Урок № 20-21. Поняття мови програмування. Складові мови програмування.

Цілі:

навчальна:

Ø ознайомлення з мовами програмування та її складових;

сформувати поняття:

Ø інтегроване середовище програмування

Ø сформувати вміння  користуватися послугами середовища програмування для створення програм;

розвивальна:

Ø розвивати логічне мислення та креативність;

виховна:

Ø виховувати інформаційну культуру,

Ø дбайливе ставлення до комп’ютерної техніки.

Хід уроку

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.

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:

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

Словник - набір слів, які використовуються в цій мові.

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

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.

Наприклад, щоб отримати повідомлення, яке ви створювали в навчальному середовищі Скретч за допомогою команди "Говорити Привіт!" мовою програмування Python потрібно ввести команду:

print (’ Привіт! ').

До алфавіту цієї мови належать латинські літери та спеціальні символи для запису команд, цифри — для числових даних, україн­ські літери — для коментарів і текстових даних. Слово print належить до слов­ника мови й задає команду Друкувати. Щоб надрукувати потрібний текст, його записують у дужках між символами «' » — такі правила синтаксису.

Чим відрізняються мови програмування?

Спочатку команди для комп’ютера писали за допомогою звичайних двійкових кодів і програма виглядала дуже громіздкою, її написання займало багато часу. З часом такі двійкові коди замінялись певними по­значеннями, більш зрозумілими для людини. При цьому створювалися правила, а з часом і програми, які автоматично здійснювали переклад записаних таким чином програм для комп’ютера на мову машинних ко­дів. Сьогодні існує понад 3000 різноманітних мов програмування: деякі з них уже не використовуються, а інші, навпаки, ще й удосконалюються та дають поштовх розвитку нових мов і їх версій.

Мови програмування можна поділити на дві групи:

Ø мови низького рівня  

Ø мови високого рівня.

Машинна мова — набір команд, які виконуються безпосередньо цен­тральним процесором. Працювати людині-програмісту з та­кою мовою важко через велику кількість команд у двійковій формі. Ма­шинні коди були основним засобом програмування від моменту створення комп’ютерів.

До мов низького рівня належить мова асемблера (від англ. assemble — складати, компонувати). У мові асемблера використовуються символьні позначення команд, які легше зрозуміти й запам’ятати.

Програма, записана мовою програмування високого рівня, містить команди, що схожі на звичайні слова, записані англійською мовою.

Наприклад, програма, записана мовою програ­мування Python, містить команди print — дру­кувати, while — поки, if — якщо тощо.

Програми, описані мовами високого рівня, дають можливість формулювати завдання для виконання на комп’ютері у звичному та зрозу­мілому для людини вигляді, а самі мови зроби­ли використання комп’ютерів доступним ши­рокому колу людей, які не є фахівцями в галузі програмування.

Розрізняють універсальні та спеціалізовані мови програмування високого рівня. Універ­сальні мови використовуються для вирішен­ня різних завдань. До них відносять C++, С#, Pascal, Delphi, Java, С, Objective-C, Basic, Swift, Python, Cobol, D, Ada.

Спеціалізовані мови призначені для вирішення завдань одного, максимум кількох видів завдань. Наприклад,  для роботи з базами даних, веб-програмування або написання скриптів для адміністрування операційних систем. Прикла­дами спеціалізованих мов програмування є Visual FoxPro, PHP, Perl, VBScript, JavaScript, VBA в Microsoft Office та інші.

За технологією програмування розрізняють

процедурні мови — програма складається із набору підзадач (про­цедур), які реалізують завдання;

об’єктно-орієнтовані — головними елементами алгоритму є клас — новий тип даних, що розширює мову, й об’єкт, що має властивості та методи — дії, які виконуються об’єктом;

декларативні — мови створення програм зі штучним інтелектом;

мова скриптів (мова сценаріїв) — мова, розроблена для запису «сце­наріїв» — послідовностей команд, які користувач може виконувати на комп’ютері.

" Середовище розробки Lazarus ”

Завантажити останню версію Lazarus ви можете за посиланням

http: //sourceforge.net/projects/lazarus/files/

Середовище програмування Lazarus в шкільному курсі інформатики використовується порівняно недавно.  

