Лекция Соболевой

Вид материала

Лекция

Содержание Программное обеспечение. Основные этапы решения задач на ЭВМ. Жизненный цикл программного средства. 1. Постановка задачи. 2. Математическое описание задачи. 3. Выбор и обоснование метода. 4. Алгоритмизация вычислительного процесса. 5. Составление программы. 6. Отладка программы. А.М. Вендров. Проектирование программного обеспечения. 0X8000 - 0xffff 0X80000000 - 0xffffffff 1.3. Логический тип. Ветвления. Оператор условного перехода. Полная и сокращённая форма условного оператора. Составные условия Логические выражения Оператор ветвления Общее описание Виды условных инструкций Условный оператор Условный оператор с одной ветвью Условный оператор с двумя ветвями Условный оператор с несколькими условиями Реализация в Pascal ... Полное содержание

Подобный материал:

• Лекция Соболевой, 659.2kb.
• Элективный курс по правоведению для 9 класса «Символика Российского государства», 86.61kb.
• «Социальная стратификация и социальная мобильность», 46.19kb.
• Программа по русскому языку по системе Л. В. Занкова. Урок обучения грамоте. Знакомство, 19.7kb.
• Первая лекция. Введение 6 Вторая лекция, 30.95kb.
• Лекция Сионизм в оценке Торы Лекция Государство Израиль испытание на прочность, 2876.59kb.
• Текст лекций н. О. Воскресенская Оглавление Лекция 1: Введение в дисциплину. Предмет, 1185.25kb.
• Собрание 8-511 13. 20 Лекция 2ч режимы работы эл оборудования Пушков ап 8-511 (ррэо), 73.36kb.
• Концепция тренажера уровня установки. Требования к тренажеру (лекция 3, стр. 2-5), 34.9kb.
• Лекция по физической культуре (15. 02.; 22. 02; 01. 03), Лекция по современным технологиям, 31.38kb.

Раздел 1. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1. Программное обеспечение (ПО). Основные этапы решения задач на ЭВМ. Жизненный цикл программного средства.
   
2. Язык программирования Паскаль (Си). Структура программы на языке Паскаль (Си). Константы. Целые и вещественные типы языка Паскаль . Согласование типов. Преобразование типов. Иерархия операций в выражениях.
   
3. Логический тип. Ветвления. Оператор условного перехода. Полная и сокращённая форма условного оператора. Составные условия.
   
4. Символьный тип и функции для обработки символьного типа. Перевод символьного представления числа в целый тип.
   
5. Оператор выбора.
   
6. Операторы цикла. Оператор цикла с предусловием. Оператор цикла с постусловием. Оператор цикла с параметром.
   
7. Процедуры и функции. Параметры, локальные и глобальные переменные. Передача параметров по адресу и по значению.
   
8. Регулярный тип (массивы). Описание массивов. Ввод и вывод элементов массива. Нахождение максимального (минимального) элемента массива.
   
9. Обработка матриц. Поиск заданного элемента в матрице.
   
10. Работа с динамическими переменными. Динамические массивы.
    
11. Файловый ввод-вывод. Работа с текстовыми и двоичными файлами.
    
12. Микропроцессор Intel х86. Регистры. Команды обмена данными. Команды работы со стеком.
    
13. Микропроцессор Intel х86. Арифметические команды. Логические команды и команды сдвига. Команды передачи управления.
    
14. Микропроцессор Intel х86. Способы адресации: регистровая, непосредственная, прямая, косвенная.
    

Примечание. Для ответов на вопросы 2-11 следует использовать языки высокого уровня Паскаль или Си (Си++).

1. Программное обеспечение. Основные этапы решения задач на ЭВМ. Жизненный цикл программного средства.
   

Лекция Соболевой

Программное обеспечение – упорядоченная последовательность команд. Управление аппаратными средствами.

Программная конфигурация – состав программного обеспечения компьютерной системы. Многие программы, работая, опираются на другие программы – межпрограммный интерфейс.

ПО распределяется на несколько уровней. Каждый вышележащий уровень повышает функциональность системы.

Б
Базовое ПО

Системное ПО

Прикладное ПО

Служебное ПО
ПО – отвечает за взаимодействие с базовыми программными средствами (ПЗУ).

Сист. ПО – обеспечивает взаимодействие прочих программ с программами БПО, обеспечивает взаимодействие с аппаратными средствами. (Ядро ОС: 1 - программы, отвечающие за взаимодействие с устройствами, 2 - средства обеспечения пользовательского интерфейса).

Сл. ПО (утилиты) – автоматизация работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Для расширения и улучшения функций Сист. ПО.

ППО – комплекс прикладных программ, с помощью которых на рабочем листе выполняется задача.

ГОСТ 19781-90

Программное обеспече­ние - совокупность программ системы обработки ин­формации и программных документов, необходи­мых для эксплуатации этих программ.

Программа - данные, предназначенные для управления кон­кретными компонентами системы обработки ин­формации в целях реализации определенного ал­горитма.

Книга «Информатика» .karelia.ru/edu/zonna/3_ychebnik_11.php">

Состав этапов зависит от задачи. В задачах отдельного класса некоторые этапы могут отсутствовать, например, в задачах разработки системного программного обеспечения отсутствует математическое описание.

