С сегодняшнего дня начинаю мою первую постоянную рубрику, посвященную истории языков программирования. Статьи, входящие в эту рубрику, буду публиковать каждый вторник.
Сегодня начнем с того языка программирования, который многие из нас изучали еще в школе, а затем и в институте. Это будет . Выбрал я его еще и потому, что как раз его преподаю школьниками (одиннадцатый класс), так что есть о чем написать.
Для начала надо сказать, что Паскаль относится к семейству структурного программирования. То есть на паскале пишутся легко структурируемые программы.
Перечислим основы структурного программирования:
- Программа состоит из блоков с одним входом и одним выходом;
- Каждая программа может состоять из трех структур (линейная, ветвящаяся и циклическая);
- Алгоритм программы представляется в виде зависимых диаграмм.
История языка программирования паскаль началась тогда, когда его спецификацию опубликовали в 1970 году (то есть в этом году у паскаля юбилей – 30 лет служения программистам). Разрабатывался язык в течении 1968-1969 годов, а собственно опубликовал его спецификацию Никлаус Вирт. Поэтому его считают создателем языка программирования паскаль. Название языку было дано в честь известного физика, математика, философа из Франции – Блеза Паскаля.
Создавался язык, с одной стороны – для обучения этому самому процедурному программированию (основам структурного программирования), а с другой стороны – и для написания реальных задач. Как говорил Н.Вирт, язык, который не используется для написания программ, не может быть использован в качестве обучения. Написан паскаль был с помощью самого себя.
В самом начале своей истории язык программирования паскаль имел и ряд ограничений. В начале восьмидесятого года Керниган выпустил статью «Почему паскаль не является моим любимым языком программирования». Там он и описал те недостатки, которые есть у языка.
В 1987 году в США был разработан система, включающая в себя компилятор с языка паскаль (UCSD Pascal); в 1986 году компания Apple , при тесном сотрудничестве с Н. Виртом, разработала объектный паскаль; в 1989 году компания Borland расширила возможности своего компилятора языка Паскаль, включив в него объектные возможности (позаимствовала их у собратьев из Apple ); корпорация Microsoft также не осталась в стороне от истории языка программирования паскаль – они тоже выпустили компилятор паскаля с объектными возможностями, но эта разработка осталась почти неизвестной.
Компания Borland не остановилась в развитии паскаля, улучшала его объектную модель. В итоге, Borland сначала разработала Object Pascal , а затем среду программирования на его основе, которые мы все знаем – Delphi .
Кроме коммерческих реализаций паскаля, были и свободные – это GNU Pascal и Free Pascal . Сейчас разрабатываются компиляторы языка паскаль, с помощью которых можно создавать программы под платформу Microsoft Net .
За всю историю языка программирования паскаль было принято несколько стандартов, но основополагающих, на данный момент, три. Это:
Unextended Pascal – первоначальный;
Extended Pascal - расширенный
- Object-Oriented Extensions to Pascal – включаемый объектно-ориентированные расширения.
Современная история языка программирования паскаль уже не так изобилует новыми разработками и открытиями, так как постепенно данный язык выходит из программистской моды, создаются новые и более мощные языки. Но мы никогда не забудем наш первый язык программирования, этот синий экран, с помощью которого и учились, собственно, программировать.
Существует достаточно света для тех, кто хочет видеть, и достаточно мрака для тех, кто не хочет.
Блез Паскаль (1623-1662)
Язык программирования Паскаль (Pascal) был создан выдающимся специалистом в области computer science Никлаусом Виртом . Свое название язык получил в честь знаменитого французского ученого средневековья Блеза Паскаля.
Впервые предварительное описание языка программирования Паскаль было опубликовано в 1968 году. Паскаль продолжал линию АЛГОЛ-W (язык, над которым Н. Вирт работал в 1965 году в рамках конкурса международной федерации по обработке информации (IFIP) на разработку нового языка программирования – преемника АЛГОЛ-60). Первый вариант компилятора появился в 1971 году, а спустя год вышли в свет соответствующие публикации.
Паскаль стал одним из первых языков программирования, обладающих средствами структурного (процедурного) программирования, что стало его несомненным достоинством.
Быстро растущий интерес к языку и небольшие его изменения привели к публикации в 1973 году так называемого Пересмотренного сообщения, в котором Паскаль (Pascal) определялся в терминах стандартов ISO.
Разрабатывая язык Паскаль, Никлаус Вирт изначально преследовал следующие основные цели:
- язык должен быть пригоден для обучения программированию;
- реализация языка должна быть эффективной и надежной на существующих ЭВМ.
Тем не менее, прозрачная структура, ясный синтаксис и большие возможности сделали язык популярным не только в образовательной среде, но и среди профессиональных программистов.
