Konspekt z przedmiotu Programowanie strukturalne

Temat: Typy danych w Pascalu.

Prowadzący: inż. Marek Pudełko

Klasa I SP, specjalność technik Informatyk

Lekcja odbyła się

Czas zajęć: 2 x 45 minut.

Cele dydaktyczne:

• Zapoznanie z podstawami programowania w Pascalu.

• Nabranie odpowiednich nawyków programowania.

• Wypracowanie ergonomicznych zasad pracy z komputerem.

• Poznanie typów danych w Pascalu.

• Zapoznanie z reprezentacją liczb w Pascalu.

Cele operacyjne:

Po zajęciach słuchacze powinni:

• Umieć rozróżnić poszczególne typy danych.

• Poprawnie nazywać przykłady różnych liczb i zmiennych w programie.

• Zmodyfikować gotowy kod programu.

Środki dydaktyczne: komputer z edytorem Turbo Pascal 7.0, tablica, karteczki z programem.

Metody: wykład, praca z komputerem, praca z tablicą, praca samodzielna.

Formy: praca z zespołem klasowym, praca indywidualna słuchacza

Przebieg lekcji:

1) Część wstępna:

• powitanie

• sprawdzenie listy obecności

2) Lekcja właściwa:

• Przypomnienie wiadomości. Jaka jest różnica między liczbami całkowitymi a rzeczywistymi? Omówić Kod dwójkowy, ósemkowy i szesnastkowy. Sposób reprezentacji liczb w pamięci komputera. Pojęcie zmiennej i pojęcie typu.

• Informacja. Z pojęciem zmiennej ściśle łączy się pojęcie typu. Mówimy, że zmienna jest pewnego typu. Znaczy to tyle, że może ona przyjmować wartości dopuszczalne dla tego typu. zmienne są wykorzystywane w każdym języku programowania.

Deklarujemy je w nagłówku poprzedzając słowem kluczowym var (od variable) - zmienna.

Przykładowa deklaracja.

var x : integer:

deklaracja nazwa zmiennej : typ zmiennej;

• Informacja. Typy w Pascalu dzielimy na proste, łańcuchowe, strukturalne, wskaźnikowe, proceduralne i obiektowe.

• Informacja. Liczby w komputerze są reprezentowane za pomocą bitów. W zależności od ilości bitów słowo może mieć różną długość. Oznacza to, że liczba może mieć różny zakres, jak zajmować niejednakową ilość miejsca w pamięci. Zależność jest prosta: im więcej ma bitów, tym większy zakres, ale zajmuje więcej miejsca w pamięci komputera. Dlatego wyróżniamy kilka typów każdego rodzaju liczb.

• Informacja. Typy całkowite (bez przecinka):

• Liczby bez znaku

Ten typ danych odpowiada kodowaniu wartości całkowitych w naturalnym kodzie dwójkowym.

• byte

1-bajtowa liczba całkowita bez znaku (8 bitów).

Zakres od 0 do 2⁸ - 1 (255).

• word

2-bajtowa liczba całkowita bez znaku (16 bitów).

Zakres od 0 do 2¹⁶ - 1 (65535).

• Liczby ze znakiem

Ten typ danych odpowiada kodowaniu wartości całkowitych w kodzie uzupełnieniowym do 2 - U2.

• shortint

1-bajtowa liczba całkowita ze znakiem w kodzie U2 (8 bitów).

Zakres od -2⁷ (-128) do 2⁷ - 1 (127).

• integer

2-bajtowa liczba całkowita ze znakiem w kodzie U2 (32 bity).

Zakres od -2¹⁵ (-32768) do 2¹⁵ - 1 (32767)

• longint

4-bajtowa liczba całkowita ze znakiem w kodzie U2 (32 bity).

