Народна Освіта » Інформатика » Комп'ютерні програми і мови програмування

НАРОДНА ОСВІТА

Комп'ютерні програми і мови програмування

1.    Що таке алгоритм? Що таке система команд виконавця алгоритму? У чому полягає формальність виконання алгоритму виконавцем?

2.    Що таке комп’ютерна програма?

3.    Яку мову програмування ви вивчали в попередніх класах? Пригадайте кілька команд цієї мови програмування.

КОМП’ЮТЕРНІ ПРОГРАМИ

Ви вже знаєте, що комп’ютер працює під керуванням програмного забезпечення, яке складається з комп’ютерних програм різноманітного призначення. Працюючи з комп’ютером у школі і вдома, ви використовували текстовий процесор, графічний редактор, програми-архіватори, табличний процесор, редактор комп’ютерних презентацій, навчальні і контролюючі програми, ігрові програми та багато інших.

Ви також знаєте, що комп’ютерна програма — це алгоритм опрацювання даних, записаний спеціальною мовою та призначений для виконання комп’ютером.

У процесі своєї роботи програма опрацьовує дані.

Дані, які потрапляють до програми від певних пристроїв (наприклад, з клавіатури або від датчика температури) або від іншої програми, або з іншого джерела (наприклад, з текстового файлу), називають вхідними (початковими) даними. Деякі програми працюють без вхідних даних.

Під час виконання програми утворюються і опрацьовуються й інші дані, які називають проміжними даними.

Якщо метою виконання програми є отримання певних даних, то ці дані називають вихідними (результуючими) даними.

Більшість сучасних програм у процесі своєї роботи надають користувачу певний набір засобів для його взаємодії з програмою і пристроями. До цих засобів належать засоби керування (кнопки, меню та ін.), засоби введення даних (поля, лічильники та ін.), засоби виведення даних (написи, поля та ін.) тощо. Сукупність таких засобів, а також методів їх використання утворює інтерфейс користувача.

МОВИ ПРОГРАМУВАННЯ

Складаючи алгоритми, призначені для виконання людиною, користуються звичною мовою спілкування людей: українською, російською, англійською, німецькою тощо.

Але для алгоритмів, які повинен виконувати комп’ютер, мова спілкування людей складна, має неоднозначні трактування (наприклад, слова-омоніми). Тому для запису алгоритмів, призначених для виконання комп’ютером, розробляють і використовують спеціальні мови - мови програмування.

Мову, яку використовують для запису алгоритмів, призначених для виконання комп’ютером, називають мовою програмування.

За останні 70 років створено близько трьох тисяч різних мов програмування. Деякі з них уже не використовують, для деяких постійно з’являються нові версії, що зручніші для складання програм і мають більші можливості. Постійно створюються нові мови програмування.

Деякі мови програмування використовуються для складання програм для розв’язування задач у різних галузях науки, техніки, виробництва, сфери побуту та ін., а деякі створені саме для складання програм для розв’язування спеціального кола задач.

Мови програмування є прикладами так званих штучних мов. Іншими прикладами штучних мов є, наприклад, мова запису хімічних реакцій, мова запису розв’язування математичних рівнянь і нерівностей, мова запису поштових індексів на конвертах і листівках, мова запису ходів шахової партії тощо.

Кожна мова програмування має такі складові:

1.    Алфавіт - множина символів, з яких можна утворювати слова і речення цієї мови.

2. Словник - набір слів, які використовуються в цій мові.

3.    Синтаксис - правила складання і запису мовних конструкцій: не словникових слів і речень.

4.    Семантику - встановлене однозначне тлумачення мовних конструкцій, правил їх виконання.

У 6-7 класах ви вивчали мову програмування Scratch. Пригадаємо, що до алфавіту цієї мови програмування входять цифри, літери української абетки, англійського алфавіту, символи :, =, +, *,< та ін. До її словника входять, наприклад, слова повторювати, переміститися, якщо, відбити, коли. Відповідно до синтаксичних правил цієї мови програмування команда циклу з передумовою має містити слова повторювати поки і саме в такому порядку. А відповідно до семантики цієї мови програмування комп’ютер однозначно виконає команду переміститися на 10 кроків і перемістить виконавця на 10 кроків у напрямі його руху.

Використання символів, що не входять до алфавіту мови програмування, неправильне написання словникових слів, порушення синтаксичних правил призводять до неможливості виконання комп’ютером відповідної команди. Такі порушення називають синтаксичними помилками.

