Основні поняття мови програмування Турбо Паскаль

План
1. Деякі відомості про систему програмування Турбо Паскаль.
2. Структура програми на Паскалі.
3. Елементи мови Турбо Паскаль.
4. Арифметичні операції і вирази.
5. Стандартні функції.
6. Оператор присвоювання.

1. Деякі відомості про систему програмування Турбо Паскаль

Мова Паскаль був розроблений в 1971 році Нікласом Віртом спочатку для цілей навчання програмуванню. В даний час він отримав широке розповсюдження по ряду об'єктивних причин.
По-перше, за своєю ідеологією Паскаль найбільш близький до сучасної методикою та технології програмування. Зокрема, він досить повно відображає ідеї структурного програмування, що досить добре видно навіть з основних керуючих структур мови.
По-друге, Паскаль добре пристосований для застосування технології розробки програм зверху-вниз (покрокової деталізації).
По-третє, Паскаль містить велику різноманітність різних структур даних, що забезпечує простоту алгоритмів, а отже зниження трудомісткості при розробці програм.
Система програмування Turbo Pascal призначена для виконання етапів вирішення задачі на алгоритмічній мові Паскаль і включає в себе три головні компоненти: 1) редактор текстів, 2) компілятор; 3) виконавчу систему.
За допомогою вбудованого в систему текстового редактора можна формувати в пам'яті будь-які тексти, не тільки програми на Паскалі. Зокрема, це можуть бути вихідні дані розв'язуваної задачі в текстовій формі. Текст програми, створений редактором, можна зберегти на диску у вигляді файлу з ім'ям наступного формату <ім'я файлу>. Раs, де pas - це стандартне розширення імені файлу, створеного системним редактором. Ім'я файлу задається користувачем.
Компіляція - це процес перекладу програми на мову машинних команд. Компілятор переводить програму з мови Паскаль на мову машинних команд. При цьому перевіряється відповідність програми правилами мови програмування (синтаксичний і семантичний контроль). При виявленні помилки комп'ютер видає повідомлення про неї користувачеві і припиняє роботу. У результаті компіляції Turbo Pascal створює виконуваний файл з тим же ім'ям, що і файл, що містить програму, але з розширенням ехе. Згодом цей файл може бути виконаний, як будь-який інший виконуваний файл.
Виконання програми залишається під контролем виконавчої системи. Вона, зокрема, допомагає виявити помилку в програмі, якщо при виконанні стався збій. Користувачеві повідомляється причина збою і вказується місце, де він стався в Паскаль-програмі, відбувається автоматичне повернення в режим редагування.
Turbo Pascal дозволяє редагувати, компілювати, компонувати та виконувати Паскаль-програми. При цьому користувачеві надається висока швидкість компіляції, зручність роботи з комп'ютером і потужна бібліотека процедур і функцій.

2. Структура програми на Паскалі

Програма на Паскалі в загальному випадку складається з декількох файлів. Один з них містить головну програму, а решта - модулі. Головна програма складається з заголовка, блоку і закінчується крапкою - ознакою кінця програми. У свою чергу, блок містить розділи описів і розділ операторів. У загальному випадку «скелет» програми можна уявити наступним чином:
{Специфікація програми}
program <ім'я програми> (заголовок програми);
uses                                         (Розділ оголошення модулів);
label (розділ оголошення міток);
const (розділ оголошення констант);
type (розділ оголошення типів);
var (розділ оголошення змінних);
procedure (function) (розділ оголошення підпрограм: процедур або функцій);
begin
<Оператори> (розділ операторів, обов'язкова частина);
end.
Всі зазначені розділи відокремлюються один від одного крапкою з комою.
Розділ операторів повинен обов'язково бути присутнім у будь-якій програмі і є основним. Попередні розділи носять характер описів і не обов'язково міститися в програмі.
Тема програми складається з зарезервованого слова program та імені програми (зі списком параметрів, укладених в круглі дужки). Завершується заголовок крапкою з комою.
У Turbo Pascal є особливості в структурі програми. Так, заголовок програми необов'язковий, і ігнорується компілятором. Порядок розміщення розділів довільний, можна створювати кілька однакових розділів. Єдине правило, яке необхідно витримувати, - у будь-якому місці програми можна використовувати лише елементи (мітки, типи, константи, змінні, підпрограми і т. д.), які були визначені раніше по тексту програми або є зумовленими елементами мови. Винятком з цього правила може бути лише визначення типу-покажчика через невизначений до цього тип. Проте цей тип надалі повинен бути обов'язково визначений.
Оператори в розділі операторів відокремлюються один від одного крапкою з комою. Перед e nd крапка з комою не ставиться, але її наявність не є помилкою, а лише означає присутність між останнім виконуваним оператором і службовим словом end ще одного оператора - порожнього оператора. Закінчується програма словом end, після якого обов'язково ставиться крапка.
На початку програми необхідно розташовувати її специфікацію - коментар у фігурних дужках, що містить призначення програми, дані про програмістові, дату створення програми.
Мова програмування Паскаль є мовою структурного програмування. У ньому є всі необхідні керуючі конструкції для структурної побудови програми. Наочність такій побудові надає структуризація зовнішнього вигляду тексту програми. Основний використовуваний для цього прийом - зрушення рядків, які повинні підкорятися такими правилами:
§ конструкції одного рівня вкладеності записуються на одному вертикальному рівні (починаються з однієї позиції в рядку);
§ вкладена конструкція записується зміщеною по рядку на декілька позицій праворуч щодо зовнішнього для неї конструкції.

