Составление программ для решения задач на языке программирования Turbo Pascal

Turbo Pascal - это среда разработки для языка программирования Паскаль. Используемый в Turbo Pascal диалект базировался на более раннем UCSD Pascal, получившем распространение, в первую очередь, на компьютерах серии Apple II. Компилирующая компонента Turbo Pascal была основана на компиляторе Blue Label Pascal, первоначально созданном в 1981 году Андерсом Хейлсбергом для операционной системы NasSys микрокомпьютера Nascom. Позднее он был переписан как Compass Pascal для операционной системы CP/M, затем как Turbo Pascal для DOS и CP/M. Одна из версий Turbo Pascal была доступна под Apple Macintosh примерно с 1986 года, но её разработка прекратилась примерно в 1992.

В 1982 году Филипп Кан приобрёл компилятор у Андерса Хейлсберга и перебрался из Парижа в Калифорнию, где основал компанию Borland.

Когда в 1983 году появилась первая версия Turbo Pascal, такой тип среды разработки был относительно новым. Во время дебюта на американском рынке, Turbo Pascal продавался по цене в 49,99 долл. Помимо привлекательной цены, встроенный компилятор Паскаля также был очень высокого качества. Приставка "Turbo" намекала как на скорость компиляции, так и на скорость производимого им исполняемого кода. Turbo Pascal создавал машинный код за один проход, без шага компоновки.

После рекламной кампании за первый месяц поступило заказов на 150 тыс. долларов - так много, что местные банки отказывались оплачивать чеки и кредитные карточки, подозревая мошенничество.

За первые два года было продано не менее 300 тысяч копий компилятора, что превзошло объём продаж всех прочих языков для микрокомпьютеров.

Для того времени это была потрясающая среда разработки. Она была проста и интуитивно понятна, с хорошо организованным меню. Ранние версии использовали раскладку горячих клавиш WordStar. В более поздних версиях появилась возможность быстро получить определение ключевого слова языка, просто поставив курсор на ключевое слово и нажав клавишу справки. Справочные статьи часто включали примеры кода, использующего данное ключевое слово. Это позволяло неопытным программистам изучать Паскаль даже без помощи книг, используя лишь среду разработки. В поставку входило большое количество исходных текстов демонстрационных и прикладных программ. В их числе были даже шахматы.

Среда позволяла легко встраивать в код на Паскале вставки на языке ассемблера. Пользователь имел возможность проходить программу шаг за шагом; при переходе на ассемблерный блок это также работало. В любой момент пользователь мог добавить переменную или регистр в удобно расположенное окно для наблюдения за ними. При построчной отладке программ, использующих графические режимы IBM PC, происходило корректное переключение между графическим режимом программы и текстовым режимом среды разработки.

Помимо всего этого, имелось средство профилирования. Книги, включённые в поставку Borland Pascal, давали детальное описание языка ассемблера Intel вплоть до указания количества тактовых циклов, необходимых для выполнения каждой инструкции. В общем и целом, система давала превосходные возможности для оптимизации кода; пользователю не требовалось пользоваться чем-либо кроме среды разработки. Всё было сделано так идеально, что даже школьник мог этим пользоваться. Эти качества позволили версии Паскаля от Borland стать стандартом языка Паскаль de facto.

С начала 1990-х TP/BP используется в университетах для изучения фундаментальных концепций программирования.

Вероятно, разработка Microsoft Pascal была прекращена из-за конкуренции с высоким качеством и небольшой ценой Turbo Pascal. Другая версия гласит, что Borland заключил соглашение с Microsoft на прекращение разработки Turbo BASIC (среды разработки для BASIC, ответвившейся от Turbo Pascal), если Microsoft прекратит разработку Microsoft Pascal. Некоторое время Microsoft выпускал QuickPascal, который был почти 100% -совместим с Turbo Pascal.

В течение нескольких лет Borland улучшал не только среду разработки, но и язык. В версии 5.5 в него были введены передовые возможности объектно-ориентированного программирования. Последней выпущенной версией была версия 7. Borland Pascal 7 включал в себя среду разработки и компиляторы для создания программ под DOS, под DOS с расширителем DOS и Windows 3. x, в то время как Turbo Pascal 7 мог создавать только обычные DOS-программы.

С 1995 года в Borland прекратили разработку Turbo Pascal и предложили в качестве замены среду разработки Delphi, ещё более ориентированную на язык программирования Object Pascal.

Этапы.

Turbo Pascal 1.0, 1983 год. Компилирует непосредственно в машинный код. Требует 32 килобайта оперативной памяти. Стоит меньше 50 долларов. Имеет интегрированный компилятор/редактор, высокую скорость компиляции. Позволяет размещать динамические данные в куче (heap) - динамической области памяти.

