Pascal язык программирования для чего нужен
Почему в школе до сих пор изучают Pascal
Паскаль. Турбо Паскаль!
Часто в разговорах со школьниками и их родителями можно услышать, что на информатике они «до сих пор изучают Pascal, страну развалили, не могут современные компьютеры поставить!». Говорят, что в 21-м веке можно было бы изучать в школе уже что-то другое — Python или тот же JavaScript, но во многих школах, особенно в регионах, до сих пор преподают этот язык.
Но постойте. Не отменяя, что многим российским школам не повредит обновление парка компьютеров, давайте посмотрим, чем хорош сам Паскаль.
Олды тут?
Он действительно простой
Pascal — предельно простой и понятный язык. В нём нет сложных конструкций, перегрузок операторов или неявного приведения типов. Достаточно выучить 15 команд, и вы уже сможете решить большинство школьных задач.
Программы на Pascal легко читать и понимать, даже если вы видите этот язык первый раз. Смотрите сами:
Компилятор — наш друг
Pascal — компилируемый язык, как и многие другие. В нашем случае компилятор перед тем как собрать программу проверяет исходный код на ошибки. Единственное, он не предупреждает, если вы объявили переменную, но ни разу её не использовали, как это делает, например, С++. Но если компилятор встретит ошибку, он сразу поставит курсор на место ошибки и сверху на красном фоне напишет, что конкретно ему не нравится в этом коде.
Ошибка несоответствия типов: программист пытается в целочисленную переменную (integer) поместить дробное число.
Всё только по правилам
Pascal — строго типизированный язык с чёткой логической структурой. В нём всё упорядочено настолько, что ошибиться в командах будет очень сложно. Единственное, что может показаться немного странным для тех, кто привык к другим языкам — оператор присваивания, который выглядит так :=
Программисту остаётся следить только за тем, чтобы нигде не пропустить точку с запятой в конце каждого оператора, и за тем, чтобы количество операторов begin и end совпадало. Благодаря такому подходу Pascal заслужил репутацию лучшего языка программирования для начинающих.
Разумеется, в Паскале нет ООП. Но для того чтобы понять основы алгоритмов, переменных и циклов, этого и не нужно. А процедуры, функции, локальные и глобальные переменные — это всё есть.
Что на нём пишут сегодня
На Паскале сейчас не пишут ничего. Сегодня он только для учёбы.
Но раньше — писали, например, самый первый фотошоп был написан на Паскале пополам с ассемблером. А вообще сейчас больше пишут на Delphi — преемнике Pascal, в котором есть и ООП, и визуальное программирование, и работа с мышью и окнами.
С чего начать
Если вы давно хотели познакомиться с Паскалем поближе, но не знали, с чего начать, то начните с этого:
50 лет Паскаля
В начале 1960-х в мире доминировали языки Фортран (Джон Бэкус из IBM) для научного и Кобол (Жан Саммет из IBM и Министерство обороны) для коммерческого применения. Программы писались на бумаге, затем перфорировались на картах, после чего результатов их выполнения ждали целый день. Языки программирования считались важными помощниками и ускорителями процесса программирования.
Постер диаграмм синтаксиса Pascal
Но по моему мнению, Алгол W был недостаточно хорошим. Из-за того, что изначально он разрабатывался комитетом, язык содержал в себе слишком много компромиссов. После моего возвращения в Швейцарию, я спроектировал язык в соответствии со своими предпочтениями: им стал Паскаль. С несколькими помощниками мы написали руководство пользователя и спроектировали компилятор. В процессе его создания мы решились на рискованный шаг: захотели описать компилятор на самом Паскале, затем транслировать его вручную на Фортран, и, наконец, скомпилировать первый из второго. Результатом стал сокрушительный провал, поскольку из-за отсутствия структур данных (записей) в Фортране трансляция получилась очень громоздкой. После этого неудачного дорогостоящего урока вторая попытка окончилась успехом — на этот раз мы использовали вместо Фортрана язык местной разработки Scallop (созданный М. Энгели).
