Download Курсовая программиравние на языке Pascal and more Lecture notes Linear Programming in PDF only on Docsity!
ВВЕДЕНИЕ
Несколько слов об истории языка Паскаль стал «наследником» Алгола. Алгоритмический язык Алгол был разработан в 1950-60-х годах. Его разработчиком был швейцарский ученый Николаус Вирт, собиравшийся использовать этот язык для обучения своих студентов методом разработки компиляторов. Время рождения языка Паскаль – начало 70-х годов. По сравнению с Алголом Паскаль проще и яснее. У него намного лучше возможности обработки данных и имеются встроенные процедуры ввода- вывода, которых не было в Алголе. Турбо Паскаль фирмы Borland является расширением стандарта языка и содержит, кроме того, интегрированную среду, намного ускоряющие и облегчающий процесс разработки программ. Этот программный продукт прошел 6 версий, прежде чем появился Турбо Паскаль 7.0. [2]. На нынешнем этапе развития общества и информатизации общественных институтов в РК наиболее актуальной и востребованной становится задача подготовки специалистов высокого уровня. Данные приоритеты обозначены в послании Президента РК “Новый Казахстан в новом мире” и конкретизированы и государственный программе развития образования в Республике Казахстан на 2005-2010г. [1]. Запуск программы. Будем считать, что компьютер для работы с Турбо Паскаль настроен так, как это сказано в приложении. Для начала работы с Турбо Паскаль удобнее всего поступить следующим образом: Запустить Norton Commander; Зайти в каталог, в котором планируется сохранять файлы с исходными текстами программы, а также вспомогательные файлы вашей программы; Вызвать горячее меню Norton Commander (нажав клавишу F2); Выбрать строку "Turbo Pascal 7.0"; Если окно редактирования не открылось, то открыть его через пункт меню "File" (нажать Alt+F, выбрать New). Если у вас уже есть некоторый файл с исходным текстом программы (файл с расширением pas), с которым
вы хотите продолжить работу, то достаточно навести на него указатель Norton Commander и нажать Enter. В этом случае запустится Turbo Pascal и сразу откроется текст выбранной вами программы. Окно среды разработчика. Основной экран интегрированной среды разработчика Turbo Pascal 7. По функциональному назначению выделяется три области экрана:
- Строка меню
- Рабочая область
- Строка состояния Строка меню активизируется нажатием клавиши F10. В меню содержатся следующие разделы: File. Позволяет выполнять все основные действия с файлами (создание, открытие, сохранение) Edit. Позволяет выполнять все основные операции редактирования текста (копирование, вставка, удаление фрагментов, отмена последних изменений) Search. Позволяет осуществлять поиск и замену фрагментов текста. Run. Позволяет запускать программу, в том числе в пошаговом режиме. Compile. Позволяет осуществлять компиляцию программы. Debug. Содержит команды, облегчающие процесс поиска ошибок в программе. Tools. Содержит некоторые дополнительные средства Турбо Паскаль. Options. Позволяет установить необходимые для работы параметры компилятора и среды разработчика. Window. Позволяет выполнять все основные операции с окнами (открывать, закрывать, перемещать, изменять размер). Help. Позволяет получить имеющуюся в системе справочную информацию. Все пункты меню доступны через горячие клавиши. Для этого надо нажать клавишу Alt и ту букву, которая выделена красным цветом в названии пункта меню. Меню также позволяет работать с мышью. В рабочей области
I. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ПАСКАЛЬ
1.1 Структура программирования на языке Паскаль
Прежде всего, следует напомнить, что изучение языка программирования представляет собой знакомство с формальными правилами записи алгоритмов для их последующего выполнения компьютером. Формальность сия проистекает из самих принципов, заложенных в архитектуру вычислительных устройств, и жесткости математической логики. Поэтому, постарайтесь воспринять все довольно строгие правила как неизбежность, настроить себя на серьезную, скрупулезную, порой сложную работу. Однако не стоит бояться, расстраиваться и сетовать на судьбу: немного аккуратности, внимания, знания предыдущего материала - и вы уже программист [4]. Сейчас наиболее широко используются традиционные языки. В их число входят FORTRAN, Pascal, C/C++, Ada, Java и т. п. Это совокупность традиционных языков создает ошибочное впечатление о том, что на всех языках программирования почти одинаково [3]. Основные понятия. Как и любой алгоритм, являющийся, как вы помните, последовательностью инструкций, программа на языке Паскаль состоит из команд (операторов), записанных в определенном порядке и формате. Команды позволяют получать, сохранять и обрабатывать данные различных типов (например, целые числа, символы, строки символов, т.