Einführung in die Programmiersprache PASCAL: Skriptum für Hörer aller Fachrichtungen ab 1. Semester

168 Pages·1982·4.72 MB·German

by  Karl-Heinz Becker

K.-H. Becker I G. Lamprecht
EinfUhrung in die
Programmiersprache
PASCAL
Programmiersprachen---------_
Formale Sprachen, von H. Becker und H. Walter
EinfUhrung in ALGOL 60, von H. Feldma~n
EinfUhrung in ALGOL 68, von H. Feldmann
Einfuhrung in die Programmiersprache PASCAL,
von K. -H. Becker und G. Lamprecht
EinfUhrung in PASCAL, von H. Feldmann
Die Programmiersprache PASCAL, von D. Krekel und W. Trier
EinfUhrung in die Programmiersprache PL/1, von H. Kamp
und H. Pudlatz
EinfUhrung in die Programmiersprache FORTRAN 77,
von G. Lamprecht
EinfUhrung in die Programmiersprache SIMULA,
von G. Lamprecht
Einfiihrung in die Programmiersprache BASIC,
von W.-D. Schwill und R. Weibezahn
BASIC in der medizinischen Statistik, von H. Ackermann
Einfiihrung in die Programmiersprache COBOL,
von W.-M. Kahler
PEARL, Process and Experiment Automation Realtime
Language, von W. Werum und H. Windauer
Vieweg ----------------
Karl-Heinz Becker
Gunther Lamprecht
Einfuhrung in die
Programmiersprache
PASCAL
Skriptum fUr Harer aller Fachrichtungen
ab 1. Semester
Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig/Wiesbaden
1982
Aile Rechte vorbehalten
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1982
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ISBN-13: 978-3-528-03346-0 e-ISBN-13: 978-3-322-85537-4
DOl: 10.1007/ 978-3-322-85537-4
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ......................................... .
2 Variablendeklaration, arithmetische Ausdrucke und
vorgegebene Funktionen ............................... 4
3 Funktionsunterprogramme ............................. 11
4 Prozeduren ......................................... 15
5 Programmverzweigung, Boolesche Variable und Konstanten .... 21
6 Programmschleifen ................................... 26
7 Ausgabe auf dem Drucker; Zeichenvariable ................. 30
8 Eingabe von Daten; die CASE-Anweisung .................. 41
9 Polynome; Vektoren und Matrizen; TYPE-Vereinbarung 51
10 Mengen ............................................ 63
11 Verbunde .......................................... 70
12 Bearbeitung von Dateien ............................... 76
13 Pointer-Variable ..................................... 86
14 Rekursive Funktionen und Prozeduren .................... 93
Losungen zu den Beispielen und Aufgaben ................. 96
Anhang
A Interne Zahlendarstellung 146
B Reservierte Worter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 148
C Substituierbare Zeichen .............................. 149
D Vorgegebene Funktionen und Prozeduren ................ 150
E ASCII- und EBCDIC-Zeichensatz ...................... 151
F Syntax-Diagramm .................................. 152
G Allgemeine Programmierregeln ........................ 155
Sachwortverzeichnis .................................. 157
Vorwort
~rsprii~glich war die Programmiersprache PASCAL von N. WirtJ't,
ZUrich; zwar nicht fUr Kleinrechner entwickelt worden, doch beruht
ihre heutige Verbreitung auf ihrer Verwendung in Kleinrechnern. So
ist man als Anwender geneigt, manche Einschrankung im Vergleich
zu anderen Programmiersprachen, die nur auf GroBrechnern einsetz
bar sind, in Kauf zu nehmen. Auf der anderen Seite besitzt die Pro
grammiersprache PASCAL eine Reihe interessanter Sprachelemente,
die in dieser Art erstmals mit ihr auf Kleinrechnern verfugbar wur
den.
Das vorliegende Buch will den spateren Anwender mit einer groBen
Zahl von Beispielaufgaben und Losungen an die Sprache und ihren
Einsatz heranfuhren. Obwohl es als "Einfuhrung" gedacht ist, werden
praktisch aile Elemente der Sprache behandelt, und es werden viele
Hinweise auf Fehlermoglichkeiten beim Programmieren in PASCAL
gegeben.
Frau U. Kleinschmidt mochten wir an dieser Stelle fur ihre Sorgfalt
beim Schreiben der Druckvorlage danken.
