Паскаль. Модули, записи и файлы

Модули, записи и файлы. Введение Целью курсового проектирования является приобретение и закрепление навыков в организации вычислительных процессов и программирования на алгоритмическом языке ПАСКАЛЬ. Основной акцент в работе уделяется рассмотрению модульного программирования, использованию процедур и функций. Кроме того, большое внимание уделяется работе с файлами, подробно рассматриваются функции открытия и закрытия файла. Полученные знания помогут в будущем более эффективно подходить к

процессу разработки программного обеспечения. Язык программирования Pascal был разработан в 1968 1971 гг. Никлаусом Виртом в Цюрихском Институте информатики Швейцария. Первоначальная цель разработки языка диктовалась необходимостью инструмента для обучения программированию как систематической дисциплине. Однако очень скоро обнаружилась чрезвычайная эффективность языка

Pascal в самых разнообразных приложениях, от решения небольших задач численного характера до разработки сложных программных систем компиляторов, баз данных, операционных систем и т.п. К настоящему времени Pascal принадлежит к группе наиболее распространенных и популярных в мире языков программирования. Существуют многочисленные реализации языка практически для всех машинных архитектур разработаны десятки диалектов и проблемно-ориентированных расширений языка

Pascal обучение программированию и научно-технические публикации в значительной степени базируются на этом языке. Характеристика и особенности языка. Существует ряд объективных причин, обусловивших выдающийся успех языка Pascal. Среди них в первую очередь необходимо указать следующие 1. Язык в естественной и элегантной форме отразил важнейшие современные концепции технологии разработки программ развитая система типов, ориентация на принципы структурного программирования, поддержка процесса

пошаговой разработки. 2. Благодаря своей компактности, концептуальной целостности и ортогональности понятий, а также удачному первоначальному описанию, предложенному автором языка, Pascal оказался весьма легок для изучения и освоения. В противоположность громоздким многотомным описаниям таких языков, как PLI, Cobol, FORTRAN, достаточно полное описание языка

Pascal занимает около 30 страниц текста, а его синтаксические правила можно разместить на одной странице. 3. Несмотря на относительную простоту языка, он оказался пригоден для весьма широкого спектра приложений, в том числе для разработки очень больших и сложных программ, например операционных систем. 4. Pascal весьма технологичен для реализации практически для всех, в том числе и нетрадиционных, машинных архитектур. Утверждается, что разработка Pascal-транслятора почти не превышает по трудоемкости хорошую

дипломную работу выпускника вуза. Благодаря этому для многих ЭВМ существует несколько различных реализации языка, отражающих те или иные практические потребности программистов. Язык Pascal стандартизован во многих странах. В 1983 году был принят международный стандарт ISO 71851983. Готовится сведения на 1989 год стандарт СЭВ на Pascal.

Рассмотрим основные особенности языка Pascal. 1. Pascal является традиционным алгоритмическим языком программирования, продолжающим линию Algol-60. Это означает, что программа на языке Pascal представляет собой специально организованную последовательность шагов по преобразованию данных, приводящую к решению некоторой задачи. Это отличает Pascal от так называемых непроцедурных языков типа

Prolog, по существу представляющих собой формализмы для записи начальных условий некоторой задачи и синтезирующих решение посредством встроенных механизмов логического вывода. 2. Язык Pascal содержит удобные средства для представления данных. Развитая система типов позволяет адекватно описывать данные, подлежащие обработке, и конструировать структуры данных произвольной сложности. Pascal является типизированным языком, что означает фиксацию

типов переменных при их описании, а также строгий контроль преобразований типов и контроль доступа к данным в соответствии с их типом как на этапе компиляции, так и при исполнении программ. 3. Набор операторов языка Pascal отражает принципы структурного программирования и позволяет записывать достаточно сложные алгоритмы в компактной и элегантной форме. Pascal является процедурным языком с традиционной блочной структурой и статически определенными областями

