8.1. Εισαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Η ΓΛΩΣΣΑ PACAL Πως προέκυψε η γλώσσα προγραμματισμού Pascal και ποια είναι τα γενικά της χαρακτηριστικά; Σχεδιάστηκε από τον Ελβετό επιστήμονα της Πληροφορικής Nicklaus Wirth to 1968 για να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματα των γλωσσών προγραμματισμού της δεκαετίας του 1960. Αναθεωρήθηκε το 1972 Πήρε το όνομα της προς τιμή του μαθηματικού και φιλοσόφου Blaise Pascal Είναι γλώσσα γενικής χρήσης Υποστηρίζει τις αρχές του δομημένου και του τμηματικού προγραμματισμού Αν και αρχικά σχεδιάστηκε για να γίνει διδακτικό εργαλείο των αρχών του προγραμματισμού, χρησιμοποιείται τελικά στις επιχειρήσεις, τη βιομηχανία και τους προσωπικούς υπολογιστές Πέρασε από πολλές εκδόσεις που καθεμιά εμπλουτιζόταν με περισσότερες δυνατότητες Αρχικά δε μπορούσε να χειριστεί αποτελεσματικά τα αρχεία και τα αλφαριθμητικά δεδομένα (string) Ποια είναι τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της Pascal; Με τη γλώσσα προγραμματισμού Pascal ο προγραμματιστής μπορεί: να δημιουργεί δικούς του τύπους δεδομένων να χρησιμοποιεί μεταβλητές τύπου δείκτη (pointer) και να κάνει δυναμική διαχείριση της κεντρικής μνήμης να χρησιμοποιεί μια σειρά από εντολές (σύνθετη εντολή ή compound statetement) σαν να είναι μία εντολή Από τι αποτελείται το αλφάβητο της Pascal; Από βασικά σύμβολα: o Γράμματα του λατινικού αλφάβητου o Αριθμητικά ψηφία (0 έως 9) και Από ειδικά σύμβολα (+, -, *, /,., ; κλπ) Τι είναι τα ονόματα (identifiers) στην Pascal και που χρησιμοποιούνται; Τα ονόματα είναι ταυτότητες που μπορούμε να δίνουμε σε: o Σταθερές o Μεταβλητές o Τύπους δεδομένων o Διαδικασίες o Συναρτήσεις κλπ Ένα όνομα: 1 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
o αποτελείται από μια σειρά χαρακτήρων (γράμματα του λατινικού αλφαβήτου, αριθμούς ή _) o πρέπει να αρχίζει πάντοτε με γράμμα o δεν πρέπει να τελειώνει σε «_» Για να είναι ευανάγνωστα τα προγράμματα, πρέπει να δίνουμε ονόματα που είναι ενδεικτικά του περιεχομένου τους. Τα κενά απαγορεύονται. Αντί κενού χρησιμοποιούμε το χαρακτήρα «_» Παραδείγματα σωστών ονομάτων είναι: basikos_mistos, kratiseis, pl_poso Τι είναι τα σχόλια στην Pascal; Γράφουμε σχόλια σε ένα πρόγραμμα για λόγους τεκμηρίωσης Καταλαμβάνουν όσες γραμμές θέλουμε Μπορεί να εμφανίζονται μεταξύ των στοιχείων μιας εντολής Περιέχονται σε παρενθέσεις της μορφής { } ή (* *) Κάθε σχόλιο θεωρείται ως ένα κενό Τι είναι η γλώσσα προγραμματισμού; Είναι ένα σύνολο κανόνων, συμβόλων και ειδικών λέξεων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός προγράμματος Τι είναι το συντακτικό (syntax) μιας γλώσσας προγραμματισμού; Είναι ένα σύνολο τυπικών κανόνων που προσδιορίζουν πώς γράφονται έγκυρες εντολές σε μια γλώσσα προγραμματισμού Τι είναι η σημασιολογία (semantics) μιας γλώσσας προγραμματισμού; Είναι ένα σύνολο κανόνων οι οποίοι προσδιορίζουν τη σημασία των εντολών που γράφονται σε μία γλώσσα προγραμματισμού Τι είναι ο Τύπος Δεδομένων σε μια γλώσσα προγραμματισμού; Είναι μια κατηγορία δεδομένων με ορισμένη απεικόνιση και ένα σύνολο λειτουργιών