1. Постановка задачи. На данном этапе формулируется цель решения задачи и подробно описывается ее содержание. Анализируются характер и сущность всех величин, используемых в задаче, и определяются условия, при которых она решается. Корректность постановки задачи является важным моментом, так как от нее в значительной степени зависят другие этапы.

2. Математическое описание задачи. Настоящий этап характеризуется математической формализацией задачи, при которой существующие соотношения между величинами, определяющими результат, выражаются посредством математических формул.

3. Выбор и обоснование метода. Модель решения задачи с учетом ее особенностей должна быть доведена до решения при помощи конкретных методов решения. Само по себе математическое описание задачи в большинстве случаев трудно перевести на язык машины. Выбор и использование метода решения задачи позволяет привести решение задачи к конкретным машинным операциям. При обосновании выбора метода необходимо учитывать различные факторы и условия, в том числе точность вычислений, время решения задачи на ЭВМ, требуемый объем памяти и другие.

4. Алгоритмизация вычислительного процесса. На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается схема алгоритма.

5. Составление программы. При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа. 

6. Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе.

7. Решение задачи на ЭВМ и анализ результатов

После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу.

А.М. Вендров. Проектирование программного обеспечения.

ЖЦ ПО – период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации (IEEE Std 610.12 – 1990, IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology, IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Структура ЖЦ ПО базируется на трех группах процессов:

• основные процессы (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
  
• вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
  
• организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).
  

К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две основные модели ЖЦ:

• каскадная модель (70-85 г.г.);
  
• спиральная модель (86-90 г.г.).
  

Каскадная. Переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем. Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. Однако, в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания ПО никогда полностью не укладывался в такую жесткую схему. В процессе создания ПО постоянно возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений.

Спиральная. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. Главная же задача - как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований. Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена.


1.2 Язык программирования Паскаль (Си). Структура программы на языке Паскаль (Си). Константы. Целые и вещественные типы языка Паскаль . Согласование типов. Преобразование типов. Иерархия операций в выражениях.

Си

В настоящее время язык Си и объектно-ориентированные языки его группы (прежде всего C++, а также Java и C#) являются основными в практическом программировании. Достоинство языка Си - это, прежде всего, его простота и лаконичность. Язык Си легко учится. Главные понятия языка Си, такие, как статические и локальные переменные, массивы, указатели, функции и т.д., максимально приближены к архитектуре реальных компьютеров. Так, указатель - это просто адрес памяти, массив - непрерывная область памяти, локальные переменные - это переменные, расположенные в аппаратном стеке, статические - в статической памяти. Программист, пишущий на Си, всегда достаточно точно представляет себе, как созданная им программа будет работать на любой конкретной архитектуре. Другими словами, язык Си предоставляет программисту полный контроль над компьютером.


Первоначально язык Си задумывался как заменитель Ассемблера для написания операционных систем. Поскольку Си - это язык высокого уровня, не зависящий от конкретной архитектуры, текст операционной системы оказывался легко переносимым с одной платформы на другую. Первой операционной системой, написанной практически целиком на Си, была система Unix. В настоящее время почти все используемые операционные системы написаны на Си. Кроме того, средства программирования, которые операционная система предоставляет разработчикам прикладных программ (так называемый API - Application Program Interface), - это наборы системных функций на языке Си.


Тем не менее, область применения языка Си не ограничилась разработкой операционных систем. Язык Си оказался очень удобен в программах обработки текстов и изображений, в научных и инженерных расчетах. Объектно-ориентированные языки на основе Си отлично подходят для программирования в оконных средах.Структура Си-программы

Любая достаточно большая программа на Си (программисты используют термин проект) состоит из файлов. Файлы транслируются Си-компилятором независимо друг от друга и затем объединяются программой-построителем задач, в результате чего создается файл с программой, готовой к выполнению. Файлы, содержащие тексты Си-программы, называются исходными.


В языке Си исходные файлы бывают двух типов:

• заголовочные, или h-файлы;
  
• файлы реализации, или Cи-файлы.
  

Имена заголовочных файлов имеют расширение ".h". Имена файлов реализации имеют расширения ".c"

Заголовочные файлы содержат только описания. Прежде всего, это прототипы функций. Прототип функции описывает имя функции, тип возвращаемого значения, число и типы ее аргументов. Сам текст функции в h-файле не содержится. Также в h-файлах описываются имена и типы внешних переменных, константы, новые типы, структуры и т.п. В общем, h-файлы содержат лишь интерфейсы, т.е. информацию, необходимую для использования программ, уже написанных другими программистами (или тем же программистом раньше). Заголовочные файлы лишь сообщают информацию о других программах. При трансляции заголовочных файлов, как правило, никакие объекты не создаются. Например, в заголовочном файле нельзя определить глобальную переменную. Строка описания


int x;


определяющая целочисленную переменную x, является ошибкой. Вместо этого следует использовать описание


extern int x;


означающее, что переменная x определена где-то в файле реализации (в каком - неизвестно). Слово extern (внешняя) лишь сообщает информацию о внешней переменной, но не определяет эту переменную.

