Министерство транспорта и связи Украины
Днепропетровский национальный
университет инженеров железнодорожного транспорта
им. акад.В. Лазаряна
Кафедра "Электронные вычислительные машины"
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
"ИНФОРМАТИКА И КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНИКА"
Ч а с т ь 1
Составитель: В.А.Рыков
Для студентов 1 курса всех
специальностей
Днепропетровск 2006
Лабораторная работа №1
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЕ
TURBO PASCAL 7.0.
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ
Цель работы:
1.Изучить основные приемы работы в интегрированной среде TURBO PASCAL 7.0.
2.Изучить порядок разработки и решения задач на ЭВМ.
3.Изучить структуру и правила записи программ на языке TURBO PASCAL 7.0.
4.Научиться программировать задачи линейной структуры.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1.Общие понятия о системе программирования TURBO PASCAL 7.0
Система программирования TURBO PASCAL представляет собой интегрированную среду, обеспечивающую диалоговое взаимодействие c пользователем на любых этапах обработки программ, обладает развитой иерархической системой меню и подсказок. Включает в себя экранный редактор, позволяющий набирать тексты программ, компилятор для трансляции программ, редактор связей для сборки программ и отладчик для отладки программ.
Для запуска интегрированной среды TURBO PASCAL следует в среде Volkov набрать на клавиатуре символы Turbo или TP и нажать клавишу Enter.
Для выхода из среды следует нажимать клавиши Alt-X.
После запуска TURBO-системы на экране монитора (дисплея) появится формат основного меню, изображенный на рис.1
File Edit Search Run Compile Debug Options Window Help
|
|
F1-Help F2-Save F3-Open F4-Edit Compile F9-Make F10-Menu
Рис.1
Первая строка экрана содержит все режимы главного меню. В последней строке экрана приведены основные доступные в каждый текущий момент функциональные клавиши с указанием их назначения. Остальное пространство экрана - рабочая область. Она используется для размещения окон с редактируемыми файлами.
1.1.Характеристика главного меню
Активизировать любой режим главного меню можно одним из двух способов:
1.Нажмите функциональную клавишу F10 и с помощью клавиш горизонтального перемещения курсора выберите необходимый режим. Выбранный режим на экране выделяется другим цветом или оттенком. Далее для входа в выбранный режим нажмите клавишу Enter.
2.Одновременно нажмите клавиши Alt и клавишу с буквой, выделенной в заголовке нужного режима меню. Например, для входа в режим File необходимо нажать Alt-F.
Для выхода из главного меню или любого подменю нажмите клавишу Esc.
В главном меню содержатся следующие режимы: Е (системный), File (файл), Edit (редактирование), Search (поиск), Run (выполнение), Compile (компилирование), Debug (отладка), Options (опции), Window (окно), Help (помощь). Все они имеют собственные подменю, некоторые несколько вложенных подменю. В данной лабораторной работе рассмотрим только режим File.
Режим файловых процедур (File)
Режим File содержит процедуры, управляющие работой с файлами. Режим активизируется клавишами Alt-F или F10 с последующим перемещением курсора в режим File и нажатием клавиши Enter. На экране появится подменю режима File, которое имеет вид, представленный на рис.2
г=====¬
¦ File¦ Edit Search
L==T==-
----+-----------¬
¦ Open... F3 ¦Загрузка файла с диска
¦ New Alt-F3 ¦Удаление текущей программы и создание новой
¦ Save F2 ¦Сохранение на диске текущего файла
¦ Save as... ¦Сохранение на диске файла с новым именем
¦ Save all ¦Сохранение всех файлов
+---------------+
¦ Change dir... ¦Изменение директория
¦ Print ¦Вывод текста программы на печать
¦ Printer setup ¦Настройка принтера
¦ DOS shell ¦Выход в DOS
¦ Exit Alt-X ¦Выход из TURBO PASCAL
¦---------------¦
Рис.2
В данной лабораторной работе рассмотрим 6 минимальнно необходимых процедур (функций): Open, New, Save, Save as...,Print и Exit.
