Основы языка Pascal

1. Лингвистическая концепция языка Паскаль

Целью работы И. Вирта было создание языка, который

• строился бы на небольшом количестве базовых понятий,

• имел бы простой синтаксис,

• допускал бы перевод программ в машинный код простым компилятором.

По природе своей компьютер может выполнять только простейшие операции, которые можно вводить одну за другой в его память прямо в машинных кодах. Изнурительная монотонность такой работы привела когда-то первых программистов к естественному решению - созданию Ассемблеров, т.е. средств, упрощающих подготовку машинных кодов программ пользователя за счет написания их в некоторых мнемонических обозначениях с последующим автоматическим переводом. Дальнейшее развитие этих идей привело к созданию языков программирования высокого уровня, в которых длинные и сложные, но часто применяемые последовательности машинных операций были заменены каждая одним-единственным обозначающими ее словом - оператором. В области малых ЭВМ среди языков программирования высокого уровня следует в первую очередь назвать БЕЙСИК. Программы, написанные на этом языке, к сожалению, часто содержат запутанные последовательности операторов, называемые иногда на жаргоне программистов блюдо спагетти. Лингвистическая концепция Паскаля отрицает методы программирования, которые могут привести к подобным эффектам. В mei, напротив, пропагандируется системный подход, выражающийся, в частности, в расчленении крупных проблем на меньшие по сложности и размеру задачи, легче поддающиеся решению.

Основные принципы Паскаля:

• Структурное программирование. Суть его заключается в оформлении последовательностей команд как замкнутых функций или процедур и в объединении данных, связанных по смыслу, в сложные структуры данных. Благодаря этому повышается наглядность текста и упрощается его отладка.

• Проектирование сверху вниз. Программист разбивает свою задачу на несколько более простых, после чего каждая из задач решается по отдельности. Затем компонуются результаты проектирования простых задач и решается задача проектирования сверху вниз в целом.

• Объектно-ориентированное программирование делает следующий шаг от ремесла к науке программирования. Данные объединяются со свойственными им операциями обработки в некоторые объекты (Инкапсулирование). Например, данным "Человек" присуща операция "Идти". При этом свойства одних объектов могут передаваться другим, переноситься на другие классы объектов (Наследование). С другой стороны, в объектно-ориентированном программировании существует явление полиморфизма: часы тоже могут "Идти", но не ногами.

Влияние Паскаля ощущается в настоящее время в разных языках программирования. Так, среди новых диалектов Бейсика есть Паскаль с символикой Бейсика. Даже в язык С встраивается все больше элементов, порожденных Паскаль-концепцией. Необходимо отметить, что все эти явления находятся в русле характерной для современных языков программирования тенденции к конвергенции. Набор операторов стандартного Паскаля относительно мал и легко изучаем. Но это порождает проблему расширения языка в приложениях. В ТП эта проблема решается за счет поставок большого количества библиотек разнообразных процедур, готовых к употреблению в прикладных программах. Широкое распространение Паскаля привело к появлению на рынке программного обеспечения большого числа инструментальных и прикладных программ. Подобные программы разработаны для многих проблемных областей, однако задача их настройки в соответствии с требованиями пользователей продолжает оставаться достаточно важной.

2. Алфавит языка и специфика использования символов

Язык программирования ТП 7.0, как и любой другой, имеет свой алфавит. Как правило, алфавитом языка программирования называют набор символов, разрешенный к использованию и воспринимаемый компилятором, с помощью которого могут быть образованы величины, выражения и операторы данного языка. Алфавит языка ТП 7.0 включает в себя все символы, представленные в кодировочной таблице, которая в настоящий момент загружена в оперативную память или хранится в ПЗУ Вашего компьютера. Каждому символу алфавита соответствует индивидуальный числовой код от 0 до 255.

Примечание: Символы с кодами от 0 до 127 представляют собой так называемую основную таблицу кодов ASCII. Их состав и порядок определены американским стандартом на коды обмена информацией. Часть кодировочной таблицы с кодами от 0 до 127, т.е. "Основная таблица кодов ASCII, идентична на всех IBM-совместимых компьютерах.

Алфавит языка ТП 7.0 составляют:

1. Символы, используемые для составления идентификаторов:

• латинские строчные и прописные буквы,

• арабские цифры от 0 до 9 (в идентификаторах цифры могут использоваться наряду с буквами, начиная со второй позиции),

• символ подчеркивания (ASCII, код 95).

2. Символы-разделители:

• Символ пробела (ASCII, код 32). Как уже отмечалось, символ пробела является разделителем в языке ТП 7.0. Основное назначение этого символа - разделение ключевых слов и имен.

• Управляющие символы (имеют ASCII-коды от 0 до 31). Эти символы могут применяться при описании строчных и символьных констант. Управляющие символы с ASCII-кодом 9 (табуляция), а также 10 и 13 (замыкающее строку) используются в качестве разделителей при написании программ на ТП 7.0.

В любом месте программы, где можно расположить один символ-разделитель, их можно разместить сколько угодно, т.е. для компилятора следующие записи будут эквивалентны:
A:=B+C-D;Write(A);
А := В + С - D; Write (A);
A:=
В+С
- D ; Write (А);

3. Специальные символы - символы, выполняющие определенные функции при построении различных конструкций языка:
+ - * / { } [ ] ( ) < > . , ' : ; ^ @ # $

4. Составные символы - группа символов, которые воспринимаются компилятором как единое целое:
<= => := (* *) (. .) ..

