Разработка урока Цель урока: сформировать у учащихся целостного представления о типах данных языка Паскаль

Паскаль – типы данных – разработка урока

• 
  образовательные: формирование знаний и умений учащихся по теме “Типы данных языка Паскаль”: скалярные и структурированные данные, стандартные и пользовательские типы данных, целые, логические, символьные, перечисляемые, интервальные, вещественные, ссылочные, строковые, регулярные, комбинированные, множественные, файловые, процедурные типы данных.
  
• 
  развивающие: развитие приемов умственной деятельности (обобщение, анализ, синтез, сравнение); развитие внимания, восприятия.
  
• 
  воспитательные: развивать познавательный интерес к программированию, повышать информационную культуру учащихся.
  

Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников: Учеб. Пособие.- 3-е доп. изд. - М.: Финансы и статистика, 2002.

Рапаков Г.Г., Ржеуцкая С.Ю. Turbo Pascal для студентов и школьников. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

Культин Н. Б. Turbo Pascal в задачах и примерах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002г.

Лучше всего, для восприятия учащимися лекционного материала, сопровождать лекцию демонстрацией слайдов презентации, которые можете скачать в разделе презентации Выделить важные моменты в отдельные слайды. Некоторые таблицы и схемы можно заготовить учащимся в виде раздаточного материала – это экономит время и лучше воспринимается учащимися.

1. 
   Организационный момент – 10 минут
   
2. 
   Лекция – 75 минут
   
3. 
   Подведение итогов урока – 3 минуты
   
4. 
   Домашнее задание – 2 минуты
   

Функционирование любой программы связано с обработкой данных. Данные, предназначенные для обработки, называются исходными и задаются обычно в начале программы. Программа по ходу выполнения может запрашивать недостающие исходные данные.

В процессе выполнения программы исходные данные преобразуются в результаты.

Каждый элемент данных, используемый в программе, является константой или переменной.

Числовые константы предназначены для представления числовых данных (целых и вещественных). Булевские константы используются для представления данных, имеющих смысл логических высказываний (да - нет, истина – ложь, 1 - 0). Символьные и строковые константы – это отдельные символы и их последовательности.

В математике значение переменной в рамках определенной задачи неизменно, поэтому математик сочтет это высказывание неверным. Для программиста это абсолютно правильная конструкция, которая задает вычисление суммы содержимого ячейки а и числовой константы 1 и занесение полученного результата в ту же ячейку а. После выполнения этого действия старое значение переменной а будет потеряно, т.к. одна ячейка памяти не может вместить сразу несколько значений. Это очень важный момент в программировании.

Именование констант и переменных в программировании очень похоже на использование символических выражений в алгебре, однако, для того чтобы компилятор смог их обрабатывать, нужно снабдить его некоторой дополнительной информацией – выполнить описание. В этой информации сообщается о типе каждой именованной величины.

Для описания множества допустимых значений величины и совокупности операций, в которых может участвовать данная величина, используется указание ее типа данных. Тип данных (data type) – множество величин, объединенных определенной совокупностью допустимых операций. Каждый тип имеет свой диапазон значений и специальное зарезервированное слово для описания. Все типы данных можно разделить на две группы: скалярные и структурированные (составные). Скалярные типы, в свою очередь, делятся на стандартные и пользовательские.

Рисунок 1

К скалярным (scalar - простые) типам данных относят типы данных таких величин, значения которых не содержат составных частей.

Все простые данные имеют два характерных свойства: неделимость и упорядоченность их значений.

Целочисленные типы данных

Тип	Диапазон	Требуемая память (байт)
byte	0..255	1
shortint	-128..127	1
integer	-32768..32767	2
word	0..65535	2
longint	-2147483648..2147483647	4

Целочисленные типы данных представляют собой значения, которые могут использоваться в арифметических выражениях и занимать в памяти от 1 до 4 байт.

