“Методическое пособие по программированию на языке Pascal ABC”. Ерёмин О.Ф.		2009г. Моздок
Методическое пособие рассчитано на школьников 9-11 классов, а также может быть полезно учащимся других учебных заведений среднего образования, изучающих основы программирования. Язык Паскаль – современный язык программирования, наиболее подходящий для изучения основ программирования на школьном (базовом и профильном) уровне. В пособии изложены основные понятия и состав языка Pascal ABC, а также методика решения типовых задач программирования. Приведены примеры решения основных типов задач программирования с комментариями. Информация для связи: https://infobz.narod.ru https://scholtro.narod.ru E-mail: [email protected]	Pascal ABC

Пояснительная записка.

В настоящее время, в связи с модернизацией школьного образования и введением ЕГЭ, стал актуальным вопрос преподавания основных предметов на профильном уровне. По результатам анализа сдачи ЕГЭ, ФИПИ был сделан вывод о недостаточной подготовке учащихся к сдаче экзамена по информатике. В 2009г. хуже всех был сдан ЕГЭ по информатике. Экзамен показал разрыв между уровнем подготовки выпускников средних школ и требованиями к ним со стороны ВУЗов. Задания части 3 (С1-С4), где имеются задачи на программирование, выполняются незначительным количеством участников экзамена.

Для того чтобы выпускники, ориентированные на получение высшего образования в области информационных и компьютерных технологий были более подготовлены к сдаче ЕГЭ и соответствовали требованиям высшей школы, необходимо уделить большее внимание в преподавании школьного курса «Информатика и ИКТ» разделу «Алгоритмизация и программирование».
Проанализировав задания ЕГЭ за последние годы, можно сделать вывод о том, что для решения заданий части 3 необходимо владеть ЯП типа Pascal или Basic. Считаю, что наиболее универсальным и подходящим для школьной программы является язык Pascal. В учебнике «Информатика и ИКТ» Н.Угриновича, рекомендованного для преподавания информатики на профильном уровне, разделу программирования на алгоритмическом языке Pascal, уделяется недостаточно внимания.

В связи с этим, было разработано данное “Методическое пособие по программированию на языке Pascal ABC”.

В пособии изложены основные понятия и состав языка Pascal ABC, а также методика решения типовых задач программирования. Приведены примеры решения таких задач с комментариями.
Пособие адресовано школьникам, для изучения основ программирования, а также, может быть использовано преподавателями, в процессе подготовки учащихся к сдаче ЕГЭ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

Каждый из нас, так или иначе, по крайней мере, на бытовом уровне занимался программированием. Самый простой пример такого программирования - поставить будильник на нужное время, чтобы вовремя проснуться. Есть ещё мобильные телефоны, автоматические стиральные машины, микроволновые печи, регуляторы на холодильниках, таймеры на телевизорах и т.д.
Любая машина, в том числе и компьютер, в своей работе выполняет те команды, которые специально составлены человеком. Чем сложнее техника, тем большее количество операций она может выполнять. На данный момент компьютер является одним из самых сложных технических устройств. Он может решать сложнейшие задачи. Однако же, для того, чтобы компьютер мог решать такие задачи, человек должен написать для него специальную программу на одном из языков программирования.
Языки программирования (ЯП) для ЭВМ начали разрабатывать с середины 50-х годов XX в. В настоящее время в мире имеется более 2500 различных языков программирования и их разновидностей. Для решения большинства задач можно использовать любой из них.
Всё множество языков программирования можно разделить на две группы: языки низкого уровня и языки высокого уровня. Языки низкого уровня (типа ассемблеров) понятны лишь компьютеру и узкому кругу программистов высокой квалификации, поэтому их и называют «машинными языками». Написание программ на этих языках - процесс сложный и трудоёмкий. Большинство программистов пользуются для составления программ языками высокого уровня. Языки высокого уровня более понятны человеку и играют роль посредника между человеком и компьютером, позволяя общаться с компьюте-ром более привычным для человека способом. Для таких языков нужен «переводчик» на машинный язык - транслятор, но процесс программирования упрощается. Наиболее известными высокоуровневыми языками программирования являются языки Бейсик, Си, JAVA, HTML и Паскаль. Каждый из них имеет множество версий. Ява и HTML применяются в основном в Интернете. Бейсик считается одним из самых простых ЯП. Си считается высокопрофессиональным языком, соответственно гораздо сложнее.

