Програмне забезпечення ЕОМ. Система програмування: основні функції та компоненти. Структура і синтаксис програми, арифметичні операції і математичні функції мови Паскаль.
Сучасний комп'ютер являє собою двоєдину систему, що складається з апаратної частини (технічних пристроїв) та інформаційної частини (програмного забезпечення). ПО - це сукупність програм, що зберігаються на пристроях довготривалої пам'яті комп'ютера і призначених для масового використання. Існує класифікація ПО, згідно з якою всі програми діляться на системні, прикладні та системи програмування.
Системне ПЗ - це програми, призначені для обслуговування самого комп'ютера і управління роботою його пристроїв. Системне ПО складається з операційної системи і сервісних програм. Операційна система доповнює апаратні засоби комп'ютера, дозволяючи прикладним програмам звертатися до зовнішніх пристроїв, а користувачеві управляти роботою машини за допомогою відповідних команд. Сервісні програми служать наступним цілям: з їхньою допомогою відбувається початкова розмітка дисків, установка параметрів зовнішніх пристроїв, тестування оперативної пам'яті та ін. Апаратури, видача інформації на друк, стикування з іншою машиною або локальною мережею і ін.
Системи програмування - це комплекс інструментальних програмних засобів, призначений для роботи з програмами на одній з мов програмування. Системи програмування надають сервісні можливості програмістам для розробки їх власних комп'ютерних програм. Розробку засобів системного ПО і систем програмування прийнято називати системним програмуванням; розробку прикладних програм називають прикладним програмуванням.
Розробка будь-якого системного і прикладного програмного забезпечення здійснюється за допомогою систем програмування, до складу яких входять:
§ транслятори з мов високого рівня;
§ засоби редагування, компонування і завантаження програм;
§ макроассемблера (машинно-орієнтовані мови);
§ отладчики машинних програм.
Транслятор - це комплекс програм, що забезпечує переклад програми, написаної на символічній мові, в сукупність машинних кодів. Залежно від функціонального призначення виділяють два основних види трансляторів: компілятор і інтерпретатор.
Компілятор - це транслятор, що забезпечує переклад програми з алгоритмічної мови на машинний без її виконання.
Інтерпретатор - це транслятор, що забезпечує переклад кожної конструкції алгоритмічної мови в машинний код з одночасним виконанням.
Відладчики - це спеціальні програми, призначені для трасування (відстеження виконання програми в пооператорном варіанті), ідентифікації місця і виду помилок в програмі, «спостереження» за зміною значень змінних, виразів і т.д.
Системи програмування, як правило, включають в себе:
§ завантажувач програми (Load), що дозволяє вибрати з директорії потрібний текстовий файл програми;
§ запускатель програм (Run), який здійснює процес виконання програми;
§ диспетчер файлів (File), що надає можливість виконувати операції з файлами: збереження, пошук, знищення і т.п.
Ядро системи програмування становить мову. Мова програмування - формалізована мова для опису алгоритму розв'язання задачі на комп'ютері.
Існуючі мови програмування можна розділити на дві групи:
1) процедурні: - низького рівня,
2) непроцедурного: - об'єктно-орієнтовані,
Процедурні (або алгоритмічні) програми являють собою систему приписів для вирішення конкретного завдання. Роль комп'ютера зводиться до механічного виконання цих приписів.
Мови низького рівня (машинно-орієнтовані) дозволяють створювати програми з машинних кодів. З ними важко працювати, але створені з їх допомогою програми займають менше місця в пам'яті і працюють швидше (н-р, мови автокодом, Асемблери).
Програми на мовах високого рівня близькі до природного (англійської) мови і представляють набір заданих команд.
ЯП високого рівня мають такі переваги:
- алфавіт мови значно ширше машинного, це робить його набагато більш виразним;
- конструкції команд відображають змістовні види обробки даних і задаються в зручному для людини вигляді;
- використовується апарат змінних і дії з ними;
- підтримується широкий набір типів даних.