действия имен. Процедурный механизм сочетает в себе простоту реализации и использования и гибкие средства параметризации. 4. Синтаксис языка достаточно несложен. Программы записываются в свободном формате, что позволяет сделать их наглядными и удобными для изучения. Модуль - это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты раздела описаний типы, константы, переменные, процедуры и функции и, возможно, некоторые исполняемые операторы

инициирующей части. В модулях Turbo PASCAL явным образом выделяется некоторая видимая интерфейсная часть, в которой сконцентрированы описания глобальных типов, констант и переменных, а также приводятся заголовки глобальных процедур и функций. Появление объектов в интерфейсной части делает их доступными для других модулей и основной программы. Тела процедур и функций располагаются в исполняемой части модуля, которая может быть скрыта от пользователя. Модули представляют собой прекрасный инструмент для разработки библиотек

прикладных программ и мощное средство модельного программирования. Важная особенность модуля заключается в том, что компилятор Turbo PASCAL размещает их программный код в отдельном сегменте. Модуль имеет следующую структуру UNIIMPLEMENTATION исполняемая часть BEGIN инициирующая часть

END. Здесь UNIT - зарезервированное слово, начинает заголовок модуля имя - имя модуля должно совпадать с именем файла, в который помещен модуль IMPLEMENTATION - зарезервированное слово выполнение, начинает исполняемую часть BEGIN - зарезервированное слово, начинает инициирующую часть часть модуля BEGIN инициирующая часть необязательна END - зарезервированное слово, признак конца модуля. Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова

UNIT и следующего за ним имени модуля. Для правильной работы Turbo PASCAL и возможности подключения средств, облегчающих разработку крупных программ, это имя должно совпадать с именем файла, в который помещается исходный текст модуля. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь устанавливается специальным приложением

USES список модулей . Здесь USES - зарезервированное слово список модулей - список модулей, с которыми устанавливается связь, элементами списка являются имена модулей, отделяемые друг от друга запятыми. Если объявление USES используется, то оно должно открывать раздел описаний основной программы. Модули могут использовать другие модули. Предложение USES в модулях может следовать либо сразу за зарезервированным словом

INTERFACE, либо сразу за словом IMPLEMENTATION. Интерфейсная часть открывается зарезервированным словом INTERFACE. В этой части содержатся объявления всех глобальных объектов модуля типов, констант, переменных и подпрограмм, которые должны стать доступными основной программе и или другим модулям. При объявлении глобальных подпрограмм в интерфейсной части указывается только их заголовок. Объявление подпрограмм в интерфейсной части автоматически сопровождается их компиляцией с использованием

дальней модели памяти. Таким образом, обеспечивается доступ к подпрограммам из основной программы и других модулей. Порядок появления различных разделов объявлений и их количество может быть произвольным. Исполняемая часть начинается зарезервированным словом IMPLEMEN- TATION и содержит описания подпрограмм, объявленных в интерфейсной части. В ней могут объявляться локальные для модуля объекты - вспомогательные типы, константы, переменные

и блоки, а также метки, если они используются в инициирующей части. Описанию подпрограммы, объявленной в интерфейсной части модуля, в исполняемой части должен предшествовать заголовок, в котором можно опускать список формальных переменных и тип результата для функции, так как они уже описаны в интерфейсной части. Но если заголовок программы приводится в полном виде, т.е со списком формальных параметров, то он должен совпадать с заголовком, объявленным в интерфейсной части.

