Моделирование графических форм в дизайнере форм среды ABCPascal

ФБГОУВПО «Мордовский Государственный педагогический институт им. М.Е.Евсевьева»
Физико-математический факультет
Кафедра информатики и вычислительной техники

                                                    Реферат

Моделирование графических форм в дизайнере форм среды ABCPascal

Выполнила: студентка группы МДМ-115
физико-математического факультета
Тимошенко Елена Алексеевна
Проверила: Кормилицына Т.В.

Саранск, 2017

Введение

         Pascal - один из языков программирования, который помогает писать «структурированные» программы в таком виде, в котором структура программы должна непосредственно отражать структуру задачи. Эта особенность языка Pascal, а также его достаточная простота из-за интуитивной понятийности его конструкций, позволила языку завоевать прочное место среди языков программирования. Современным достижением программирования является признание преимущества структурированных программ. Вот почему Pascal широко используется инженерами и научными работниками, является официальным языком международных олимпиад по информатике.

        Реализации языка:

1.  Для операционной системы MS-DOS самое большое распространение приобрела реализация языка Паскаль фирмы Borland под названием Turbo Pascal (первая версия языка появилась в 1983 году).

2.  Borland Pascal включает в себя более дешёвый и менее мощный Turbo Pascal и, кроме того позволяет создавать программы как под реальный, так и под защищённый 16-битный режим DOS, а так же программы для Windows. В нем открыты исходные тексты системных библиотек и функций времени выполнения.

3.  Delphi – интегрированная среда разработки ПО для Microsoft Windows на языке Delphi, созданная первоначально фирмой Borland и на данный момент принадлежащая и разрабатываемая Embarcadero Technologies.

4.  Free Pascal – свободно распространяемый компилятор языка программирования Pascal с ориентацией на Object Pascal.

5.  Lazarus – свободно распространяемая интегрированная Delphi-подобная среда разработки программного обеспечения для компилятора Free Pascal, предоставляющая возможности кроссплатформенной разработки приложений.

6.  PascalABC – система, представляющая собой интерпретатор языка программирования Паскаль с интегрированной оболочкой. Создавалась как учебная среда программирования. Pascal ABC и всех версий является свободно распространяемым программным обеспечением.

Учитывая, что задания практических работ могут выполняться студентами с помощью любой из приведенных систем программирования, мы будем стараться описывать только те возможности языка, которые есть во всех этих системах. Описываемые возможности иногда будут шире стандарта языка Паскаль. Связано это с тем, что существует ряд полезных доработок языка де-факто используемых большинством программистов.

История возникновения языка Pascal

XXI век называют эрой информационных технологий. Какие бы задачи ни решал сейчас ученый или специалист, для него очень важно уметь грамотно обрабатывать информацию: искать, отбирать, анализировать и использовать ее. Именно поэтому ему не обойтись без знания информатики. Применение ЭВМ позволяет теперь переложить часть этой обработки на автоматические устройства, способные достаточно долго работать без участия человека, со скоростью в несколько миллионов раз превышающей скорость обработки информации человеком.

ЭВМ внедряются буквально во все области человеческой деятельности, поэтому непрерывно растет круг людей, вовлеченных в работу с ними. В условиях массового применения вычислительных машин большое значение имеет использование различных языков программирования. И это понятно - без них ЭВМ не более чем "черный ящик". Эффективность взаимодействия человека с ЭВМ тем больше, чем проще и понятнее язык общения с ЭВМ. Особый интерес представляют языки, доступные миллионам пользователей, способные привить им навыки культурного программирования буквально с детского возраста.

Одним из таких языков является Паскаль. Язык Паскаль характеризуется чёткой структурой программы, простотой и ясностью конструкций. С момента создания Паскаль был универсален и пригоден для решения широкого круга задач. Строгая типизация языка значительно сокращает количество ошибок в программах.

Этот язык программирования создал профессор Высшей федеральной технической школы в Цюрихе Николаус Вирт (Niklaus Wirth) и назвал его именем известного французского математика и философа Блеза Паскаля (Blaise Pascal, 1623-1662 гг.). Начало создания Паскаля связано с усилиями Н.Вирта и К.Хоора (C.A.Hoore) переработать язык программирования Алгол-60 и на его основе создать новый. Примерно в 1968 г. бал подготовлен проект языка и начата разработка его транслятора для вычислительной машины CDC 6400, который был готов в 1970 г. В 1971 г. было представлено первое официальное описание языка.