Паскаль
Паскаль был прост в преподавании и мог использоваться в широком спектре применений, что было значительным преимуществом по сравнению с Алголом, Фортраном и Коболом. Модуль System Паскаля был эффективным, компактным и простым в применений. На язык сильно повлияла новая дисциплина структурированного программирования, основным проповедником которой был Э. Дейкстра, стремившийся таким образом избежать угрозы кризиса программного обеспечения (1968 год).
Паскаль был опубликован в 1970 году и впервые использовался на курсах обучения в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH). Мы даже определили подмножество Pascal-S и создали более компактный компилятор для экономии времени и пространства на нашем компьютере CDC и снижения времени цикла обработки для студентов. В те времена машинное время и память были в дефиците.
Распространение и популярность Паскаля
Вскоре Паскаль заметило несколько университетов и возрос интерес к его использованию в обучении. Мы получали просьбы о помощи в реализации компиляторов для других компьютеров. Я придумал идею постулирования гипотетического компьютера, который можно было бы легко реализовать на различных мейнфреймах, для которого мы бы создали в Высшей технической школе Цюриха компилятор. Этот гипотетический компьютер можно было бы легко реализовывать относительно небольшими трудозатратами при помощи уже готовых инструментов (ассемблеров). Таким образом возникла архитектура Pascal-P (P — «портируемый»), и эта техника оказалась чрезвычайно успешной. Первые наши клиенты были из Белфаста (Ч.Э.Р. Хоар). Два помощника привезли две тяжёлые картонные коробки перфокарт в Цюрих, на них был записан компилятор, спроектированный для компьютера ICL. На границе их подвергли допросу, потому что возникло подозрение, что перфокарты могут содержать секреты, подлежащие таможенным сборам. Всё это происходило без международных проектных организаций, без бюрократии и бюджетов на исследования. Сегодня это было бы невозможно.
Интересным следствием таких разработок стало появление пользовательских групп, в основном состоящих из молодых энтузиастов, желавших продвигать и распространять Паскаль. Ядром этих групп управлял Энди Микел из Миннеаполиса, где они регулярно публиковали новостную рассылку о Паскале (Pascal Newsletter). Это движение внесло значительный вклад в стремительное распространение Паскаля.
Несколькими годами позднее на рынке появились первые микрокомпьютеры. Это были небольшие компьютеры, процессор которых интегрирован в единый чип, и имевшие 8-битные шины данных, доступные по цене даже физическим лицам. Выяснилось, что благодаря своему небольшому компилятору, способному уместиться в малом объёме памяти (64 КБ), Паскаль подходит для их процессоров. Группа под руководством Кена Боулса из Университета Сан-Диего и Филипп Кан из Borland Inc. в Санта-Крузе создали для нашего компилятора простую операционную систему, текстовый редактор и процедуры для обнаружения и диагностики ошибок. Они продавали этот пакет на гибких дисках по 50 долларов (Turbo Pascal). Благодаря этому Паскаль распространялся мгновенно, особенно в школах и вузах, став для многих точкой входа в программирование и computer science. Наше руководство по Паскалю превратилось в бестселлер.
Такое распространение не ограничилось Америкой и Европой. Россия и Китай тоже с энтузиазмом восприняли Паскаль. Об этом я узнал только позже, во время моих первых поездок в Китай (1982 год) и СССР (1990 год), когда мне показали версию нашего руководства, написанного непонятными (для меня) символами и буквами.
Наследники Паскаля
Но время не стояло на месте. Компьютеры стремительно становились быстрее, поэтому требования к приложениям, как и к программистам, росли. Программы больше не разрабатывались одним человеком, теперь их создавали коллективы. В языках должны были появиться конструкции, поддерживающие командную работу. Один человек может спроектировать часть системы, называемую «модулем», достаточно независимо от остальных модулей. Позже модули могут быть скомпонованы и загружены автоматически. Даже в Фортране имелась уже такая функция, однако теперь компоновщик должен был проверять целостность типов данных между границами модулей. Это была непростая задача!
