Einführung in die Programmiersprache SIMULA: Anleitung zum Selbststudium

239 Pages·1976·7.298 MB·German

by  Prof. Dr. Günther Lamprecht (auth.), Alfred Schubert (eds.)

uni-texte
Lehrbücher
A. J. Baden Fuller, Mikrowellen
G. M. Barrow, Physikalische Chemie I, II, 111
W. L. Bontsch-Brujewitsch II. P. Swaigin II. W. Karpenko I A. G. Mironow,
Aufgabensammlung zur Halbleiterphysik
L. Collatz I J. Albrecht, Aufgaben aus der Angewandten Mathematik I, II
W. Czech, Übungsaufgaben aus der Experimentalphysik
H. Dallmann I K.-H. Elster, Einführung in die höhere Mathematik
M. Denis-Papin I G. Cullmann, Übungsaufgaben zur Informationstheorie
M. J. S. Dewar, Einführung in die moderne Chemie
P. B. Dorain, Symmetrie und anorganische Strukturchemie
M. Durand I P. Favard, Die Zelle
N. W. Efimow, Höhere Geometrie I, II
A. P. French, Spezielle Relativitätstheorie
D. Geist, Halbleiterphysik I, II
W. L. Ginsburg I L. M. Levin I S. P. Strelkow, Aufgabensammlung der Physik I
P. Guillery, Werkstoffkunde für Elektroingenieure
J. G. Holbrook, Laplace-Transformation
Ch. Houillon, Sexualität
I. Ye. lrodov, Aufgaben zur Atom-und Kernphysik
D. Kind, Einführung in die Hochspannungs-Versuchstechnik
S. G. Krein I V. N. Uschakowa, Vorstufe zur höheren Mathematik
Krischner, Einführung in die Röntgenfeinstrukturanalyse
H. Lau I W. Hardt, Energieverteilung
R. Ludwig, Methoden der Fehler-und Ausgleichsrechnung
E. Meyer I R. Pottel, Physikalische Grundlagen der Hochfrequenztechnik
E. Poulsen Nautrup, Grundpraktikum der organischen Chemie
L. Prandtl I K. Oswatitsch I K. Wieghardt, Führer durch die Strömungslehre
J. Ruge, Technologie der Werkstoffe
W. Rieder, Plasma und Lichtbogen
H. Sachsse, Einführung in die Kybernetik
D. Schuller, Thermodynamik
F. G. Taegen, Einführung in die Theorie der elektrischen Maschinen I, II
W. Tutschke, Grundlagen der Funktionentheorie
W. Tutschke, Grundlagen der reellen Analysis I, II
H.-G. Unger, Elektromagnetische Wellen I, II
H.-G. Ungar, Quantenelektronik
H.-G. Ungar I W. Schultz, Elektronische Bauelemente und Netzwerke I, II, 111
B. Vauquois, Wahrscheinlichkeitsrechnung
W. Wuest, Strömungsmeßtechnik
Skripten
J. Behne I W. Muschik IM. Päsler,
Ringvorlesung zur Theoretischen Physik, Theorie der Elektrizität
H. Feldmann, Einführung in ALGOL 60
0. Hittmair I G. Adam, Ringvorlesung zur Theoretischen Physik, Wärmetheorie
H. Jordan I M. Weis, Asynchronmaschinen
H. Kamp I H. Pudlatz, Einführung in die Programmiersprache PLI I
G. Lamprecht, Einführung in die Programmiersprache FORTRAN IV
E. Macherauch, Praktikum in Werkstoffkunde
E.-U. Schlünder, Einführung in die Wärme-und Stoffübertragung
H. Schubart, Einführung in die klassische und moderne Zahlentheorie
W. Schultz, Einführung in die Quantenmechanik
W. Schultz, Dielektrische und magnetische Eigenschaften der Werkstoffe
Günther Lamprecht
Einführung in die
Programmiersprache
SIMULA
Anleitung zum Selbststudium
Skriptum für
Hörer aller Fachrichtungen
ab 1. Semester
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Prof. Dr. Giinther Lamprecht
ist Leiter des Rechenzentrums der Universitiit Bremen
Verlagsredaktion: Alfred Schubert
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Alle Rechte vorbehalten
© by Springer Fachmedien Wiesbaden 1976
Urspriinglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Ver1agsgesellschaft mbH, Braunschweig 1976
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Filme, Bănder, Platten und andere Medien.
ISBN 978-3-528-03321-7 ISBN 978-3-322-89444-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-89444-1
Vorwort
Diese Einführung in die Programmiersprache SIMULA ist aus einer Lehrveranstaltung
entstanden, die im WS 1974/75 und im SS 75 am Rechenzentrum der Universität
Bremen abgehalten wurde. Das Buch wendet sich an "Hörer aller Fakultäten" und
will ihnen den Zugang zur Datenverarbeitung an Hand einfacher Aufgabenstellungen
erleichtern.