Turbo Pascal 2.0, 1984 год. Увеличен размер создаваемой программы - позволяет использовать до 64 килобайт для кода, стека и данных. Версия для DOS поддерживает арифметический сопроцессор и двоично-десятичную арифметику (Binary Coded Decimal, BCD).

Turbo Pascal 3.0, 1985 год. Поддержка оверлейной структуры. Поддержка графических режимов. Специальные подпрограммы формирования изображений для IBM PC совместимых компьютеров, включая "черепаховую" графику. Инструментальные пакеты.

Turbo Pascal 4.0, 1987 год. Раздельная компиляция модулей. Размер программы ограничен только объёмом оперативной памяти. Управляемая с помощью меню интегрированная среда разработки (англ. Integrated Development Environment, IDE). Интеллектуальная компоновка модулей. Автономный компилятор командной строки. Убрана поддержка оверлеев. Контекстно-чувствительная система помощи.

Turbo Pascal 5.0, 1988 год. Восстановлена поддержка оверлейных структур. Встроенный отладчик. Отдельный отладчик (Turbo Debugger). Эмуляция арифметического сопроцессора. Поддержка графических драйверов BGI (Borland Graphics Interface).

Turbo Pascal 5.5, 1989 год. Объектно-ориентированное программирование. Возможность копирования в программу примеров из справочной системы. Электронный учебник на диске. Turbo Profiler - профилировщик, позволяющий оптимизировать код программы.

Turbo Pascal 6.0, 1990 год. Библиотека Turbo Vision. Новая IDE, переписанная с использованием Turbo Vision, поддерживающая мышь и редактирование нескольких файлов одновременно в разных окнах. Возможность задания во встроенном отладчике условных и по количеству проходов точек останова. Встроенный ассемблер BASM позволяющий в исходном тексте программы делать ассемблерные вставки. Protected поля и методы для объектов. Работающий в защищённом режиме компилятор командной строки.

Turbo Pascal for Windows. Создание 16-разрядных программ под Windows. Библиотека объектов Objects Windows Library (OWL), сходная по идеологии с Turbo Vision. Графическая IDE, работающая под Windows.

Borland Pascal 7.0, 1992 год. Выпущен Borland Pascal 7.0, включающий в себя более дешёвый и менее мощный Turbo Pascal 7.0 который поставлялся также отдельно. BP 7.0 позволял создавать программы под реальный и защищённый 16-битный режим DOS и Windows. Была введена поддержка открытых массивов, добавлено новое ключевое слово "public" для доступных полей и методов объекта. Открыты исходные тексты системных библиотек и функций времени выполнения (RTL).

Достоинства и недостатки Турбо Паскаля.

Достоинства.

Удобная среда разработки, включающая функциональный отладчик, доступный в любой момент.

Контекстная справочная система, по которой можно изучать язык без обращения к сторонним источникам.

Высокая скорость компиляции, высокая скорость выполнения откомпилированных программ.

Встроенная возможность использовать вставки на языке ассемблера.

Недостатки.

Компилятор рассчитан на реальный режим DOS, применение которого сходит на нет. Однако в последних версиях компилятора и среды введена поддержка защищённого режима вместе с соответствующим отладчиком (TD).

Неполная реализация объектного-ориентированного программирования.

В модуле CRT имеется ошибка (некорректный подсчёт количества циклов для функции delay, не рассчитанный на быстрые процессоры, процессоры с переменной частотой и многозадачные среды), из-за которой при запуске программы на компьютерах с тактовой частотой более 200 MHz сразу происходило аварийное завершение с сообщением "Runtime error 200 at …"

Использование файлов в Паскале.

Прежде чем перейти к обработке текстовых файлов на языке Pascal следует разобраться с понятием файл. На языке Pascal файл представляет собой упорядоченную последовательность элементов. И в отличие от общепринятого понятия файлом на языке Pascal может быть не только информация хранящиеся на дисках но и внешние устройства (такие как: дисплей, клавиатура, принтер, любой порт ЭВМ и т.д.).

Файловый тип (тип файл или файл) - это структурированный тип данных, который состоит из бесконечного (заранее неизвестного) количества элементов одного и того же типа. Элементы файла называются компонентами. Файловые типы Паскаля необходимы для того, чтобы получить возможность программного доступа к дисковым файлам. Дисковые файлы - это наборы данных на внешнем носителе.

Способы объявления файловых типов.