По эффективности и простоте программирования, Паскаль занимает промежу-точное положение между Бейсиком и Си. Поэтому он наиболее подходит для освоения его учащимися в школе. Существует много разновидностей языка Pascal (Object Pascal, Turbo Pascal, Delphi, PascalABC и др.). Синтаксис во всех версиях Pascal практически одинаков.

Для обучения школьников наиболее подходит свободно распространяемая версия Pascal ABC, специально разработанная преподавателями механико-математического факультета Ростовского госуниверситета. Система Pascal ABC предназначена для обучения программированию на языке Паскаль и ориентирована на школьников и студентов младших курсов.  По мнению автора программы Pascal ABC С.С.Михалковича первоначальное обучение программированию должно проходить в достаточно простых и дружественных средах, в то же время эти среды должны быть близки к стандартным по возможностям языка программирования и иметь достаточно богатые и современные библиотеки стандартных подпрограмм.
Язык Паскаль признан многими российскими преподавателями как один из лучших именно для начального обучения. Система Pascal ABC основана на языке Delphi Pascal и призвана осуществить постепенный переход от простей-ших программ к модульному, объектно-ориентированному, событийному и компонентному программированию. В свободно распространяемую версию Pascal ABC & Programming Taskbook Mini Edition входит мини-версия (автор М.Э.Абрамян) электронного задачника (200 задач) и комплект задач для исполнителей Робот и Чертежник. Система Pascal ABC используется для обучения студентов первого курса механико-математического факультета, а также учащихся Компьютерной школы при механико-математическом факультете Ростовского госуниверситета
(web-сайт https://sunschool.math.rsu.ru).

Программа, написанная на языке PascalABC, будет работать и в других версиях Pascal. Освоив один из простых ЯП, можно переходить к более сложным. Изучив приёмы программирования на Pascal, вы сможете без особых усилий перейти на другие языки программирования, и дальнейшее изучение профессиональных языков программирования будет значительно легче.

Раздел 1. Языки программирования.

Язык программирования – это формальная знаковая система (набор команд), которую понимает компьютер. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при написании алгоритмов компьютерных программ. Алфавит языка - множество символов, используемых в этом ЯП.

Язык программирования предназначен для того, чтобы компьютер понимал инструкции по выполнению той или иной программы, написанной на соответствующем ЯП. Языки программирования - искусственные языки. Они отличаются от естественных языков тем, что предназначены для передачи команд и данных от человека к компьютеру, в то время как естественные языки используются лишь для общения людей между собой. В ЯП имеется ограничен-ное число "ключевых слов", значение которых понятно транслятору, и строгие правила записи команд .

Перед тем как писать программу на языке высокого уровня, программист должен составить алгоритм решения задачи, то есть пошаговый план действий, который нужно выполнить для решения этой задачи. Поэтому языки, требующие предварительного составления алгоритма, часто называют алгоритмическими языками. Для написания текста программы можно использовать обычный текстовый редактор (например, Блокнот), а затем с помощью компилятора перевести её в машинный код, т.е. получить исполняемую программу.

Но проще и удобнее пользоваться специально разработанными системами программирования.
В начале 70-х годов XX века швейцарский учёный Никлаус Вирт разработал язык программирования, и дал ему название Паскаль, в честь знаменитого французского математика XVII века, изобретателя первой счётной машины Блеза Паскаля. С помощью ЯП Паскаль можно разрабатывать программы самого разного назначения. Синтаксис этого языка интуитивно понятен даже тем, кто только начинает осваивать азы программирования.
Язык Паскаль удобен для начального обучения программированию, не только потому, что учит как правильно написать программу, но и тому, как правильно разрабатывать методы решения задач программирования.