До процедурних мов відносяться такі мови програмування, як Algol. Fortran. Basic. Pascal. C.
Прикладом мов ООП є C ++, Java.
Класами декларативних мов є функціональні мови (н-р, Lisp) і логічні мови (н-р, Prolog).
Структура і синтаксис програми, арифметичні операції і математичні функції мови Паскаль
Кожен ЯП має алфавіт, словниковий запас, граматику, синтаксис.
Алфавіт - фіксований для даного мови набір основних символів, що допускаються для складання тексту програми на цій мові.
Синтаксис - система правил, що визначають допустимі конструкції ЯП з букв алфавіту.
У мові Паскаль все компоненти формуються з безлічі символів коду ASCII. Елементи алфавіту можна умовно розділити на 4 групи:
1. Символи, використовувані в ідентифікаторах.
3. Спеціальні символи.
4. Невикористані символи.
Ідентифікатор - це ім'я будь-якого об'єкта програми, до якої можуть входити літери, цифри і символ підкреслення. Як букв використовуються 26 латинських букв від A до Z. У ідентифікатори цифри можуть бути присутніми, але не стояти на першій позиції.
Роздільники використовуються для відділення один від одного ідентифікаторів, чисел, зарезервованих слів. Як роздільник можна використовувати, наприклад, пробіл, «Enter». У будь-якому місці програми, де можна помістити один роздільник, можна помістити їх скільки завгодно і в будь-якому поєднанні. Це дозволяє зробити програму зручною і читабельною.
Спеціальні символи. знаки пунктуаций, знаки операцій, зарезервовані слова.
[] - виділення індексів масивів, елементів множин, розмірів рядки,
() - виділення виразів, списків параметрів,
'( «Апостроф») - для виділення символу або строкової константи,
= - присвоювання значення змінної, типізований константи або функції,
; - поділ пропозицій програми,
- відділення змінної від типу,
- поділ елементів списку,
- поділ кордонів діапазону,
- позначення кінця програми, відділення в матеріальному числі цілої частини від дробової, відділення полів у записі.
Знаки операцій. складаються з небуквених символів (+, -. *, /), складаються з буквених символів (div. mod і ін.)
Зарезервовані слова - це службові слова, які використовуються тільки за своїм прямим призначенням і їх перевизначати не можна (begin. Procedure. Function і ін.).
Невикористані символи. деякі символи кодування ASCII. наприклад,%. ". включаючи літери російського алфавіту не використовуються в мові Паскаль.
Будь-яка програма на мові Паскаль є текстовим файлом з власним ім'ям і розширенням. pas.
Складові частини програми:
1. Тема. PROGRAM <имя>
2. Розділ описів
4. Розділ операторів
Мітки оголошуються label,
Постійні величини (константи) найчастіше буваю числовими або символьними. Значення символьних констант полягають в апострофи. Постійні величини описуються в розділі констант за схемою:
Const <имя> = <константа>
pi = 3.14159; k = -15; s = 'площа';
Змінні описуються в розділі опису змінних за схемою:
Var <список имен переменных>: <тип>
Наприклад. var a, b, c: real;
Опис перераховується типу виконується в розділі типів за схемою:
Type <имя типа> = <список имен>
Наприклад. type days = (mon, tue, wed, thu, fri, sat, san);
У розділі операторів записується послідовність дій, виконуваних оператором. Вони поділяються між собою «; ».
Введення вихідних даних з клавіатури відбувається по оператору
read (<список переменных>) або
readln (<список переменных>).
Висновок результатів проводиться по оператору
write (<список вывода>) або
writeln (<список вывода>).
Математичні функції. sqr (x), sqrt (x), abs (x), sin (x), cos (x), tan (x), ln (x), int (x) - ціла частина від x. random (x) - випадкове число в діапазоні від 0 до x. round (x) - ціле число, отримане з речового за правилом округлення і ін.