Open(F3) - загрузка файла с диска и переход в режим экранного редактирования.
New(Alt-F3) - удаление текущей программы из памяти и очистка экрана. Можно создавать новую программу.
Save(F2) - сохранение на диске текущего редактируемого файла со старым именем.
Save as... - сохранение на диске текущего редактируемого файла с новым именем.
Print - печать содержимого текущего окна (вывод текста программы на печатающее устройство).
Exit(Alt-X) - выход из TURBO PASCAL.
2. Этапы подготовки задач для решения на ЭВМ
Процесс подготовки задач для решения на ЭВМ состоит из следующих этапов:
1) математическая постановка задачи;
2) выбор численного метода;
3) разработка алгоритма решения задачи;
4) реализация алгоритма на одном из языков программирования;
5) подготовка исходных данных;
6) ввод программы и исходных данных с клавиатуры терминала;
7) отладка программы;
8) решение задачи на ЭВМ и анализ полученных результатов.
Подробнее о этапах разработки задач можно познакомиться в работе[3].
3. Общие понятия о языке TURBO PASCAL
Одним из самых распространенных языков программирования среди пользователей ПЭВМ является Turbo Pascal. Этот язык обеспечивает простой диалог с пользователем, легок для изучения, запись формул близка к обычной математической записи, имеет достаточно разнообразные средства, которые позволяют проиллюстрировать возможности использования ЭВМ для решения различных задач.
Язык Turbo Pascal включил в себя наиболее распространенные элементы структурного и модульного программирования. является универсальным: на нем можно программировать задачи как инженерного и научного, так и экономического характера, а также разрабатывать обучающие и игровые программы.
Изучать язык Turbo Pascal целесообразно практическим путем составления программ с обязательным выходом на персональный компьютер для отладки и решения задач.
4. Структура программы
Программа на языке Turbo Pascal cостоит из заголовка и блока. Блок
состоит из раздела описания и раздела операторов.
Изобразим общий вид структуры программы на языке Turbo Pascal:
Program имя; {Заголовок программы}
label описание; -¬ раздел меток
const описание; ¦ раздел констант
type описание; +- Раздел раздел типов
var описание; ¦ описания раздел переменных
procedure описание; ¦ раздел процедур
function описание; -- раздел функций
begin -¬
оператор; ¦
оператор; +- Раздел
... ¦ операторов
оператор ¦
end. --
Обратите внимание:
-любое описание и даже полностью раздел описания может отсутствовать;
-раздел операторов обязателен;
-разделителем между описаниями (разделами) и операторами служит точка с запятой;
-в конце программы должна стоять точка;
-после оператора, стоящего перед end никакой разделитель не ставится.
Программа представляет собой последовательность операторов, расположенных между словами begin и end.
Операторами называются синтаксические конструкции, как правила, начинающиеся со служебного слова, определяющего характер действия.
В любое место программы можно вставлять комментарии. Комментарии заключаются в фигурные скобки { }.
Пробелы в программе не влияют на ее выполнение.
В строке можно поместить один или несколько операторов. Между операторами одной строки ставится разделительный символ ";".
Набор любой строки завершается нажатием клавиши Enter (Ввод).
Пример.
Составить программу для вычисления обьема пирамиды, основанием которой является треугольник. Для вычисления площади основания используйте формулу Герона s=(p*(p-a)*(p-b)*(p-c))^(1/2), где p=(a+b+c)/2. Обьем пирамиды определяется по формуле v=1/3*s*h.
Алгоритм вычисления объема должен быть следующим:
-введите исходные данные а,в,с,h;
-вычислите р;
-вычислите s;
-вычислите v;
-выведите результат v.