που μπορούν να εφαρμοστούν στο σύνολο των τιμών τους. 8.2 Βασικοί τύποι δεδομένων Κάθε πρόγραμμα επεξεργάζεται δεδομένα (τα οποία είναι αποθηκευμένα στη μνήμη, στο δίσκο, στη δισκέττα ή γίνεται εισαγωγή τους από το πληκτρολόγιο) Κάθε δεδομένο πρέπει να είναι συγκεκριμένου τύπου Ο τύπος του δεδομένου προσδιορίζει: τον τρόπο παράστασης του δεδομένου εσωτερικά στον υπολογιστή καθώς και το είδος της επεξεργασίας τους από τον υπολογιστή Οι τύποι δεδομένων χρησιμοποιούνται: Για τον ορισμό μεταβλητών (Μία μεταβλητή έχει πάντα ένα συγκεκριμένο τύπο και αν της δώσουμε τιμή έξω από τα όρια τιμών που επιτρέπει ο τύπος της, τότε τα αποτελέσματα θα είναι απρόβλεπτα) Για τον ορισμό συναρτήσεων Υπάρχουν τύποι δεδομένων: 2 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
που χρησιμοποιούνται συχνά, και η Pascal τους έχει προσδιορίσει και έτσι υπάρχουν έτοιμοι για τον προγραμματιστή. Διακρίνονται: o σε απλούς (ακέραιος, πραγματικός, λογικός, χαρακτήρας) και o σε σύνθετους (αλφαριθμητικός). που τους προσδιορίζει μόνος του ο προγραμματιστής ανάλογα με τις ανάγκες του 8.2.1 Ακέραιος Τι παριστάνουν οι μεταβλητές ακέραιου τύπου στην Pascal; Παριστάνoυν τους γνωστούς μας από τα μαθηματικά ακέραιους αριθμούς Μπορεί να είναι: θετικοί (δηλαδή χωρίς πρόσημο το βιβλίο το λέει «σημείο»), πχ 10 ή 51 αρνητικοί (με αρνητικό πρόσημο), όπως -2, -456 κλπ Θεωρητικά ένας ακέραιος μπορεί να έχει οποιοδήποτε πλήθος ψηφίων Πρακτικά, το πλήθος των ψηφίων περιορίζεται από τον τύπο του υπολογιστή, (έτσι οι ακέραιοι της Pascal είναι ένα υποσύνολο των ακεραίων που γνωρίζουμε από τα μαθηματικά.) Τι δηλώνει η μεταβλητή MaxInt; Η μεταβλητή MaxInt έχει μία τιμή και δείχνει την ελάχιστη (-MaxInt-1) και τη μέγιστη (MaxInt) τιμή που μπορούν να πάρουν οι ακέραιοι. Στην Turbo Pascal MaxInt=32767 και άρα οι ακέραιοι στην Turbo Pascal μπορούν να πάρουν τιμή από -32768 έως 32767. Ποιες πράξεις γίνονται με τις μεταβλητές ακέραιου τύπου στην Pascal; Με τους ακέραιους γίνονται όλες οι γνωστές πράξεις των Μαθηματικών, αλλά -ΠΡΟΣΟΧΗ- το αποτέλεσμά τους πρέπει να είναι πάλι ακέραιος. Επιτρεπτές πράξεις: + πρόσθεση - αφαίρεση * πολλαπλασιασμός div πηλίκο ακέραιας διαίρεσης mod υπόλοιπο ακέραιας διαίρεσης Ποιοι ακέραιοι τύποι υπάρχουν στην Turbo Pascal και που διαφέρουν μεταξύ τους; Υπάρχουν διάφοροι τύποι ακέραιων με διαφορετικό όνομα (shortint, integer, longint, byte, word), που: Έχουν διαφορετικό πεδίο τιμών Μπορεί να έχουν ή όχι πρόσημο Καταλαμβάνουν διαφορετικό πλήθος bytes στη μνήμη 8.2.2 Πραγματικός Πότε χρησιμοποιείται ο πραγματικός τύπος στην Pascal; Ο πραγματικός τύπος χρησιμοποιείται για μεταβλητές που οι τιμές τους είναι αριθμοί αλλά: όχι ακέραιοι, 3 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