Раздел 2. Элементы языка.

Раздел 2.1. Алфавит ЯП Pascal.

Алфавитом языка называют совокупность всех допустимых символов, которые можно использовать в этом языке.
Алфавит языка Паскаль включает в себя следующие символы:

• 
  прописные и строчные буквы латинского алфавита от A до z,
  а также символ подчеркивания ( _ ), который тоже считается буквой.
  Прописные и строчные буквы взаимозаменяемы (рАвНоЗнАчНы);
  
• 
  арабские цифры 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9;
  
• 
  специальные одиночные знаки: + – * / = < > . , : ; ^ $ # @;
  
• 
  специальные парные знаки: [ ] ( ) { } ;
  
• 
  составные знаки : < = > = < > .. ( * * ) ( .. ).
  

В состав ЯП Паскаль входят также буквы русского алфавита, но они могут использоваться только при вводе и выводе данных строкового типа (т.е. при вводе и выводе текста заключённого в апострофы (’ ’), или в комментариях к программе ).

Раздел 2.2. Структура программы.

Программа на языке Паскаль состоит из "заголовка" и "тела" программы, называемого блоком. В "заголовке" программы даётся имя и перечисляются её параметры (если это необходимо). В последних версиях языка, заголовок не является обязательной частью программы. Далее следует раздел подключения модулей, за которым следует список имен модулей, перечисляемых через запятую.

После него идёт описательная часть программы (блок описаний) , состоящая из пяти разделов, причем любой из них, кроме описания переменных, может отсутствовать. В блоке описаний разделы обычно следуют в таком порядке:

1. 
   описание меток;
   
2. 
   определение констант;
   
3. 
   определение типов;
   
4. 
   описание переменных;
   
5. 
   описание процедур и функций.
   

Далее следует блок begin … end (раздел операторов), внутри которого находятся операторы, отделяемые один от другого символом "точка с запятой".
Program имя программы; {заголовок программы}

uses {раздел подключения модулей}

Label …; {раздел описания меток}

Const …; {раздел описания констант} блок

Туре …; {раздел определения типов} описаний

Var …; {раздел описания переменных}

Function …; Procedure …; {раздел описания функций и процедур}

BEGIN ... {раздел операторов}

END.

Раздел подключения модулей (uses) и раздел описаний могут отсутствовать.

Например:

program MyFirstProgram;
var a,b: integer; c: real;
begin
  readln(a,b);
  c := a/b;
  writeln(c);
end.

В Паскале блок операторов начинается со служебного слова begin. Конструкция begin … end называется операторными скобками.

Операторы, находящиеся внутри конструкции begin … end, считаются одним составным оператором.
Каждый блок завершает зарезервированное слово End.
Вся программа завершается словом End с точкой.

Раздел 2.3. Идентификаторы и зарезервированные слова.

Имена переменных, констант, меток, типов, модулей, процедур и функций, используемых в программе, называются - идентификаторами. Имена задаёт разработчик программы. На имена (идентификаторы) накладываются некоторые ограничения, такие как невозможность использования ключевых (служебных) слов, например integer или var. Идентификатор должен начинаться с буквы и может содержать буквы латинского алфавита, цифры и знаки подчеркивания. Символ подчеркивания "_" также считается буквой. Желательно выбирать мнемонические имена, т.е. несущие смысловую нагрузку, как, например, result, summa, cena. Использование осмысленных имен предпочтительнее, так как это делает программу более простой для понимания.

Например: a1, b_2, k123, _d - идентификаторы,
1a, и2 , @ru – не идентификаторы.

Служебные слова являются зарезервированными и не могут быть использованы в качестве идентификаторов. Список всех служебных слов языка Pascal ABC приведен ниже: 

and	array	as	begin
break	case	class	const
constructor	continue	destructor	div
do	downto	else	end
exit	external	externalsync	file
finalization	for	forward	function
if	in	inherited	initialization
is	mod	not	of
or	private	procedure	program
property	protected	public	record
repeat	set	shl	with
shr	sizeof	string	xor
then	to	type	unit
until	uses	var	while

Раздел 2.4. Константы.