Программа вычислений имеет вид:
Program piramida;
var
a,b,c,h,p,s,v:real;
begin
writeln('Введите a,b,c,h'); {Подсказка для ввода
исходных данных}
readln(a,b,c,h); {Ввод исходных данных}
p:=(a+b+c)/2; {Оператор присваивания (вычисления)}
s:=sqrt(p*(p-a)*(p-b)&(p-c)); {Оператор присваивания}
v:=s*h/3.0; {Оператор присваивания}
writeln('Обьем пирамиды v=',v:7:2) {Оператор вывода}
end.
5. Алфавит языка Turbo Pascal
Язык Turbo Pascal использует следующие символы:
- строчные и прописные латинские буквы;
- строчные и прописные русские буквы;
- 10 цифр от 0 до 9;
- специальные знаки: точка, запятая, точка с запятой,двоеточие,кавычки,апостроф,плюс,минус,звездочка,наклонная черта, пробел и другие.
6. Данные.Типы данных
Данные это все то, с чем оперирует ЭВМ. К данным относятся константы, переменные и тексты (символы и строки). Известно, что в программах используются не сами значения, а их имена (для сокращения объема программы). В связи с тем, что имена могут принимать множество значений, вводится понятие типа данных.
Основные типы данных, называемые в языке скалярными разделяются на два класса: стандартные и определяемые пользователем.
В данной работе рассмотрим три наиболее распространенных стандартных типа:
-целые (integer);
-вещественные (real);
-символьные (char).
Целые числа - это числа, расположенные в диапазоне [-32768,32767].
Например:2,-15,32180,-524.
Вещественные числа имеют дробные части (3.14159) и экспоненты (2.5e12). Целая часть от дробной отделяется точкой. Числа могут представляться в диапазоне [2.9e-39,1.7e38].
Символы - это любые символы алфавита. Они могут использоваться отдельно (a,b,c,f,o и т.д.) или объединяться в символьные строки ('Я хочу выучить язык Turbo Pascal').
7. Простейшие конструкции языка
К простейшим конструкциям языка относятся: ключевые слова, константы, переменные, стандартные функции, арифметические выражения.
7.1. Ключевые слова
Ключевыми (или зарезервированными) словами называются слова, имеющие определенный смысл в программе. Ключевые слова всегда вызывают определенные действия компьютера. Например, ключевое слово Write задает вывод информации на экран или принтер.
7.2. Константы
Константа-это такой объект программы, который сохраняет в ней постоянное значение. Константы могут быть различных типов. Типы констант изобразим на рис.3
--------------¬
¦Типы констант¦
L------T-------
-------------+------------¬
-----+----¬ ------+----¬
¦Числовые ¦ ¦Символьные¦
L----T----- L-----------
+----------------------------¬
-----+----¬ -------+------¬
¦ Целые ¦ ¦Вещественные ¦
L---------- L--------------
Рис.3
Примеры записи констант даны в разделе типов данных.
Символьные (строковые, текстовые) константы заключаются в апострофы. В символьных константах могут использоваться любые отображаемые символы алфавита, которые можно набрать на клавиатуре.
Например: 'Площадь куба равна', 'X=','Иванов И.И.'.
7.3. Переменные
Переменная - это такой обьект, который в процессе выполнения программы может иметь различные значения. Для обозначения переменных применяются идентификаторы (имена переменных).
Правила образования идентификаторов.
Идентификаторы должны начинаться с буквы или символа подчеркивания (a,...,z, A,...,Z,_). Последующими символами могут быть буква, символ подчеркивания, цифры (0,1,...,9). Другие символы недопустимы.
Идентификаторы могут иметь любую длину, однако анализируются только первые 63 символа.
У идентификаторов прописные и строчные буквы не различаются. Это значит, что a,...,z тождественно A,...,Z. Например, end тоже самое, что и End или END.
Запрещено в качестве идентификатора использовать ключевые слова.
Типы переменных можно классифицировать точно так же, как и типы констант (рис.3).