έξω από τα όρια του ακέραιου τύπου. πολύ μικροί ή πολύ μεγάλοι αριθμοί. Είναι υποσύνολο των πραγματικών αριθμών που ξέρουμε από τα Μαθηματικά. Οι μεταβλητές πραγματικού τύπου: παίρνουν τιμές από 10-38 έως 10 38. έχουν από 6 έως 20 σημαντικά ψηφία Γιατί οι πράξεις με πραγματικές μεταβλητές απαιτούν περισσότερο χρόνο από τις πράξεις με ακέραιες μεταβλητές; Ενώ οι ακέραιοι αποθηκεύονται στη δυαδική ισοδύναμη μορφή τους, οι πραγματικοί αποθηκεύονται με πιο περίπλοκο τρόπο και χρειάζεται περισσότερος χρόνος για εκτέλεση πράξεων με πραγματικούς. Ποιοι πραγματικοί τύποι υπάρχουν στην Turbo Pascal και πού διαφέρουν μεταξύ τους; Υπάρχουν διάφοροι τύποι πραγματικών με διαφορετικό όνομα (real, single, double, extended, comp), που: Έχουν διαφορετικό πεδίο τιμών Έχουν διαφορετικό πλήθος σημαντικών ψηφίων Καταλαμβάνουν διαφορετικό πλήθος bytes στη μνήμη Τι είναι οι αριθμητικές εκφράσεις; Είναι απεικονίσεις αριθμητικών παραστάσεων που περιέχουν: Σταθερές Μεταβλητές Συναρτήσεις Αριθμητικά σύμβολα (ή τελεστές, +, -, *,.) Παρενθέσεις Με ποια σειρά γίνονται οι μαθηματικές πράξεις σε μία αριθμητική έκφραση; 1. Πρώτα εκτελούνται οι πράξεις στις παρενθέσεις 2. Στη συνέχεια: * (πολλαπλασιασμός), / (διαίρεση), div (πηλίκο ακέραιας διαιρεσης), mod (υπόλοιπο ακέραιας διαίρεσης) 3. Στο τέλος: + (προσθέση) και - (αφαίρεση) Όταν τα αριθμητικά σύμβολα έχουν την ίδια προτεραιότητα, τότε οι πράξεις εκτελούνται από αριστερά προς τα δεξιά. 8.2.3 Λογικός Τι τιμές παίρνει μία μεταβλητή λογικού τύπου; Μία μεταβλητή λογικού τύπου παίρνει μόνο δύο τιμές: true (Αληθής) false (Ψευδής) 4 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
Πού χρησιμοποιείται συνήθως μια μεταβλητή λογικού τύπου; Μία μεταβλητή λογικού τύπου χρησιμοποιείται για την καταγραφή του αποτελέσματος ενός ελέγχου. Έτσι αν σε κάποιο σημείο του προγράμματος θέλουμε να ελέγξουμε το αποτέλεσμα ενός ελέγχου, αρκεί να ελέγξουμε αν η τιμή της μεταβλητής είναι Αληθής (true) ή Ψευδής (false) Πώς παράγεται μία λογική έκφραση; Η πιο απλή λογική έκφραση παράγεται από δύο μεταβλητές ή σταθερές μέσω των σχεσιακών και των λογικών τελεστών. Ποιοι είναι οι σχεσιακοί τελεστές της Pascal; 1. Μεγαλύτερο από > 2. Μικρότερο από < 3. Μεγαλύτερο ή ίσο από >= 4. Μικρότερο ή ίσο από <= 5. Ίσο = 6. Διάφορο <> 7. Ανήκει in Ποιοι είναι οι λογικοί τελεστές της Pascal; 1. and (σύζευξη) 2. or (διάζευξη) 3. xor (αποκλειστική διάζευξη) 4. not (άρνηση) Αν P και Q είναι λογικές μεταβλητές, συμπληρώστε τον πίνακα: P Q P and Q P or Q P xor Q Not P True True True True False False True False False True True False False True False True True True False False False False False True Με ποια σειρά γίνονται οι λογικές πράξεις σε μία λογική έκφραση; 1. παρενθέσεις 2. not 3. and 4. or, xor 5. <, >, =, >=, <=, =, <>, in Όταν οι λογικές πράξεις έχουν την ίδια προτεραιότητα, τότε εκτελούνται από αριστερά προς τα δεξιά. 8.2.4 Χαρακτήρας Τι γνωρίζεται για τον τύπο (char) στην Pascal; 5 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