Bremen, im Oktober 1981 Karl-Heinz Becker
Gunther Lamprecht
-1-
1 Einleitung
Die technische Entwicklung hat es mit sich gebracht, daB man heute wegen der
Kleinheit der Bauelemente leistungsfahige Rechner mit einem beachtlichen Arbeits
speicher sowie einem Hintergrundspeicher (z.B. Disketten) in einem Datensicht
gerat integrieren kann. Ein solches System hat folgenden prinzipiellen Aufbau:
Protokoll
schreiber Arbei tsspeicher
Bildschirm Rechner
Hintergrundspeicher
Tastatur (z.B. Disketten)
Bus
Die Tatigkeit an dem Rechnersystem vollzieht sich in folgender Weise:
Uber die Tastatur, die einer Schreibmaschinentastatur ahnlich ist, gibt man
die Folge von Anweisungen Zeichen fUr Zeichen und Zeile fUr Zeile ein. Zur
Sichtkontrolle wird die Eingabe auf dem Bildschirm ausgegeben. Der Bildschirm
ist einem Fernsehgerat vergleichbar, auf dem die Ausgabe in 24 Zeilen a'
80 Spalten angezeigt wird. Darstellbar sind in der Regel GroB- und Kleinbuch
staben, die Ziffern sowie eine Reihe von Sonderzeichen.
Parallel zu der Anzeige auf dem Bildschirm werden alle Zeichen im Arbeits
speicher abgelegt. Hier werden die eingegebenen Anweisungen von einem vorge
gebenen Programm+) interpretiert und - zu einem spateren Zeitpunkt eventuell
ausgefUhrt. Entdeckte Fehler werden von dem vorgegebenen Programm auf dem
Bildschirm gekennzeichnet.
Je nach Wahl des Programms kann man die eingegebenen Anweisungen auf dem
Hintergrundspeicher auslagern und fUr spatere Programmaufrufe "konservieren".
Auf Grund der einfachen Struktur der Programmiersprache PASCAL sind fUr sehr
viele Kleinrechner PASCAL-Compiler++) vorhanden. Damit ist es moglich,
PASCAL-Programme auf einem Kleinrechner ausfUhren zu lassen, solange sie
bezUglich Speicheranforderung bzw. Anforderung an Rechenzeit den gegebenen
Leistungsrahmen nicht sprengen.
Jedes PASCAL-Programm ist durch besondere Anweisungen in eine bestimmte Um
gebung einzufUgen. Diese Anweisungen sehen fUr jedes Rechnersystem anders aus,
_______h _a_b_e_ n_ aber folgende prinzipielle Funktion:
+)Hier kann man sich den Text-Editor, den PASCAL-Compiler, andere Dienst
programme oder eigene, frUher entwickelte Programme vorstellen.
++)Unter einem Compiler versteht man ein vorgegebenes Programm, das die (PASCAL-)
Anweisungen in Befehle Ubersetzt, die das Rechnersystem unmittelbar ausfUhren
kann.
-2-
I Anforderung von Betriebsmitteln
(GroSe der Bereiche im Arbeitsspeicher bzw. Hintergrundspeicher,
Bedarf an Rechenzeit, Bedarf an Druckzeilen)
I Aufruf des PASCAL-Compilers
I
PASCAL-Programm
I VerknUpfung zu einem ausfUhrbaren Programmlauf,
StaIrt en des Programmlaufs
eventuell: Eingabedaten
I
Steueranweisungen zum
Beenden des Programms
Es empfiehlt sich, wegen der Einzelheiten zu den Steueranweisungen fUr die
Einbettung und AusfUhrung des PASCAL-Programms einen erfahrenen Programmierer
urn Rat zu fragen. Hier sollen im Folgenden die Anweisungen innerhalb des
PASCAL-Programms angegeben und erlautert werden.
Jedes PASCAL-Programm besitzt die folgende Struktur:
PROGRAM name (Programm-Parameter);
I
Vereinbarungen J Vereinbarungsteil
(engl.: declarations)
BEGIN
I
Anweisungen Verarbeitungsteil
(engl.: statements) 1
END.
Nach dem SchlUsselwort PROGRAM gibt man einen Namen fUr das Programm an, was oben
durch "name" angedeutet wurde. Der Programm-Name kann vom Progrannllierer frei ge
wahlt werden, wobei die folgende Regel zu beachten ist:
Das erste Zeichen muS ein Buchstabe sein, dann dUrfen sich Buchstaben
und Ziffern in beliebiger Reihenfolge und Anzahl anschlieSen+).
Als letztes kann man in der PROGRAM-Anweisung noch sogenannte Programm-Parameter
angeben. Sie werden bei einigen Rechenanlagen dazu benutzt, das von uns entwickelte
Programm in eine entsprechende "Umgebung" einzufUgen, die die Ubersetzung und
anschlieSende AusfUhrung des Programms ermoglicht.
Bei einigen Rechenanlagen wird die Umgebung - wie oben angedeutet - durch
entsprechende Steuerkarten geschaffen, dann benotigt man keinerlei Pro gramm
Parameter und hat lediglich
----
+)Die Beliebigkeit der Zeichenanzahl ist rein theoretisch, da es in allen Rechner
systemen Beschrankungen gibt: In der Regel werden nur die ersten 8 Zeichen zur
Unterscheidung von Namen herangezogen.
-3-
PROGRAM name;
anzugeben. Bei anderen Rechenanlagen sind die SchlUsselwarter INPUT und OUTPUT
als Programm-Parameter erforderlich, so daB man zu schreiben hat:+)
PROGRAM name (INPUT, OUTPUT);
Weitere Programm-Parameter kannen in Spezialfallen erforderlich werden.