Файлы реализации, или Cи-файлы, содержат тексты функций и определения глобальных переменных. Говоря упрощенно, Си-файлы содержат сами программы, а h-файлы - лишь информацию о программах.

Представление исходных текстов в виде заголовочных файлов и файлов реализации необходимо для создания больших проектов, имеющих модульную структуру. Заголовочные файлы служат для передачи информации между модулями. Файлы реализации - это отдельные модули, которые разрабатываются и транслируются независимо друг от друга и объединяются при создании выполняемой программы.


Файлы реализации могут подключать описания, содержащиеся в заголовочных файлах. Сами заголовочные файлы также могут использовать другие заголовочные файлы. Заголовочный файл подключается с помощью директивы препроцессора #include. Например, описания стандартых функций ввода-вывода включаются с помощью строки


#include


(stdio - от слов standard input/output). Имя h-файла записывается в угловых скобках, если этот h-файл является частью стандартной Си-библиотеки и расположен в одном из системных каталогов. Имена h-файлов, созданных самим программистом в рамках разрабатываемого проекта и расположенных в текущем каталоге, указываются в двойных кавычках, например,


#include "abcd.h"


Препроцессор - это программа предварительной обработки текста непосредственно перед трансляцией. Команды препроцессора называются директивами. Директивы препроцессора содержат символ диез # в начале строки. Препроцессор используется в основном для подключения h-файлов. В Си также очень часто используется директива #define для задания символических имен констант. Так, строка


#define PI 3.14159265


задает символическое имя PI для константы 3.14159265. После этого имя PI можно использовать вместо числового значения. Препроцессор находит все вхождения слова PI в текст и заменяет их на константу. Таким образом, препроцессор осуществляет подмену одного текста другим. Необходимость использования препроцессора всегда свидетельствует о недостаточной выразительности языка. Так, в любом Ассемблере средства препроцессирования используются довольно интенсивно. В Си по возможности следует избегать чрезмерного увлечения командами препроцессора - это затрудняет понимание текста программы и зачастую ведет к трудно исправляемым ошибкам. В C++ можно обойтись без использования директив #define для задания констант. Например, в C++ константу PI можно задать с помощью нормального описания


const double PI = 3.14159265;


Это является одним из аргументов в пользу применения компилятора C++ вместо Си даже при трансляции программ, не содержащих конструкции класса.Константы

Константами называются перечисление величин в программе. В языке СИ разделяют четыре типа констант: целые константы, константы с плавающей запятой, символьные константы и строковыми литералы.


Целая константа: это десятичное, восьмеричное или шестнадцатеричное число, которое представляет целую величину в одной из следующих форм: десятичной, восьмеричной или шестнадцатеричной.


Десятичная константа состоит из одной или нескольких десятичных цифр, причем первая цифра не должна быть нулем (в противном случае число будет воспринято как восьмеричное).


Восьмеричная константа состоит из обязательного нуля и одной или нескольких восьмеричных цифр (среди цифр должны отсутствовать восьмерка и девятка, так как эти цифры не входят в восьмеричную систему счисления).


Шестнадцатеричная константа начинается с обязательной последовательности 0х или 0Х и содержит одну или несколько шестнадцатеричных цифр (цифры представляющие собой набор цифр шеснадцатеричной системы счисления: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D, E,F)


Примеры целых констант:

Десятичная константа	Восьмеричная константа	Шестнадцатеричная константа
16 127 240	020 0117 0360	0x10 0x2B 0XF0

Если требуется сформировать отрицательную целую константу, то используют знак "-" перед записью константы (который будет называться унарным минусом). Например: -0x2A, -088, -16 . Каждой целой константе присваивается тип, определяющий преобразования, которые должны быть выполнены, если константа используется в выражениях. Тип константы определяется следующим образом:


- десятичные константы рассматриваются как величины со знаком, и им присваивается тип int (целая) или long (длинная целая) в соответствии со значением константы. Если константа меньше 32768, то ей присваивается тип int в противном случае long.

• восьмеричным и шестнадцатеричным константам присваивается тип int, unsigned int (беззнаковая целая), long или unsigned long в зависимости от значения константы согласно таблице
  

Диапазон шестнадцатеричных констант	Диапазон восьмеричных констант	Тип
0x0 - 0x7FFF	0 - 077777	int
0X8000 - 0XFFFF	0100000 - 0177777	unsigned int
0X10000 - 0X7FFFFFFF	0200000 - 017777777777	long
0X80000000 - 0XFFFFFFFF	020000000000 - 037777777777	unsigned long

Для того чтобы любую целую константу определить типом long, достаточно в конце константы поставить букву "l" или "L". Пример:


5l, 6l, 128L, 0105L, OX2A11L.


Константа с плавающей точкой - десятичное число, представленное в виде действительной величины с десятичной точкой или экспонентой. Формат имеет вид:


[ цифры ].[ цифры ] [ Е|e [+|-] цифры ] .


Число с плавающей точкой состоит из целой и дробные части и (или) экспоненты. Константы с плавающей точкой представляют положительные величины удвоенной точности (имеют тип double). Для определения отрицательной величины необходимо сформировать константное выражение, состоящее из знака минуса и положительной константы.


