Изучаем язык BASIC. Занятие 1, Введение в язык программирования Basic

Занятие 1

Введение в язык программирования Basic.

Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру, служат языки программирования. Сначала разрабатывается алгоритм действий, а потом он записывается на одном из таких языков. В итоге получается текст программы - полное, законченное и детальное описание алгоритма на языке программирования. Затем этот текст программы специальными служебными приложениями, которые называются трансляторами, либо переводится в машинный код (язык нулей и единиц), либо исполняется.

Языки программирования - искусственные языки. От естественных они отличаются ограниченным числом "слов", значение которых понятно транслятору, и очень строгими правилами записи команд (операторов).

Для написания текста программы можно использовать обычный текстовый редактор (например, Блокнот), а затем с помощью компилятора перевести её в машинный код, т.е. получить исполняемую программу. Но проще и удобнее пользоваться специальными интегрированными средами программирования.

Basic (Бейсик) создавался в 60-х годах в качестве учебного языка и очень прост в изучении. По популярности занимает первое место в мире.

Алгоритмический язык Бейсик используется преимущественно в режиме диалога человека и ЭВМ. Этот язык ориентирован на решение различных задач вычислительного и не вычислительного характера. Название языка возникло от сокращения английских слов (Beginner's Allpurpose Symbolic Instuction Code), что в переводе означает "многоцелевой язык символических инструкций для начинающих".

Алфавит языка (основные символы языка).

В языке Бейсик используют следующие основные символы:

а) 26 букв заглавного латинского алфавита A,B,C,...,X,Y,Z.

(допустимы также строчные).

б) цифры 0,1,...,9

в) Специальные символы:

1) знаки арифметических операций +,-,*,/,\,^.

2) знаки отношений <, <=, =, >, >=, <>

3) ) ( . : ; , % ! # $ ? "

Язык Бейсик использует ряд слов для обозначения команд, операторов, имен функций. Изменить значение этих слов пользователь не может, поэтому эти слова называются зарезервированными (служебными, ключевыми). К ним относятся:

1) имена команд: NEW, RUN, LIST...

2) имена функций: SIN, COS, ATN,...

3) имена операторов: READ, INPUT, IF...

Основные элементы языка.

К основным элементам языка относятся константы, переменные и специальные функции.

Константы.

Константы представляют собой объекты, чьи значения не могут быть изменены в процессе выполнения программы. В языке Бейсик различают числовые и символьные константы. Числовые константы делятся на целые и действительные.

1)Целая константа имеет вид обычных десятичных чисел со знаком или без него. Целый тип константы указывает знак %. Целые константы могут принимать значения в диапазоне от -32768% до 32768%.

2) Вещественная константа может быть записана в двух формах:

а) нормальный 3.21

б) экспотенциальный 1.2Е3 = 1200

Пример. Определить правильно или неправильно записаны константы: 37.25Е28, 1.5Е2, 3Е, Е5, 1Е2.5, 34Е 24, 33%, 4.2Е2%, 3Е44, 44.

3) Символьные (строковые или текстовые) константы представляют собой последовательность символов (цепочку литер) заключенную в кавычки " ПРИВЕТ". Максимальная длина текстовой константы 255 символов. В символьных константах могут использоваться любые символы алфавита, кроме кавычек.

Переменные.

В отличие от констант переменные представляют такие объекты, значение которых могут изменяться в процессе выполнения программы. Каждая переменная снабжается уникальным именем - идентификатором, состоящим из одних букв либо из букв и цифр. Имя переменной в конце может иметь знак, определяющий тип переменной:

% - целая переменная;

$ - символьная переменная.

Имя переменной может содержать от одного до 40 алфавитно-цифровых символов. В идентификаторах должны использоваться только буквы латинского алфавита и начинаться обязательно с буквы.

Стандартные и нестандартные функции.

Функцию можно представить себе как некоторую вычислительную процедуру, на вход которой подается набор допустимых аргументов, а на выходе получается единственный результат - значение числового или символьного типа. Любая функция реализуется с помощью программы, которая либо является постоянной компонентой системы программирования, либо должна быть сконструирована в той или иной форме пользователя. В соответствии с этим все функции подразделяются на системные (стандартные) и пользовательские (нестандартные). Подобно переменным каждая функция снабжается уникальным именем, которое образуется по тем же правилам, что и имя переменной. За стандартными функциями закреплены фиксированные имена, которые нельзя употреблять в качестве идентификаторов других объектов. Аргумент функции всегда записывается непосредственно за названием функции и заключается в скобки.

Стандартные математические функции:

SIN(X) - sinx

COS(X) - cosx

TAN(X) - tgx

ATN(X) - arctgx

ABS(X) - x

SQR(X) -x

EXP(X) - e^x

LOG(X) - lnx

INT(X) - нахождение ближайшего целого, не превосходящего х

FIX(X) - ближайшее целое с округлением

SGN(X)-взятие знака числа ( -1 при x<0 , 1 при x>0, 0 при x=0)

RND(X)- генерация случайных чисел от 0 до 1.

Аргумент тригонометрических функций должен задаваться в радианах. Результаты работы функции ATN(X) также выдается в радианах. Аргументы функции LOG(X) должны быть положительными.

Натуральный логарифм легко перевести в простой логарифм

MOD - нахождение остатка от деления.

Арифметические выражения.

Арифметическое выражение является аналогом обычной алгебраической формулы. Оно задает правило выполнения конечной последовательности арифметических действий, результатом которой является число. В арифметическое выражение могут входить константы, переменные и функции, соединенные между собой знаками арифметических операций и круглыми скобками.

В языке Бейсик различают следующие арифметические операции:

+ сложение;

- вычитание;

* умножение;

/ деление;

\ целочисленное деление;

^возведение в степень.