Реализации и диалекты
Популярность языка Паскаль привела к появлению различных его расширений и диалектов. Отметим наиболее заметные продукты:
- UCSD p-System – разработка Калифорнийского университета 1978 года;
- интегрированная среда разработки Turbo Pascal , созданная фирмой Borland (первая версия появилась в 1983 году);
- Object Pascal - объектное расширение языка, разработанное Aplle в 1986 году;
- вариант Object Pascal от Borland (начиная с версии среды Delphi 7, Borland стала официально называть язык Object Pascal как Delphi).
Важную роль в развитии языка сыграло появление свободных реализаций: Free Pascal и GNU Pascal .
Особое внимание стоит уделить разработке Южного федерального университета PascalABC.NET (первая стабильная версия появилась в июне 2009 года). PascalABC.NET – это язык программирования нового поколения, основанный на платформе Microsoft.NET, сочетающий простоту классического языка Паскаль и содержащий практически все современные языковые средства.
PascalABC.NET - это также мощная и интуитивно понятная интегрированная среда разработки, содержащая средства автоформатирования, встроенный отладчик и встроенный дизайнер форм.
В дальнейших уроках будут рассматриваться возможности именно языка PascalABC.NET.
Pascal ) - высокоуровневый язык программирования общего назначения. Один из наиболее известных языков программирования, широко применяется в промышленном программировании , обучении программированию в высшей школе, является базой для большого числа других языков. Был создан Никлаусом Виртом в 1968-69 годах (опубликован в 1970 году) после его участия в работе комитета разработки стандарта языка Алгол-68 .Предыстория
Паскаль был создан как язык для обучения процедурному программированию (хотя, по словам Вирта, язык нельзя считать только учебным, поскольку язык, непригодный для написания реальных программ, для обучения использоваться не должен). Название языку дано в честь выдающегося французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля .
Реализации
UCSD Pascal
В 1978 году в Университете Сан-Диего (Калифорния, США) была разработана система UCSD p-System, включавшая компилятор с языка Паскаль в переносимый p-код и реализовывавшая значительное число расширений языка Паскаль, такие как модули, строки символов переменной длины, директивы трансляции, обработка ошибок ввода-вывода, обращение к файлам по именам и пр. Впоследствии основные реализации языка Паскаль основывались на этом диалекте.
Object Pascal от Apple
Turbo Pascal и Object Pascal от Borland, Microsoft Pascal
Наиболее известной реализацией Паскаля, обеспечившая широкое распространение и развитие языка, является Turbo Pascal фирмы Borland , выросшая затем в объектный Паскаль для DOS (начиная с версии 5.5) и Windows и далее в Delphi, в которой были внедрены значительные расширения языка.
Диалекты Паскаля, применяемые в Turbo Pascal для DOS и Delphi для Windows, стали популярны из-за отстутствия других успешных коммерческих реализаций.
Стандарты
После начала использования Паскаля в 1970 году и появления реализаций, расходящихся не только в дополнениях, но и в синтакисе, был поднят вопрос о стандартизации языка. Стандарт языка был разработан Никлаусом Виртом в 1974 году совместно с Кетлин Йенсен (Kathleen Jensen). В дальнейшем, были приняты международный стандарт от ISO и американский от ANSI. На данный момент, выделяют три принципиально разных стандарта: Unextended Pascal (исходный), Extended Pascal (расширенный), Object-Oriented Extensions to Pascal (объектно-ориентированное расширение Паскаля).
| Название | Вариант | Кем/где разработан | Год создания |
|---|---|---|---|
| Pascal Standard | исходный | Н. Вирт, Кетлин Йенсен | |
| Pascal Standard | исходный | ISO 7185:1983 ANSI/IEEE 770X3.97:1983 | |
| Unextended Pascal | исходный | ISO 7185:1990 | |
| Extended Pascal | расширенный | ANSI/IEEE 770X3.160:1989 | 1989 |
| ISO/IEC 10206 | |||
| Object-Oriented Extensions to Pascal | объектно-ориентированное расширение | ANSI/X3-TR-13:1994 |
Одним из главных дополнительных свойств объектно-ориентированного расширения Extended Pascal стала модульность и средства, облегчающие раздельную компиляцию.
Стандартизация языка была запаздывающий по отношению к реальному появлению в языке тех или иных возможностей. Коммерческие реализации расширяли стандартный Паскаль; так было сделано в UCSD Pascal, модификации Object Pascal фирмой Apple, Turbo Pascal от Borland (незначительно модифицированная версия Apple) и его ответвлений. Ни одна из распространённых коммерческих реализаций Паскаля не соответствует в точности ни одному из официальных стандартов языка.
Синтаксис и языковые конструкции
Паскаль, в его первоначальном виде, представляет собою чисто процедурный язык и включает в себя множество алголоподобных структур и конструкций с зарезервированными словами наподобие if , then , else , while , for , и т. д. Тем не менее, Паскаль также содержит большое количество возможностей для структурирования информации и абстракций, которые отсутствуют в изначальном Алголе-60 , такие как определение типов , записи , указатели , перечисления , и множества . Эти конструкции были частично унаследованы или инспирированы от языков Симула -67, Алгол-68 , созданного Никлаусом Виртом AlgolW и предложены Хоаром .