Примеры: 115.75, 1.5Е-2, -0.025, .075, -0.85Е2


Символьная константа - представляется символом заключенном в апострофы. Управляющая последовательность рассматривается как одиночный символ, допустимо ее использовать в символьных константах. Значением символьной константы является числовой код символа. Примеры:


' '- пробел ,


'Q'- буква Q,


'\n' - символ новой строки,


'\\' - обратная дробная черта,


'\v' - вертикальная табуляция.


Символьные константы имеют тип int и при преобразовании типов дополняются знаком.


Строковая константа (литерал) - последовательность символов (включая строковые и прописные буквы русского и латинского а также цифры) заключенные в кавычки (") . Например: "Школа N 35", "город Тамбов", "YZPT КОД".


Отметим, что все управляющие символы, кавычка ("), обратная дробная черта (\) и символ новой строки в строковом литерале и в символьной константе представляются соответствующими управляющими последовательностями. Каждая управляющая последовательность представляется как один символ. Например, при печати литерала "Школа \n N 35" его часть "Школа" будет напечатана на одной строке, а вторая часть "N 35" на следующей строке.


Символы строкового литерала сохраняются в области оперативной памяти. В конец каждого строкового литерала компилятором добавляется нулевой символ, представляемый управляющей последовательностью \0.


Строковый литерал имеет тип char[] . Это означает, что строка рассматривается как массив символов. Отметим важную особенность, число элементов массива равно числу символов в строке плюс 1, так как нулевой символ (символ конца строки) также является элементом массива. Все строковые литералы рассматриваются компилятором как различные объекты. Строковые литералы могут располагаться на нескольких строках. Такие литералы формируются на основе использования обратной дробной черты и клавиши ввод. Обратная черта с символом новой строки игнорируется компилятором, что приводит к тому, что следующая строка является продолжением предыдущей. Например:


"строка неопределенной \n


длины"


полностью идентична литералу


"строка неопределенной длинны".


Для сцепления строковых литералов можно использовать символ (или символы) пробела. Если в программе встречаются два или более строковых литерала, разделенные только пробелами, то они будут рассматриваться как одна символьная строка. Этот принцип можно использовать для формирования строковых литералов занимающих более одной строки.

Целочисленные типы

Целочисленные типы различаются по длине в байтах и по наличию знака. Их четыре - char, short, int и long. Кроме того, к описанию можно добавлять модификаторы unsigned или signed для беззнаковых (неотрицательных) или знаковых целых чисел.


Тип int

Самый естественный целочисленный тип - это тип int, от слова integer - целое число. Тип int всегда соответствует размеру машинного слова или адреса. Все действия с элементами типа int производятся максимально быстро. Всегда следует выбирать именно тип int, если использование других целочисленных типов не диктуется явно спецификой решаемой задачи. Параметры большинства стандартных функций, работающих с целыми числами или символами, имеют тип int. Подчеркнем еще раз, что целочисленные переменные хранят на самом деле не целые числа, а элементы кольца вычетов по модулю m, где m - степень двойки.


В современных архитектурах элемент типа int занимает 4 байта, т.е. m = 2³². Элементы типа int трактуются в Си как числа со знаком. Минимальное отрицательное число равно -2³¹ = -2147483648, максимальное положительное равно 2³¹-1 = 2147483647.


При описании переменной сначала указывается базовый тип, затем - имя переменной или список имен, разделенных запятыми, например,


int x;

int y, z, t;


При описании переменных можно присваивать им начальные значения:


int maxind = 1000;

int a = 5, b = 7;


Кроме типа int, существуют еще три целочисленных типа: char, short и long.Вещественные типы

Вещественных типов два: длинное вещественное число double (переводится как "двойная точность") и короткое вещественное число float (переводится как "плавающее"). Вещественное число типа double занимает 8 байтов, типа float - 4 байта.


Тип double является основным для компьютера. Тип float - это, скорее, атавизм, оставшийся от ранних версий языка Си. Компьютер умеет производить арифметические действия только с элементами типа double, элементы типа float приходится сначала преобразовывать к double. Точность, которую обеспечивает тип float, низка и не достаточна для большинства практических задач. Все стандартные функции математической библиотеки работают только с типом double. Рекомендуем вам никогда не использовать тип float!


Примеры описаний вещественных переменных:


double x, y, z;

double a = 1.5, b = 1e+6, c = 1.5e-3;эквивалентность типов

Существует несколько схем для определения того, являются ли типы двух объектов эквивалентными. Две схемы, наиболее часто используемые, называются структурная эквивалентность типов и именная эквивалентность типов. В соответствии со схемой структурной эквивалентности типов два объекта относятся к одному и тому же типу только в том случае, если их компоненты имеют одинаковые типы. В соответствии со схемой именной эквивалентности типов два объекта имеют один и тот же тип только в случае их определения с использованием имени того же типа.