Записать на Бейсике следующее выражение:

(X^2+SIN(X)^2)/(2.5*SQR(X))

Правила записи арифметических выражений.

1. Арифметические выражения записываются линейно, т.е. в строчку.

2. Два знака операций не должны стоять рядом:

3. Круглые скобки используются для указания очередности выполнения операции.

4. Если последовательность выполнения операций не полностью определены скобками, то действия выполняются в следующем порядке:

Приоритет операций.

1) Функции.

2) Возведение в степень.

3)Умножение и деление.

4) Деление нацело.

5) Сложение и вычитание.

5. Возведение в целочисленную степень выполняется путем последовательных умножений.

6. Если показатель степени вещественный, то основание Х должно быть положительным.

7. Операция извлечения корня любой степени кроме квадратного заменяется возведением в дробную степень x^(m/n).

Операторы

CLS - очистка экрана.

REM - оператор комментария. Все что следует после этого оператора до конца строки игнорируется компилятором и предназначено исключительно для человека. Т.е. здесь можно писать что угодно. Удобно использовать комментарий в начале программы для указания её названия и назначения.

пример:

REM Это комментарий

можно и так:

' Это тоже комментарий

1.Оператор присваивания.

Программа на языке Бейсик представляет собой последовательность конкретных указаний ЭВМ: ввести информацию, вычислить значение выражений, напечатать результат и т.д.

Каждое конкретное указание называется оператором. Все операторы можно разделить на 2 группы: выполняемые и невыполняемые.

Оператор присваивания имеет вид

[LET] V=A, где V - переменная(простая или индексированная), А - арифметическое выражение.

Оператор присваивания выполняется следующим образом: вычисляется значение арифметического выражения, полученный результат присваивается переменой, т.е. заносится в ячейку памяти ЭВМ, соответствующую переменной V.

Пример: x=3.4 z=x+y z=8.9

y=5.5 z=z+1 z=9.9

1. К моменту выполнения оператора присваивания все переменные, входящие в арифметическое выражение должны быть определены.

2. Тип переменной, стоящей слева от знака присваивания может не совпадать с типом выражения, стоящим справа от знака присваивания. В этом случае осуществляется автоматическое преобразование числового значения из одного формата в другой. Никаких округлений при этом не происходит.

2. Оператор ввода.

Операторы ввода-вывода информации предназначены для обмена информации между оперативной памятью ЭВМ и ее внешними устройствами.

Оператор ввода INPUT

При его использовании данные вводятся с клавиатуры дисплея во время выполнения программы.

Общий вид: INPUT V₁,V₂, ...,

где V_1, V₂,.. - список переменных, разделенных запятой.

При выполнении этого оператора ЭВМ делает паузу и на экране появляется ?, и ЭВМ ждет ввода данных. На клавиатуре набираются числа, подлежащие вводу в порядке, задаваемом списком ввода. Если чисел несколько, то они отделяются друг от друга запятой. После того, как ввод данных закончен необходимо нажать ввод.

В общем виде оператор INPUT записывается следующим образом:

INPUT[;]["text"][;] V₁,V₂,...

Выполнение оператора INPUT начинается с приостанова работы программы. В этот момент на экране дисплея появляется сообщения, заданное параметром "text", вслед за которым в этой же строке или в начале следующей появляется знак "?". Позиция, в которой появляется знак вопроса зависит от наличия или отсутствия символа ";" сразу после наименования оператора. Если символ ";" присутствует, то знак "?" появляется в той же строке, что и подсказка "text". Если в качестве разделителя, стоящего за параметром "text" используется ",", то выдача "?" отменяется.

3. Оператор вывода.

Общий вид PRINT список вывода (на экран).

Список вывода может содержать имена переменных, константы, арифметические выражения, тексты.

Тексты применяются для печати всевозможных заголовков и пояснений. Текст может содержать любые символы, включая буквы русского алфавита. Сам текст заключается в кавычки.

Если в списке вывода содержатся арифметические выражения, то они сначала вычисляются.

Для удобства восприятия информации строка экрана разбивается на 6 зон по 14 позиций первые пять и 10 позиций последняя (всего 80). Если разделителем в списке вывода является запятая, то вывод осуществляется по зонам. Если данные не помещаются в зоне, то берется следующая зона.

Появление запятой всегда указывает на переход в следующую зону. Если в качестве разделителя в списке вывода используется ";", то вывод осуществляется в так называемом плотном формате, т.е. каждая следующая данная печатается после предыдущей через пробел. При последнем "," или";" переход на новую строку не осуществляется.

Простейшие примеры алгоритма с командами ввода-вывода.

3.1. Простой ввод-вывод

10 INPUT A,B

20 PRINT A,B

3.2. Ввод-вывод с коментариями

10 INPUT "Введите два числа"; А,В

20 PRINT "Вы задали А=";А;"В=";В

3.3. Простейшие вычисления формул:

3.4. Решение геометрических задач.

Задана сторона квадрата А. Найти площадь квадрата S.

10 INPUT "Чему равна сторона квадрата";А

20 S=A*A

30 PRINT "Площадь квадрата S="; S

3.5. Решение физических задач.

Велосипедист едет со скоростью V в течении t времени. Какой путь он проедет.

10 INPUT "Чему равна скорость";V

20 INPUT "Какое время"; t

30 S=V*t

40 PRINT "Путь S=";S

4. Записать выражения на языке Бейсик:

y=ABS(x^2+TAN(x))

y=COS(x) + x^(3/2)

y=(TAN(x)+ABS(x))/(2*SQR(x)+sin(x+5*x^2)^3)

Задачи для самостоятельного решения.

1.1. Записать выражение на Бейсике:

Домашнее задание