Zakres od -2³¹ (-2147483648) do 2³¹ - 1 (2147483647)

Typy całkowite - zestawienie (dla wszystkich języków Pascal)
bez znaku - NBC		Zakres	ze znakiem - U2		Zakres
byte	8b - 1B	0...28-1	shortint	8b - 1B	-27...27-1
word	16b - 2B	0...216-1	smallint	16b - 2B	-215...215-1
longword	32b - 4B	0...232-1	longint	32b - 4B	-231...231-1
			int64	64b - 8B	-263...-1
cardinal	32b - 4B	0...232-1	integer	32b - 4B	-231...231-1

• Ćwiczenie. Uczniowie otrzymują karteczki z kodem programu, który przypisują.

program zakres_liczb;

var a,b:integer;

c:integer;

d: longint;

e: shortint;

f: byte;

g: word;

begin

writeln ('Program demonstrujacy bledy w obliczaniu zakresu liczb ');

writeln ('podaj pierwsza liczbe do dodania: ');

readln(a);

writeln ('podaj druga liczbe do dodania: ');

readln(b);

c:=a+b;

d:=a+b;

e:=a+b;

f:=a+b;

g:=a+b;

writeln ('Suma wynosi : ',c,' (typ integer - zakres -32768 .. 32767)');

writeln ('Suma wynosi : ',d,' (typ longint)');

writeln ('Suma wynosi : ',e,' (typ shortint zakres -128 .. 127)');

writeln ('Suma wynosi : ',f,' (typ byte - zakres 0 .. 255)');

writeln ('Suma wynosi : ',g,' (typ word - zakres 0 .. 65535)');

readln;

end.

Sprawdzają, jak dla kolejnych zakresów liczb, następuje przekroczenie zakresu i jak to zaburza wyniki obliczeń.

• Informacja. Typy zmiennoprzecinkowe:

• Liczby ze znakiem

• real

64-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa o podwójnej precyzji w standardzie IEEE 754 (8 bajtów).

Zakres od - 1,8 10308 do 1,8 10308. Precyzja około 15...16 cyfr znaczących.

• Poniższe typy tylko w trybie 8087

• single

32-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa o pojedynczej precyzji w standardzie IEEE 754 (4 bajty).

Zakres od - 3,4 1038 do 3,4 1038. Precyzja około 7 cyfr znaczących.

• double

64-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa o podwójnej precyzji w standardzie IEEE 754 (8 bajtów).

Zakres od - 1,8 10308 do 1,8 10308. Precyzja około 15...16 cyfr znaczących.

• comp

32-bitowa liczba

Ten typ jest typem pośrednim pomiędzy liczbami całkowitymi a liczbami zmiennoprzecinkowymi. Liczba typu comp traktowana jest przez koprocesor jak liczby zmiennoprzecinkowa całkowita bez wykładnika.

Najczęściej typ ten stosujemy do przechowywania dużych wartości całkowitych, takich jak sumy pieniężne. W tym przypadku suma jest wyrażona w groszach. Aby uzyskać wartość w złotówkach, dzielimy ją przez 100.

64-bitowa liczba całkowita ze znakiem w kodzie U2. Odpowiada typowi int64.

Zakres od -263 (-9223372036854775808) do 263 - 1 (9223372036854775807).

• extended

Jest to wewnętrzny tym reprezentacji liczb zmiennoprzecinkowych w koprocesorze arytmetycznym. Aby zminimalizować błędy obliczeniowe koprocesor wykonuje wewnętrznie obliczenia na rozszerzonym formacie do 80-bitów. Dzięki temu wzrasta zakres oraz precyzja przetwarzanych liczb. Koprocesor po wykonaniu obliczeń automatycznie przelicza wynik z typu extended na typ single lub double.

80-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa o rozszerzonej precyzji w standardzie IEEE 754 (10-bajtów).

Zakres od -1,1 104932 do 1,1 104932. Precyzja około 19...20 cyfr znaczących.

