Раздел 4. Программирование

Раздел 4. Программирование
4.1. Общие сведения об языке программирования, данные и операции над ними,
команды системы.
Ранее мы рассматривали принципы составления алгоритмов. Однако при решении
на ЭФМ это является лишь первой, зачастую не самой сложной частью задачи. Вторая
часть задачи заключается в ведении в ЭВМ по составленному алгоритму программы,
которая представляет собой набор определенных строк, состоящих в свою очередь, из
цифр и символов. Для записи программы разработаны различные так называемые
алгоритмические языки, одним из которых является язык Бейсик.
Чтобы ЭВМ могла «понимать» алгоритмический язык, она снабжена транслятором,
который переводит алгоритмический язык на язык, «понятный» вычислительной машине.
Основу любого языка, в том числе обычного разговорного, составляют простые
элементы (буквы, символы, напр. Скобки, знаки припенания), из которых затем
конструируется программа.
Элементы языка.
Элементами языка БЕЙСИК являются:
1. Цифры: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
2. Буквы латинского алфавита от А до Z. Кроме того, операторы PRINT и REM
позволяют использовать буквы русского алфавита от А до Я.
3. Знаки арифметических операций (табл. 1)
Знак на языке
Бейсик
Пример
Алгебраическое Приоритет при
представление
вычислении
выражений
AB
1
Функция
A * B
AB
2
Возведение в
степень
Умножение
A / B
A
2
Деление
A
B
*
/
B
+
A + B
A+B
3
Сложение
-
A-B
3
Вычетание
A
-
B
4. Знаки логических операций (табл.2)
Знак Бейсика
Пример
Значение
=
<
<=
Математический
символ
=
<
≤
A=B
A<B
A<=B
>
>=
>
≥
A>B
A>=B
<>
≠
A<>B
A равно В
А меньше В
А меньше или
равно В
А больше В
А больше или
равно В
А не равно В
5. Скобки (,).
6. Знаки препинания: . , ; :
7. Служебные знаки: пробел, ВК
С помощью перечисленных элементов языка БЕЙСИК по определенным правилам
конструируется программа.
Правила записи чисел (констант)
В языке Бейсик определены целые и вещественные константы. Значения констант
типа «целые» представлены целыми числами, а типа «вещественные» - числами с
плавающей запятой (в которых есть запятая). Вещественные константы могут
записываться в основной и экспоненциальной форме. На языке Бейсик десятичные
знаки разделяются не запятой, а точкой. т.д. означает порядок числа (101, 102 и т.д.)
Например число 1534,0 может записано как целое (экспоненциальная форма). Как
следует из этого примера, запись чисел 153.4Е1, 15.34Е2, 1.534Е3 (экспоненциальная
форма). Как следует из этого примера, запись чисел153.4Е1, 15.34Е2 и т.д.
Пример 1:
Записать на языке Бейсик следующие числа:
Числа
Запись числе на Бейсике
5,0
8,374
3,172589312
1,003
0,00000987
5.
8,374
3.172589
1.003Е-5
987Е-5
Правила записи переменных
Под переменной понимают величину, значение которой может изменяться в
процессе выполнения программы. Переменная обозначается или одной буквой латинского
алфавита с последующей за ней цифрой, напр. N, K, A1, C3, D5, F7
Так же как и постоянные, переменные могут быть целыми и вещественными.
Правила записи выражений
Для записи арифметических выражений, состоящих из констант, переменных и
функций, используются знаки арифметических операций (табл. 1) и круглые скобки.
Все выражения пишутся в одой строке, поэтому например выражение (а+b): (x+y)
записывается на
языке БЕЙСИК (А+В)/(Х+Y) Приоритет вычислений такой же как в
алгебре.
Пример 2:
Записать на Бейсике след. Выражение:
Записываем:
((1+х)/(1-х)+(2+Х)/(2-Х))*(А+В)
Правила записи стандартных функций.
Для выполнения математических операций БЕЙСИК содержит десять функций (табл. 3)
Таблица 3.
Функция
Название функции
СИНУС Х
КОСИНУС Х
АРКТАНГЕНС Х
КВАДРАТНЫЙ КОРЕНЬ Х
ПОКАЗАТ. ФУНКЦИЯ Х
НАТУРАЛЬНЫЙ ЛОГАРИФМ Х
АБСОЛЮТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ Х
ЦЕЛОЧИСЛЕННАЯ ФУНКЦИЯ Х
СЛУЧ. ЧИСЛО МЕЖДУ 0 И 1
СИГНУМ Х
SIN(X)
COS(X)
ATN(X)
SOQ(X)
EXP(X)
LOG(X)
ABS(X)
INT(X)
RND(X)
SGN(X)
Аргумент функции всегда пишется в круглых скобках.