Nach der PROGRAM-Anweisung, die den Anfang eines PASCAL-Programms angibt,
sind aIle spater zu benutzende GraBen, wie
- Marken und Konstanten,
- Variable
Felder und Strukturen sowie
- Unterprogramme
zu vereinbaren (zu "deklarieren")++). Neben der Festlegung von Namen geschieht
hierbei die Reservierung von Speicherplatzen und die Vereinbarung des zuge
harigen Typs. 1m FaIle von Unterprogrammen wird zusatzlich der Algorithmus
- z.B. zur Berechnung eines Funktionswertes - angegeben.
Zwischen den SchlUsselwartern BEGIN und END. (mit Dezimalpunkt als
Symbol fUr das Ende des Programms) sind aIle Anweisungen anzugeben, die den
Verarbeitungsteil des Programms ausmachen. Zu den Anweisungen ("Befehlen", engl.:
"statements") zahlen zum Beispiel:
Berechnung von AusdrUcken und Zuweisungen der Ergebnisse
an zuvor deklarierte GraBen,
Aufrufe von Unterprogrammen,
Bearbeitung von Daten sowie
- Zugriff auf Dateien.
In den nachfolgenden Kapiteln wollen wir beschreiben, welche GraBen wir in
einem PASCAL-Programm deklarieren mUssen, und wie die entsprechenden Verein
barungen aussehen. AuBerdem sollen die Anweisungen aus dem Verarbeitungsteil
eines Programms erlautert werden sowie das Zusammenspiel der Deklaration von
einzelnen GraBen und deren spaterer Benutzung in entsprechenden Anweisungen.
Dies solI schrittweise an Hand einfacher Aufgabenstellungen geschehen.
+)Hierdurch werden die "Karten"eingabe (INPUT) und die Druckerausgabe (OUTPUT)
als Dateien zugeordnet.
++)Um den PASCAL-Compiler maglichst einfach zu halten und um die Ubersetzung auch
auf Kleinrechnern zu ermaglichen, sind die "Deklarationen" in einer fest vorge
gebenen Reihenfolge vorzunehmen. Siehe Syntax-Diagramm, Seite 148.
-4-
2 Variablendeklaration, arithmetische Ausdrucke und
vorgegebene Funktionen
Beispiel 2. I (Losung Seite 96)
Wir wollen naherungsweise die Oberflache der Erde berechnen. Dabei
stehen uns folgende Werte bzw. Formeln zur VerfUgung:
I) Oberflache Feiner Kugel: F 4". r2
2) Erdradius r (am Aquator): r = 6378388 m
3) Konstante ". ". = 3,14159265358979 .••
Das PASCAL-Programm wird angegeben und anschlieBend erlautert:
PROGRAM OBERFLAECHE(INPUT,OUTPUT);
VAR R,PI,F : REAL; J Vereinbarungsteil
BEGIN
R := 6378.388;
PI := 3.14159265358979;
F := 4*PI*R*R; Verarbeitungsteil
WRITE(R,F);
WRITELN;
END.
Die auBere Form eines PASCAL-Programms kann man weitgehend nach eigenen Vor
stellungen gestalten: so ist es moglich, die Anweisungen - wie oben ange
geben - untereinander aufzufUhren, urn das Programm fUr den menschlichen Leser
moglichst Ubersichtlich zu gestalten. Erlaubt ware es aber auch gewesen, aIle
Anweisungen unmittelbar hintereinander anzugeben:
Durch das Semikolon (;) am Ende einer jeden Anweisung kann der PASCAL-Compiler
die einzelnen Anweisungen voneinander trennen. Man muB lediglich dar auf achten,
daB keine SchlUsselworter und Namen aneinanderstoBen, da sich sonst ein neuer
Begriff bilden konnte.+)
Der Pro gramm-Name ist von uns mit "OBERFLAECHE" festgelegt. Dies geschieht
- wie im vorausgehenden Abschnitt I erlautert - durch die erste Zeile des Programms:
PROGRAM OBERFLAECHE(INPUT,OUTPUT);
Die Programm-Parameter INPUT und OUTPUT verknUpfen unser Programm mit ent
sprechenden Ein- und Ausgabe-Dateien (siehe Seite 78).
Durch die anschlieBende Deklaration
VAR R,PI,F : REAL;
werden drei Variable vereinbart, die die Namen R, PI und F - von uns gewahlt - ++)
erhalten und fUr die wir den Typ REAL festlegen.
-----
+)Im Anhang, Seite 155, haben wir einige Regeln formuliert, an die man sich beim
Schreiben eines Programms halten sollte: Je Ubersichtlicher ein Programm ge
staltet wird, desto leichter sind Programmierfehler zu finden und desto
leichter lassen sich spatere Programmanderungen durchfUhren.
++)FUr die Vergabe von Variablen-Namen gilt dieselbe Regel wie fUr die Vergabe
des Programm-Namens (vgl. Seite 2).