Typy zmiennoprzecinkowe - zestawienie (dla wszystkich języków Pascal)
		Zakres	Precyzja
single	32b - 4B	±3,4 1038	7...8 cyfr
double	64b - 8B	±1,8 10308	15...16 cyfr
extended	80b - 10B	±1,1 104932	19...20cyfr
comp	64b - 8B	-263 do 263 - 1	Liczba dokładna
real	64b - 8B	±1,8 10308	15...16 cyfr

• Informacja. Typy logiczne:

• boolean

Przyjmuje dwie wartości logiczne: TRUE (prawda, tak) i FALSE (fałsz, Nie).

Zmienna 8-bitowa (1 bajt).

Jeśli wszystkie bity są ustawione na 0, to przedstawia wartość logiczną FALSE. Jeśli chociaż jeden z bitów ma wartość 1, to przedstawia wartość logiczną TRUE. Standardowo wyrażenia logiczne zmieniają zawartość najmłodszego bitu - pozostałe przyjmują zawsze wartość 0:

00000000(BOOLEAN) = FALSE (fałsz)

00000001(BOOLEAN) = TRUE (prawda)

• Informacja. Typy znakowe

Znaki przechowywane są w pamięci komputera w postaci kodów ASCII (8 bitów) lub Unicode (16 bitów). Kod znaku jest liczbą całkowitą w naturalnym kodzie binarnym.

• char

Dana 1-znakowa. Zmienna tego typu przechowuje jeden znak ASCII (8-bitów, 1 bajt). Kod znaku zawiera się w granicach od 0 do 255.

Znaki o kodach mniejszych od 32 są zwykle tzw. znakami sterującymi, których celem nie jest prezentacja znaków, lecz wykonanie określonych działań. Na przykład znak NL o kodzie 10 powoduje przejście z wydrukiem do nowego wiersza. Znak CR o kodzie 13 ustawia kursor na początku wiersza.

• string

Dana typu string jest 256 elementową tablicą znakową i może przechowywać ciąg znaków. Dostęp do poszczególnych literek przechowywanego tekstu uzyskuje się za pomocą indeksu. Element o indeksie 0 zawiera informację o ilości przechowywanych znaków. Kolejne elementy zawierają poszczególne znaki tekstu. Ilość znaków jest zatem ograniczona do 255.

W zmiennej s umieszczamy napis Janusz.

Zawartość zmiennej typu string

s[0]	s[1]	s[2]	s[3]	s[4]	s[5]	s[6]	s[7]
\0	J	a	n	u	s	z	?

Zawartość komórek zmiennej s poza obszarem tekstu (s[7]...s[255]) jest niezdefiniowana, tzn. mogą tam być dowolne znaki pochodzące z poprzednich działań nad tą zmienną lub obszarem pamięci przez nią zajmowanym.

• Informacja. Typ wyliczeniowy

type pora_roku = (wiosna, lato, jesien, zima);

• Informacja. Typ okrojony

type Dni_robocze = (poniedziałek,.....piątek);

• Informacja. Typ zbiorowy

type znaki = set of Char;

male_litery = set of 'a'..'z';

• Informacja. Typ plikowy

type wektor = array[0...50] of Integer;

• Informacja. Typ tablicowy

type data = file of record

rok : Integer;

mies : 1..12;

dzien : 1..31;

end;

• Informacja. Typ rekordowy

type karta_pracownika = record

numer : ShortInt;

pers : record

naz_imie : record

naz : string [20];

imie : string [15]

end;

end;

• Informacja. Typ wskaźnikowy

type wskaznik = ^zapis;

zapis = record

naglowek : Char;

tekst : string [50];

liczba : Integer

end;

• Informacja. Typ proceduralny

type nazwa = procedure;

type nazwa = function;

• Informacja. Typ obiektowy

type punkt = obiect

x,y : Integer;

end;