В современных диалектах (Free Pascal) доступны такие операции как перегрузка операторов и функций.
Hello world
Программы на Паскале начинаются с ключевого слова program и следующего за ним имени программы с точкой с запятой (в большинстве диалектов является необязательным), за именем может в скобках следовать список внешних файловых дескрипторов в качестве параметров; за ним следует тело программы, состоящее из секций описания переменных, типов и констант, объявлений процедур и функций и следующего за ними блока операторов , являющегося точкой входа в программу. В языке Паскаль блок ограничивается ключевыми словами begin и end . Операторы разделяются точками с запятой , после тела помещается точка , служащая признаком конца программы. Регистр символов в Паскале не имеет значения.
Таким образом, простейшая программа на Паскале будет выглядеть следующим образом:
Пример программы, выводящей строку «Hello, World!»:
WriteLn("Hello, World!"); { оператор вывода строки }
end.
Типы данных
Примитивные
типы данных Паскаля: числа с плавающей запятой (real), целые (integer), символьный (char), логический (boolean) и перечисления (конструктор нового типа, введённый в Паскале):
R: Real; { переменная вещественного типа } i: Integer; { переменная целого типа } c: Char; { переменная-символ } b: Boolean; { логическая переменная } e: (apple, pear, banana, orange, lemon); { переменная типа-перечисления }
Выделяется понятие порядковых типов данных (ordinal), к ним относятся целые типы (знаковые и беззнаковые), логический (boolean), символьный (char), перечислимые типы и типы-диапазоны.
Порядковые типы задаются целым числом (кодом), которое можно получить с помощью функции ord. Все операции, выполняемые над порядковыми типами, выполняются с их кодами.
X: 1..10; y: "a".."z"; z: pear..orange;
Для порядковых типов определены операции inc , dec , succ , pred , ord , операции сравнения (= > < => <= <>), их можно использовать в операторах case , for (как счётчик цикла), как границы массивов, для задания элементов множеств и типов-диапазонов.
В Паскале, в отличие от Си-подобных языков, с типами boolean и char арифметические целочисленные операции не определены.
В отличие от многих распространённых языков, Паскаль поддерживает специальный тип данных множество
:
Set1: set of 1..10; set2: set of "a".."z"; set3: set of pear..orange;
Множество - фундаментальное понятие в современной математике, которое может быть использовано во многих алгоритмах.
В паскале тип множество может содержать только однотипные элементы порядкового типа. Эта особенность широко используется и обычно быстрее эквивалентной конструкции в языке, не поддерживающем множества. К примеру, для большинства компиляторов Паскаля:
D:set of char;
begin { начало блока }
D:=["a","b"];
...В Паскале Йенсен и Вирта строки представлялись как упакованные массивы символов; следовательно, они имели фиксированную длину и обычно дополнялись до этой длины пробелами.
В современном Паскале для работы со строками используется встроенный тип string , поддерживающий операции конкатенации (+) и сравнения (> < = <> >= <=). Строки сравниваются в лексикографическом порядке . Например, строки считаются равными если они имеют одинаковую длину и коды всех символов с одинаковыми индексами совпадают.
Тип string [n] или просто string в диалектах языка 1970-1990-х годов определялся в виде массива символов array of char (n по умолчанию принимало значение 80 в UCSD Pascal и 255 в Turbo/Borland Pascal), код нулевого символа при таком представлении служит для задания длины строки, соответственно строка могла иметь максимальный размер 255 символов. По умолчанию в Delphi и FreePascal качестве String используется тип AnsiString, память под который выделяется и освобождается компилятором динамически, а максимальный размер строки в текущих реализациях составляет 2 гигабайта. Кроме того, в Delphi и Free Pascal в качестве string может использоваться тип WideString, где применяется 16-битное представление символов в кодировке UCS-2 , при этом средства преобразования из однобайтовых строк в многобайтовые и обратно в стандартной библиотеке языка отсутствуют.
Новые типы могут быть определены из существующих:
X = Integer; y = x;
...Более того, из примитивных типов могут быть сконструированы составные:
A = Array of Integer; { определение массива } b = record { определение записи } x: Integer; y: Char; end; c = File of a; { определение файла }
Файловые типы в Паскале делятся на типизированные, текстовые и файлы без типов.
Как показано в вышеприведённом примере, типизированные файлы в Паскале - это последовательности однотипных элементов. Для каждого файла существует переменная-указатель на буфер, которая обозначается f^ . Процедуры get (для чтения) и put (для записи) перемещают указатель к следующему элементу. Чтение реализовано так, что read(f, x) представляет собою то же, что и get(f); x:=f^ . Соответственно, запись реализована так, что write(f, x) представляет собою то же, что и f^ := x; put(f) . Текстовые файлы text определены как расширение типа file of char и помимо стандартных операций над типизированными файлами (чтение, запись символа), позволяют осуществлять символьный ввод-вывод в файл всех типов данных аналогично консольному вводу-выводу.