Большинство реализаций языка Си используют схему структурной эквивалентности типов. Однако в книге (Ritche, D.M. 1980/ The C Programming Language - Reference Manual/ AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, N.J. 07974) вопрос об эквивалентности типов игнорируется, и при каждой реализации может быть выбрана своя схема определения эквивалентности типов. Следовательно, вполне возможно, что результаты правильно работающей программы станут неверными при замене компилятора!


Преобразование типов(Согласование типов)

В операторах и выражениях должны использоваться переменные и константы только одного типа. Если все же мы смешиваем типы в одном выражении, то компилятор с языка Си не считает программу неправильной, как это произошло бы при программировании на языке Паскаль. Вместо этого компилятор использует набор правил для автоматического преобразования типов. Это очень удобно, но может оказаться и опасным, особенно если мы допустили смешение типов нечаянно. Приведем несколько основных правил, касающихся преобразования типов:

1. Если операция выполняется над данными двух различных типов, обе величины приводятся к высшему из двух типов. Этот процесс называется повышением типа.
   
2. Последовательность имен типов, упорядоченных от высшего типа к низшему, выглядит так: double, float, long, int, short, char. Применение ключевого слова unsigned повышает ранг соответствующего типа данных со знаком.
   
3. В операторе присваивания конечный результат вычисления выражения в правой части приводится к типу переменной, которой должно быть присвоено это значение. Данный процесс может привести к повышению типа, как описано выше, или к понижению, при котором величина приводится к типу данных, имеющему более низкий приоритет.
   

Повышение типа обычно происходит гладко, в то время как понижение может привести к затруднениям. Причина этого проста: все число целиком может не поместиться в элементе данных низшего типа. Переменная типа char может иметь целое значение 101, но не 22225.

nice = 1.6+1.7; -согласование типов(неявное приведение).(прим. редакции - Что такое согласование типов я так и не нашел, поэтому сошлись на том что это неявное приведение типов)


Операция приведения

Самое лучшее - это вообще избегать преобразования типов. Но иногда оказывается удобным применять такие преобразования при условии, что мы ясно представляем смысл выполняемых действий. Преобразования типов, которые мы обсуждали до сих пор, выполнялись автоматически. Существует возможность точно указывать тип данных, к которому необходимо привести величину. Этот способ называется приведением типов, и используется следующим образом: перед данной величиной в круглых скобках записывается имя требуемого типа. Скобки и имя типа вместе образуют операцию приведения. В общем виде она записывается так:


(тип)


где фактическое имя требуемого типа представляется вместо слова тип.


Рассмотрим пример:


int nice;

nice = 1.6+1.7; -согласование типов

nice = (int)1.6+(int)1.7;


В первом примере используется автоматическое преобразование типов. Сначала числа 1.6 и 1.7 складываются - результат равен 3.3. Затем путем отбрасывания дробной части полученное число преобразуется в 3 для согласования с типом int переменной nice. Во втором примере 1.6 и 1.7 преобразуются в целые числа 1, так что переменной nice присваивается значение, равное 1+1, или 2.Приоритеты операций и порядок вычислений

В языке СИ операции с высшими приоритетами вычисляются первыми. Наивысшим приоритетом является приоритет равный 1. Приоритеты и порядок операций приведены в табл. 8.


Таблица 8

Приоритет	Знак операции	Типы операции	Порядок выполнения
1	- ~ ! * & ++ -- sizeof приведение типов	Унарные	Справа налево
2	() [] . ->	Выражение	Слева направо
3	* / %	Мультипликативные	Слева направо
4	+ -	Аддитивные
5	<< >>	Сдвиг
6	< > <= >=	Отношение
7	== !=	Отношение (равенство)
8	&	Поразрядное И
9		Поразрядное исключающее ИЛИ
10	|	Поразрядное ИЛИ
11	&&	Логическое И
12	||	Логическое ИЛИ
13	? :	Условная
14	= *= /= %= += -= &= |= >>= <<=	Простое и составное присваивания	Справа налево
15	,	Последовательное вычисление	Слева направо

1.3. Логический тип. Ветвления. Оператор условного перехода. Полная и сокращённая форма условного оператора. Составные условия


Логические типы данных Pascal-Паскаль


В Турбо Паскале логический тип данных носит название BOOLEAN. Значением логического типа может быть одна из двух констант FALSE (ложь) или TRUE (истина). Для них справедливы правила:

Ord(false)=0

Ord(true)=1

False
Succ(false)=true

Pred(true)=false


Логические переменные должны быть описаны предложением:

Var <имя_переменной>: boolean;


Величины логического типа данных можно присваивать, выводить, но нельзя вводить процедурой read.


Пример переменных с булевым значением:

X:=true;

y:=5>3


Логические выражения (условия) – это выражения, которые могут принимать лишь одно из двух значений: true (истина) или false (ложь). Для построения логических выражений используются операции отношения, которые обозначаются знаками: = (отношение на равенство), <> (отношение на неравенство), < (отношение меньше), > (отношение больше), <= (отношение меньше или равно), >= (отношение больше или равно).


Сложные условия составляются из простых с помощью логических операций: and (логическое «И»), or (логическое «ИЛИ») и not (логическое «НЕ»). При составлении сложных условий операнды логического выражения берутся в скобки (это важно!).