д.). Однако кроме команд в записи программы участвуют еще так называемые "служебные слова". Это и есть элементы формальности, организующие структуру программы. Их не так много, но их значение трудно переоценить. Служебные слова можно использовать только по своему прямому назначению. Переопределять их не разрешается. Вам уже известно, что основное назначение компьютера - облегчить человеку работу с большими объемами информации, поэтому подавляющее большинство программ построено по одному, довольно простому принципу: получение данных из
внешнего мира (ввод), обработка их по соответствующему алгоритму, хранение необходимой информации и вывод во внешний (по отношению к компьютеру) мир полученных результатов [4]. С возникновением языков высокого уровня появилась возможность проектирования больших программных систем. Программирование из искусства комбинирования машинных команд, секретами которого владели избранные, превратилось в индустрию производства программного оборудования ЭВМ. К началу 70-х годов затраты на производство программ превысили затраты на производство аппаратуры. Поэтому проблема разработки эффективных и надежных программных систем стала центральной задачей информатики. Использование языков высокого уровня сняло лишь часть проблем (таких, например, как проблема распределения вычислительных ресурсов), породив одновременно новые проблемы (например, в связи с неэффективностью машинного кода, генерируемого транслятором по сравнению с кодом "ручной работы", возникла задача оптимизации). Исследования этих проблем привели, в частности, к формированию научно-обоснованного стиля программирования - структурного программирования. Структурное программирование - это технология проектирования программ, базирующаяся на строгом определении средств языка и методов их использования. К средствам языка относятся стандартные типы данных и операторы управления вычислениями. Совокупность данных, определенных в программе как переменные и константы, называется структурой данных этой программы. Правильное построение структуры данных программы играет такую же важную роль для ее эффективности, как и правильное построение структуры управления. Именно взаимодействие этих двух аспектов определяет программу. Теория структур данных подобна теории структур управления. Именно, существуют основные (стандартные) структуры, каждая из которых определяет один из способов объединения данных в структуру. Данные простых типов при этом играют роль кирпичиков, из которых строится все здание. Структуры данных
1.2 Типы данных
Данные, с которыми работает программа, хранятся в оперативной памяти. Естественно, что необходимо точно знать, сколько места они занимают, как именно закодированы и какие действия с ними можно выполнять. Все это задается при описании данных с помощью типа. Тип данных однозначно определяет: внутреннее представление данных, а, следовательно, и диапазон их возможных значений; допустимые действия над данными (операции и функции). Например, целые и вещественные числа, даже если они занимают одинаковый объем памяти, имеют совершенно разный диапазон возможных значений; целые числа можно умножать друг на друга, а, к примеру, символы
- нельзя. Каждое выражение в программе имеет определенный тип: Стандартные типы: логические целые вещественные символьный строковый адресный файловые Типы, определяемые программистом: Простые: перечисляемый интервальный адресные Составные: массивы строки записи множества
файлы процедурные типы объекты Стандартные типы не требуют предварительного определения. Для каждого типа существует ключевое слово, которое используется при описании переменных, констант и т. д. Если же программист определяет собственный тип данных, он описывает его характеристики и сам дает ему имя, которое затем применяется точно так же, как имена стандартных типов. Логические типы. Основной логический тип данных Паскаля называется boolean. Величины этого типа занимают в памяти 1 байт и могут принимать всего два значения: true (истина) или false (ложь). Внутреннее представление значения false - 0 (нуль), значения true - 1. К величинам логического типа применяются логические операции and, or, xor и not. Они описаны ниже. Для наглядности вместо значения false используется 0, а вместо true — 1.