Die Programmiersprache SIMULA, die am Norwegian Computing Center, Oslos, von
0. J. Dahl, B. Myhrhaug und K. Nygaard entwickelt wurde, ist eine Erweiterung der
Programmiersprache ALGOL 60. Die Sprache bietet eine Fülle von Anweisungen, so
daß man den Lösungsweg auch bei komplexer Aufgabenstellung übersichtlich be
schreiben kann.
Das Ziel dieser Einführung in die Programmiersprache SIMULA ist es, den Leser nach
und nach mit den Sprachelementen vertraut zu machen. Dabei kommt es weniger
darauf auf, die Sprache vollständig zu beschreiben, als vielmehr, beispielhaft zu
zeigen, wie man die einzelnen Anweisungen anwenden kann.
Alle Programmierbeispiele und Aufgaben wurden auf der Rechenarralge IRIS 80 der
Universität Bremen gerechnet und die Ergebnisse im Lösungsteil angegeben und er
läutert. Damit hat der Leser die Möglichkeit, seine Programme und Ergebnisse zu
kontrollieren.
Allen Mitarbeitern des Rechenzentrums bin ich für ihre Anregungen und Verbes
serungsvorschläge zu Dank verpflichtet. Frau U. Pochciol möchte ich an dieser
Stelle ausdrücklich für ihre Sorgfalt beim Schreiben der Druckvorlage danken.
Bremen, im November 1975
Günther Lamprecht
Inhaltsverzeichnis
1 Eine einfache Programmieraufgabe
2 Ganze Zahlen; Auswertung arithmetischer Ausdrücke 6
3 Steuerung des Programmablaufs; logische Größen, Vektoren
und Matrizen 13
4 Eingabe von Datenkarten, Ausgabe auf dem Drucker 28
5 Verarbeitung von Texten 48
6 Programmstruktur:
zusammengesetzte Anweisungen, Blöcke, Unterprogramme 73
7 Rekursive Prozeduren; vorgegebene Unterprogramme 93
8 Klassen als Verbund 103
9 Klassen als Programmsystem; Klassen mit Anweisungen 116
10 Zugriff auf Dateien 122
11 Ko-Routinen 134
12 Simulation 142
Lösungen zu den Beispielen und Aufgaben 154
Anhang A: Interne Zahlendarstellung 220
Anhang B: Vorgegebene Namen 223
Anhang C: In SIMULA benutzte Zeichen 226
Sachwortverzeichnis 227
Syntax der Sprache SIMULA Faltblatt
- '1 -
'1 Eine einfache Programmieraufgabe
Wir wollen uns die Aufgabe stellen, mit Hilfe der
Rechenanlage den Wert der Funktion
y = 0,3 x2 + 0,25 x - '1
an der Stelle x = 5 zu berechnen. Wie man leicht nach
rechnen kann, muß das Ergebnis 7,75 lauten.
Das SIMULA-Programm soll angegeben und anschließend
erläutert werden.
Beispiel '1.'1
BEG IN
REAL X,Y;
X := 5;
Y := O.)*X**2+0.25*X-'1;
OUTFIX(X,6,20); OUTFIX(Y,6,20); OUTIMAGE;
END#
Jedes Programm wird mit dem Schlüsselwort BEGIN be
gonnen und mit END# beendet. *) Diese beiden Schlüssel
wörter bilden sozusagen eine Klammer, mit der alle An
weisungen zu einem Programm zusammengehalten werden.
Wie wir später sehen werden, können sie auch an anderer
Stelle (jedoch ohne das Zeichen"") benutzt werden. Sie
verklammern dann einen Teil des Programms.
Durch die auf BEGIN folgende Anweisung
REAL X,Y;
werden zwei Speicherplätze bereitgestellt, auf die wir
im weiteren Programmablauf über die Namen X und Y zu
greifen können.
*)Die Sprache SIHULA kennt das Zeichen"" als Programmende
nicht. Da es andererseits von dem von uns benutzten
Compiler gefordert wird und wir auch fertige Programme
angeben wollen, soll diese besondere Form des Programm
endes hier eingeführt werden.
- 2 -
Da sich der Inhalt der Speicherplätze im Laufe des Programms
ändern kann, spricht man auch von den "Variablen" X und Y
und sagt, daß sie durch die Anweisung
REAL X,Y;
"deklariert" werden.
Allgemein kann man Variable deklarieren, indem man nach
dem Schlüsselwort REAL deren Namen durch Kommata getrennt
aufführt. Die Deklarationsanweisung wird mit einem Semikolon
abgeschlossen. Es ist zu beachten, daß alle Variablen vor
ihrer ersten Benutzung im Programm deklariert sein müssen,
und wir halten fest, daß ihre Deklaration nach dem Schlüssel
wort BEGIN zu erfolgen hat.
Bezüglich der Wahl von Variablennamen gilt folgende
Festlegung:
Das erste Zeichen des Namens muß ein Buchstabe sein,
dann dürfen Buchstaben und Ziffern in beliebiger Reihen
folge angegeben werden.