3. Елементи мови Турбо Паскаль

Алфавіт мови складається з безлічі символів, що включають:
- Латинські букви: від A до Z (прописні) і від а до z. (Рядкові);
- Знак підкреслення _;
- Цифри: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;
- Спеціальні символи: + - * / (знаки арифметичних операцій), = <> <=> = (операції відносини),: = (операції привласнення), []. , ():; {} ^ @ $ # '(Обмежники). До спецсимволи належать службові слова, зміст яких визначено однозначно (begin, end, for, div і т.д.).
- Пропуск - символ пробілу (ASCI1-32) і всі керуючі символи коду ASCII (від 0 до 31).
Ідентифікатори. Ідентифікатором називається символічне ім'я певного програмного об'єкта. Такими об'єктами є імена констант, змінних, типів даних, процедур і функцій, програм. Ідентифікатор - це будь-яка послідовність літер та цифр, що починається з букви. У Турбо Паскалі до букв прирівнюється також знак підкреслення. Великі та малі літери в ідентифікаторах і службових словах не розрізняються. Наприклад: max, MAX, MaX і mAx - одне і те ж ім'я. Довжина ідентифікатора може бути довільною, але значущими є тільки перші 63 символу.
Коментарі. Конструкції, укладені у фігурні дужки {} або в дужки виду (* *) є коментарями, можуть займати кілька рядків і ігноруються компілятором.
Рядок, що починається з символів {$ або (* $, є директивою компілятора. За цими символами слід мнемоніка команди компілятора. Букви російського алфавіту вживаються тільки в коментарях, у літерних і текстових константах.

4. Арифметичні операції і вирази

Знаки операцій призначені для позначення тих чи інших арифметичних, логічних або інших дій. Вони бувають двох типів: складаються з нелітерних символів (наприклад, +, -, * і т.д.) і літерні операції (наприклад, not, mod, div і т. д.), що представляють собою зарезервовані слова. Операції над даними діляться на унарні (застосовні до одного операнду) та бінарні (застосовні до двох операндів). Наведемо приклади бінарних арифметичних операцій (у таблиці буква I позначає цілі типи, R - речові типи):
Арифметичне вираз задає порядок виконання дій над числовими величинами. Арифметичні вирази містять арифметичні операції, функції, операнди, круглі дужки. Одна константа або одна змінна - найпростіша форма арифметичного виразу.
Порядок виконання операцій в арифметичному виразі підпорядковується трьох правил:
1. Правила дужок. Воно свідчить, що першими виконуються операції в дужках. Якщо є кілька пар вкладених дужок, обчислення починаються з самих внутрішніх дужок.
2. Правила обліку пріоритету операцій: спочатку обчислюються значення функцій, потім виконуються операції множення і ділення і в останню чергу - операції додавання і віднімання.
3. Правила проходження: операції однакового старшинства (пріоритету) виконуються зліва направо у порядку їх слідування.
Приклад. Цифрами зверху зазначений порядок виконання операцій:

Вираз має цілий тип, якщо в результаті його обчислення виходить величина цілого типу. Вираз має дійсний тип, якщо результатом його обчислення є речова величина.