Пример логических выражений:

5>3;

2<=6;

(x<2)and(x>=0)

2*x+5<>0


При вычислении логических выражений операции выполняются в следующем порядке: not, and, or, операции отношения, арифметические операции. Если порядок выполнения операций нужно изменить, то применяют скобки.


Оператор ветвления (условная инструкция, условный оператор) — оператор, конструкция языка программирования, обеспечивающая выполнение определённой команды (набора команд) только при условии истинности некоторого логического выражения, либо выполнение одной из нескольких команд (наборов команд) в зависимости от значения некоторого выражения.


Общее описание


Оператор ветвления применяется в случаях, когда выполнение или невыполнение некоторого набора команд должно зависеть от выполнения или невыполнения некоторого условия. Ветвление - одна из трёх (наряду с последовательным исполнением команд и циклом) базовых конструкций структурного программирования.


Виды условных инструкций


Существует две основные формы условной инструкции, встречающиеся в реальных языках программирования: условный оператор (оператор if) и оператор многозначного выбора (переключатель, case, switch).


Условный оператор


Условный оператор реализует выполнение определённых команд при условии, что некоторое логическое выражение (условие) принимает значение «истина» true. В большинстве языков программирования условный оператор начинается с ключевого слова if.


Встречаются следующие формы условного оператора:


Условный оператор с одной ветвью


if условие then команды end

При выполнении такого оператора вычисляется условие, и если оно истинно, то выполняются команды до ключевого слова end, в противном случае выполнение программы продолжается со следующей за условным оператором команды. В языках низкого уровня (ассемблерах) это — единственная доступная форма условного оператора. В некоторых языках для условного оператора с одной ветвью используется специальное ключевое слово (обычно это when).


Условный оператор с двумя ветвями


if условие then команды1 else команды2 end

Здесь при истинности условия выполняются команды1 при ложности — команды2. При необходимости проверить последовательно несколько условий возможно каскадирование условных операторов:

if условие1

then команды1

else if условие2 then команды2

else if условие3 then команды3

...

else if условиеN-1 then командыN-1

else командыN end;


В этом случае условия будут проверяться последовательно, и как только встретится истинное, будет выполнен соответствующий набор команд и исполнение перейдёт к команде, следующей за условным оператором. Если ни одно из условий не окажется истинным, выполнятся командыN из ветви else.


Условный оператор с несколькими условиями


Вышеприведённая схема каскада условных операторов используется достаточно часто, поэтому ряд языков программирования содержит специальную конструкцию для неё, позволяющую записать множественное ветвление несколько компактнее и менее подверженную ошибкам написания:

if условие1 then команды1

else if условие2 then команды2

...

else командыN end;


порядок выполнения этого оператора в точности соответствует вышеприведённому каскаду простых операторов if-then-else.


Реализация в Pascal


Паскаль унаследовал от Алгола-60 синтаксис, согласно которому в ветвях условного оператора может быть помещена только одна команда. Поэтому для размещения там большего количества команд они группируются в составной оператор с помощью пары ключевых слов begin и end. Ветвь else в условном операторе не является обязательной. begin и end ставится только если несколько операторов, если же оператор 1, то их желательно не ставить.

If условие Then

begin

операторы;

end

else

begin

операторы;

end;


Реализация в C++


C и C++ (а вслед за ними и Java, C#, PHP и множество других языков) имеют условный оператор, структурно аналогичный Паскалю. Отличие состоит в том, что условие должно быть записано в круглых скобках, а вместо ключевых слов begin и end используются фигурные скобки {} :

if (<условие>)

{

<операторы>

}

else

{

<операторы>

}


1.4 Символьный тип и функции для обработки символьного типа. Перевод символьного представления числа в целый тип.


Символьный тип. CHAR – занимает 1 байт. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу присваивается целое число в диапозоне 0…255. Это число служит кодом внутреннего представления символа.


Для кодировки используется код ASCII (American Standart Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можно закодировать лишь 128 символов в диапазоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в диапазоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0…127 соответствует стандарту ASCII. Вторая половина символов с кодами 128ююю255 не ограничена жёсткими рамками стандарта и может меняться на ПК разных типов.


Символы с кодами 0…31 относятся к служебным кодам. Если эти коды использовать в символьном тексте программы, они считаются пробелами.

СИМВОЛЬНЫЙ тип (Char) определяет упорядоченную совокупность символов, допустимых в данной ЭВМ. Значение символьной переменной или

константы - это один символ из допустимого набора.

Символьная константа может записываться в тексте программы тремя

способами:

-как один символ, заключенный в апострофы, например:

'A' 'a' 'Ю' 'ю';

-с помощью конструкции вида #K, где K - код соответствующего символа, при этом значение K должно находиться в пределах 0..255;

-с помощью конструкции вида C, где C - код соответствующего управляющего символа, при этом значение C должно быть на 64 больше

кода управляющего символа.

К величинам символьного типа применимы все операции отношения.

Для величин символьного типа определены две функции преобразования

Ord(C) Chr(K).

Первая функция определяет порядковый номер символа С в наборе символов, вторая определяет по порядковому номеру К символ, стоящий на

К-ом месте в наборе символов. Порядковый номер имеет целый тип.