Модули с межграничной проверкой целостности типов стали основным расширением первого наследника Паскаля под названием Модула-2 4 (сокращение от modular language, 1979 год). Язык стал эволюционным развитием Паскаля, а также Mesa — языка, разработанного в Xerox PARC для системного программирования. Сам Mesa тоже произошёл от Паскаля. Однако Mesa развивался слишком хаотично и его нужно было «укротить». В Модула-2 также присутствовали элементы для системного программирования, допускавшие конструкции, зависящие от конкретных свойств компьютера, поскольку они были необходимы для интерфейсов с периферийными устройствами или сетями. Из-за этого пришлось пожертвовать самой сутью высокоуровневых языков, а именно машинонезависимым программированием. К счастью, такие части теперь можно было локализовать в конкретных «низкоуровневых» модулях, а значит, соответствующим образом изолировать.
Кроме того, Модула содержал конструкции для программирования параллельных процессов (или квазипараллельных потоков). «Параллельное программирование» было основной темой 1970-х. В целом, Модула-2 постепенно стал довольно комплексным и на мой взгляд переусложнённым для обучения программированию. Ощущалось, что языку нужно совершенствование и упрощение.
Даже сегодня Оберон успешно используется во множестве разных мест. Однако революции, как в случае с Паскалем, не произошло. Комплексные коммерческие системы используются слишком широко и потому укоренились. И всё же можно сказать, что на многие подобные языки наподобие Java (Sun Microsystems) и C# (Microsoft) значительное влияние оказали Оберон или Паскаль.
Примерно в 1995 году на рынке появились динамически перепрограммируемые на уровне логических вентилей электронные компоненты. Эти программируемые пользователем вентильные матрицы (field programmable gate arrays, FPGA) можно сконфигурировать в практически любую цифровую схему. Разница между программным и аппаратным становилась всё более размытой. Я разработал язык Lola (logic language) с похожими на Оберон элементами и аналогичной ему структурой для описания цифровых схем. Схемы всё чаще стали задаваться формальными текстами, заменяющими графические принципиальные схемы. Это упрощает проектирование оборудования и ПО, что на практике становится всё более важным.
Комментарии и выводы
Принципиальная задача высокоуровневых языков — повышение уровня абстракции со слоя машинных команд. Например, структуры данных вместо массивов слов в памяти или условные операторы и операторы цикла вместо команд перехода. Идеальный язык должен определяться в категориях математической логики, аксиом и правил вывода. Для его понимания не должно требоваться никакой отсылки к любому компьютеру или механизму. Это основа портируемости. Проектировщики Алгола видели эту цель, но сложнее всего достигнуть её, не жертвуя при этом мощью выразительности. Тем не менее, каждый новый язык следует измерять той степенью, в которой он приближается к этой цели. Последовательность «Паскаль—Модула—Оберон» стали свидетельством моего стремления достичь её. Оберон к ней близок, однако ничто не идеально.
Ссылки
1. Naur, P. Revised report on the algorithmic language Algol 60. Commun. ACM 6, (Jan. 1963), 1–17.
2. Wirth, N. and Hoare, C.A.R. A contribution to the development of ALGOL. Commun. ACM 9 (June 1966), 413–432.
3. Wirth, N. The programming langage Pascal. Acta Informatica 1, (1971), 35–63; https://doi.org/10.1007/BF00264291
4. Wirth, N. What can we do about the unnecessary diversity of notation for syntactic definitions? Commun. ACM 20, 11 (Nov. 1977).
5. Wirth, N. Programming in Modula-2. Springer-Verlag 1982.
6. Wirth, N. The Programming Language Oberon. Software–Practice and Experience 18, (Jul. 1988), 671–690; https://doi.org/10.1002/spe.4380180707
На правах рекламы
Серверы для разработки и размещения ваших проектов — это про наши эпичные! Все серверы «из коробки» защищены от DDoS-атак, скорость интернет-канала 500 Мегабит, автоматическая установка удобной панели управления VestaCP для размещения сайтов и даже автоматическая установка Windows Server на тарифах с 4 ГБ ОЗУ или выше. Лучше один раз попробовать 😉
Pascal
Pascal (назван в честь Блеза Паскаля) — это чисто процедурный язык программирования, часто использующийся для обучения структурному программированию.