Файлы без типов объявляются как переменные типа file . С ними можно проводить операции побайтового нетипизированного ввода-вывода по несколько блоков байт указанной длины через буфер, для этого служат специальные процедуры blockread и blockwrite (расширение UCSD).
Указатели
Паскаль поддерживает использование указателей (типизированные ^тип и нетипизированные pointer):
A = ^b; b = record x: Integer; y: Char; z: a; end;
Pointer_to_b:a;
Здесь переменная pointer_to_b - указатель на тип данных b , являющийся записью. Тип типизированного указателя может быть задан перед объявлением типа, на который он ссылается. Это исключение к правилу, которое гласит, что любая вещь должная быть объявлена перед тем, как используется. Введение этого исключения позволило организовывать рекуррентные определения структур данных, в том числе такие, как линейные списки , стеки и очереди , включая указатель на запись в описании этой записи (см. также: нулевой указатель - nil).
Для типизированного указателя определена операция разыменования (её синтаксис: указатель^).
Чтобы создать новую запись и присвоить значение 10 и символ A полям a и b в ней, необходимы следующие операторы:
pointer_to_b^.x:= 10; { разыменовывание указателя и обращение к полю записи }pointer_to_b^.y:= "A";pointer_to_b^.z:= nil;...dispose(pointer_to_b); { освобождение памяти из-под указателя }Для целей обращения к полям записей и объектов можно также использовать оператор with , как показано в примере:
with pointer_to_b^ dobegin
X:= 10; y:= "A"; z:= nil
end;...dispose(pointer_to_b);
Процедурный тип
В оригинальном языке Паскаль Йенсен и Вирта процедурный тип использовался только при описании формального параметра. Уже в TP существовал полноправный процедурный тип . В объявлении типа ставится заголовок процедуры либо функции (без имени), обобщённо описывающий интерфейс подпрограммы. Значение этого типа содержит указатель на подпрограмму с заголовком, соответствующую описанному в объявлении типа. С помощью идентификатора переменной может происходить вызов соответствующей процедуры или функции.
function func1:string;begin
Func1:="func N 1"
function func2:string;begin
Func2:="func N 2"
var fun:myfunc;begin
Fun:=@func1;writeln(fun) {происходит вызов функции func1}
end.
Операторы управления выполнением программы
Паскаль - язык структурного программирования , что означает, что программа состоит из выполняющихся последовательно отдельных стандартных операторов, в идеале - без использования команды GOTO .
Writeln("Ожидание");
if a > b then { условный оператор }
Writeln("Условие выполнилось")
else { else-секция - может отсутствовать}
Writeln("Условие не выполнилось");
for i:= 1 to 10 do { итерационный цикл }
Writeln("Итерация №", i:1);
repeat { цикл с постусловием }
A:= a + 1
case i of { условный оператор множественного выбора }
0: write("ноль"); 1: write("один"); 2: write("два") else write("неизвестное число") { else-секция - может отсутствовать}
end;В операторах while , for , if , case в качестве выполняемого оператора может использоваться блок . Такая конструкция, представляющая собой обычный оператор или блок, называется сложным оператором .
Для управления процессом компиляции в паскале существуют директивы компилятора. Они помещаются в комментарии и позволяют переключать режимы работы компилятора, например, включать и отключать проверку операций ввода-вывода, проверки переполнения:
Assign(inp,"text.txt"); {$I-} { отключение режима IO checking- генерации кода завершения программы в случае ошибки ввода-вывода } { (для случая, если файл не найден)} reset(inp); {$I+} { включение режима IO checking } if IOresult=0 then begin { проверяем значение переменой ioresult(<>0 в случае ошибки ввода-вывода) } ... close(inp); end else writeln("file not found")
Существуют директивы, аналогичные директивам препроцессора C/C++ ($ifdef , $define , $include), они обрабатываются компилятором в процессе компиляции.
Процедуры и функции
В Паскале подпрограммы делятся на процедуры и функции:
Синтаксически процедуры и функции состоят из заголовка
(содержащего ключевое слово procedure или function , имени, за которым может следовать описание передаваемых параметров в скобках, тип возвращаемого значения через символ двоеточия для функций и точки с запятой), после заголовка следует тело
, после которого ставится символ; .
procedure print(var j: integer);
Function next(k: integer): integer; begin next:= k + 1 end;
Writeln("Всего: ", j); j:= next(j)
I:= 1; while i <= 10 do print(i)
end.Тело процедуры, как и программы, в свою очередь может содержать описания процедур и функций. Таким образом, процедуры и функции могут быть вложены друг в друга как угодно глубоко, при этом тело программы - самое верхнее в цепочке.
Причём содержимое секций описания переменных, типов, констант, внешнего тела (процедуры, функции, программы), расположенных перед описанием процедуры/функции, доступны внутри неё. Также, в большинстве диалектов из процедуры можно обращаться к параметрам внешней процедуры.
Вслед за заголовком процедур/функций вместо тела может помещаться ключевое слово forward , это делается в том случае, если описание процедуры/функции располагается в программе после её вызова, и связано с поддерживаемой в Паскале возможностью компиляции программы за один проход.