Первоначальная цель разработки языка PASCAL - необходимость инструмента "для обучения программированию как систематической дисциплине". Однако очень скоро обнаружилась чрезвычайная эффективность языка PASCAL в самых разнообразных приложениях, от решения небольших задач вычислительного характера до разработки сложных программных систем - компиляторов, баз данных, операционных систем и т.д.

Интенсивнее всего язык распространялся в 1972-1975 гг. Он удостоился всеобщего признания и стал основным языком публикации программ и преподавания дисциплины программирования. В 1975 г. была создана ассоциация пользователей Паскаля. Позже язык подвергся критике. Пользователи были не удовлетворены слишком строгими ограничениями некоторых конструкций языка. В 1977 г. была создана группа по разработке стандарта языка Паскаль. Ею руководил А.Эддиман. В 1983 г. 1 декабря был объявлен международный стандарт языка Паскаль ИСО 7185. 

В 1992 г. фирма Borland International выпустила два пакета программирования, основанные на использовании языка Паскаль - Borland Pascal 7.0 и Turbo Pascal 7.0. Пакет Borland Pascal 7.0 учитывает многие новейшие достижения в программировании и практике создания программ и включает в себя три режима работы в обычном режиме операционной системе MS DOS, в защищенном режиме MS DOS и в среде Windows. Обладая расширенными возможностями, пакет требует значительных ресурсов (~ 30 Mb на жестком диске и і 2 Mb ОЗУ). Пакет Turbo Pascal 7.0 обладает ограниченными возможностями и позволяет работать только в обычном режиме MS DOS, но может быть использован практически на любой машине (вплоть до 286) и стоит дешевле.На современных компьютерах некоторые модули Turbo Pascal 7.0 (например, CRT) работают некорректно. Лучше использовать Borland Pascal 7.0. В настоящее время, язык Паскаль является общепризнанным языком обучения программированию, сочетающем в себе все основные свойства серьезного алгоритмического языка программирования высокого уровня и доступную форму, позволяющую начинающему программисту освоить технологию создания программы. Кроме того, существуют пакеты, основанные на использовании Паскаля (Delphi, компонентный Паскаль), использующие современный объектно-ориентированный подход.

Pascal - один из языков программирования, который помогает писать «структурированные» программы в таком виде, в котором структура программы должна непосредственно отражать структуру задачи. Эта особенность языка Pascal, а также его достаточная простота из-за интуитивной понятийности его конструкций, позволила языку завоевать прочное место среди языков программирования. Современным достижением программирования является признание преимущества структурированных программ. Вот почему Pascal широко используется инженерами и научными работниками, является официальным языком международных олимпиад по информатике. В настоящее время существует достаточно много версий данного языка. Наибольшее распространение, при программировании в среде MS(PC)-DOS и Windows, получила версия языка, разработанная фирмой Borland (Borland Pascal 7.0). Дальнейшее развитие языка привело к появлению Delphi - языка визуального программирования (фирма Borland). Освоение основ языка Pascal является необходимым условием для изучения Delphi – одного из наиболее мощных в настоящее время языков программирования.

Язык Паскаль является не только наилучшим языком обучения программированию, но и дает возможность осуществить простую реализацию его на современных ПЭВМ, использовать его как язык системного программирования, но и является базой для создания более мощных языков.
       Широкой популярности Паскаль среди программистов способствовали следующие причины:

– благодаря своей компактности, удачному первоначальному описанию Паскаль оказался достаточно легким для обучения;         

– язык программирования Паскаль отражает фундаментальные и наиболее важные концепции (идеи) алгоритмов в очевидной и легко воспринимаемой форме, что предоставляет программисту средства, помогающие проектировать программы;

     – язык Паскаль позволяет четко реализовывать идеи структурного проектирования и структурной организации данных;

           – язык Паскаль сыграл большую роль в развитии методов аналитического доказательства правильности программ и позволил реально перейти от методов отладки программ к системам автоматической проверки правильности программ;

      – применение языка Паскаль значительно подняло «планку» надежности разрабатываемых программ за счет требований Паскаль к описанию используемых в программе переменных, проверки согласованности программы при компиляции без ее выполнения;

    – использование в Паскаль простых и гибких структур управления: ветвлений циклов. 