К аргументам символьного типа применяются функции, которые определяют предыдущий и последующий символы:

Pred(C) Succ(C). Pred('F') = 'E' ; Succ('Y') = 'Z' .

При отсутствии предыдущего или последующего символов значение соответствующих функций не определено.

Для литер из интервала 'a'..'z' применима функция UpCase(C), кото-

рая переводит эти литеры в верхний регистр 'A'..'Z'.


VAL(ST, X, CODE) – процедура; преобразует строку символов ST во внутреннее представление целой или вещественной переменной X, которое определяется типом этой переменной; параметр CODE содержит ноль, если преобразование прошло успешно, и тогда в X помещается результат преобразований, в противном случае он содержит номер позиции в строке ST, где обнаружен ошибочный символ, и в этом случае содержимое Х не меняется; в строке ST могут быть ведущие пробелы, однако ведомые пробелы недопустимы; например, обращение val (’ 123′,k,i) пройдет успешно: k получит значений 123, в i будет помещен 0, в то время как обращение val (’ 123 ‘ , k, i) будет ошибочным: значение k не изменится, a i будет содержать 4.

Функция ORD.


1.5 Оператор выбора

Оператор выбора позволяет выбрать одно из нескольких возможных продолжений программы. Параметром, по которому осуществляется выбор, служит ключ выбора -выражение любого порядкового типа (любого из рассмотренных, кроме типов REAL и STRING).

Структура оператора выбора такова:

CASE <ключ_выбора> OF <список_выбора> [ELSE <операторы>] END

Здесь CASE, OF, ELSE, END - зарезервированные слова (случай, из, иначе, конец);

<ключ_выбора> - ключ выбора;

<список_выбора> - одна или более конструкций вида:

<константа_выбора> : <оператор>;

<константа_выбора> - константа того же типа, что и выражение<ключ_выбopa> ;

<операторы> - произвольные операторы Турбо Паскаля.

Оператор выбора работает следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения <ключ_выбора>, а затем в последовательности операторов <список_выбора> отыскивается такой, которому предшествует константа, равная вычисленному значению. Найденный оператор выполняется, после чего оператор выбора завершает свою работу.

Если в списке выбора не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается операторам, стоящим за словом ELSE. Часть ELSE <оператор> можно опускать. Тогда при отсутствии в списке выбора нужной константы ничего не произойдет и оператор выбора просто завершит свою работу.


Оператор выбора Паскаля работает следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения <ключ_выбора>, а затем в последовательности <список_выбора> отыскивается константа, равная вычисленному значению. Выполняется оператор, который следует за найденной константой, после чего оператор выбора завершает работу. Если в списке выбора не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается операторам, стоящим за словом else. Часть else <оператор_иначе> можно опустить, тогда при отсутствии в списке выбора нужной константы не будет выполнено никаких действий, и оператор выбора просто завершит свою работу.

Program dni_nedeli;

Var n: byte;

Begin

Readln(n);

Case n of

1: writeln(‘понедельник ’);

2: writeln(‘вторник ’);

3: writeln(‘среда ’);

4: writeln(‘четверг ’);

5: writeln(‘пятница ’);

6: writeln(‘суббота ’);

7: writeln(‘воскресенье’);

else writeln(‘дня недели с номером’, n,’нет’);

end;

end.

1.6. Операторы цикла. Оператор цикла с предусловием. Оператор цикла с постусловием. Оператор цикла с параметром


Цикл — разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций. Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность инструкций, организованная любым способом (например, с помощью условного перехода).


Определения


Последовательность инструкций, предназначенная для многократного исполнения, называется телом цикла. Единичное выполнение тела цикла называется итерацией. Выражение определяющее, будет в очередной раз выполняться итерация, или цикл завершится, называется условием выхода или условием окончания цикла (либо условием продолжения в зависимости от того, как интерпретируется его истинность — как признак необходимости завершения или продолжения цикла). Переменная, хранящая текущий номер итерации, называется счётчиком итераций цикла или просто счётчиком цикла. Цикл не обязательно содержит счётчик, счётчик не обязан быть один — условие выхода из цикла может зависеть от нескольких изменяемых в цикле переменных, а может определяться внешними условиями (например, наступлением определённого времени), в последнем случае счётчик может вообще не понадобиться.


Исполнение любого цикла включает первоначальную инициализацию переменных цикла, проверку условия выхода, исполнение тела цикла и обновление переменной цикла на каждой итерации. Кроме того, большинство языков программирования предоставляют средства для досрочного управления циклом, например, операторы завершения цикла, то есть выхода из цикла независимо от истинности условия выхода (в языке Си — break) и операторы пропуска итерации (в языке Си — continue).


Виды циклов


Безусловные циклы


Иногда в программах используются циклы, выход из которых не предусмотрен логикой программы. Такие циклы называются безусловными, или бесконечными. Специальных синтаксических средств для создания бесконечных циклов, ввиду их нетипичности, языки программирования не предусматривают, поэтому такие циклы создаются с помощью конструкций, предназначенных для создания обычных (или условных) циклов. Для обеспечения бесконечного повторения проверка условия в таком цикле либо отсутствует (если позволяет синтаксис, как, например, в цикле LOOP…END LOOP языка Ада), либо заменяется константным значением (while true do … в Паскале).