Для функции SIN(X) b COS(X) аргумент выражается в радианах. Если же угон задан в
градусах, то его необходимо перевести в радианы по формуле?

«радианы»= «градусы»
, где  = 3,141592
180
Если в математическом выражении присутствует tg x или ctg x, то для записи на
БЕЙСИКЕ необходимо воспользоваться формулами:
tgx 
sin x
Cosx
ctg x=
cos x
sin x
Общие понятия об операторах языка.
Как мы говорили ранее, после составления алгоритма необходимо составить
программу, которая вводится в ЭВМ. Программа состоит из строк, каждая из которых
начинается с номера(метки). Номер строки должен быть целым числом от 1 до 8191.
После номера строки следует оператор.
Оператор представляет собой сокращенное слово и указывает на то, какую
операцию должна выполнить ЭВМ.
Операторы выполняются в порядке возрастания номеров их строк. На практике
часто появляется необходимость ввести новую строку. Чтобы это легко было сделать,
стоки нумеруют с интервалом в 5-10 строк. В случае чего между строками можно
вставлять дополнительные строки.
После оператора записывается выражение, правило записи которого определяется
данным оператором. Затем осуществляется переход на новую строку, путём нажатия
клавиши Enter.
Каждый оператор записывается на одной строке и не может продолжаться на
следующую строку.
4.2 Основные операторы языка программирования.
Оператор REM используется для ввода в программу комментариев и записывается
следующим образом:
REM комментарий
Пример 3:
При составлении программы для вычисления корней квадратного уравнения в начале
программы дать комментарий.
REM Вычисления корней
Комментарий в операторе REM может состоять из любых допустимых знаков
языка Бейсик
Команда RUN записывается в конце программы и перед ней не ставиться номер строки.
RUN
RUN – команда для выполнения этой программы
Оператор LET используется для присвоения значения какой-либо переменной и
записывается в строке следующим образом:
Номер строки LET переменная выражение
Пример 4: Переменные а1 и а2 равны: а1=2,3; а2=3,4. Составить часть программы для
вычисления х=а1 + а2 + а1а2
Решение.
10LET A1=23
20LET A2=3.4
30LET X=A1+A2+A1*A2
После выполнения этих операторов будет получено значение х=13.52
Оператор PRINT используется для вывода данных на экран и записывается в
строке след. Образом:
Номер строки PRINT Список
Под списком понимается выражение, строка текста либо и то и другое, либо
отсутствие списка.
При отсутствии списка строка имеет, например, следующий вид:
15 PRINT
20 -----------Такая запись показывает, что при выводе на экран в строке. Определяемой
оператором PRINT не будет каких-либо знаков, т.е. строка будет пустой.
Если под списком понимается выражение, то это означаент, что оператор PRINT
производит вычисление этого выражения и выводит для последующего использования.
Пример 5
Составить программу для вычисления Х по данным примера 3, используя оператор
PRINT.
Решение.
10 LET A1=2*3
20 LET A2=3*4
30 PRINT A1+A2+A1*A2
RUN
Оператор PRINT позволяет выводить на экран нескольно данных. Если после
выражения в операторе PRINT ставится запятая, сто следующее значение ставится на той
же строке, что и предыдущее.
Пример 6:
По данным примера 5 вывести на экран в одной строке А1, А2, Х
Решение:
30 PRINT А1,А2,,А1+А2+А1*А2
RUN
2.3
34
13.52
По сравнению с примером 6 и примером 7 пропущена третья зона и 13.52 высвечивается в
четвертой зоне.
Если за последним элементом оператора PRINT ставится запятая, то следующее
выводимое на экран значение высвечивается в следующей зоне на этой же строке.
Часто при выводе данных на экран или печать требуется более компактное
расположение данных. Такое расположение обеспечивает точкой с запятой. При этом
данные выводятся на экран не через 14 позиций, а через две.
Оператор READ, DATA
При введении в программу нескольких переменных более целесообразно
использовать операторы DATA и READ, а не оператор LET.
Отличие в записи этих операторов заключается в том, что количество оператора
LET определяется количеством переменных, а операторы DATA и READ позволяют все
переменные приписать только двум этим операторам.
Оператор DATA вводит в программу значения переменных (константу или
несколько констант), а оператор READ последовательно связывает обозначения этих
переменных с константами в операторе DATA.