У 8 і 9 класах ви будете вивчати мову програмування Object Pascal (англ. Object Pascal - об’єктний Паскаль). Цю мову використовують учні і студенти для вивчення основних принципів програмування, а також професійні програмісти для створення різноманітних програм.

Цікаві факти з історії

Мову програмування РаьсаІ створила в 1970 р. група співробітників Інституту інформатики Швейцарської вищої технічної школи під керівництвом професора Ніклауса Вірта (нар. у 1934 р., мал. 5.1). Назвали її на честь видатного французького математика, фізика, інженера, літератора, філософа Блеза Паскаля.

Спочатку мова програмування Pascal створювалася спеціально для навчання студентів основних принципів і методів процедурного програмування. Але згодом

з'ясувалося, що ця мова програмування досить зручна, і виникла ідея застосовувати її не лише для навчання, а й для створення програм для розв'язування практичних завдань з використанням комп'ютера. Так з'явилися перші програми-компілятори для автоматичного перекладання програм, написаних мовою програмування Pascal, у програми, які може виконати процесор комп'ютера, а також середовище розробки Turbo Pascal, які з часом здобули широку популярність.

 

З роками мова програмування Pascal розвивалася й вдосконалювалася. Нові версії цієї мови, які вже мали елементи об’єктно-орієнтованої (орієнтованої на об'єкти та їх властивості) мови програмування, з'явилися у другій половині 80-х років минулого століття. Одна з версій цієї мови одержала назву Object Pascal. На початку 2000-х років чергова нова версія Object Pascal одержала назву Delphi.

СЕРЕДОВИЩЕ РОЗРОБКИ ПРОГРАМ LAZARUS

Для створення, редагування і налагодження програм мовою програмування Object Pascal ми будемо використовувати середовище розробки програм Lazarus.

Це середовище складається з:

•    текстового редактора для введення і редагування тексту програм;

•    компілятора для перекладу програми з мови програмування Object Pascal на мову команд, які може виконати процесор комп’ютера;

• засобів налагодження програми для пошуку в ній помилок;

•    довідкової системи

та інших компонентів.

Це середовище розробки надає можливість використовувати велику бібліотеку візуальних компонентів (англ. Lazarus Component Library (LCL) -бібліотека компонентів Lazarus). Це вже відомі вам компоненти: кнопки, поля, написи, прапорці, перемикачі, лічильники, списки, смуги прокручування тощо. Під час розміщення цих компонентів на формі автоматично створюється відповідний фрагмент програми мовою Object Pascal і його не потрібно вводити до тексту програми вручну, що значно зменшує, спрощує і пришвидшує роботу зі створення програм. Такий спосіб розробки програм називають візуальним.

Програми, створені в середовищі Lazarus, називають проектами. Вони складаються з кількох файлів.

Відкрити вікно середовища Lazarus можна:

•    використовуючи команду Lazarus меню Пуск => Програми => Lazarus;

•    використовуючи значок на Робочому столі.

У результаті відкривається вікно середовища Lazarus (мал. 5.2), на якому розміщено Головне меню, панелі інструментів, вкладки з компонентами, а також кілька підлеглих вікон, серед яких:

• вікно Інспектор об’єктів, у якому можна для кожного компонента переглядати і змінювати значення його властивостей, розпочинати створення обробників подій та ін.;

•    вікно Редактор тексту з вкладками, на яких розміщуються фрагменти програми мовою Object Pascal;

•    вікно форми.

Форма - це об’єкт, на якому можна розмістити різні компоненти, зокрема, кнопки, поля, написи, меню, смуги прокручування та ін. Під час виконання проекту форма відкривається як вікно прикладної програми, на якому відображатимуться всі об’єкти, розміщені на формі.

Форма має властивості, які відображаються на вкладці Властивості вікна Інспектор об’єктів. У лівій частині цієї вкладки знаходиться список властивостей, а в правій - їх значення. Значення деяких властивостей форми потрібно вводити у відповідні поля, а деяких можна як уводити в поле, так і вибирати зі списку.

Наведемо приклади деяких із цих властивостей:

Name (англ. name - ім’я) - її значення визначає ім’я форми як об’єкта;

Caption (англ. caption - заголовок) - її значення визначає текст у рядку заголовка форми;

Color (амер. color - колір) - її значення визначає колір фону форми;

Height (англ. height - висота) - її значення визначає висоту вікна в пік-селях (піксель - це точка графічного зображення на екрані);

Width (англ. width - ширина) - її значення визначає ширину вікна в пікселях;

Top (англ. top - верх) - її значення визначає відстань (у пікселях) від верхньої межі вікна до верхньої межі екрана;

Left (англ. left - лівий) - її значення визначає відстань (у пікселях) від лівої межі вікна до лівої межі екрана.

