1. О С Н О В Н Ы Е П О Н Я Т И Я
А Л Г О Р И Т М И Ч Е С К О Г О Я З Ы К А
СОСТАВ ЯЗЫКА. Обычный разговорный язык состоит из четырех основных
элементов: символов, слов, словосочетаний и предложений. Алгоритми-
ческий язык содержит подобные элементы, только слова называют элемен-
тарными конструкциями, словосочетания-выражениями, предложения-опера-
торами. Символы, элементарные конструкции, выражения и операторы
составляют иерархическую структуру, поскольку элементарные конструк-
ции образуются из последовательности символов, выражения-это последо-
вательность элементарных конструкций и символов, а оператор-последо-
вательность выражений, элементарных конструкций и символов.
ОПИСАНИЕ ЯЗЫКА есть описание четырех названных элементов. Описание
символов заключается в перечислении допустимых символов языка. Под
описанием элементарных конструкций понимают правила их образования.
Описание выражений-это правила образования любых выражений, имеющих
смысл в данном языке. Описание операторов состоит из рассмотрения
всех типов операторов, допустимых в языке. Описание каждого элемента
языка задается его СИНТАКСИСОМ и СЕМАНТИКОЙ. Синтаксические определе-
ния устанавливают правила построения элементов языка. Семантика опре-
деляет смысл и правила использования тех элементов языка, для которых
были даны синтаксические определения.
СИМВОЛЫ языка-это основные неделимые знаки, в терминах которых пи-
шутся все тексты на языке.
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ -это минимальные единицы языка, имеющие
самостоятельный смысл. Они образуются из основных символов языка.
ВЫРАЖЕНИЕ в алгоритмическом языке состоит из элементарных конс-
трукций и символов, оно задает правило вычисления некоторого значе-
ния.
ОПЕРАТОР задает полное описание некоторого действия, которое необ-
ходимо выполнить. Для описания сложного действия может потребоваться
группа операторов. В этом случае операторы объединяются в СОСТАВНОЙ
ОПЕРАТОР или БЛОК.
Действия, заданные операторами, выполняются над ДАННЫМИ. Предложе-
ния алгоритмического языка, в которых даются сведения о типах данных,
называются ОПИСАНИЯМИ или неисполняемыми операторами.
Объединенная единым алгоритмом совокупность описаний и операторов
образует ПРОГРАММУ на алгоритмическом языке.
В процессе изучения алгоритмического языка необходимо отличать ал-
горитмический язык от того языка, с помощью которого осуществляется
описание изучаемого алгоритмического языка. Обычно изучаемый язык на-
зывают просто языком, а язык, в терминах которого дается описание
изучаемого языка - МЕТАЯЗЫКОМ.
Синтаксические определения могут быть заданы формальными или не-
формальным способами. Существуют три формальных способа:
-металингвистическая символика, называемая Бэкуса-Наура формулами;
-синтаксические диаграммы;
-скобочные конструкции.
Мы в последующем изложении будем пользоваться неформальным спосо-
бом.
2. О С Н О В Н Ы Е С И М В О Л Ы
Основные символы языка-буквы, цифры и специальные символы-состав-
ляют его алфавит. ТУРБО ПАСКАЛЬ включает следующий набор основных
символов:
1) 26 латинских строчных и 26 латинских прописных букв:
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
2) _ подчеркивание
3) 10 цифр:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4) знаки операций:
+ - * / = <> < > <= >= := @
5) ограничители:
. , ' ( ) [ ] (. .) { } (* *) .. : ;
6) спецификаторы:
^ # $
7) служебные (зарезервированные) слова:
ABSOLUTE EXPORTS LIBRARY SET
ASSEMBLER EXTERNAL MOD SHL
AND FAR NAME SHR
ARRAY FILE NIL STRING
ASM FOR NEAR THEN
ASSEMBLER FORWARD NOT TO
BEGIN FUNCTION OBJECT TYPE
CASE GOTO OF UNIT
CONST IF OR UNTIL
CONSTRUCTOR IMPLEMENTATION PACKED USES
DESTRUCTOR IN PRIVATE VAR
DIV INDEX PROCEDURE VIRTUAL
DO INHERITED PROGRAM WHILE
DOWNTO INLINE PUBLIC WITH
ELSE INTERFACE RECORD XOR
END INTERRUPT REPEAT
EXPORT LABEL RESIDENT
Кроме перечисленных, в набор основных символов входит пробел. Про-
белы нельзя использовать внутри сдвоенных символов и зарезервирован-
ных слов.
3. Э Л Е М Е Н Т А Р Н Ы Е К О Н С Т Р У К Ц И И
Элементарные конструкции языка ПАСКАЛЬ включают в себя имена, чис-
ла и строки.
Имена (идентификаторы) называют элементы языка - константы, метки,
типы, переменные, процедуры, функции, модули, объекты. Имя - это пос-
ледовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. В именах может ис-
пользоваться символ _ подчеркивание. Имя может содержать произвольное
количество символов, но значащими являются 63 символа.