5."Неиспользуемые" символы.
Символы так называемой расширенной таблицы ASCII, т.е. символы, имеющие коды от 128 до 255 (в этой области находятся символы алфавита русского языка и символы псевдографики на IBM-совместимых компьютерах), а также некоторые символы из основной таблицы ASCII (например: (&), (!), (%), (-), (") и некоторые другие) не входят в алфавит языка, т.е. эти символы не используются в идентификаторах. Тем не менее, их можно использовать в тексте комментариев, а также в виде значений констант строк или констант символов.

6. Зарезервированные слова.
ТП 7.0, как и его предшественники, включает в себя так называемые ключевые или зарезервированные слова (BEGIN, END, PROGRAM). В качестве имен идентификаторов в программе зарезервированные слова использоваться не могут. Если Вы будете использовать зарезервированные слова не по назначению, это вызовет ошибку при попытке откомпилировать программу.

3. Понятие лексемы и разделителя

Программа на Паскале состоит из последовательности лексических единиц - лексем.
Лексема - минимальная единица языка, имеющая самостоятельный смысл.

В Паскале лексемы условно делятся на несколько классов:

• идентификаторы;

• числа без знака;

• специальные знаки (слова-символы и специальные знаки);

• символьные константы (строки),

• директивы;

• метки.

Блок лексического анализа Паскаль-компилятора, рассматривая символы входного языка, должен определить, какому классу принадлежит лексема. Между лексемами разрешено вставлять один и более разделителей. В качестве разделителей в стандарте Паскаля используются пробелы, комментарии, символы «конец строки». В Турбо-Паскале кроме этих в качестве разделителей разрешено использование и других символов. Комментарии заключают в фигурные скобки {}. Вместо них также могут использоваться пары символов (**)

Примеры записи лексем:
12–А
12 - A+5

В первом примере записаны три лексемы “12”, “-“, “А”, между которыми нет разделителей. Во втором примере между первой и второй лексемами, а также между второй и третьей использован разделитель пробел.

А{присвоить}:=1;
Между лексемами “А” и “:=” в качестве разделителя использован комментарий.

А:{присвоить}=1
Последний пример ошибочен, так как разделитель в виде комментария разрывает лексему ":=”.

4. Идентификаторы

Идентификатор является именем, которое использует программист при обращении к какому-то значению. В качестве имен не могут быть использованы зарезервированные слова (слова-символы, например слово “PROGRAM”). В стандартном Паскале идентификаторы используются для обозначения переменных, констант, типов, процедур и функций. Имена могут быть длинными, но при трансляции рассматривается ограниченное число символов (по стандарту Паскаля - первые восемь символов, тоесть идентификаторы “dlinniy_identifikator1” и “dlinniy_identifikator2” будут восприняты компилятором как одно и тоже слово). В Турбо-Паскале идентификатор кроме символов букв и цифр может содержать символ “_” (подчеркивание). Подчеркивание полезно, когда имя состоит из нескольких осмысленных слов. В общем случае следом за зарезервированным словом PROGRAM в программе стоит пробел, разделяющий в Паскале слова, и далее - имя, данное программе. Это имя представляет собой пример идентификатора. Идентификатор -имя, свободно избираемое программистом для элементов программы (процедур, функций, констант, переменных и типов данных).

При обозначении какого-либо элемента программы с помощью идентификатора Вы должны руководствоваться следующими постулатами:

• Идентификатор должен начинаться буквой или символом подчеркивания “_”.

• ТП 7.0 не различает прописные и строчные буквы. Поэтому можно записать WriteLN, Writeln или даже wRITeLn, не опасаясь быть непонятым компилятором. Для него все три записи эквивалентны.

• Начиная со второй позиции, в идентификаторе можно применять наряду с буквами цифры

• Пробел в ТП 7.0 является разделителем и не может стоять внутри идентификатора. Для создания идентификаторов, состоящих из двух слов, можно воспользоваться большими буквами (например, ReadText) или символом подчеркивания (Read_Text), но не пробелом (bRead Text – два отдельных слова).

• Применение других символов (букв неанглийского алфавита, знаков препинания, псевдографических символов и т.п.) в идентификаторах не допускается.

• Зарезервированные слова (такие как BEGIN, END или PROGRAM) в качестве идентификаторов не используются.

• Идентификаторы могут быть любой длины, но сравнение их между собой производится по первым 63 символам.

Кроме того, при написании программы рекомендуется следовать ряду правил хорошего тона, которые упрощают редактирование программы и повышают ее наглядность:

• Изобретая идентификаторы, старайтесь делать их "осмысленными", не экономьте на именах - имя ReadTest всегда лучше, чем RT. Не бойтесь потратить время на написание длинных идентификаторов. Встроенный в ИПО (Интегрированная Пользовательская Оболочка) редактор предоставляет возможность копировать и переносить фрагменты текста.

• Все структуры языка имеют англоязычные идентификаторы. Для своих элементов Вы можете изобрести русскоязычные идентификаторы (записанные латинскими литерами), например PROGRAM Privetstvie. Но для удобства, создавая идентификаторы, выполняйте не транслитерацию русских слов в английские, а перевод на английский язык (приветствие - welcome).

В нашей учебной программе слово PROGRAM и последующий идентификатор представляют собой незаконченный оператор программы. Для правильного оформления его необходимо завершить символом точка с запятой (;). Таким образов завершается каждый оператор программы на языке Паскаль, за исключением последнего оператора END, после которого всегда ставится точка, тем самым информируя компилятор об окончании текста программы.