Pascal был разработан Никлаусом Виртом в 1970; вопреки расхожему мнению, он не был исключительно учебным языком, а предназначался для практического применения. Прототипом послужил Algol. Первоначально язык компилировался в байт-код, подобно языку Java.
В 1983 году был принят первый стандарт языка, ISO 7185:1983, который также называют Standard Pascal. Этот стандарт не добавлял в язык новые элементы, а только формально описывал существующие особенности языка. В 1990 году был принят стандарт ISO/IEC 10206, определяющий так называемый Extended Pascal. Основным изменением стало добавление модульности.
Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Pascal был одним из первых таких языков. По мнению Н. Вирта, язык должен был способствовать дисциплинированию программирования, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Pascal сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис интуитивно понятен даже при первом знакомстве с языком. Это упрощает написание компиляторов языка.
Кроме того, язык предоставлял ряд встроенных структур данных: записи, массивы, файлы, множества и указатели.
Тем не менее, первоначально язык обладал множеством недостатков: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода-вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п.
Диалект Object Pascal, разработанный в 1985 году, поддерживает объектно-ориентированное программирование. Существует ряд современных компиляторов, и в настоящее время язык достаточно популярен.
Язык программирования Pascal для новичков: Основные понятия
Как работать в Pascal
В этой статье я расскажу вам про основные принципы работы с языком Информация, выложенная здесь, проста и понятна для начинающих программистов. После изучения этой статьи вы будете владеть первоначальными знаниями о Pascal, и ваш дальнейший процесс обучения будет проходить намного легче чем мог бы быть.
Pascal – один из самых известных языков программирования. Создан в 1968 – 1969 годах швейцарским ученым Никлаусом Виртом, был назван в честь французского математика и физика Блеза Паскаля, и используется для обучения программированию по сей день.
Видео на тему: Установка Turbo Pascal на ОС Win7 64-bit. Основы программирования. Паскаль. Урок №1.
1. Подготовка к работе в Pascal
Итак, вы решили научиться программировать и начать с языка наиболее для этого подходящего – Pascal. Для начала работы вы должны приобрести (скачать) компилятор.
А что же собственно, такое, этот «компилятор»? Это специальная программа, которая считывает код программы, а затем переводит его на язык машинных кодов. То есть, по сути, все языки программирования – это способ “общения” с компьютером, а компилятор помогает перевести нашу “речь” на понятную ему.
Для Pascal существует немало компиляторов, самые известные из них: Pascal ABC, Free Pascal, Pascal ABC.NET, Turbo Pascal. Все эти программы по-своему хороши, но лично для меня (автора), очень удобен Pascal ABC (или Pascal ABC.NET), поскольку он имеет весьма удобный интерфейс, подробную справку, и даже специально подготовленный для новичков сборник задач.
2. Начало работы в Pascal
Что ж, перед нами открыто окно компилятора. Чистый, белый (или синий?) лист. Здесь и будут появляться на свет наши первые программы. Перед началом работы следует запомнить, что язык Pascal – это совокупность трёх составляющих: алфавита, синтаксиса (правил написания объектов языка) и семантики (правил использования этих объектов).
Алфавит Pascal состоит из:
Задача же синтаксиса и семантики состоит в том чтобы, правильно написать раздел программы и правильно составить ее структуру, в противном же случае наша программа будет работать неправильно (или же не работать вовсе!).
Вам наверное уже не терпится приступить к самой интересной части, так что сейчас мы с вами попробуем написать ваши первые программы.
Видео на тему: Урок 1. Паскаль с нуля. Переменные и типы данных
Структура программы выглядит так:
Program «имя программы»; — заголовок программы;
(Примечание: в конце строки ставится точка с запятой, не во всех, но в большинстве)
Uses (название библиотеки); здесь подключаются библиотеки, которые дают дополнительные возможности при создании программ;
Label (имя метки); здесь, если необходимо, прописываются метки, позволяющие переходить в разные места программы (о них позже);
Const тут указываем переменные с постоянной величиной, например, p=3.14;
Var тут через запятую перечисляем все переменные, а затем, указываем тип данных (Пример: Var: K, L, M: integer; N, O: real; (если несколько типов));
Begin (здесь без точки с запятой)
Дальше следует основной блок программы;
end. – конец программы (обязательно после “end” точка, если только это конец программы, а не операторные скобки).