Процедуры отличаются от функций тем, что функции возвращают какое-либо значение, а процедуры - нет.
Модули
До появления модулей в их современном виде некоторые реализации Паскаля поддерживали модульность за счёт механизма включения заголовочных файлов, похожего на механизм #include в языке Си: с помощью специальной директивы, оформляемой в виде псевдокомментария, например, {$INCLUDE "файл"} , содержимое указанного файла прямо включалось в текст программы в исходном, текстовом виде. Таким образом можно было разделить программный код на множество фрагментов, для удобства редактирования, но перед компиляцией они автоматически объединялись в один файл программы, который в итоге и обрабатывался компилятором. Такая реализация модульности примитивна и имеет множество очевидных недостатков, поэтому она была быстро заменена.
Современные реализации языка Паскаль (начиная с UCSD Pascal) поддерживают модули. Программные модули могут быть двух видов: модуль главной программы, который, как обычно, начинается с ключевого слова program и тело которого содержит код, запускаемый после загрузки программы в память, и вспомогательных модулей, содержащих типы, константы, переменные, процедуры и функции, предназначенные для использования в других модулях, в том числе в главном модуле.
Структура
Общая структура подключаемого модуля на Паскале выглядит следующим образом:
begin {может отсутствовать-используется, если необходимо поместить операторы инициализации}
...end.Возможен также ещё один вариант:
end.В отличие от главной программы, файл модуля начинается с ключевого слова UNIT , за которым следует имя модуля и точка с запятой. Современные реализации, как правило, требуют, чтобы имя модуля совпадало с именем файла исходного кода, в котором этот модуль содержится. Модуль содержит три секции: интерфейсную секцию, секцию реализации и тело модуля.
Интерфейсная секция идёт первой, начинается с ключевого слова INTERFACE и заканчивается в том месте модуля, где начинается секция реализации или тело. В интерфейсной секции объявляются те объекты (типы, константы, переменные, процедуры и функции - для них помещаются заголовки), которые должны быть доступны извне модуля. При этом допускается частичное объявление типов: они могут объявляться без указания структуры, одним только именем. При использовании такого типа во внешней программе допускается объявление переменных и параметров этого типа, присваивание значений, но невозможно получить доступ к деталям его реализации. Процедуры и функции в интерфейсной секции объявляются в виде форвардов - заголовков с параметрами, но без тела. Состав интерфейсной секции модуля таков, что его достаточно для генерации кода, использующего данный модуль. Переменные, объявленные в интерфейсной секции, являются глобальными, то есть существуют в единственном экземпляре и доступны во всех частях программы, использующих данный модуль.
Секция реализации следует за интерфейсной и начинается с ключевого слова IMPLEMENTATION . В нём располагаются описания процедур и функций, объявленных в интерфейсной секции, а также описания типов, констант, переменных, процедур и функций, которые необходимы для реализации интерфейсных процедур и функций. Описание процедуры или функции, объявленной в интерфейсной секции, должно иметь в точности такой же заголовок, как в объявлении. В теле могут использоваться другие процедуры и функции данного модуля, объявленные как в интерфейсной части, так и в секции реализации. Переменные, объявленные в секции реализации, являются, по сути, глобальными (то есть существует только один экземпляр каждой такой переменной на всю программу), но доступны они только из процедур и функций, описанных в секции реализации данного модуля, а также из его тела. Если в интерфейсной секции есть сокращённые объявления типов, то эти типы должны быть полностью описаны в секции реализации.
Тело модуля начинается находящимся на верхнем уровне вложенности ключевым словом BEGIN . Тело содержит программный код, который выполняется один раз при загрузке модуля. Тело может применяться для инициализации, присваивания начальных значений переменным модуля, выделения ресурсов для его работы и так далее. Тело модуля может отсутствовать. В ряде реализаций Паскаля, например, в Delphi, вместо тела модуля могут применяться две секции (также необязательные) - INITIALIZATION и FINALIZATION . Они располагаются в конце модуля, после соответствующего ключевого слова. Первая - секция инициализации, - содержит код, который должен быть выполнен при загрузке модуля, вторая - секция финализации, - код, который будет выполнен при выгрузке модуля. Секция финализации может выполнять действия, обратные инициализации - удалять объекты из памяти, закрывать файлы, освобождать выделенные ресурсы.
Модуль заканчивается ключевым словом END с точкой.
Использование
Чтобы использовать модуль, главная программа или другой модуль должны импортировать данный модуль, то есть содержать объявление о его использовании. Это объявление делается с помощью инструкции подключения модулей, представляющей собой ключевое слово USES , за которым через запятую следуют имена модулей, которые требуется подключить. Инструкция подключения должна следовать непосредственно за заголовком программы, либо после ключевого слова INTERFACE , если подключение производится в модуле.