Инициирующая часть завершает модуль. Она может отсутствовать вместе с начинающим ее словом BEGIN или быть пустой - тогда за BEGIN сразу следует признак конца модуля слово END и следующая за ним точка. В инициирующей части размещаются исполняемые операторы, содержащие некоторый фрагмент программы. Эти операторы исполняются до передачи управления основной программе и обычно используются для подготовки ее работы. Например, в них могут инициироваться переменные, открываться нужные файлы,

могут устанавливаться связи с другими ПК по коммуникационным каналам и т.п. Не рекомендуется делать инициирующую часть пустой, лучше ее опустить пустая часть содержит пустой оператор, которому будет передано управление при запуске программы. В среде Turbo PASCAL имеются средства, управляющие способом компиляции модулей и облегчающие разработку крупных программных проектов. В частности, определены три режима компиляции

COMPILE, MAKE и BUILD. Режимы отличаются только способами связи компилируемого модуля и основной программы с другими модулями, объявленными в приложении USES. При компиляции модуля или основной программы в режиме COMPILE компилируется только файл, находящийся в активном окне. По умолчанию предполагается, что используемые модули уже откомпилированы и результаты помещены в одноименные

файлы с расширением .TPU файл с расширением .TPU от английского Turbo Pаscal Unit создается в результате компиляции модуля. В режиме МАКЕ компилятор проверяет наличие TPU-файлов для каждого объявленного модуля. Если какой-либо из файлов не обнаружен, то система пытается отыскать одноименный файл с расширением .PAS, т.е. файл с исходным текстом модуля. Если PAS-файл найден, то происходит его компиляция.

Кроме того, в этом режиме система следит за возможными изменениями исходного текста любого используемого модуля. Если в PAS-файл исходный текст модуля внесены какие-либо изменения, то независимо от того, есть ли уже в каталоге соответствующий TPU-файл или нет, система осуществляет его компиляцию перед компиляцией основной программы. Если изменения внесены в интерфейсную часть модуля, то будут перекомпилированы также и все другие модули, обращающиеся к нему. Режим МАКЕ существенно облегчает процесс разработки крупных

программ с множеством модулей. В режиме BUILD существующие TPU-файлы игнорируются, и система пытается отыскать и компилировать соответствующий PAS-файл для каждого объявленного в предложении USES модуля. После компиляции в режиме BUILD программист может быть уверен в том, что учтены все сделанные им изменения в любом из модулей. Подключение модуля к основной программе и их возможная компиляция осуществляется

в порядке их объявления в предложении USES. При переходе к очередному модулю система предварительно отыскивает все модули, на которые он ссылается. Ссылки модулей друг на друга могут образовывать древовидную структуру любой сложности, однако запрещается явное или косвенное обращение модуля к самому себе. Дело в том, что Turbo PASCAL разрешает ссылки на частично откомпилированные модули, что приблизительно соответствует опережающему описанию подпрограммы. Если интерфейсные части любых двух модулей независимы,

Turbo PASCAL сможет идентифицировать все глобальные идентификаторы в каждом из модулей, после чего откомпилирует тела модулей обычным способом. Модуль программы unit kurp1 interface const n5 type matrarray1 n,1 n of real vectarray1 n of real procedure formvar amatr procedure vivod var amatr function maxcvectreal procedure pramatrvar cvect implementation procedure vivod var amatr var i,jinteger begin for i1 to n do begin for j1 to n do write ai,j62 writeln end writeln end procedure formvar amatr var i,jinteger

begin randomize for i1 to n do for j1 to n do ai,jrandom2-1 end function max cvectreal var iinteger mreal begin m-2 for i1 to n do if ci m then mci maxm end procedure pramatrvar cvect var i,jinteger begin ci1 for i1 to n do begin for j1 to n do ciaj,ici writelnПроизведение ,i го столбца ,ci64 end writeln end end. Основная программа program kursovik uses crt,kurp1 var amatr cvect begin clrscr window 45,2,75,7 writeln Курсовая работа по информатике writelnФакультет