Таблица 1 a b a and b a or b a xor b not a 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0
Операция and - "логическое ‘И’", логическое умножение. Операция or - "логическое ‘ИЛИ’", логическое сложение. Операция xor - так называемое исключающее ‘ИЛИ’, или операция неравнозначности. Логическое отрицание not является унарной операцией. Кроме этого, величины логического типа можно сравнивать между собой с помощью операций отношения, перечисленных в таблице:
Кроме этого, к целым величинам можно применять поразрядные операции and, or, xor и not. При выполнении этих операций каждая величина представляется как совокупность двоичных разрядов. Действие выполняется над каждой парой соответствующих разрядов операндов. Например, результатом операции 3 and 2 будет 2, поскольку двоичное представление числа 3 - 11, числа 2 - 10. Для работы с целыми величинами предназначены также и операции сдвига влево shl и вправо shr. Слева от знака операции указывается, с какой величиной будет выполняться операция, а справа - на какое число двоичных разрядов требуется сдвинуть величину. Например, результатом операции 12 shr 2 будет значение 3, поскольку двоичное представление числа 12 — 1100. Вещественные типы. Вещественные типы данных хранятся в памяти компьютера иначе, чем целые. Внутреннее представление вещественного числа состоит из двух частей - мантиссы и порядка, и каждая часть имеет знак. Например, число 0,087 представляется в виде 0,87*10-1, и в памяти хранится мантисса 87 и порядок -1 (для наглядности мы пренебрегли тем, что данные на самом деле представляются в двоичной системе счисления и несколько сложнее). Существует несколько вещественных типов, различающихся точностью и диапазоном представления данных. Точность числа определяется длиной мантиссы, а диапазон - длиной порядка.
Таблица 5 Тип Название Размер Значащих цифр Диапазон значения real вещественный 6 11-12 2.9e-39..1.7e+ single одинарной точности 4 7-8 1.5e-45..3.4e+ double двойной точности 8 15-16 5.0e-324..1.7e+ extended расширенный 10 19-20 3.4e-4932..1.1e+ comp большое целое 8 19-20 -9.22e18..9.22e18(-263..263-1)
Операции. С вещественными величинами также можно выполнять арифметические операции. Результат их выполнения — вещественный. В
ord порядковый номер символа Целый ord('b') даст в результате 98 ord('ю') даст в результате 238 chr преобразование в символ Символьный chr(98) даст в результате 'b' chr(238) даст в результате 'ю' pred предыдущий символ Символьный pred('b') даст в результате 'a' succ последующий символ Символьный pred('b') даст в результате 'a' upcase перевод в верхний регистр Символьный upcase('b') даст в результате 'B'
Порядковые типы. В группу порядковых типов объединены целые, символьный, логический, перечисляемый и интервальный типы. Сделано это потому, что они обладают следующими общими чертами: все возможные значения порядкового типа представляют собой ограниченное упорядоченное множество; к любому порядковому типу может быть применена стандартная функция Ord, которая в качестве результата возвращает порядковый номер конкретного значения в данном типе; к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Pred и Succ, которые возвращают предыдущее и последующее значения соответственно; к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Low и High, которые возвращают наименьшее и наибольшее значения величин данного типа [6].
1.3 Операторы языка
Операторы языка описывают некоторые алгоритмические действия, которые необходимо выполнить для решения задачи. Тело программы можно представить как последовательность таких операторов. Идущие друг за другом операторы программы разделяются точкой с запятой. Все операторы языка Паскаль можно разбить на две группы: простые и структурированные.
Простые операторы. Простыми являются те операторы, которые не содержат в себе других операторов. К ним относятся:
- оператор присваивания;
- обращение к процедуре;
- оператор безусловного перехода GOTO;
- пустой оператор. Оператор присваивания. С помощью этого оператора переменной или функции присваивается значение выражения. Для этого используется знак присваивания :=, слева от которого записывается имя переменной или функции, которой присваивается значение, а справа - выражение, значение которого вычисляется перед присваиванием. Допустимо присваивание значений переменным и функциям любого типа, за исключением типа файл. Тип выражения и тип переменной (или функции) должны быть совместимы для присваивания. Пример:
X := Y;
Z := А + В;
Res := (I>0) and (I<100); I := Sqr(J) + I*К;
Оператор безусловного перехода GOTO. Использование меток Оператор GOTO позволяет изменить стандартный последовательный порядок выполнения операторов и перейти к выполнению заданного оператора. Оператор, на который происходит переход, должен быть помечен меткой. Эта же метка должна быть указана и в операторе GOTO. Метки, используемые в Turbo Pascal, могут быть двух типов:
- целым числом в пределах от 0 до 9999;
- обычным идентификатором. Все используемые метки должны быть перечислены в разделе объявления меток, начинающемся зарезервированным словом label, например: label 1, 2, Metka;
<оператор N> end;
Он может потребоваться в тех случаях, когда в соответствии с правилами построения конструкций языка можно использовать ОДИН оператор, а выполнить нужно несколько действий. В такой составной оператор входит ряд операторов, выполняющих требуемые действия. В дальнейшем везде, где будет указываться, что можно использовать один оператор, им может быть и составной оператор. Отдельные операторы внутри составного оператора отделяются друг от друга точкой с. Так как завершающее составной оператор слово end не является отдельным предложением, то перед ним точку с запятой можно не ставить, в противном случае компилятор будет считать, что перед словом end стоит пустой оператор. Можно считать, что и само тело программы, т. к. оно заключено в операторные скобки begin и end, тоже является составным оператором. Условный оператор IF. Оператор IF реализует алгоритмическую конструкцию РАЗВИЛКА и изменяет порядок выполнения операторов в зависимости от истинности или ложности некоторого условия. Существует два варианта оператора:
if S then A else В; {полная развилка} и if S then А; {укороченная развилка}
В этих операторах: S - Некоторое логическое выражение, истинность которого проверяется; A - Оператор, который выполняется, если выражение S истинно; B - Оператор, который выполняется, если выражение S ложно.