Зазначимо, що значення властивостей Top і Left можна змінити перетягуванням форми по екрану, а значення властивостей Height і Width -зміненням розмірів форми, використовуючи маркери, розташовані на її межах.

Як ми вже зазначали, сучасні середовища візуальної розробки проектів, однією з яких є Lazarus, частково автоматизують процес їх створення,

тим самим полегшуючи роботу як професіоналам, так і початківцям. Уже навіть під час відкриття нового проекту, коли ще не було введено жодного рядка тексту програми, Lazarus автоматично створює (генерує) певний початковий текст проекту. Цього тексту проекту достатньо, щоб запустити його на виконання.

Перед початком виконання проект рекомендується зберегти на носії. Як ми вже зазначали, сучасні проекти складаються не з одного файлу, а з кількох. Тому доцільно для кожного нового проекту створювати окрему папку. Зберегти проект можна, використовуючи команду Зберегти всі меню Файл, або кнопку Зберегти всі . j панелі інструментів, або команду Зберегти проект меню Проект.

Система послідовно пропонує зберегти два файли проекту: файл з іменем Projectl (англ. project - проект) і з розширенням імені lpi; файл з іменем Unitl (англ. Unit - блок) і з розширенням імені pas. Розширення імен файлів змінювати не можна, а імена файлів можна змінити.

Усі інші файли проекту автоматично збережуться у створеній папці, наприклад Мій перший проект (мал. 5.3).

Якщо вже збережений проект змінити, то під час збереження його нової версії в ту саму папку без змінення імен його файлів ніякі додаткові вікна відкриватися не будуть.

Уже збережений проект можна зберегти в іншій папці, імена його файлів можна змінити. Для цього доцільно використати команду Зберегти проект як меню Проект.

Щоб відкрити проект, збережений раніше на носії, потрібно виконати команду Відкрити з меню Файл, або вибрати кнопку Відкрити . - на па-

 

нелі інструментів, або виконати команду Відкрити проект з меню Проект. Після цього у вікні, що відкриється, вибрати файл з розширенням імені lpi, а далі вибрати кнопку Відкрити (мал. 5.4).

Інколи під час запуску середовища Lazarus відкривається останній збережений проект. Закрити його можна командою Закрити проект з меню Проект. Після виконання цієї команди відкривається вікно Майстер проектів (мал. 5.5). У цьому вікні можна вибрати кнопку Новий проект для початку роботи над новим проектом, користуючись списком Відкрити недавній проект, можна відкрити один з останніх проектів, що відкривалися в середовищі, можна також відкрити будь-який проект, збережений на носії.

Після вибору кнопки Новий проект відкривається вікно Створити новий проект (мал. 5.6), у якому потрібно у списку вибрати перший рядок Програма, після чого вибрати кнопку Гаразд.

 

ВИКОНАННЯ ПРОЕКТУ

Розпочати виконання проекту можна, виконавши команду Виконати з меню Виконати, або вибравши кнопку Виконати £> на панелі інструментів, або натиснувши клавішу Р9.

Під час запуску проекту на виконання розпочинає свою роботу програ-ма-компілятор. Насамперед ця програма аналізує текст проекту на наявність синтаксичних помилок. У разі наявності таких помилок ця програма перериває свою роботу і вказує на місце першої з них. Потрібно виправити помилку і знову запустити проект на виконання. Якщо текст проекту не містить синтаксичних помилок, то програма-компілятор перекладає текст проекту з мови Object Pascal на мову команд, які може виконати процесор комп’ютера, і передає вже перекладений проект процесору на виконання.

Під час виконання проекту, який автоматично створюється при відкритті нового проекту, на екрані відкривається вікно, значення властивостей якого (колір, розміри, положення на екрані, текст у рядку заголовка та ін.) встановлені за замовчуванням (мал. 5.7).

Для закінчення виконання проекту потрібно закрити вікно його виконання, вибравши кнопку закриття вікна або натиснувши сполучення клавіш Alt + F4.

До початкового проекту, як і до будь-якого іншого, можна вносити зміни. Наприклад, можна змінити значення деяких властивостей форми. Для цього на вкладці Властивості вікна Інспектор об’єктів потрібно встановити, наприклад:

Caption - Перше вікно

Color - clRed (color - колір, red - червоний)

Height - 450 Width - 700 Left - 600 Top - 350

Якщо зберегти нову версію проекту і знову виконати його, теж відкриється вікно, але іншого кольору, інших розмірів, розташоване в іншому місці екрана, з іншим текстом у рядку заголовка (мал. 5.8).