Общий вид объявления файлового типа

TYPE <тип файл> = FILE [OF <тип компонент>] ;

для текстовых файлов:

TYPE <тип файл> = TEXT;

для файлов записей:

TYPE <тип файл> = FILE OF <тип запись>;

для нетипизированных файлов:

TYPE <тип файл> = FILE;

Для того, чтобы использовать в программе файловые типы данных, необходимо объявить переменные файлового типа одним из следующих способов:

Способы объявления переменной файлового типа

1 способ:

TYPE <тип файл> = FILE [OF <тип компонент>] ;

VAR <программный файл>: <тип файл>;

2 способ:

VAR <програм. файл>: FILE [OF <тип компонент>] ;

Переменные файлового типа называют программными файлами. Файлы имеют начальную метку и конечную метку.

С каждым программным файлом связан указатель файла или текущий указатель.

Указатель файла это специальная переменная, которая хранит адрес доступной в настоящий момент компоненты файла. После выполнения операции открытия файла указатель всегда указывает на начало первой компоненты файла. Значение указателя файла изменяется в результате выполнения операций чтения файла или записи информации в файл. Если выполнена одна операция чтения или записи, то указатель файла перемещается к началу следующей компоненты.

42

Рис. Файл и текущий указатель файла

Операции для работы с файлами

Каждый программный файл должен быть связан с соответствующим дисковым файлом. Такая связь организуется специальной операцией связывания:

ASSIGN (<програм. файл>, `полное имя файла на диске');

2. Операции открытия программного файла необходима для начала работы с файлом и определения начального значения указателя файла. создаваемый и существующий файл открываются разными операциями:

для создаваемого файла:

REWRITE (<программный файл>);

для существующего файла:

RESET (<программный файл>);

3. Операции обмена информацией между операционной памятью и программными файлами:

ввод информации из файла в ОП:

READ (<программный файл>, <переменная>);

вывод информации:

WRITE (<программный файл>,<переменная>);

Операции обмена информацией с файлом организуют так называемый последовательный доступ к компонентам файла. Этот принцип аналогичен поиску информации на магнитной ленте магнитофона.

4. Прямой доступ к компоненте файла, позволяет установить указатель файла непосредственно на начало нужной компоненты. В Паскале прямой доступ возможен только по номеру компоненты. В этом случае нужно помнить о том что номер компоненты не всегда известен программисту и пользователю.

SEEK (<программный файл>, № компоненты);

5. Закрытие файла:

CLOSE (<программный файл>);

Если файл не закрыт и по какой-то причине программа завершилась аварийно, то все изменения внесенные в файл будут утеряны. Поэтому рекомендуется закрывать файл по завершении работы с ним.

6. Некоторые дополнительные операции над файлами могут очень полезны:

определяет закончился ли файл:

EOF (<программный файл>)

определяет размер файла в компонентах:

FILESIZE (<программный файл>)

определяет номер текущей компоненты:

FILE POS (<программный файл>)

Последовательность работы с файлами записей:

При использовании файлов записей - файлов компонентами, которых являются записи (данные комбинированного типа) нужно придерживаться следующей последовательности написания программы:

Объявить тип запись.

Объявить программный файл, компоненты которого имеют тип запись.

Объявить переменную, того же типа что и компонента файла, для обмена информацией между ОП и программными файлами.

Открыть файл существующий или создаваемый.

Для обмена информации использовать операторы ввода или вывода.

Выполнить закрытие файла.

Особенности работы с текстовыми файлами

Текстовые файлы - это файлы компонентами которых являются символьные строки. Среди текстовых файлов следует выделить стандартные текстовые файлы. Существуют особенности обработки текстовых файлов:

Стандартные текстовые файлы:

INPUT - стандартный файл ввода;

OUTPUT - стандартный файл вывода.

2. Стандартные файлы можно связать с дисковым файлом:

ASSIGN (OUTPUT, `дисковый файл`);

3. Открытие текстового файла:

для чтения: RESET (<программный файл>);

для создания: REWRITE (<программный файл>);

для дополнения: APPEND (<программный файл>);

4. Обмен информацией с текстовым файлом:

чтение: READLN (<программный файл>, переменная);

запись: WRITEL] (<программный файл>, переменная);

где <переменная> должна быть объявлена как строка символов.

Работа с файлами без типа

чтение блока данных:

BLOCKREAD (<программный файл>, переменная, n [, m]);

запись блока данных:

BLOCKWRITE (<программный файл>, переменная n [, m]);

где переменная - переменная любого типа

n - размер блока,

m - необязательный параметр, определяющий размер блока в записях.

При чтении блока данных формируется значение m.

1. Условие и постановка задачи