Модули, подключённые в интерфейсной секции, могут использоваться во всём модуле - и в секции реализации, и в теле. Но секция реализации может иметь собственную инструкцию подключения (она следует за ключевым словом IMPLEMENTATION), содержащую имена подключаемых модулей, которые отсутствуют в интерфейсной секции, но нужны для секции реализации. Одним из поводов использования отдельного списка подключения для раздела реализации является ситуация, когда два или более модуля используют друг друга. Чтобы не возникали циклические ссылки в объявлениях использования таких модулей, по крайней мере один из них должен подключать другой в секции реализации.
Любые объявленные в интерфейсных секциях модулей объекты можно использовать в программе там, где эти модули подключены. Имена импортированных из подключённых модулей объектов остаются теми же самыми, и их можно использовать непосредственно. Если два или более подключённых модуля имеют объекты, называемые одинаково, и компилятор не может их различить, то при попытке использования такого объекта будет выдана ошибка компиляции - неоднозначное задание имени. В этом случае программист должен применять квалификацию имени - указать имя в формате «<имя_модуля>.<имя_объекта>».
Проблемы могут возникнуть, если появляется необходимость использования в программе двух разных одноимённых модулей. Если модули доступны только в откомпилированном виде (то есть поменять их имена невозможно), оказывается невозможным их одновременный импорт. Стандартного решения такой коллизии на уровне языка не существует, но конкретные компиляторы могут предлагать те или иные способы её обхода, в частности, средства назначения псевдонимов импортируемым модулям и прямого указания, какой модуль из какого файла брать.
Компиляция и компоновка
Модули спроектированы в расчёте на обеспечение раздельной компиляции - компилятор не должен компилировать импортированные модули для того, чтобы откомпилировать модуль, который их использует. Однако, чтобы правильно компилировать модуль, компилятор должен иметь доступ к секции интерфейса всех используемых им модулей. Существует два разных, иногда совмещаемых подхода к организации такого доступа.
- Модули компилируются в бинарные файлы специального формата (у каждого компилятора своего), в которых сохранена подробная информация об объектах, объявленных в интерфейсной секции, также может содержаться созданный при компиляции модуля объектный код. При компиляции любого модуля компилятор требует, чтобы все импортируемые модули были уже откомпилированы и доступны. В таком случае, при наличии правильно откомпилированных модулей, их исходные тексты на этапе компиляции не нужны.
- Модули компилируются в обычные бинарные файлы и подключаются компоновщиком только на этапе сборки конечного исполняемого файла программы. Для обработки обращений к подключаемым модулям компилятор обрабатывает непосредственно текст этих модулей на исходном языке, но использует при этом только интерфейсную секцию модуля. Если библиотечный модуль поставляется в откомпилированном виде (без полных исходных текстов), то вместе с бинарным файлом идёт урезанный файл исходного кода модуля, содержащий только интерфейсную секцию. Компилятору этого достаточно, чтобы правильно обрабатывать обращения из использующих модулей, а на этапе сборки программы компоновщик просто включает в программу бинарный файл.
Для нормальной работы модуля может потребоваться выполнить некоторые действия до начала его использования: инициализировать переменные, открыть нужные файлы, выделить память или другие ресурсы. Всё это может быть сделано в теле модуля, либо в секции инициализации. Действия, обратные инициализации, делаются в секции финализации.
Приведем несколько заметок из истории языка программирования Паскаль (Pascal). Прочтя данную статью, вы узнаете, какими этапами проходила история языка Паскаль.
Само названия языка - «Паскаль» - возникло в честь одного из великих французских математиков и физиков Блеза Паскаля (1623-1662). Немного из истории жизни французского мыслителя. Блез Паскаль родился в семье известного математика Этьена Паскаля.
Отличительная черта всех его родных - необыкновенная одаренность. У него было две сестры: у старшей сестры Жильберты были в большей степени развиты математические способности и литературный талант, а у младшей сестры Жаклины - артистический дар. Свое детство Блез Паскаль провел в Париже, школу никогда не посещал.
Единственный учитель, которого Паскаль признавал, был его отец Этьен. В четырехлетнем возрасте Блез уже умел читать и писать, начал интересоваться эвклидовой геометрией, а в 15 лет уже на равных мог обсуждать с известными на тот момент парижскими учеными сложнейшие математические задачи. Из юноши Паскаля вырастал гениальный математик.
Одним из известных изобретений Блеза Паскаля стал арифмометр (паскалево колесо), который производил все арифметические действия. Он представлял собой латунный ящик с интересным механизмом (рис. ниже).
Этот арифмометр прославил Блеза Паскаля во всех западных странах. Толпы народов со старого света направлялись в Люксембургский дворец (Париж), чтобы лицезреть это уникальное приспособление того времени.
Продолжается, и в 50-е годы XX века появились первые языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, КОБОЛ и АЛГОЛ. ФОРТРАН и КОБОЛ они существуют и по сей день, а вот АЛГОЛ как раз и стал родоначальником 
языка программирования Паскаль.