Постоянной (константой) называется величина, значение которой не изменяется в процессе исполнения алгоритма.
Раздел описания именованных констант начинается со служебного слова const, после которого следуют строки вида:

имя константы = значение;

или

имя константы : тип = значение;

Например:

const
  Pi = 3.14;
  Number = 10;
  Name = 'Victor';
  Cifra = ['0'..'9'];
  Mass: array [1..5] of integer = (1,3,5,7,9);
  Spisok: record name: string; age: integer end = (name: 'Иван'; age: 17);

Компьютер "знает", чему равны константы е и π.

Раздел 2.5. Переменные.

Любая программа обрабатывает некоторые данные. Данные могут быть представлены только как константы или переменные, причём имеющие собственные идентификаторы (имена). Как уже говорилось, рекомендуется давать имена отражающие смысл константы или переменной.

Переменные – одно из главных понятий в программировании. Для того, чтобы разбираться в программировании необходимо иметь чёткое представление о том, что такое переменная, как и где она хранится, и что с ней происходит в процессе выполнения программы.

Переменной называется величина, значение которой меняется в процессе исполнения алгоритма.
Переменные – это некоторые данные, обрабатываемые в программе и имеющие имя.
Как вы знаете, данные хранятся и обрабатываются в памяти компьютера. При работе программы – в оперативной памяти, а при выключении сохраняются в постоянной памяти. При создании программ используются разные типы данных, т.е. переменные различного типа. Это могут быть числа, символы, текст, логические переменные, процедуры, даты и др., которые, в свою очередь, могут подразделяться на определённые виды. Например, числовые данные могут быть целого типа, с дробной частью и т.д. В зависимости от типа данных, программа после объявления переменных, выделяет определённое количество ячеек в памяти, для хранения этих переменных. То есть, этим ячейкам присваиваются имена переменных и в этих ячейках, затем хранятся значения этих переменных. Храниться они могут или до конца выполнения программы, или до тех пор, пока переменной не присвоится другое значение. Имя переменной остается неизменным до конца программы, а значение самой переменной может меняться. В ЯП Паскаль обязательное объявление переменных, с описанием их имён, защищает программы от ошибок и повышает их надежность.

Раздел описания переменных начинается со служебного слова var, после которого следуют элементы описания. Переменные могут описываться как в начале программы, так и непосредственно внутри любого блока  begin … end. Внутриблочные описания переменных имеют тот же вид, что и в разделе описаний.

begin
  var a1,a2,a3: integer;
end.

Кроме того, переменные-параметры цикла могут описываться в заголовке оператора for.

Имена переменных в списке перечисляются через запятую. Например:

var
  a,b: integer;
  c,d: real;
  m,n: byte;
  s,s1: string;
  ch,ch1: char;
f: boolean;

Раздел 2.6. Типы переменных.

В зависимости от версии языка программирования Pascal типы переменных могут немного различаться. В программах написанных на ЯП PascalABC используются данные следующих типов:

integer (целый)
byte (байтовый)
real (вещественный)
complex (комплексный)
string (строковый)
char (символьный)
boolean (логический)
тип "массив"
процедурный
файловый
классовый и некоторые другие.

Типы в PascalABC подразделяются на простые, строковые, структурированные, типы указателей, процедурные и классовые.

К простым относятся числовые (целые и вещественные) типы, логический, символьный, перечислимый и диапазонный тип.
Перечислимый тип данных задается перечислением всех значений, которые может принимать переменная данного типа. При описании отдельные значения указываются через запятую, а весь список заключается в круглые скобки. Например:
Var Mesyac: (May,June,July,August );

Структурированные типы (т.е. имеющие какую-то структуру), образовываются массивами, записями, множествами и файлами.