Lazarus - середовище швидкої розробки програмного забезпечення для компілятора Free Pascal, аналогічне Delphi. Даний проект базується на оригінальній кроссплатформенній бібліотеці візуальних компонентів Lazarus Component Library (LCL).

Багатоплатформенність - це програмне забезпечення, що працює більш ніж на одній апаратній платформі і / або операційній системі.

Free Pascal - це компілятор мов Pascal і Object Pascal, що працює під Windows, Linux, Mac OS X, FreeBSD, і іншими ОС. Таким чином, розроблені додатки можуть функціонувати практично під будь-якою операційною системою.

Все, що ви бачите на екрані під час роботи різних додатків, всі елементи (кнопки, бігунки, меню і т.п.) можна реалізувати в Lazarus. В Lazarus використовується технологія візуального програмування. Користувач для створення графічного інтерфейсу додатку використовує готові компоненти, значки яких знаходяться на панелі компонентів. Після того як він поміщає компонент на формі, програмний код для нього генерується автоматично. Вручну залишається запрограмувати тільки ті дії, які виконуватиме цей додаток.

Процес створення програми можна розділити на наступні етапи:

  Створення проекту.

1. В результаті на екрані з'являється порожня форма (вікно майбутньої програми).
2. Створення графічного інтерфейсу проекту - розташування необхідних елементів, завдання розмірів, зміна властивостей;
3. Написання програмного коду, який визначить,що робитиме ваша програма.
4. Налагодження програми.

   Запуск Lazarus

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

Відкрити вікно середовища Lazarus можна:

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

    v використовуючи значок на Робочому столі.

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

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

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

    vвікно форми.

Вікно програми

Основні інструменти середовища розробки Lazarus:

1. Вікно форми - вікно майбутньої програми.
2. Головне вікно, що містить три панелі: меню, панель інструментів, палітру компонентів. Палітру компонентів ви будете використовувати для вибору необхідних вам для створення користувацького інтерфейсу.
3. Вікно Інспектор об'єктів, що містить файли проекту і вікно зі вкладкою Властивості, в якому ви будете налаштовувати властивості поміщених на форму об'єктів.
4. Вікно Редактор вихідного коду, в якому ви будете писати програмний код.

Головне вікно

На Палітрі компонентів, що представляє собою безліч тематичних вкладок, розташовуються візуальні і не візуальні компоненти для вашої майбутньої програми. Не візуальні компоненти видно тільки на першому етапі створення додатку - при редагуванні. Головне вікно залишається відкритим весь час роботи IDE. Закриваючи його, ви, тим самим, закриваєте Lazarus і всі відкриті в ньому вікна.  Інспектор об'єктів На першій сторінці «Властивості» постійно відображаються всі доступні властивості обраного компонента. У лівій колонці міститься список всіх властивостей виділеного в даний момент компонента, в правій - значення властивостей. Значення властивостей можна змінювати ще до запуску проектованої програми. На другій сторінці «Події» знаходяться можливі обробники подій для обраного компонента. У лівій колонці розташовані назви події, в правій – відповідні процедури.

Вікно редактора коду

     У вікні Редактор вихідного коду ви будите писати програмний код програми, і саме вікно дуже схоже на звичайний текстовий редактор. Для зручності при редагуванні тексту програми рядки пронумеровані, передбачено виділення кольором:
• всі службові слова виділяються жирним шрифтом;
• знаки пунктуації стають червоними;

• рядка з помилками виділяються коричневим кольором;
• коментарі можуть полягати в фігурні дужки {} і виділяються синім.
Текст програми розбивається на частини - процедури і функції. Основну роботу програміст виробляє саме тут.

 Вікно форми

      Lazarus при першому запуску автоматично пропонує користувачеві новий проект, відкриваючи порожню форму під назвою Form1, і призначає його головним вікном. Переносячи на нього елементи з палітри компонентів, ви тим самим, попередньо оформляєте його. Головне вікно в проекті може бути тільки одне. Все інші створювані вікна будуть дочірніми. Закриваючи головне вікно стандартної кнопкою закриття вікна, або програмно, ви закриваєте і всі дочірні вікна.

Продовження→