Первая версия АЛГОЛа появилась в 1958 году, разработчиком которого был создатель ФОРТРАНа Джон Бэкус. Последующими версиями языка АЛГОЛ стали АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68. Однако из-за громоздкости языков АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68 создавались большие трудности.
Поэтому в 1965 году Международная федерация по обработке информации предложила проект нескольким специалистам ЭВМ. Необходимо было создать новый язык программирования - преемник АЛГОЛа-60.
В этом проекте и принял участие будущий создатель языка программирования Паскаль - Николас Вирт, швейцарский ученый, на тот момент доцент факультета информатики Стэнфордского университета.
Николас Вирт начал разрабатывать проект АЛГОЛ-W. Целью проекта было обучение студентов различным методам: «структурное программирование», «программирование сверху вниз» и др. В 1970 году произошли два великих события:
- появление операционной системы UNIX
- появление нового языка программирования.
Николас Вирт назвал новый язык программирования в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля, поскольку Паскаль создал вычислительное устройство (паскалево колесо). Первая версия нового языка программирования вышла на компьютере CDC 6000.
Успех языка Паскаль:
Выдающийся успех языка Паскаль обусловлен рядом причин:
- Язык в естественной форме отразил самые важные современные концепции технологии разработки программ.
- Именно благодаря своей компактности, целостности и ортогональности понятий, язык программирования Паскаль оказался весьма легок для изучения и освоения.
- Несмотря на кажущуюся простоту языка, он оказался пригодным для достаточно широкого спектра приложений, для разработки очень больших и сложных программ, даже операционных систем.
- Паскаль весьма технологичен для реализации почти для всех (в том числе нетрадиционных) машинных текстур. Существует интересное сравнение: разработка Паскаль-транслятора почти не превышает по трудоемкости хорошую дипломную работу выпускника вуза.
Итак, Вы увидели, как протекала история языка Паскаль. Заинтересовала статья?! По своей простоте и отсутствию громоздкости, основы языка программирования Паскаль могут постигать как учащиеся высших учебных заведений, так и обычные школьники. Программирование на языке Паскаль - увлекательное занятие. Программируйте и наслаждайтесь!
В компьютерной науке, язык программирования Паскаль
является одним из знаковых языков программирования, на котором много поколений студентов ломали свои зубы и разные варианты которого по-прежнему широко используются и сегодня. "TeX" и большая часть исходной операционной системы "Macintosh" были написаны на языке программирования Паскаль.
Программирование для начинающих.
Никлаус Вирт разработал его в 1970 году для структурного программирования, который бы легчо компилировался. Язык программирования Pascal основан на языке программирования Алгол и назван в честь математика и философа Блеза Паскаля, первопроходца в мире основ программирования. Вирт разработал Modula-2 и Оберон, похожие на языки Паскаль, но которые начали поддерживать объектно-ориентированное программирование. .
Базовый синтаксис
Типичный пример синтаксиса языка программирования Pascal можно посмотреть на программе "Привет, мир".
PROGRAM HelloWorld; BEGIN WriteLn ("Здравствуй, мир!"); END.
Все программы начинаются с ключевоого слова "PROGRAM" , а блок кода обозначается ключевыми словами "BEGIN" / "END" . Регистр букв (сточные или прописные) не учитывается в языке Pascal. . Точка с запятой отделяют логические выражения, а "END." с точкой в конце завершает блок главной программы. Для некоторых компиляторов ключевок слово PROGRAM является необязательным. Программирование для чайников.
Паскаль, в его первоначальной форме, является чисто процедурным языком со стандартным набором составных операторов if, while, for и связанных с ними конструкций.
Pascal и C
Паскаль был разработан примерно в то же время, как С, поэтому присутствуют важные сходства между ними. Оригинальный Pascal и C небольшие по размеру, процедурные языки, в которых реализована концепция структурного программирования. Оба имеют функциональные возможности для динамического распределения памяти и некоторые инструкции для манипуляции с указателями. Но эти языки совершенно разные по внешнему виду, и Си выглядит более лаконичным. .
Огромным отличием является оператор присваивания, который является источником священной войны: Pascal использует ":=" для присваивания, а "=" используется для сравнения. Это контрастирует с использованием в Си x = y для присваивания и "==" для сравнения. Поскольку символ "=" используется в математике и для сравнения и для присваивания, то разработчик Pascal решил, что лучше использовать ":=" для присваивания, поскольку все таки математикам привычнее видеть знак равенства (=) как символ сравнения. Разработчик Си утверждал, что оператор присваивания гораздо чаще используется, чем сравнение, поэтому она должна иметь короткий символ. На это сторонники Pascal парируют тем, что очень часто при использовании сравнения в условных выражениях программисты ошибочно пишут знак равенства для сравнения.
Эта дискуссия отражает различия в дизайне философии двух языках. Паскаль был разработан в качестве учебного языка. В Паскале очень редки ошибки составных операторов, а также синтаксис сделан интуитивно понятным. Авторы Си уделяли больше внимания краткости.