Цикл с предусловием


Цикл с предусловием — цикл, который выполняется пока истинно некоторое условие, указанное перед его началом. Это условие проверяется до выполнения тела цикла, поэтому тело может быть не выполнено ни разу (если условие с самого начала ложно). В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором while, отсюда его второе название — while-цикл.


На языке Pascal цикл с предусловием имеет следующий вид:

while <условие> do begin

<тело цикла>

end;


На языке Си:

while(<условие>)

{

<тело цикла>

}


Цикл с постусловием


Цикл с постусловием — цикл, в котором условие проверяется после выполнения тела цикла. Отсюда следует, что тело всегда выполняется хотя бы один раз. В языке Паскаль этот цикл реализует оператор repeat..until; в Си — do…while.

На языке Pascal цикл с постусловием имеет следующий вид::

repeat

<тело цикла>

until <условие>


На языке Си:

do

{

<тело цикла>

}

while(<условие>)


В трактовке условия цикла с постусловием в разных языках есть различия. В Паскале и языках, произошедших от него, условие такого цикла трактуется как условие выхода (цикл завершается, когда условие истинно, в русской терминологии такие циклы называют ещё «цикл до»), а в Си и его потомках — как условие продолжения (цикл завершается, когда условие ложно, такие циклы иногда называют «цикл пока»)…..


Цикл cо счётчиком (с параметром)


Цикл со счётчиком — цикл, в котором некоторая переменная изменяет своё значение от заданного начального значения до конечного значения с некоторым шагом, и для каждого значения этой переменной тело цикла выполняется один раз. В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором for, в котором указывается счётчик (так называемая «переменная цикла»), требуемое количество проходов (или граничное значение счётчика) и, возможно, шаг, с которым изменяется счётчик.


for i := 0 to 9 do begin

... тело цикла

end;


В некоторых языках, например, Си и других, произошедших от него, цикл for, несмотря на синтаксическую форму цикла со счётчиком, в действительности является циклом с предусловием. То есть в Си конструкция цикла:

for (i = 0; i < 10; ++i)

{

... тело цикла

}

фактически представляет собой другую форму записи конструкции:

i = 0;

while (i < 10)

{

... тело цикла

++i;

}

То есть в конструкции for сначала пишется произвольное предложение инициализации цикла, затем — условие продолжения и, наконец, выполняемая после каждого тела цикла некоторая операция (это не обязательно должно быть изменение счётчика; это может быть правка указателя или какая-нибудь совершенно посторонняя операция). Для языков такого вида вышеописанная проблема решается очень просто: переменная-счётчик ведёт себя совершенно предсказуемо и по завершении цикла сохраняет своё последнее значение.


1.7 Процедуры и функции. Параметры, локальные и глобальные переменные. Передача параметров по адресу и по значению.

Процедуры и функции в Паскале

При решении рядa зaдaч необходимо повторять одни и те же действия при рaзличных знaчениях пaрaметров в рaзных чaстях прогрaммы. Для этого используют подпрогрaммы – процедуры и функции. Глaвное рaзличие между ними в том, что функция может быть использовaнa в вырaжении, нaпример:

х: =sin(a);


Процедурa может быть вызвaнa, нaпример:


write(a);

Процедуры и функции в Пaскaле бывaют стaндaртные и нестaндaртные, т.е. определённые пользовaтелем. Стaндaртные функции и процедуры не требуют описaния. В Пaскaле их существует более 200. Некоторые стaндaртные функции были перечислены выше. Примеры стaндaртных процедур: ClrScr – очисткa экрaнa, курсор перемещaется в верхний левый угол. Delay(t) – зaдержкa прогрaммы нa t миллисекунд. GotoXY(x,y) – перемещение курсорa в точку с координaтaми (x,y). Exit – выход из текущего блокa или из прогрaммы. Нестaндaртные процедуры и функции должны быть описaны. Их структурa, в принципе, тaкaя же, кaк и основной прогрaммы. Пример использовaния нестaндaртной процедуры: вычислить



aлгоритм решения: в прогрaмме используется процедурa step, в которой описaно вычисление вырaжения видa x^y. Знaчение вырaжения присвaивaется переменной s. При вызове процедуры в блоке оперaторов основной прогрaммы, вместо x,y,s используют-ся другие пaрaметры. Нaпример, при первом вызове процедуры вычисляется вырaжение a^b, знaчение которого присвaивaется переменной S1.

Текст прогрaммы нa Пaскaле:

program zet;

var a,b,c,S1,S2,S3,k,r,z:real;

{описaние процедуры}

procedure step(var x,y,s:real);

begin

s:=exp(y*ln(x));

end;

{блок оперaторов}

begin

read (a,b,c,); {ввод дaнных}

step(a,b,S1); {вызов процедуры}

r:=b-c;

step(a,r,S2); {вызов процедуры}

k:= sqr(b)-sqr(c);

step(a,k,S3); {вызов процедуры}

z:=(S1-sqr(S2))/sqrt(S3);

writeln(‘z=’,.z);

end.