Dies besagt, daß keine Sonderzeichen und insbesondere keine
Leerzeichen in einem Namen auftreten dürfen. Selbstverständ
lich müssen die Namen eindeutig sein und dürfen nicht mit
bereits festgelegten Namen oder Schlüsselwörtern überein
stimmen (vgl. hierzu Anhang B).
Durch die hier benutzte Deklarationsanweisung
(es werden nachfolgend noch weitere erläutert)
REAL X,Y;
geschieht dreierlei:
1) Bereitstellung von zwei Speicherplätzen, die die
Namen X und Y erhalten
2) Festlegung der internen Zahlendarstellung
("Typ der Variablen")
3) Vorbesetzung der bereitgestellten Speicherplätze
mit dem Wert Null.
- 3 -
Die unter 2) genannte Festlegung der internen Zahlen
darstellung ist abhängig von der benutzten Rechenanlage.
Gleichzeitig ist damit die mögliche Rechengenauigkeit und
der Zahlenbereich gegeben. (Wegen weiterer Einzelheiten
siehe .Anhang A).
Durch die im Programmbeispiel nachfolgende Anweisung
X := 5;
wird der Variablen X der Wert 5 in der für sie gewählten
Speicherungsform (Typ REAL) zugewiesen. Allgemein wird in
einem Zuweisungsstatement der Variablen, die links von dem
Zuweisungszeichen := steht, der Wert zugewiesen, der auf
der rechten Seite angegeben ist.
Wie man an der nächsten Anweisung
Y .- 0.3*X**2*0.25*X-1;
erkennen kann, braucht die rechte Seite nicht aus einer
Konstanten zu bestehen. Vielmehr kann hier ein beliebig
komplizierter arithmetischer Ausdruck angegeben sein. Nach
der Auswertung des arithmetischen Ausdrucks wird der be
rechnete Wert der Variablen auf der linken Seite des Zu
weisungszeichens zugewiesen. Die Auswertung wird nach Priori
täten vorgenommen, die mit den einzelnen Rechenarten
(Exponentiation, Multiplikation, Division sowie Addition
und Subtraktion) gekoppelt sind. Im nächsten Abschnitt soll
ausführlicher auf die arithmetischen Ausdrücke eingegangen
werden.
Nach der Wertzuweisung an die Variable Y werden die In
halte der Variablen X und Y auf dem Drucker ausgegeben.
Dies geschieht durch die drei Anweisungen:
OUTFIX(X,6,20); OUTFIX(Y,6,20); OUTIMAGE;
Diese Anweisungen werden später ausführlich beschrieben;
im Augenblick wollen wir nur festhalten, daß durch die
Anweisung OUTFIX mit anschließender Angabe des Variablen
namens und zweier Angaben für die Größe des Druckfeldes
der Inhalt eines Speicherplatzes in aufbereiteter Form in
einen Ausgabebereich geschrieben wird.
- 4 -
Durch die Anweisung
OUTIMAGE;
wird der Ausgabebereich seinerseits auf dem Drucker ausge
geben.
Anschließend wird das Programmbeispiel durch die An
weisung
beendet, wie es bereits oben erwähnt wurde.
In dem Programmbeispiel 1.1 wurden die einzelnen An
weisungen untereinander aufgeführt. Dies hatte nur den Grund,
daß der menschliche Leser das Programm einfacher überschauen
kann. Für den Compiler, der das Programm in die jeweilige
Maschinensprache übersetzt, hätte es ausgereicht, zwischen
den Schlüsselwörtern BEGIN und REAL und zu dem Variablen-
namen X jeweils ein Leerzeichen zu lassen. Alle anderen An
gaben des Programms hätte man unmittelbar aneinanderreihen
können. Dabei hätte man alle 8o Spalten der Programm-Lochkarten
für die Anweisung ausnutzen können, da alle 8o Spalten für
die Programmangaben zur Verfügung stehen.
Allgemein kann man sagen, daß nur die Schlüsselwörter und
die entweder gewählten oder vorgegebenen Namen nicht anein
anderstoßen dürfen. Sie müssen durch mindestens ein Leer
zeichen oder durch ein Sonderzeichen (siehe Anhang C) von
einander getrennt sein. Umgekehrt dürfen fast überall Leer
zeichen eingefügt werden, um das Programm leichter lesbar
zu gestalten. Sie dürfen aber nicht in Schlüsselwörtern und
in Namen sowie in zusammengesetzten Sonderzeichen auftreten.
So darf z.B. nicht REA L anstelle von REAL und nicht : = an
stelle des Zuweisungszeichens := geschrieben werden.
Falls man zur Erläuterung der einzelnen Anweisungen Kommen
tare einfügen möchte, kann man dieses an jeder Stelle im
Programm tun, an der man - ohne das Programm zu verändern -
ein Leerzeichen einfügen könnte. Man hat den Kommentar dafür
zwischen zwei Dollarzeichen ($) zu schreiben. Natürlich darf
der Kommentar kein Dollarzeichen enthalten, wohl aber jedes
andere zulässige Zeichen.