Typ	Zakres	Rodzaj liczb...
integer	-32768...32767	Całkowite
byte	0...255	Całkowite
longint	-2147483648...2147483647	Całkowite
shortint	-128...127	Całkowite
word	0...65535	Całkowite
real	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
double	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
extended	3.4x10-4932..1.1x104932	Rzeczywiste
comp	-9 223 372 036 854 775 808...9 223 372 036 854 775 807	Rzeczywiste
Char	Pojedynczy znak	Tekstowy
String	Łańcuch znaków	Tekstowy

3) Zajęcia końcowe:

1. powtórzenie materiału z lekcji:

• budowa programu w Pascalu

• Co oznaczają poszczególne polecenia Pascala?

• Jak wygląda składnia poleceń READ i READLN?

2. ocena pracy słuchaczy.

3. Zadanie domowe: Uczniowie zmieniają typ integer na typ zmiennoprzecinkowy real i obserwują efekt zmian jego działania.

program zakres_liczb;

var a,b:integer;

c:integer;

d: longint;

e: shortint;

f: byte;

g: word;

begin

writeln ('Program demonstrujacy bledy w obliczaniu zakresu liczb ');

writeln ('podaj pierwsza liczbe do dodania: ');

readln(a);

writeln ('podaj druga liczbe do dodania: ');

readln(b);

c:=a+b;

d:=a+b;

e:=a+b;

f:=a+b;

g:=a+b;

writeln ('Suma wynosi : ',c,' (typ integer - zakres -32768 .. 32767)');

writeln ('Suma wynosi : ',d,' (typ longint)');

writeln ('Suma wynosi : ',e,' (typ shortint zakres -128 .. 127)');

writeln ('Suma wynosi : ',f,' (typ byte - zakres 0 .. 255)');

writeln ('Suma wynosi : ',g,' (typ word - zakres 0 .. 65535)');

readln;

end.

program zakres_liczb;

var a,b:integer;

c:integer;

d: longint;

e: shortint;

f: byte;

g: word;

begin

writeln ('Program demonstrujacy bledy w obliczaniu zakresu liczb ');

writeln ('podaj pierwsza liczbe do dodania: ');

readln(a);

writeln ('podaj druga liczbe do dodania: ');

readln(b);

c:=a+b;

d:=a+b;

e:=a+b;

f:=a+b;

g:=a+b;

writeln ('Suma wynosi : ',c,' (typ integer - zakres -32768 .. 32767)');

writeln ('Suma wynosi : ',d,' (typ longint)');

writeln ('Suma wynosi : ',e,' (typ shortint zakres -128 .. 127)');

writeln ('Suma wynosi : ',f,' (typ byte - zakres 0 .. 255)');

writeln ('Suma wynosi : ',g,' (typ word - zakres 0 .. 65535)');

readln;

end.

Typ	Zakres	Rodzaj liczb...
integer	-32768...32767	Całkowite
byte	0...255	Całkowite
longint	-2147483648...2147483647	Całkowite
shortint	-128...127	Całkowite
word	0...65535	Całkowite
real	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
double	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
extended	3.4x10-4932..1.1x104932	Rzeczywiste
comp	-9 223 372 036 854 775 808...9 223 372 036 854 775 807	Rzeczywiste
Char	Pojedynczy znak	Tekstowy
String	Łańcuch znaków	Tekstowy

Typ	Zakres	Rodzaj liczb...
integer	-32768...32767	Całkowite
byte	0...255	Całkowite
longint	-2147483648...2147483647	Całkowite
shortint	-128...127	Całkowite
word	0...65535	Całkowite
real	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
double	5.0x10-324...1.7x10308	Rzeczywiste
extended	3.4x10-4932..1.1x104932	Rzeczywiste
comp	-9 223 372 036 854 775 808...9 223 372 036 854 775 807	Rzeczywiste
Char	Pojedynczy znak	Tekstowy
String	Łańcuch znaków	Tekstowy

6

---