3. Создание первых программ
Теперь вы знакомы с основной структурой программы. Следует заметить, что из вышеперечисленных разделов обязательными есть только «Var», «Begin» и «end», остальные же могут применяться, если это требуется в ходе выполнения поставленной задачи.
Откройте окно вашего компилятора, и введите следующие строки:
Нажмите кнопку «Выполнить»(«Run»). Ничего не происходит? Так и есть, ведь наша программа «пустая», мы не указали что она должна делать, потому ничего и не произошло. Обычно принцип работы программы написанной на языке Pascal состоит из трёх этапов: ввод данных – обработка данных – вывод данных. Теперь познакомимся с оператором “write”. Он служит для как раз для вывода данных без перехода на новую строку. Попробуем его применить, тем самым сделав нашу программу чуть сложнее и интереснее:
program Programma1;
begin
write(‘ Pascal ‘);
end.
Собственно, так он и применяется. Между апострофами мы можем ввести любой текст, на любой раскладке, и после выполнения программы он появится в окне вывода (или в командной строке, смотря какой у вас компилятор). В данном случае, должно появиться слово «Pascal». 
3.1. Операторы write, writeln, read, readln
Теперь поговорим о вводе данных. Мы уже познакомились с оператором write, но существуют также и другие. Writeln, к примеру, используется для вывода данных с переходом на новую строку. Зачем? Ну, например чтобы дать какой-нибудь переменной значение:
Как вы видите, я вкратце описал каждое действие в фигурных скобках. Это называется комментарий. В дальнейшем я также буду использовать их для объяснений.
В этом примере для присваивания к переменной значения, введенного с клавиатуры используется оператор read.
Мы видим, что при выполнении он прочитал строку в переменную А. А другой оператор, readln работает по другому. Используя его, мы можем сразу ввести нужную строку, и она прочитается в переменную:
Теперь, когда вы немного знаете о вводе данных, поговорим о том, какие могут быть данные, и как их обрабатывать.
3.2. Типы данных в Pascal
Пока вы читали эту статью, вы, наверное, уже пару раз натыкались на непонятное вам integer. Внимательно изучив основную структуру программы, вы наверняка поняли, что это тип данных. Но что это означает? Давайте поближе с этим познакомимся.
Исходные данные, которые вводятся с клавиатуры или читаются из файла, находятся в переменных, а они, в свою очередь, хранятся в оперативной памяти. Тип данных определяет, какие именно данные можно хранить, и сколько они займут оперативной памяти. Типы данных бывают целыми и вещественными.
•Вещественные типы данных (для чисел с дробной частью):
— Real
Занимаемая значением типа память – 6 байт. Число значащих цифр – 11-12. (значащие цифры – это точные цифры, то есть не округленные). Диапазон значений типа: от 2.9*10-39 до 1.7*1038.
— Double
Размер значения типа – 8 байт. Число значащих цифр – 15-16. Диапазон: 5.0*10324…1.7*10308.
— Extended
Занимает 10 байт. Число значимых цифр – 19-20. Диапазон: 3.4*10-4932…1.1*104932.
Помимо этих, существуют также символьный тип данных (char) и даже логический тип данных (boolean), переменные которого могут принимать значения только true или false.
Итак, мы уже немало узнали о вводе и выводе данных. Теперь же перейдем к самой сложной части – обработке данных.
3.3. Обработка данных. Математические операции. Условия. Логические операции.
Мы уже научились вводить данные в программу, теперь попробуем научиться их обрабатывать. Первое, и самое главное, что нам пригодится в этом деле – оператор присваивания. Выражается он вот так: «:=», и используется для присваивания значения переменной. Примеры: A:=1.5; B:=2+A. Теперь, когда мы знакомы с оператором присваивания, можем рассмотреть математические операции Pascal:
Помимо приведенных, существуют еще такие операции и функции для работы с числами:
abs(x) – возвращает модуль от x;
sin(x) – синус угла x (в радианах);
cos(x) – косинус угла x (в радианах);
int(x) – возвращает целую часть от x;
random(число) – случайное число от 0 до заданного;
sqr(x) – квадрат x;
sqrt(x) – квадратный корень x;
inc(x) – увеличить x на 1;
dec(x) – уменьшить x на 1.