АЭС группа А-92 writeln студента Грязина Дмитрия window1,1,80,25 writelnвариант 21 window10,8,80,20 writelnРазработанный модуль содержит следующие программы writeln1.Процедуру формирования элементов матрицы в интервале от 1.0 до 1.0. writeln2.Процедуру вывода матрицы на экран. writeln3.Процедуру определения произведения каждого столбца матрицы. writeln4.Функцию определения максимального произвелдения. window1,1,80,25 gotoxy10,24 writelnДля продолжения нажмите пробел clrscr forma writelnСформированная матрица vivoda

pra,c writelnМаксимальное произведение ,maxc64 readln end. Результаты работы Сформированная матрица -0.68 0.22 0.58 -0.62 -0.14 0.25 -0.11 -0.90 0.41 -0.57 0.24 -0.69 -0.84 0.28 0.71 -0.46 -0.26 0.16 0.49 -0.73 0.60 0.17 0.28 -0.77 -0.61 Произведение 1-го столбца 0.0112 Произведение 2-го столбца -0.0007 Произведение 3-го столбца 0.0187 Произведение 4-го столбца 0.0264

Произведение 5-го столбца 0.0243 Максимальное произведение 0.0264 Записи Запись это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива, компоненты поля записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются. Структура обьявления типа записи такова имя типа RECORD пс. полей

END Здесь имя типа - правельный индификатор RECORD, END зарезервированные слова запись, конец сп. полей - список полей представляют собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запитой. Каждый раздел записи состоит из одного или нескольких индификаторов полей, отделяемых друг от друга запятыми. За индификатором ставится двоеточие и описание типа поля например type birthday record day,

month byte year word end var a,b Birthday В этом примере тип Birthday есть запись с полями DAY, MONTH, и YEAR переменные А и В содержат записи типа Birthday. Как в массиве, значения переменных типа записи можно присваивать другим переменным того же типа, например a b К каждому из компонентов записи можно получить доступ, если использовать составное имя, т.е. указать имя переменной, затем точку и имя поля a.day 27b.year 1991

Чтобы упростить доступ к полям записи, используется оператор присоединения WITH WITH переменная DO оператор Здесь WITH, DO ключевые слова с, делать переменная - имя переменной типа запись, за которым, возможно, следует список вложенных полей переменная - любой оператор Турбо Паскаля. Например with c.bd do month 9 Имена полей должны быть уникальными в пределах той записи, где они обьявлены, однако, если записи содержат поля записи, т.е. вложена одна в другую, имена могут

повторяться на разных уровнях вложенности Файлы Под файлом понимается именованная область памяти на магнитном носителе, используемая для долговременного хранения некоторой логически связанной информации. В эту область внешней памяти можно как поместить определенные данные, так и извлечь их из нее. Эти действия имеют общее название - ввод-вывод. Программирование доступа к файлу в языке Turbo Pascal начинается с описания файловой переменной переменной файлового типа.

Это описание строится с помощью служебного слова file, после которого после служебного слова of может быть указан тип отдельных элементов файла, например var F file of integer При необходимости можно отдельно определить некоторый файловый тип, которым в дальнейшем пользоваться при описании файловых переменных type RecordFile file of record А, В real end var Fl, F2

RecordFile Очень важно различать собственно файл область памяти на магнитном носителе с некоторой информацией и переменную файлового типа в некоторой Turbo Pascal- программе. Считается, что файловая переменная является представителем некоторого дискового файла в программе. Для того, чтобы реализовать доступ к файлу па магнитном диске, программа должна связать его с файловой переменной. Для этого необходимо сопоставить переменную с именем файла.

Это имя представляется в виде строки, содержащей полное имя файла и, быть может, цепочку объемлющих каталогов и обозначение дисковода. Такая строка носит название маршрута или пути к файлу и формируется по общим правилам MS-DOS. Связывание маршрута и файловой переменной производится стандартной процедурой Assign, которой передаются два параметра имя переменной файлового типа и строка с именем маршрутом дискового файла, например Assign F, с booksbook4test3 .раз Помимо маршрута, во втором параметре может быть указано

условное символическое обозначение некоторого псевдофайла MS-DOS, то есть файла, связанного с конкретным физическим устройством. Допускаются имена, в основном совпадающие с принятыми в MS-DOS обозначениями con консоль, то есть экран дисплея иили клавиатура, lpti или prn печатающее устройство и т. д До тех пор, пока файловая переменная не связана с каким-либо дисковым файлом, никакие операции

с ней в программе невозможны, Заметим, что можно связать файловую переменную с еще не существующим дисковым файлом. Это может быть оправдано для случая последующего создания Turbo Pascal-программой файла с данным именем с помощью некоторой системной процедуры. После того, как файловая переменная с помощью процедуры Assign связана с конкретным дисковым файлом, можно выполнить любую допустимую операцию с ним.