Вещественные типы данных

Тип	Диапазон	Мантисса	Требуемая память (байт)
real	2.9*10E – 39..1.7*10E38	11-12	6
single	1.5*10E – 45..3.4*10E38	7-8	4
double	5.0*10E – 324..1.7*10E308	15-16	8
extended	1.9*10E – 4951..1.1*10E4932	19-20	10
comp	-2E+63+1..2E+63-1	10-20	8

Вещественные типы данных представляют собой вещественные значения, которые могут использоваться в арифметических выражениях и занимать в памяти от 4 до 6 байт. Паскаль допускает представление вещественных значений и с плавающей запятой, и с фиксированной точкой.

Вещественные значения могут изображаться в форме с фиксированной точкой, например 7.32, 456.721 или 0.015, а также в форме с плавающей точкой, т.е. парой чисел вида <мантисса>Е<порядок> (7.32Е+00, 4.56721Е+02, 1.5Е-02).

Литерный (символьный) тип char определяется множеством значений кодовой таблицы ПЭВМ.

Каждому символу приписывается целое число в диапазоне от 0 до 255. Для размещения в памяти переменной литерного типа требуется один байт.

Булевский тип

Булевским типом называют тип данных, представляемый двумя значениями true (истина) и false (ложь). Он широко применяется в логических выражениях и выражениях отношения. Для размещения в памяти переменной булевского типа требуется 1 байт.

Кроме стандартных типов данных Паскаль поддерживает скалярные типы, определенные самим пользователем. К ним относятся перечисляемый и интервальный типы.

Данные этих типов занимают в памяти один байт, поэтому скалярные пользовательские типы не могут содержать более 256 элементов. Их применение значительно улучшает наглядность программы, делает более легким поиск ошибок, экономит память.

Интервальный тип (диапазон)

Интервальный тип позволяет задавать две константы, определяющие границы диапазона значений для данной переменной. Компилятор при каждой операции с переменной интервального типа генерирует подпрограммы проверки, определяющие, остается ли значение переменной внутри установленного для нее диапазона.

Обе константы должны принадлежать одному из стандартных типов (тип real недопустим). Значение первой константы должно быть значительно меньше значения второй.

Например: 1..12 (номер месяца может принимать значения от 1 до 12) или ‘а’..’я’ (буквы русского алфавита – от а до я)

Перечисляемый тип (enumerated type) – тип данных, заданных списком принадлежащих ему значений.

Объявление перечисляемого типа описывает множество идентификаторов, которые являются возможными значениями перечисляемого типа. Идентификаторы в описании типа представляют собой константы. Отдельные значения указываются через запятую, а весь список заключается в круглые скобки.

Перечисляемый тип ограничен больше чем интервальный, он задается перечислением своих значений.

Например, в виде строковых констант: color=(red, blue, green, black). В приведенном примере создается новый (нестандартный) тип данных color. Переменные этого типа могут принимать всего 4 значения: red, blue, green, black. Такая возможность создания новых пользовательских типов данных имеется в языке Turbo Pascal.

Структурированные типы данных

Структурированные типы данных определяют упорядоченную совокупность скалярных переменных и характеризуются типом своих компонентов.

Структурированные типы данных в отличие от простых задают множества сложных значений с одним общим именем. Можно сказать, что структурные типы определяют некоторый способ образования новых типов из уже имеющихся.

Существует несколько методов структурирования. По способу организации и типу компонентов в сложных типах данных выделяют следующие разновидности: регулярный тип (массивы); комбинированный тип (записи); файловый тип (файлы); множественный тип (множества); строковый тип (строки); в языке Турбо Паскаль версии 6.0 и старше введен объектный тип (объекты).

В отличие от простых типов данных, данные структурированного типа характеризуются множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или константа структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент в свою очередь может принадлежать структурированному типу, т.е. возможна вложенность типов.

Все структурированные типы данных требуют отдельного рассмотрения и будут подробно изучены нами в дальнейшем, а сегодня мы только их определим.

Строка (string) – это последовательность символов кодовой таблицы персонального компьютера. Количество символов в строке может изменяться от 0 до 255.

Простые типы определяют различные множества неразделимых значений. В отличие от них структурированные типы задают множества сложных значений, каждое из которых образует совокупность нескольких значений другого типа. В структурных типах выделяют регулярный тип (массивы - array). Название регулярный тип (или ряды) массивы получили за то, что в них объединены однотипные элементы, упорядоченные (урегулированные) по индексам, определяющим положение каждого элемента в массиве.