ЗАПИСЬ
10 DATA 1,3,4,8,2
20 READ a,b,c,d,e
Означает, что переменной, а соответствует константа со значением 1, переменной b –
константа со значением 3, а переменным c,d.e- соответственно 4,8,2.
Количество констант должно соответствует количеству переменных, причем
количество операторов READ может быть больше, чем количество операторов DATA.
Оператор DATA нельзя включать в строку с другими операторами, он должен быть
в строке один.
Оператор READ может стоять в любом месте строки с другими операторами.
ОПЕРАТОР IF THEN
Оператор IF THEN обеспечивает условный переход в программе. В строке он
записывается следующим образом:
M IF ARB THEN
K
ELSE C
В этой записи М – номер строки; ELSE – иначе; С – либо номер строки, либо оператор.
После THEN может следовать любой оператор, в том числе второй оператор IF
THEN, также как и после ELSE.
При записи выражений в операторе IF следует учитывать, что буква T не должна
использоваться как наименование переменной.
При выполнении условия ARB выполняется часть оператора после THEN т.е.
переход к К. Если условие ARB не повыляется, то переход осуществляется после ELSE к
С.
Пример:
Если а>b то перейти к метке 40 иначе к метке 60.
Запись оператора
10 IF A>B THEN 40 ELSE 60
ОПЕРАТОР END, STOP
В программу, которая предназначена для многократного пользования, включается
оператор END, который помещается в строке с самым большим номером и означает конец
программы.
Для логического завершения части программы используется оператор STOP
который может помещаться в любом месте программы. Оператор STOP удобно
использовать при отладке программы, когда в середине выполнения появляется
необходимость проверить правильность получения каких-либо промежуточных данных.
ОПЕРАТОР GOTO
Этот оператор обеспечивает в программе переход без дополнительных условий и
записывается след. Образом:
M GOTO N
Где
M – номер строки, а N – номер строки.
GOTO может использоваться совместно с оператором IF и ставиться при этом вместе
THEN
Пример
10 GOTO 20
Данный пример обеспечивает безусловный переход на строку с номером 20.
ОПЕРАТОР INPUT
Используется для ввода данных с клавиатуры во время выполнения программы. Эти
данные вводятся по мере запроса БЕЙСИКА.
Записывается в строке след. Образом:
M INPUT A,B,A1
в этой строке M – номе строки, а А, В и А1 – данные, числовые значения которых надо
вводить. В данный оператор может быть включена подсказка, тогда оператор будет
выглядеть следующим образом:
10 INPUT «подсказка» ; переменные
ОПЕРАТОР ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ
И примеры их применения
при составлении программ
Функция АТ предназначена для вывода данных оператором PRINT с произвольной
позиции экрана и записывается следующим образом:
M PRINT AT(X,Y)
Где
М – номер строки, Х – номер колонки экрана, Y – номер строки экрана, начиная с которых
будут выводится данные.
Значение Х и Y могут иметь пределы от 0 до 255. При этом колонки могут
принимать значения с 0 до числа 31 справа налево, а строки с 0 по 23 сверху вниз. Если
номер колонки больше 31, то место колонки на экране определяется на той же стороне,
причем подсчет номера колонки начинается с 0.
Функция TAB предназначена для построения колонок в операторах PRINT и
записывается в строке следующим образом:
M PRINT TAB(K)
Здесь К – число из интервала от 0 до 255, определяющее номер позиции, с которой
должен продолжаться вывод.
Пример: Составить программу для вывода на экран таблицы данных х и y в 4-й и 8й колонках соответственно.
РЕШЕНИЕ
10 PRINT TAB(4);”X”; TAB(8);”Y”
ОПЕРАТОР COLOR
Позволяет задавать различные цвета для переданного плана и фона и записывается в
строке следующим образом:
M COLOR X,Y
Здесь Х и Y – числа в диапазоне от 0 до 4, определяющие цвет соответственно
переднего плана и фона согласно нижеследующей таблице:
Номер цвета
Цвет переднего плана
Цвет фона
0
Прозрачный
Черный
1
Красный
Красный
2
Зеленый
Зеленый
3
Синий
Синий
4
Черный
Черный
Пример:
Составить программу для вывода на экран надписи «Я учащийся», причем надпись
вывести красным цветом на зеленом фоне
РЕШЕНИЕ
10 COLOR 1,2
20 PRINT AT (7,15);”Я учащийся“
F5
В этой программе надпись будет выведена в 15 строке, начиная с 7 колонки в
соответствии с функцией АТ(7,15). Каждый последующий оператор COLOR изменяет
цвета, установленные предыдущим оператором COLOR