Особенности современных версий языка Pascal и связанных с ним интегрированных сред

          Наиболее известной свободной реализаций языка Паскаль является Free Pascal. Помимо открытости исходного кода, его основным преимуществом является мультиплатформенность, а также поддержка различных диалектов Паскаля. На основе FreePascal создана свободная мультиплатформенная среда Lazarus, аналогичная среде Delphi. Однако, бедный и не меняющийся десятилетиями консольный интерфейс интегрированной среды Free Pascal, мало совместимый с современными интерфейсами рабочих столов операционных систем, всё более отталкивает обучаемых, неправильно формируя у них представление, что Паскаль - устаревший язык.

           С другой стороны, среда Delphi по мере развития становилась все более громоздкой и малопригодной для обучения программированию. Кроме того, отсутствует бесплатная версия Delphi даже для академического использования. Данные факторы привели к практически полному исчезновению Delphi из сферы образования, а для среды Lazarus, несмотря на ее бесплатность, такие случаи единичны.

            Наконец, появление платформ Java и .NET, включающих мощный язык программирования и мощные стандартные библиотеки ослабило позиции языка Delphi. Для обучения программированию стали чаще использоваться такие языки как Java, C, C++, C#, Visual Basic, Python, Haskell.

           Одним из ярких событий, связанных с развитием языка Паскаль, стало появление языка и компилятора Oxygene фирмы RemObjects, который создатели заслуженно назвали современным Паскалем 21 века. Oxygene может генерировать код под различные платформы, в том числе под платформы .NET и Java. Основным его недостатком является отсутствие бесплатного компилятора и среды для образовательных целей. Кроме того, Oxygene достаточно сильно отличается от канонического языка Паскаль (методы классов вместо процедур и функций), что отражает его сугубо профессиональную направленность.

          Язык и система программирования PascalABC.NET призваны изменить сложившуюся ситуацию и вернуть языку Паскаль былую привлекательность как для обучения, так и для профессионального программирования, помножив ее на мощь платформы .NET.

         PascalABC – система, представляющая собой интерпретатор языка программирования Паскаль с интегрированной оболочкой. Создавалась как учебная среда программирования. Pascal ABC и всех версий является свободно распространяемым программным обеспечением.

      Учитывая, что задания практических работ могут выполняться студентами с помощью любой из приведенных систем программирования, мы будем стараться описывать только те возможности языка, которые есть во всех этих системах. Описываемые возможности иногда будут шире стандарта языка Паскаль. Связано это с тем, что существует ряд полезных доработок языка де-факто используемых большинством программистов.

       Pascal ABC разработан в 2002 году сотрудниками факультета математики, механики и компьютерных наук Южного федерального университета (Ростов-на-Дону, Россия) во главе с С.С. Михалковичем. Целью авторов было создание обучающей среды программирования, более современной, чем Borland Pascal и Turbo Pascal, более простой для изучения, чем Borland Delphi, но в то же время близкой к стандартным компиляторам языка.

   Система Pascal ABC основана на языке Delphi Pascal и призвана осуществить постепенный переход от простейших программ к модульному, объектно-ориентированному, событийному и компонентному программированию. Некоторые языковые конструкции в Pascal ABC допускают, наряду с основным, упрощенное использование, что позволяет использовать их на ранних этапах обучения. Например, в модулях может отсутствовать разделение на секцию интерфейса и секцию реализации. В этом случае модули устроены практически так же, как и основная программа, что позволяет приступить к их изучению параллельно с темой "Процедуры и функции". Тела методов можно определять непосредственно внутри классов (в стиле Java и C#), что позволяет создавать классы практически сразу после изучения записей, процедур и функций.

     Ряд модулей системы программирования Pascal ABC специально создавался для учебных целей:

·Модуль растровой графики GraphABC обходится без объектов, хотя его возможности практически совпадают с графическими возможностями Borland Delphi. Он доступен в несобытийных программах и позволяет легко создавать анимацию без мерцания.

·Модуль Events позволяет создавать простейшие событийные программы без использования объектов (события представляют собой обычные процедурные переменные).

·Модули Timers и Sounds позволяют создавать таймеры и звуки, которые также реализованы в процедурном стиле. Эти модули можно использовать даже в консольных программах.

·Модуль контейнерных классов Containers позволяет работать с основными структурами данных (динамические массивы, стеки, очереди, множества), реализованными в виде классов.

·Модуль векторной графики ABCObjects предназначен для быстрого изучения основ объектно-ориентированного программирования, а также позволяет создавать достаточно сложные игровые и обучающие программы.