7.4. Объявления констант и переменных
Константы и переменные в Turbo Pascal обозначаются с помощью идентификаторов.
Однако, до того как константы и переменные будут использованы в программе, они должны быть описаны (объявлены).
Константы объявляются с помощью ключевого слова const в разделе описания констант и отделяются друг от друга точкой с запятой.
Например:
const
mile=1750;
foot=12;
pi=3.1415926;
name='Иванов И.И.'
Здесь определены две целые константы, одна вещественная и одна
символьная.
Каждая переменная должна быть описана в разделе описания переменных, т.е. каждой переменной должен быть явно задан тип данных (integer, real, char). Каждая переменная может принимать значения только в соответствии с заданным типом данных.
Переменные объявляются с помощью ключевого слова var в разделе описания переменных.
Например:
var
a,b,c:real;
m,n:integer;
name,f:char;
Здесь определены переменные a,b,c как вещественного типа (real), m,n - целого типа, name и f - символьного.
После того, как переменная описана, ее тип не может изменяться.
7.5. Стандартные функции
При работе на ЭВМ имеется возможность использовать уже готовые
(стандартные) программы, которые хранятся в памяти.
Служат для облегчения записи и обращения к наиболее часто встречающимся функциям при обработке данных.
При обращении к стандартным функциям необходимо записать имя функции, а в круглых скобках указать аргумент. В качестве аргумента можно
применять любое арифметическое выражение (смотрите раздел 7.6).
Перечень некоторых стандартных функций приведем в табл.1
Таблица 1
--------------T------------T-----------------------------------¬
¦Математи- ¦Обращение к ¦ ¦
¦ческое ¦функции на ¦ Назначении функции ¦
¦обозначение ¦языке Turbo ¦ ¦
¦функции ¦ Pascal ¦ ¦
+-------------+------------+-----------------------------------+
¦ ¦х¦ ¦ Abs(x) ¦Вычисление абсолютной величины ¦
¦ x*x ¦ Sqr(x) ¦Вычисление квадрата аргумента ¦
¦ sin x ¦ Sin(x) ¦Вычисление синуса ¦
¦ cos x ¦ Cos(x) ¦Вычисление косинуса ¦
¦е в степени х¦ Exp(x) ¦Вычисление экспоненты аргумента ¦
¦ ¦ ¦(степень числа е (2,718)) ¦
¦ arctg x ¦ ArcTan(x) ¦Вычисление арктангенса ¦
¦ ln x ¦ Ln(x) ¦Вычисление натурального логарифма ¦
¦ vx ¦ Sqrt(x) ¦Вычисление квадратного корня ¦
¦ ¦ Trunc(x) ¦Выделение целой части числа ¦
¦ ¦ Round(x) ¦Округляет вещественное число до ¦
¦ ¦ ¦целого ¦
¦ ¦ Frac(x) ¦Возвращает дробную часть числа ¦
¦ ¦ Int(x) ¦Возвращает целую часть числа ¦
¦ ¦ Odd(x) Проверяет, является ли аргумент ¦
¦ ¦ ¦нечетным числом ¦
¦ ¦ Pi ¦Возвращает значение числа пи ¦
L-------------+------------+------------------------------------
Следует обращать внимание на соответствие открытых и закрытых скобок.
В Turbo Pascal определены только три тригонометрические функции (Sin, Cos и Arctg). Для вычисления остальных тригонометрических функций необходимо использовать известные соотношения:
Tg(x)=Sin(x)/Cos(x);
Ctg(x)=Cos(x)/Sin(x);
Csc(x)=1/Sin(x);
Sc(x)=1/Cos(x);
Arcsin(x)=ArcTan(x/Sgrt(1-Sgr(x));
Arccos(x)=Pi/2-Arcsin(x);
Arcctg(x)=Pi/2-ArcTan(x).
Для вычисления логарифма с основанием "а" используется соотношение
Log (x)=Ln(x)/Ln(a)