Еще одной важной разницей является то, что Паскаль является строго типизированным. Это означает, что все переменные должны быть определены в начале программы с указанием типа данных, прежде чем они могут быть использованы. Кроме того, несовместимых по типу данных переменные должны явно приводиться к необходимому типу данных. Это предотвращает типичные ошибки, где переменные используются неправильно, потому что тип неизвестен. Это также снимает необходимость венгерской нотации - практика указания первой буквой переменной начальной буквы типа данных.
В отличие от C, Pascal позволяет определять переменные в любом месте кода. В своем первоначальном виде, Паскалю не хватало механизма для отдельной компиляции или для обработки массивов с размером неизвестным на стадии компиляции, но уже через пару версий языка были устранены эти проблемы.
Реализации
Ранние подходы (в первую очередь UCSD p-System) переводили Pascal код в машинно-независимый представление p-код. Это промежуточный код затем интерпретировался программой в специфичный для каждой архитектуры. Как следствие, только малая часть транслятора была перенесена на многие архитектуры.
В 1980-х годов Андерс Хейлсбергом пишет Blue Label Pascal компилятор для Nascom-2. Позже он перешел на работу в Borland и переписал свой компилятор, чтобы тот стал Turbo Pascal для IBM PC. Это новый компилятор был продан за 49 долларов, что было гораздо меньше, чем первоначальная цена, которую просил Хейлсберг за компилятор Blue Label Pascal.
Недорогой компилятор Borland имел большое влияние на сообщество Паскаля, которое начало свое существование в основном на IBM PC, в конце 1980 года. Многие любители ПК в поисках замены для структурированного BASIC использовали именно этот продукт. Turbo Pascal, будучи доступным только для одной архитектуры, была переведена непосредственно на Intel 8088 в машинный код, что сделало его гораздо быстрее, чем схема, когда Паскаль был интерпретируемых языком.
В 1990-х годах компиляторы, которые могут быть перенесены на различные аппаратные архитектуры стали более распространенными. Это позволило Pascal перевести на машинный код, который был в то же время легко переносимым на новое оборудование.
С Turbo Pascal версии 5 Borland добавила объектно-ориентированный подход в Pascal.
Однако, Borland позже решил, что хочет более сложных объектно-ориентированного программирования, и началась работа над Delphi с использованием Object Pascal стандарта, предложенного Apple в качестве основы. (Этот проект Apple не был формальным стандартом в то время.)Компания Borland также назвала этот язык Object Pascal в первой версии Delphi, но изменила название на язык программирования Delphi в более поздних версиях. Основные изменения по сравнению с первыми версиями были объектная модель на основе указателей, виртуальные конструкторы и деструкторы, и свойства.
Публично доступные компиляторы
Несколько компиляторов Паскаля доступны для использования широкой общественности:
- GNU Pascal Compiler (GPC) является дополнительным интерфейсом к GNU Compiler Collection (GCC), и написана на Си. свободно распространяется под лицензией GNU General Public License. Хотя поддержка Turbo Pascal (Borland) несколько ограничена.
- FreePascal написан на языке Паскаль (так что он компилирует сам), и направлен на обеспечение удобным и мощным компилятором, пригодного для компиляции старых приложений и вместе с этим быть средством разработки новых приложений. Также свободно распространяется под лицензией GNU GPL. Он может смешивать Turbo Pascal с кодом Delphi, а также поддерживает много платформ и операционных систем.
- Turbo Pascal был доминирующим компилятором Pascal для персональных компьютеров в течение 80-х и начале 90-х, популярный как в силу своего мощного расширения и крайне малого времени компиляции. В настоящее время старые версии Turbo Pascal (до 5,5) доступны для свободного скачивания с сайта компании Borland (требуется регистрация).
- Delphi является флагманских RAD (Rapid Application Development) продуктом от Borland. Он использует язык программирования Delphi, может работать с Паскалем, разработан для создания приложений для платформы Windows. Последняя версия также поддерживает компиляцию в. NET платформы.
- Kylix это реинкарнация компанией Borland своей продукции Паскаль. Он является потомком Delphi, с поддержкой операционной системы Linux и улучшенной библиотекой объектов. Компилятор и IDE теперь доступны для некоммерческого использования. Сам компилятор (но библиотеки или IDE) должен стать ПО с открытым исходным кодом в скором времени.
Критика из прошлого
Несмотря на популярность (пик которой пришелся на 1980-х и начале 1990-х), в ранних версиях Pascal подвергся широкой критике за то, что не подходит для "серьезного" использования за пределами обучения. Брайан Керниган, один из создателей языка программирования Си, изложил свою наиболее заметную критику Паскаля еще в 1981 году, в своей статье "Почему Паскаль не мой любимый язык программирования". С этого времени Pascal начинает изменяться, и большинство из тех пунктов, которые критиковались, не относятся к текущей реализации.
Многие неосведомленные люди до сих пор продолжают верить, что Паскаль не для "серьезного" программирования и не понимают выгоды, которые предлагает этот язык в данный момент. Это клеймо давит на Pascal больше, чем какой-либо реальный недостаток.