·Модуль визуальных компонентов VCL позволяет создавать событийные приложения с главной формой в стиле Delphi. Классы VCL немного упрощены по сравнению с аналогичными классами Delphi. Имеется редактор форм и инспектор объектов. Технология восстановления формы по коду программы позволяет обойтись для приложения с главной формой одним файлом (!).

     В языке Pascal ABC имеются арифметические операции с типизированными указателями (в стиле языка C), а также тип complex, предназначенный для работы с комплексными числами.

      Компилятор Pascal ABC является компилятором переднего плана (front-end). Это означает, что он не генерирует исполняемый код в виде .exe-файла, а создает в результате компиляции дерево программы в памяти, которое затем выполняется с помощью встроенного интерпретатора. В итоге скорость раб    оты программы примерно в 20 раз медленнее скорости работы этой же программы, откомпилированной в среде Borland Pascal, и в 50 раз медленнее этой программы, откомпилированной в среде Borland Delphi.

       В системе Pascal ABC ученик может выполнять так называемые проверяемые задания, обеспечивающие постановку задачи со случайными исходными данными, контроль операций ввода-вывода, проверку правильности решения, а также ведение протокола решения задач. 

Работа с графикой в ABCPascale

После запуска PascalABC, по умолчанию, запускается текстовый режим. Для работы с графикой служит отдельное графическое окно.

Чтобы его открыть, необходимо подключить модуль GraphABC. В этом модуле содержится набор процедур и функций, предназначенных для работы с графическим экраном, а также некоторые встроенные константы и переменные, которые могут быть использованы в программах с графикой.

С их помощью можно создавать разнообразные графические изображения и сопровождать их текстовыми надписями.

Подключение осуществляется в разделе описаний.

Формат подключения модуля GraphABC:

Uses GraphABC;

Графический экран PascalABC (по умолчанию) содержит 640 точек по горизонтали и 400 точек по вертикали. Начало отсчета – левый верхний угол экрана. Ось x направлена вправо, а ось y –вниз. Координаты исчисляются в пикселях.

Все команды библиотеки GraphABC являются подпрограммами и описаны в виде процедур и функций. Для того, что бы команда выполнилась необходимо указать команду и задать значения параметров.

Управление графическим окном

Процедуры рисования графических примитивов

Процедуры, используемые для работы с цветом

Процедуры для работы с текстом

Цвета в PascalABC

Пример графической программы, рисующей изображение дома:

Program Domik;

uses Graphabc;   //подключение модуля   GraphABC

begin

SetWindowWidth(800);     //ширина окна программы

SetWindowHeight(600);    //высота окна программы

SetPenWidth(3);          //толщина пера

SetFontSize(18);         //размер шрифта

SetFontColor(clRed);     //цвет шрифта

SetFontStyle(fsBold);    //жирный стиль шрифта

TextOut(100,100,'Домик');  //текст

Rectangle(200, 300, 600,600); //дом

Circle(400,225, 40);        //круг

SetBrushColor(clAqua);      //цвет заливки окна

FillRect(300, 400,500,500); //процедура заливки окна

rectangle(300,400,500,500); //окно

Line(400,400,400,500);      // окно

Line(300,450,500,450);      //окно

Line(200,300,400,150);      //крыша

Line(400,150,600,300);      //крыша

Line(480,210,480,160);      //труба

Line(480,160,520,160);      //труба

Line(520,160,520,240);      //труба

end.

Программа, рисующая фигурку:

Program Figurka;

uses GraphABC;

begin

SetWindowSize(500, 500);  //задаем размер графического  окна

SetPenWidth(3);            //устанавливаем стиль пера

SetBrushColor(clFuchsia);  //устанавливаем цвет кисти

Circle(225,160,50);         //рисуем окружность

Line(225,160,225,180);      //рисуем линии

Line( 210,190,240,190);

Line(  225,210,225,250);

Line( 100,100,200,260);

Line( 200,260,400,260);

Line( 210,350,200,480);

Line(240,350,250,480);

Rectangle(200,230,250,350);   //рисуем прямоугольник

SetBrushColor(clLime);

FillRect(0, 480,500,500);     //рисуем закрашенный прямоугольник

SetBrushColor(clWhite);

Circle(205,150,10);

Circle(245,150,10);

end.

Литература

1.Т.А. Андреева, Программирование на языке Pascale:учебное пособие, 2006

2.Г.А. Расолько, Ю.А. Кремень, Теория и практика программирования на языке Pascale:учебное пособие, 2015

3. http://gospodaretsva.com/rabota-s-grafikoj-v-pascalabc.html