Не разрешается в языке ПАСКАЛЬ использовать в качестве имен слу-
жебные слова и стандартные имена, которыми названы стандартные конс-
танты, типы, процедуры, функции и файлы.
Для улучшения наглядности программы в нее могут вставляться пробе-
лы. По крайней мере один пробел требуется вставить между двумя
последовательными именами, числами или служебными и стандартными име-
нами. Пробелы нельзя использовать внутри имен и чисел.
Примеры имен языка ПАСКАЛЬ:
A b12 r1m SIGMA gamma I80_86
Числа в языке ПАСКАЛЬ обычно записываются в десятичной системе
счисления. Они могут быть целыми и действительными. Положительный
знак числа может быть опущен. Целые числа записываются в форме без
десятичной точки, например:
217 -45 8954 +483
Действительные числа записываются в форме с десятичной точкой или
в форме с использованием десятичного порядка, который изображается
буквой Е:
28.6 0.65 -0.018 4.0 5Е12 -1.72Е9 73.1Е-16
ПАСКАЛЬ допускает запись целых чисел и фрагментов действительных
чисел в форме с порядком в шестнадцатиричной системе счисления:
$7F $40 $ABC0
Строки в языке ПАСКАЛЬ - это последовательность символов, записан-
ная между апострофами. Если в строке в качестве содержательного сим-
вола необходимо употребить сам апостроф, то следует записать два
апострофа. Примеры строк:
'СТРОКА' 'STRING' 'ПРОГРАММА' 'АД''ЮТАНТ'
4. К О Н Ц Е П Ц И Я Т И П А
Д Л Я Д А Н Н Ы Х
В математике принято классифицировать переменные в соответствии с
некоторыми важными характеристиками. Производится строгое разграниче-
ние между вещественными, комплексными и логическими переменными, меж-
ду переменными, представляющими отдельные значения и множество значе-
ний и так далее.
При обработке данных на ЭВМ такая классификация еще более важна. В
любом алгоритмическом языке каждая константа, переменная, выражение
или функция бывают определенного типа.
В языке ПАСКАЛЬ существует правило: тип явно задается в описании
переменной или функции, которое предшествует их использованию. Кон-
цепция типа языка ПАСКАЛЬ имеет следующие основные свойства:
-любой тип данных определяет множество значений, к которому при-
надлежит константа, которые может принимать переменная или выражение,
или вырабатывать операция или функция;
-тип значения, задаваемого константой, переменной или выражением,
можно определить по их виду или описанию;
-каждая операция или функция требует аргументов фиксированного ти-
па и выдает результат фиксированного типа.
Отсюда следует, что транслятор может использовать информацию о ти-
пах для проверки вычислимости и правильности различных конструкций.
Тип определяет:
-возможные значения переменных, констант, функций, выражений, при-
надлежащих к данному типу;
-внутреннюю форму представления данных в ЭВМ;
-операции и функции, которые могут выполняться над величинами,
принадлежащими к данному типу.
Обязательное описание типа приводит к избыточности в тексте прог-
рамм, но такая избыточность является важным вспомогательным средс-
твом разработки программ и рассматривается как необходимое свойство
современных алгоритмических языков высокого уровня. В языке ПАСКАЛЬ
существуют скалярные и структурированные типы данных.
К cкалярным типам относятся стандартные типы и типы, определяе-
мые пользователем.
Стандартные типы включают целые, действительные, символьный,
логические и адресный типы. Типы, определяемые пользователем, - пере-
числяемый и интервальный.
Структурированные типы имеют четыре разновидности: массивы, мно-
жества, записи и файлы.
Кроме перечисленных, TURBO PASCAL включает еще два типа - проце-
дурный и объектный.
Из группы скалярных типов можно выделить порядковые типы,
которые характеризуются следующими свойствами:
-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 порядко-
вый номер конкретного значения в данном типе;
-к любому порядковому типу могут быть применены стандартные
функции Pred и Succ, которые возвращают предыдущее и последую-
щее значения соответственно;
-к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функ-
ции Low и High, которые возвращают наименьшее и наибольшее значения
величин данного типа.
В языке ПАСКАЛЬ введены понятия эквивалентности и совместимости типов.
Два типа Т1 и Т2 являются эквивалентными (идентичными), если выполняется
одно из двух условий:
-Т1 и Т2 представляют собой одно и то же имя типа;
-тип Т2 описан с использованием типа Т1 с помощью равенства или
последовательности равенств. Например:
type
T1 = Integer;
T2 = T1;
T3 = T2;
Менее строгие ограничения определены совместимостью типов. Напри-
мер, типы являются совместимыми, если:
-они эквивалентны;
-являются оба либо целыми, либо действительными;
-один тип - интервальный, другой - его базовый;
-оба интервальные с общим базовым;
один тип - строковый, другой - символьный.
В ТУРБО ПАСКАЛЬ ограничения на совместимость типов можно обойти с
помощью приведения типов. Приведение типов позволяет рассматривать