Все простые типы, кроме вещественного, являются порядковыми. Значения только этих типов могут быть индексами переменных и массивов и параметрами цикла for.

Индекс – это порядковый номер в последовательности. Обычно обозначается символом i . Нумерация начинается с единицы. Например:
В последовательности A,B,C…Z , индексы символов соответственно 1,2,3…26.

Если индекс i выходит за пределы длины строки, то при выполнении программы появляется сообщение об ошибке.

Раздел 2.7. Типы данных:

1. Порядковые целые.

Имя типа	значение	Размер, байт	тип
BYTE	0..255	1	числовой беззнаковый целый
word	0..65535	2	числовой беззнаковый целый
integer	-2147483648.. -2147483647	4	числовой знаковый целый
char	все символы в кодировке ASCII	1	символьный

К порядковым относятся также перечислимый и интервальный тип.

Перечислимый тип определяется упорядоченным набором идентификаторов. Например:

type
  Season = (Winter,Spring,Summer,Autumn);
  DayOfWeek = (Mon,Tue,Wed,Thi,Thr,Sat,Sun);

Значения перечислимого типа занимают 4 байта.

Интервальный тип представляет собой подмножество значений целого, символьного или перечислимого типа и описывается в виде a..b,
где a - нижняя, b - верхняя граница интервального типа:

var
  a: 0..10;
  c: 'a'..'n';
  d: Mon..Sat; 

Тип, на основе которого строится интервальный тип, называется базовым для этого интервального типа. Значения интервального типа занимают 4 байта.

2.Вещественный тип.

Тип real (числовой вещественный). Значения вещественного типа занимают 8 байт, содержат 15-16 значащих цифр и находятся в диапазоне -1.8∙10³⁰⁸ .. 1.8∙10³⁰⁸. Константы типа real можно записывать как в форме с плавающей точкой, так и в экспоненциальной форме:
1.7;
0.013;
2.5e3 (2500);
1.4e-1 (0.14).

3.Логический тип.

Тип boolean (логический). Переменные и константы логического типа занимают 1 байт и могут иметь одно из двух значений, задаваемых константами True (истина - 1) и False (ложь - 0).  

4.Строковый тип.

Тип string (строковый). Применяется при использовании текстовых данных в программе, состоит из набора последовательно расположенных символов char. По умолчанию под переменную типа string отводится 256 байт, при этом в нулевом байте хранится длина строки. Т.е. строки состоят, не более чем, из 255 символов. Пример описания:

var s: string;

Можно явно указать количество символов для переменной в [ ]. Например:

var s: string[50];
В данном случае под переменную выделяется 50 символов.

Допускается при записи выражений строкового типа применять данные, символьного типа (char). В этом случае эти данные воспринимаются как string. К отдельным символам строкового типа можно обратиться по номеру этого символа в строке, аналогично индексу в массивах ( см. раздел 4 Массивы).

Раздел 2.8. Комментарии к программе.

В программе может присутствовать текст написанный разработчиком для пояснения к программе. Этот текст называется “комментарием к программе”. Даже опытные программисты считают необходимым присутствие комментариев в программах.

Комментарии заключаются между скобками { …}, (*…*) или пишутся после символов // (слеш). Комментарии не воспринимаются компьютером и не обрабатываются программой.
{ это - комментарий }
(* это - тоже комментарий *)
// это - тоже комментарий

Раздел 3. Действия над данными. Работа с программой.

Раздел 3.1. Выражения, операнды и операции.

В алгоритмах программ участвуют выражения.

Простыми выражениями являются переменные и константы.
Сложные выражения строятся из более простых с использованием операций, скобок, вызовов функций, процедур, индексов и приведений типов.
Данные, к которым применяются операции, называются операндами.
Операциями в ЯП называются действия над данными (операндами).

В Pascal ABC имеются следующие операции: @, not, ^, *, /, div, mod, and, shl, shr, +, -, or, xor, =, >, <, <>, <= , >=.

следующая страница>