Щоб закрити вікно середовища Lazarus, можна виконати команду Вихід з меню Файл або вибрати кнопку закриття вікна середовища в рядку заголовка вікна Lazarus.

Комп’ютерна програма — це алгоритм опрацювання даних, записаний спеціальною мовою та призначений для виконання комп’ютером.

У процесі своєї роботи програма опрацьовує дані.

Дані, які потрапляють до програми від певних пристроїв (наприклад, з клавіатури або від датчика температури) або від іншої програми, або з іншого джерела (наприклад, з текстового файлу), називають вхідними (початковими) даними. Деякі програми працюють без вхідних даних.

Під час виконання програми утворюються і опрацьовуються й інші дані, які називають проміжними даними.

Якщо метою виконання програми є отримання певних даних, то ці дані називають вихідними (результуючими) даними.

Мову, яку використовують для запису алгоритмів, призначених для виконання комп’ютером, називають мовою програмування.

Кожна мова програмування має такі складові:

1.    Алфавіт - множина символів, з яких можна утворювати слова і речення цієї мови.

2. Словник - набір слів, які використовуються в цій мові.

3.    Синтаксис - правила складання і запису мовних конструкцій: не словникових слів і речень.

4.    Семантику - встановлене однозначне тлумачення мовних конструкцій, правил їх виконання.

Середовище розробки програм Lazarus складається з:

•    текстового редактора для введення і редагування тексту програм;

•    компілятора для перекладу програми з мови програмування Object Pascal на мову команд, які може виконати процесор комп’ютера;

•    засобів налагодження програми для пошуку в ній помилок;

•    довідкової системи та інших компонентів.

Форма - це об’єкт, на якому можна розмістити різні компоненти, зокрема, кнопки, поля, написи, меню, смуги прокручування та ін. Під час виконання проекту форма відкривається як вікно прикладної програми, на якому відображатимуться всі об’єкти, розміщені на формі.

Приклади деяких з властивостей форми:

Name - її значення визначає ім’я форми як об’єкта;

Caption - її значення визначає текст у рядку заголовка форми;

Color - її значення визначає колір фону форми;

Height - її значення визначає висоту вікна в пікселях (піксель - це точка графічного зображення на екрані);

Width - її значення визначає ширину вікна в пікселях;

Top - її значення визначає відстань (у пікселях) від верхньої межі вікна до верхньої межі екрана;

Left - її значення визначає відстань (у пікселях) від лівої межі вікна до лівої межі екрана.

Дайте відповіді на запитання

1°. Що таке комп’ютерна програма?

2·. Які дані, що опрацьовує програма, називають вхідними, проміжними, вихідними?

3°. Що таке мова програмування?

4·. Які складові частини мови програмування? Опишіть кожну з них. 5·. Що таке синтаксична помилка?

6°. Для чого призначене середовище Lazarus?

7·. Які основні складові середовища Lazarus і яке їх призначення?

8·. Для чого призначена програма-компілятор? Які основні етапи її виконання?

9°. Що таке форма? Назвіть кілька її властивостей.

10°. Як відкрити проект у середовищі Lazarus? Як зберегти проект?

Виконайте завдання

1°. Створіть проект, виконання якого відкриє вікно червоного кольору розмірами 400 х 350 і змінить текст у заголовку вікна на ваше прізвище. Збережіть проект у папці з іменем Завдання 5.1.1, створеній у вашій папці.

2°. Створіть проект, виконання якого відкриє вікно синього кольору розмірами 200 х 450 і змінить текст у заголовку вікна на ваше ім’я. Збережіть проект у папці з іменем Завдання 5.1.2, створеній у вашій папці.

3*. Створіть проект, виконання якого відкриє вікно синього кольору розмірами 300 х 300, ліва межа якого знаходиться на відстані 300 пікселів від лівої межі екрана і верхня межа якого знаходиться на відстані 400 пікселів від верхньої межі екрана. Збережіть проект у папці з іменем Завдання 5.1.3, створеній у вашій папці.

4*. Створіть проект, виконання якого відкриє вікно сірого кольору розмірами 200 х 100, ліва межа якого знаходиться на відстані 150 пікселів від лівої межі екрана і верхня межа якого знаходиться на відстані 100 пікселів від верхньої межі екрана. Збережіть проект у папці з іменем Завдання 5.1.4, створеній у вашій папці.

 

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Ривкінд

 

Категорія: Інформатика

Автор: admin от 16-10-2016, 16:01, Переглядів: 8866