Множество (set) – это структурированный тип данных, представляющий собой набор взаимосвязанных по какому-либо признаку или группе признаков объектов, которые можно рассматривать как единое целое. Каждый объект в множестве называется элементом множества. Все элементы множества должны принадлежать одному из скалярных типов, кроме вещественного.

Для записи комбинации объектов разных типов в Паскале применяется комбинированный тип данных – запись (record). Например, товар на складе описывается следующими величинами: наименование, количество, цена, наличие сертификата качества и т.д. В этом примере наименование – величина типа string, количество – integer, цена – real, наличие сертификата – boolean.

Запись представляет собой наиболее общий и гибкий структурированный тип данных, так как она может быть образована из неоднотипных компонентов и в ней явным образом выражена связь между элементами данных, характеризующими реальный объект.

Файлы

Большие совокупности данных удобно иметь записанными во внешней памяти в виде последовательности сигналов. В Паскале для этих целей предусмотрены специальные объекты – файлы (file). Файлом называется совокупность данных, записанная во внешней памяти под определенным именем.

Рассмотри задачи на объявление переменных и констант скалярного типа.

Приступая к решению задач на объявление данных скалярного типа, следует помнить, что:

• 
  каждая переменная программы должна быть объявлена;
  
• 
  объявление переменных помещают в раздел, который начинается словом var; константы помещают в раздел, который начинается словом const; переменные пользовательских типов (перечисляемые и интервальные) объявляют по особой схеме;
  

• 
  после инструкции объявления данных рекомендуется указывать назначение переменной или константы;
  
• 
  инструкция объявления констант выглядит так: ИмяКонстанты = значение константы;
  

const

max=54; {максимальное значение}

• 
  инструкция объявления переменных выглядит так: имя ИмяПеременной: тип;
  

k1: integer; {количество тетрадей}

k2: byte; {количество карандашей}

c1: real; {цена одной тетради}

• 
  инструкция объявления переменных интервального типа помещается в двух разделах type, var и выглядит так:
  

var

Пример:

days=1..31 ; {дни месяца}

var

rabotday: days; {рабочие дни}

• 
  инструкция объявления переменных перечисляемого типа помещается в двух разделах type, var и выглядит так:
  

var

Пример:

days=(monday, muesday, wednesday, thursday, friday, saturday, sunday) ; {дни }

var

day: days; {дни недели}

Рассмотрим несколько задач на объявление данных скалярного типа.

const

var

s: real; {площадь}

var

k2: real; {количество карандашей}

с1: real; {цена одной тетради}

с2: real; {цена одного карандаши}

с3: real; {цена линейки}

s: real; {стоимость покупки}

Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

1. 
   Какие данные различают в языке Паскаль? (Ответ: переменные и константы).
   
2. 
   На какие две основные группы можно разделить эти данные? (Ответ: простые (скалярные) и структурированные).
   
3. 
   Посмотрите на схему и назовите основные типы скалярного типа данных. (Ответ: литерные, вещественные, целые, логические, пользовательские).
   
4. 
   Почему важно правильно определить тип данных при составлении программы? Приведите свой пример. (Ответ: для того чтобы программа занимала меньший объем памяти и не было сбоев в программе).
   
5. 
   Как выглядят инструкции объявления констант и переменных? (Ответ: const ИмяКонстанты=Значение; var ИмяПеременной: тип;)
   
6. 
   Почему рекомендуется указывать назначение данных, используемых в программе? (Ответ: во-первых, это считается хорошим тоном программирования, во-вторых, облегчает чтение программы и отслеживание ее работы).
   

1. 
   Знать материал лекции.
   
2. 
   Приготовить таблицы диапазонов целых и вещественных чисел.
   
3. 
   Знать зарезервированные слова для скалярного типа данных.
   
4. 
   Задачи (по карточкам).
   

1. 
   Объявите переменные, необходимые для вычисления площади кольца.
   
2. 
   Объявите переменные, необходимые для вычисления стоимости покупки, состоящей из нескольких тетрадей и такого же количества обложек.