Ο τύπος char περιγράφει δεδομένα ενός χαρακτήρα, μέσα από το σύνολο των χαρακτήρων του υπολογιστή. Η τιμή ενός τέτοιου δεδομένου γράφεται ως εξής: Α, Β, $ κλπ Ο τύπος char είναι διατεταγμένος. Δηλαδή μόνο μία από τις σχέσεις <, > ή = αληθεύει για κάθε ζεύγος τιμών. Η διάταξη των χαρακτήρων διαφέρει από υπολογιστή σε υπολογιστή. Αλλά τα ψηφία 0, 1, 2 9 είναι συνεχόμενα. Επίσης και τα γράμματα είναι συνεχόμενα A, B, C,, Z, a, b, c, z και ακολουθούν τα Ελληνικά γράμματα Α, Β, Γ, Ω, α, β, ω 8.2.5 Αλφαριθμητικός Ο Αλφαριθμητικός τύπος (string) δεν υπάρχει στην tandard Pascal. Είναι μια σειρά από 0 έως 255 το πολύ χαρακτήρες. Ένα string με 0 χαρακτήρες είναι το κενό string, που γράφεται με δύο εισαγωγικά χωρίς κενό μεταξύ τους: Αν στη δήλωση του δεν αναφερθεί το μήκος του, τότε θεωρείται ότι έχει το μέγιστο μήκος, δηλαδή 255 χαρακτήρες. Το περιεχόμενο μιας μεταβλητής αλφαριθμητικού τύπου μπορεί να είναι μία λέξη ή φράση που περιλαμβάνεται μέσα σε εισαγωγικά : πχ Τομέας Πληροφορικής ή Turbo Pascal Ένα string πρέπει να γράφεται στην ίδια γραμμή αλλιώς η TURB PACAL θα δώσει το μήνυμα «Η σταθερά string ξεπερνάει τη γραμμή» Η Turbo Pascal έχει έτοιμα υποπρογράμματα για: o Συνένωση 2 string o Σύγκριση των τιμών 2 string o Απομάκρυνση χαρακτήρων από ένα string 8.3 ΔΟΜΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ PACAL 8.3.1. Επικεφαλίδα Η πρώτη γραμμή ενός προγράμματος Pascal είναι η επικεφαλίδα (heading) του. Η μορφή της επικεφαλίδας είναι: program όνομα προγράμματος ( ονομα αρχείου, όνομα αρχείου,.); Δηλαδή αρχίζει με τη λέξη program, ακολουθείται από το όνομα του προγράμματος και προαιρετικά από μία λίστα αρχείων που μπορεί να είναι είτε μονάδες εισόδου, εξόδου είτε τα αρχεία που θα χρησιμοποιήσει το πρόγραμμα κατά την εκτέλεσή του. 8.3.2. Δηλώσεις Η επικεφαλίδα ακολουθείται από προτάσεις δηλώσεων που αναφέρονται στους όρους που χρησιμοποιούνται στο πρόγραμμα και καταλήγουν σε ερωτηματικό. Οι δηλώσεις ακολουθούν την εξής σειρά: 1. Δηλώσεις σταθερών (constants), για τον ορισμό των ονομάτων δεδομένων που παραμένουν σταθερά. Πριν από τον ορισμό των σταθερών αναγράφεται η λέξη const. Ο τύπος της σταθεράς προσδιορίζεται από την τιμή της. 2. Δηλώσεις τύπων (types), εφόσον ορίζονται νέοι τύποι. 3. Δηλώσεις μεταβλητών (variables), για τον ορισμό των ονομάτων δεδομένων που μεταβάλλονται και για τα οποία αναφέρεται ο τύπος τους. Αν δύο ή περισσότερες μεταβλητές είναι του ίδιου τύπου, τότε διαχωρίζονται με κόμμα. 6 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής
Ο τύπος αναφέρεται στο τέλος της γραμμής μετά το σύμβολο (:) Πριν από τον ορισμό των μεταβλητών αναγράφεται η λέξη var 4. Δηλώσεις υποπρογραμμάτων που ορίζει ο χρήστης: a. συναρτήσεις (functions) και b. διαδικασίες (procedures) 8.3.3. Κύριο Πρόγραμμα Τι είναι το Κύριο Πρόγραμμα; Περιγράψτε τη δομή του. Το κύριο πρόγραμμα είναι η σειρά των εντολών που εκτελεί ο υπολογιστής, σύμφωνα με τον αλγόριθμο του προβλήματος. Ξεκινάει με τη λέξη begin και τελειώνει με τη λέξη end. Κάθε εντολή του κύριου προγράμματος τελειώνει με ερωτηματικό (;). Το οποίο είναι και διαχωριστικό εντολών. Το ερωτηματικό δεν είναι υποχρεωτικό να γραφτεί μόνο όταν η επόμενη γραμμή αρχίζει με end. Μετά το τελευταίο end πρέπει να γραφτεί μία τελεία (.), η οποία δηλώνει και το τέλος του προγράμματος. Τι είναι η Σύνθετη Εντολή (compound statement); Είναι μία ομάδα εντολών που χρησιμοποιούνται όπως μία απλή εντολή και περικλείονται μεταξύ των λέξεων begin και end. 7 Γεωργιλά Χιονία, Καθ. Πληροφορικής