Здесь рассмотрим две операции общего характера, позволяющие переименовывать и уничтожать существующие дисковые файлы. Такие операции выполняются системными подпрограммами Rename и Erase со следующими спецификациями Rename var f nevname string Erase var f Основным параметром этих процедур является файловая переменная она может идентифицировать файл любого типа, и к ней должна была быть ранее применена процедура

Assign, а процедуре Rename дополнительно передается новое имя файла. Действие указанных процедур основывается на соответствующих DOS-функциях и функционально эквивалентно командам ren и del командного процессора. 7.2.1Открытие и закрытие файлов В этом и следующем разделах рассматриваются файлы традиционной для языка Pascal структуры, которые описываются в программе в терминах составляющих компонент.

Кроме таких файловых переменных они также называются типизированными файлами, в языке Turbo Pascal имеются также файлы специального типа - текстовые файлы, которые введены для поддержки одного практически важного частного случая файловых структур, и нетипизированные файлы, которые используются для более эффективной организации обменов на низком уровне. Важнейшим моментом при использовании переменных файловых типов является интерпретация файла как потенциально

бесконечного списка значений одного и того же базового типа. Например, описание переменной F вида var F file of integer понимается как определение в программе под именем F списка неопределенного количества целых чисел, расположенного на некотором внешнем запоминающем устройстве например, на магнитном диске. С каждой переменной файлового типа также связано понятие текущего указателя файла. Текущий указатель можно понимать как скрытую переменную то есть переменную, неявно

описанную вместе с файловой переменной, которая обозначает указывает на некоторый конкретный элемент файла. Таким образом, можно графически так представить интерпретацию файла, связанного с переменной F 0 1 2 N Как правило, все действия с файлом чтение из файла, запись в файл производятся поэлементно, причем в этих действиях участвует тот элемент файла, который обозначается текущим указателем. В результате совершения операций текущий указатель может перемещаться, настраиваясь на тот или иной

элемент файла. Все элементы файла считаются пронумерованными начальный элемент имеет нулевой номер. Имеется возможность явной установки текущего указателя на некоторый элемент файла. Заметим, что один и тот же внешний файл в различных Turbo Pascal-программах или даже в различных частях одной и той же программы может интерпретироваться по-разному, например, как последовательность целых чисел, или как последовательность символов, или как

последовательность некоторых записей, и т. д. Эта возможность очень важна и часто используется в работе с файлами сложной структуры. Например, в процессе работы с внутренним представлением файлов баз данных в частности, с DBF-файлами может понадобиться интерпретировать файл по-разному в зависимости от того, какую его компоненту заголовок или содержательную часть мы обрабатываем. Нужно также отметить, что все операции с файлами в языке

Turbo Pascal реализованы с использованием базовых средств операционной системы в частности, понятие текущего указателя файла поддержано в MS-DOS. Однако все перемещения по файлу как явное управление указателем, так и сдвиги при обменах выполняются в терминах байтов. Таким образом, все аспекты, связанные с типизацией содержимого файлов, представляют собой системную надстройку языка Turbo Pascal. Для выполнения некоторой операции по вводу-выводу необходимо прежде всего

открыть дисковый файл напомним, что предварительно нужно связать файловую переменную с дисковым файлом с помощью процедуры Assign. Под открытием в данном случае понимается подготовка к обмену с файлом со стороны программы, заключающаяся прежде всего в поиске файла на внешнем носителе, установке его текущего указателя на определенный как правило, нулевой элемент и формировании буфера в оперативной памяти, посредством которого будут производиться обмены. Обычные типизированные файлы открываются с помощью одной из двух