Так как условный оператор IF является единым предложением, ни перед then, ни перед else точку с запятой ставить нельзя. Примеры использования оператора:
if X < 0 then X := -Y; if X < 1.5 then Z := X + Y else Z := 1.5;
Оператор цикла REPEAT. Оператор цикла REPEAT организует выполнение цикла, состоящего из любого числа операторов, с неизвестным заранее числом повторений. Тело цикла выполняется хотя бы один раз. Выход из цикла осуществляется при истинности некоторого логического выражения. Оператор цикла WHILE. Оператор цикла WHILE организует выполнение одного оператора неизвестное заранее число раз. Выход из цикла осуществляется, если некоторое логическое выражение окажется ложным. Так как истинность логического выражения проверяется в начале каждой итерации (т. е. раньше, чем выполняется тело), тело цикла может не выполняться ни разу. Оператор цикла FOR. Оператор цикла FOR организует выполнение одного оператора заранее известное число раз. Существует два варианта оператора: for <переменная цикла>:=<начальное значение> to <конечное значение> do <оператор>; for <переменная цикла>:=<начальное значение> downto <конечное значение> do <оператор>; В этих операторах: <переменная цикла> - переменная порядкового типа; <начальное значение> - выражение (порядкового типа), определяющее начальное значение переменной цикла; <конечное значение> - выражение (порядкового типа), определяющее конечное значение переменной цикла (при этом значении тело цикла (т е <оператор>) выполняется последний раз);
позволяет начать новую итерацию цикла, даже если предыдущая не завершена [7]. паскаль язык программирование
II. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИГР
Виды компьютерных игр Компьютерные и видеоигры могут быть классифицированы по двум признакам: жанр и количество игроков. Классификация игр по жанру. Четкая классификация затруднена из-за того, что подчас трудно отнести игру к какому-нибудь конкретному жанру. Игра может представлять собой как смешение существующих жанров, так и не относиться ни к одному из них. Несмотря на это, в ходе развития компьютерных игр сложилась следующая классификация. [8]. 3D Shooter (3D-шутеры, "бродилки"). Название произошло от понятия 3D - 3 dimensions (три измерения) и shooter (англ. «стрелок»). Основной принцип состоит в изображении виртуального пространства и предметов посредством игровой программы, исполняемой на компьютере. При этом игрок может воздействовать на виртуальную игровую среду. Применяется для обозначения всех видов компьютерных игр, содержащих элементы боя в виртуальном трехмерном пространстве. В основном используется техника «шутер от первого лица» - при этом изображение на экране монитора компьютера имитирует вид из глаз игрока. С точки зрения организации игры различаются Singleplayer и Multiplayer - игра в одиночку против компьютера и игра с другими игроками. Примеры: Doom, Quake, Counter-strike, Half-life, Unreal, Tomb Raider Arcade (аркада). Игры, в которых игроку приходится действовать быстро, полагаясь в первую очередь на свои рефлексы и реакцию. Аркады характеризуются развитой системой бонусов: начисление очков, постепенно открываемые элементы игры и т.д. Термин «аркада» по отношению к компьютерным играм возник во времена игровых автоматов, которые устанавливались в торговых галереях (arcades). Игры на них были простыми в освоении (чтобы привлечь побольше играющих). Впоследствии эти игры перекочевали в игровые приставки и до сих пор являются основным жанром на них.