5. Стандартні функції

Як операнди у виразі, крім констант і змінних, можна використовувати стандартні функції. Аргументи функцій обов'язково полягають у круглі дужки. Пріоритет виконання функції вищі, ніж пріоритет виконання арифметичних операцій. Розглянемо стандартні функції Турбо Паскаля (у таблиці буква I позначає цілі типи, R - речові типи):

Звернення	Тип аргументу	Тип результату	Тип дії
pi	-	R	Число π
abs (x)	I, R	I, R	Модуль (абсолютна величина) числа х
sqr (x)	I, R	I, R	Квадрат х
sqrt (x)	I, R	R	Корінь квадратний з х (х ≥ 0)
sin (x)	I, R	R	Синус х (х у радіанах)
cos (x)	I, R	R	Косинус х (х у радіанах)
arctan (x)	I, R	R	Арктангенс х (результат у радіанах)
exp (x)	I, R	R	Експонента е в ступені х (е ≈ 2,71828)
ln (x)	I, R	R	Натуральний логарифм х (x> 0)
trunc (x)	R	I	Ціла частина х
int (x)	I, R	R	Ціла частина х
round (x)	R	I	Округлення х до найближчого цілого
frac (x)	I, R	R	Дробова частина х
random	-	I	Випадкове число [0,1)
random (x)	I	R	Випадкове число [0, х)
dec (x, [n])	I	I	Зменшення х на n, при відсутності n - на 1
inc (x, [n])	I	I	Збільшення х на n, при відсутності n - на 1
odd (x)	Longint	Boolean	true, якщо значення x непарне; false, якщо x парне
ord (x)	будь порядковий	Longint	Порядковий номер значення х у його типі. Якщо х - символ, то функція повертає код символу
divd (x)	будь порядковий	той же, що для x	Попереднє відносно х значення в його типі
succ (x)	будь порядковий	той же, що для x	Наступне відносно х значення в його типі
chr (x)	Byte	Char	Визначає символ із зазначеним кодом (х - число, що визначає код символу)

Турбо Паскалі не містить деякі часто використовувані математичні функції, тому при їх обчисленні використовують еквівалентні математичні формули:

Функція	Еквівалентна математична формула	Запис у програмі
ax		exp (x * ln (a))
tg (x)		sin (x) / cos (x)
arcsin (x)		arctan (x / sqrt (1-x * x))
arccos (x)		arctan (sqrt (1-x * x) / x)
logax		ln (x) / ln (a)

При зведенні в невелику цілу ступінь замість операції піднесення до степеня рекомендується використовувати операцію множення, оскільки зведення в ступінь виконується на кілька порядків довше множення і не дозволяє обробляти негативні аргументи.

6. Оператор присвоювання

Значення змінної може бути задано або змінена за допомогою оператора присвоєння, який має вигляд:
<Ім'я>: = <вираз>;
де <ім'я> - це ім'я змінної або функції;
: = - Знак операції привласнення.
Оператор присвоювання дозволяє замінити поточне значення змінної, що стоїть ліворуч від знака присвоювання, новим значенням, що задається виразом, що стоять справа.
З правого боку розташовується вираз, який після обчислення дає деяке значення. З лівого боку вказується ім'я змінної, якій це значення присвоюється. Дана обставина дозволяє використовувати з лівого і правого боку знака присвоювання ім'я однієї і тієї ж змінної. Нехай, наприклад, є наступні оператори:
Var
х, а: real;
. . . . .
х: = 2.5;
а: = 1.25;
х: = х + а;
Після виконання цих операторів мінлива х буде мати значення 3.75, тому що спочатку відбудеться обчислення вираження х + а у вигляді суми двох констант: 2.5 + 1.25 = 3.75, а потім це значення присвоюється змінної х (попереднє значення х, рівне 2.5, заміниться новим - 3.75).
Слід звернути увагу на наступне правило: типи змінної та вирази повинні бути однаковими. Виняток становить випадок, коли вираз має цілий тип, а змінна - речовий.