системных процедур - Reset или Rewrite, единственным параметром которых в данном случае является файловая переменная. Обе эти процедуры открывают файл для обмена. Разница между ними заключается в начальных действиях с файлом. Процедура Reset предполагает, что открываемый дисковый файл уже существует, в противном случае возникает ошибка. Процедура Rewrite допускает, что открываемый файл может еще не существовать в этом случае она

создаст заданный файл. Если же файл существует, то Rewrite очищает его. Повторим, что в обоих случаях текущий указатель файла устанавливается на его нулевой элемент. Следует иметь в виду, что обе операции допускают в дальнейшем как чтение из файла, так и запись в него это будет обсуждаться в следующем разделе. Разумеется, две введенные процедуры носят в основном подготовительный характер, однако можно указать практически важные случаи их вполне самостоятельного

использования. Так, процедура Rewrite может применяться для стирания содержимого файла без его удаления с диска или для создания нового файла. Процедура close завершает действия с файлом, который указывается в качестве ее единственного параметра. При этом буфер, образованный при открытии файла, ликвидируется. После этого файловую переменную можно связать посредством процедуры Assign с каким-либо другим дисковым файлом. Заметим, что при окончании работы всей программы происходит

автоматическое закрытие всех файлов, открытых в программе. Однако хорошим правилом является явное закрытие файлов процедурой close после окончания работы с ними. Помимо закрывающей процедуры close, в системе Turbo Pascal также имеется дополнительная процедура Flush ее параметр - файловая переменная. Flush используется для завершения обменов с файлом без его закрытия.

Обмены с файлами всегда реализуются через некоторый буфер в оперативной памяти, поэтому в процессе записи на файл последние записываемые элементы могут еще находиться застрять в буфере. Процедура Flush вызывает принудительный сброс этих элементов в файл. Эта процедура имеет смысл в том случае, если с файлом проводились операции записи, и используется редко, так как процедура close производит такие же действия.

Основная программа program part2 uses crt type table record n integer inn string12 Name string20 Sng integer Nop integer Uop integer Skop integer End Var f file of table x table begin clrscr window45,2,75,7 textcolor 5 writeln Курсовая работа по информатике writeln Факультет АЭС группа А-92 writeln студента Грязина Д. window 1, 1, 80, 25 gotoxy 30, 5 writeln

Часть 2 window10, 8, 80, 20 writeln В файле table.txt содержатся справочные сведения writeln о предприятиях-задолжниках по уплате налогов writeln writeln Задание writeln Выдавать полные сведения о предприятиях, которые не writeln начисляли налоги в отчетный период. window1, 1, 80, 25 gotoxy10, 24 textcolor 4 blink writeln Для продолжения нажмите Enter readln textcolor 10 clrscr assign f, table.txt reset f writeln

Cведения о предприятиях, которые не начисляли writeln налоги в отчетный период writeln writeln ИНН Наименование 1 2 3 4 writeln while not Eoff do begin read f, x with x do if Nop 0 then begin writeln 3 ,Inn 12, ,Name 20, ,Sng 4, ,Nop 4, ,Uop 4, writeln Skop 4, end end writeln writeln writeln 1- Сведения на начало года writeln 2 Начислено налогов в отчетный период writeln 3

Уплачено налогов в отчетный прериод writeln 4 Сведения на конец отчетного преиода writeln readln end. Заключение Полученный мною практический опыт применительно к программированию на ПАСКАЛЕ позволяет использовать эффективное модульное программирование. Кроме того, изучив представленный в курсовом проектировании материал, я приобрел практические навыки использования процедур, функций. Наряду с этим я научился правильно использовать файловые функции операционной

системы MS-DOS, что является одним из основных вопросов программирования.