Условия
Условия в Pascal играют очень большую роль, особенно если алгоритм выполнения программы разветвленный. Формулируется условие следующим образом:
if (условие 1) then (действие 1 — основное) else (действие 2 — альтернативное)
(if – если, then – то, else – иначе)
При построении условия пользуются логическими операциями and, not, or, xor:
• and – операнд, объединяющий несколько условий в одно. Действие будет выполняться, только если все перечисленные условия будут верны.
program Usloviya;
var a:integer;
begin
readln(a);
if (2*2=4) and (3+2=5) then a:=a+1 else a:=a-1;
write(a);
end.
На этом примере мы видим, что все условия, перечисленные через and верны, потому выполнялось только первое действие, идущее через than. Если хотя бы одно условие не было верно, тогда выполнилось бы второе действие.
• not – логическое действие с условием из одной части. Если условие неверно, то будет выполняться основное действие (первое), если верно – то альтернативное (второе).
program Usloviya;
var b:integer;
begin
readln (b);
if not 5=4 then b:=b+1 else b:=b-1;
write (b);
end.
Условие 5=4 неверно, следовательно, будет выполняться первое действие.
• or (или) – логический оператор для условия из нескольких частей. Основное действие будет выполняться, если верно хотя бы одно условие.
program Usloviya;
var d:integer;
begin
readln (d);
if (5=4+1) or (5=4) then d:=d+1 else d:=d-1;
write(d);
end.
Одно из условий верно, поэтому программа перейдет к основному действию. Тоже повторится, если верными будут все условия. Если же ни одно условие не будет верно, то выполниться альтернативное действие.
• xor – с этим оператором основное действие выполняется, если верно только одно условие. Если верны несколько условий, или же ни одного, то выполнится альтернативное действие.
program Usloviya;
var n:integer;
begin
readln(n);
if (6=4) xor (3=5-2) then n:=n+1 else n:=n-1;
write (n);
end.
(Примечание: Не стоит забывать что приоритет логических операций выше чем математических, поэтому, если одни совмещаются с другими, то желательно выделять математические операции скобками, чтобы не возникало ошибок при выполнении программы.)
Теперь мы с вами знакомы и с основами обработки данных. Осталось поговорить о некоторых дополнительные процедурах, и функциях для управления программой, которые вам не раз пригодятся при дальнейшем обучении на Pascal.
3.4. Процедуры и функции для управления программой
Поговорим о упомянутой раньше метке. Эта процедура очень легка в использовании и позволяет при надобности перейти в любую часть программы, «перескочив» одну из следующих частей, или же наоборот, вернуться в предыдущую часть. Прописывается метка очень просто: сперва описываем метку в разделе меток (см. п. 3. Начало работы. Структура программы), а затем указывается место перехода, а нужный оператор помечается меткой.
На данном примере, программа увеличивает на 1 введенное число, пока оно не станет равным пяти. Тут мы и можем проследить действие метки.
•Delay(время) – остановка программы с задержкой, время в кавычках указывается в миллисекундах.
•Readkey – остановка программы до нажатия клавиши, значение функции – код нажатой клавиши.
•Exit – досрочное завершение процедуры.
Следует заметить, что для работы delay, readkey, и exit необходимо подключить модуль crt (uses crt).
Также посмотрите видео: Паскаль с нуля — первая программа.
4. Заключение
Прочитав эту статью, вы получили базовые знания по языку программирования Pascal. В доступных и понятных формулировках здесь были выложены основные понятия, принципы работы с данным языком. Теперь дело переходит к вам в руки. Если вы правильно воспользуетесь этой информацией, и продолжите обучаться языку Pascal, то вскоре сможете владеть им в совершенстве.
Поняв принцип работы с Pascal, вы сможете изучить и другие языки программирования, и в будущем писать уже более «серьезные» программы, чем те с которыми вы познакомились при изучении этой статьи. Продолжайте учиться! Удачи!