустой лист «бумаги» (страницу) либо уже подго- товленные «листы» (файлы с текстами). На этих «листах» можно писать любой текст. Для этого в среду PascalABC.NET включен текстовый редактор. Все тексты можно сохранить в файлах на диске. Если текст представляет собой программу на языке программирования Пас- каль, то можно дать команду на компиляцию (т. е. проверку правильности, а также преобразование в машинный код) и исполнение написанной программы. Ранее этот шаг мы назвали «запустить программу». Дело в том, что в современ- ных средах программирования шаг компиляции, проверки и запуска на выпол- нения объеденены, и если ошибок в тексте программы нет, то программа дей- ствительно просто выполняется. Задание 11 Сохраните первую вашу программу в вашей папке. Для этого выберите пункт меню Файл , там – режим Сохранить как… , найдите свою папку, задайте имя (например FirstPrg.pas) и щелкните по кнопке Сохранить 20 Задание 12 Снова откройте программы demo0.pas, demo1.pas, demo2.pas из вашей папки. Познакомьтесь с текстом каждой из программ. Выясните, с помощью какой процедуры (команды) можно вывести текст на экран. Задание 13 Откройте электронное пособие ( Пособие\ index.html). Прочитайте там раздел «Что такое "программирование"». Ответьте на вопросы в конце раздела. Выполните тест и покажите результат преподавателю. Контрольные вопросы 1. Как запустить среду PascalABC.NET? 2. Как создать новую страницу? Как открыть текст ранее созданной програм- мы? 3. Как закрыть текущую страницу с текстом программы? Можно ли закрыть все неактивные страницы? 4. Пусть у вас открыто несколько программ. Как сделать активной какую-либо из них? 5. Как исполнить программу, размещенную на какой-либо странице? 6. Какими словами ограничивается тело программы на языке Паскаль? 7. Какую команду (процедуру) следует использовать в программе для вывода текста? Если вы обучаетесь в компьютерном классе, пригласите преподавателя и продемонстрируйте ему вашу программу. Будьте готовы ответить на его вопросы. После этого сохраните все открытые программы и выйди- те из среды PascalABC.NET. Если вы обучаетесь в условиях использования дистанционных образователь- ных технологий, просто вышлите файл с подготовленной вами программой преподавателю (если это предусмотрено технологической картой). 21 Глава 2 ПРОСТЕЙШИЕ ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПАСКАЛЬ 1. Структура программы на языке Паскаль Программа на языке Паскаль имеет следующую структуру: program <имя>; заголовок программы; <блок описания данных> Begin начало исполняемой части программы; <оператор 1>; текст («тело») программы; <оператор 2>; <оператор N> end. конец программы. Обратите внимание: 1) операторы (команды) отделяются друг от друга точкой с запятой; 2) перед словом END точка с запятой не ставится; 3) после слова BEGIN точка с запятой не ставится; 4) в конце программы после слова END обязательно ставится точка. 2. Простейшие операторы 2.1. Резервирование памяти для работы, или описание переменных Самое главное действие, которое выполняет компьютер, – это запись инфор- мации в память. Суть действия проста: необходимо указать компьютеру, КУДА записывать и ЧТО записывать. Для определения того, КУДА записывать, необходимо сначала дать указание компьютеру ЗАРЕЗЕРВИРОВАТЬ место в памяти. Выполняется это в блоке описа- ния данных после слова VAR: var num : integer; оно представляет собой описание блока памяти с именем num, в котором можно хранить целое число (от -2 147 483 648 до 2 147 483 647). Слово «integer» (целое) после двоеточия ука- зывает тип переменной (блока памяти) и означает, что требуется зарезервировать блок памяти для хранения именно целого числа. В таком случае говорится, что пе- 22 ременная num является переменной целого типа или переменной типа integer (чи- тается как «интедже»). Имя блока памяти – вещь обязательная. Ведь в программе вам придется выполнять различные действия с содержимым этого блока. А чтобы указать компьютеру, с каким именно блоком вы хотите работать, требу- ется имя. Имя блока памяти – это последовательность букв и (или) цифр, начинающаяся с буквы. Имя может содержать и знак подчеркивания: _ Блок памяти вместе с именем называют еще переменной, или идентификатором. ВНИМАНИЕ! Слова, зарезервированные в языке Паскаль, не могут использоваться в качестве идентификаторов! Например, посмотрев на схему структуры программы, вы уже можете определить для себя несколько таких слов (список всех зарезервированных слов приведен в Помощи: раздел «Справочник по языку», там подраздел «Иденти- фикаторы и служебные слова»): Program, begin, end, var, integer. ВНИМАНИЕ! Блок описание данных VAR предлагает компьютеру выделить (зарезервировать) память для работы программы. При этом записи информации в блок НЕ ПРОИСХОДИТ! Для начала вы можете воспользоваться следующими стандартными (т. е. «понимаемыми» компилятором) типами для описания переменных: integer – для целых чисел в диапазоне от -2 147 483 648 до 2 147 483 647; byte – то же от 0 до 255; word – то же от 0 до 65 535; real – для вещественных чисел; char – для хранения одного символа типа Unicode (занимает 2 байта); string – для строк текста произвольной длины. 23 2.2. Запись данных в память, или оператор присваивания В предыдущем параграфе вам фактически предложено работать с данными трех типов: целыми, вещественными и строковыми. Следует запомнить: 1) целые числа в программах записываются так же, как принято в математике. Например: 345, -12222; 2) вещественные числа могут записываться двумя способами – первый – аналогичный математической записи: -123.234, 92929.3456 (обратите внимание, что здесь используется десятичная точка, а не запятая), – второй – в так называемом «плавающем» виде (правильное название: «десятичное число с плавающей точкой»). Например, число 1,23•10 12 может быть записано следующим образом: |