Конспект урока по теме: "Типы данных в Turbo Pascal"

Конспект урока по теме:

 «Типы данных в Turbo Pascal»

9 класс

Автор: Черников Н.А.

Цели:

·   помочь учащимся усвоить понятие типы данных, научить правильно, объявлять переменные на языке программирования Turbo Pascal, ознакомиться со стандартными функциями и процедурами применяемым к переменным различных типов.

·   воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

·   развитие логического мышления, познавательных интересов.

Оборудование:

доска, компьютер, компьютерная презентация, мультимедийный проектор.

Вид занятий (тип урока): лекция

Организационные формы обучения: лекция-беседа

Методы обучения: беседа

План урока:

·   Орг. момент. (1 мин)

·   Актуализация и проверка знаний. (5 мин)

·   Теоретическая часть. (30 мин)

·   Д/з (2 мин)

·   Вопросы учеников. (5 мин)

·   Итог урока. (2 мин)

I. Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Актуализация и проверка знаний.

На прошлом уроке мы начали знакомиться с понятием алгоритма и основами программирования. Напомните, что же такое алгоритм, какими свойствами он обладает, как записывается алгоритм, что такое программа?

(Можно использовать текст)

III. Теоретическая часть.

Для того чтобы программа обладала универсальностью, действия в ней должны совершаться не над постоянными, а над переменными величинами. Поэтому важным понятием программирования является понятие переменной.

Диапазон значений переменной характеризуется типом данных этой переменной. Что такое тип данных?

(СЛАЙД 1)

Тип (сорт) – относительно устойчивая и независимая совокупность элементов, которую можно выделить во всем рассматриваемом множестве (предметной области).

Полиморфный тип - представление набора типов как единственного типа.

Математически тип может быть определён двумя способами:

1)    Множеством всех значений, принадлежащим типу.

2)    Предикатной функцией, определяющей принадлежность объекта к данному типу.

(СЛАЙД 2)

Тип данных - характеристика набора данных, которая определяет:

-      диапазон возможных значений данных из набора;

-      допустимые операции, которые можно выполнять над этими значениями;

-      способ хранения этих значений в памяти.

Различают:

-      простые типы данных: целые, действительные числа и др.;

-      составные типы данных: массивы, файлы и др.

(СЛАЙД 3)

Ознакомимся с разнообразием типов данных Турбо Паскаля.

Все типы ТП делятся на пользовательские и предопределённые. Пользовательские определяются пользователем с помощью предопределённых. Предопределённые определены разработчиками ТП.

Предопределенные типы данных делятся на структурные, процедурные и простые, а также включают в себя ссылочный и объектный типы данных.

Структурные делятся на строковый, массив, множество, файл и запись.

Простые в свою очередь на порядковые и вещественные.

Порядковые включают в себя ShortInt, LongInt, Byte, Char, Word, Integer и Boolean.

Вещественные включают в себя Real, Single, Double, Extended и Comp.

(СЛАЙД 4)

Основными типами среди порядковых являются целочисленные типы. В таблице показано, какой объем памяти выделяется под хранение переменной целых типов и диапазон значений данного типа.

Название	Длина, байт	Диапазон значений
Byte	1	0. . .255
Word	2	0. . .65535
ShortInt	1	-128. . .+127
Integer	2	-32768.. .+32767
LongInt	4	-2 147 483 648... [phone]

К переменным целых типов применяются следующие процедуры и функции:

Обращение	Тип результата	Действие
abs (x)	x	Возвращает модуль х
chr(b)	Char	Возвращает символ по его коду
dec (vx[, i] )	-	Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1
inc(vx[, i] )	-	Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1
odd(l)	Boolean	Возвращает True, если аргумент - нечетное число
Random (w)	Как у параметра	Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l)
sgr (x)	X	Возвращает квадрат аргумента

(СЛАЙД 4)

Особое место среди порядковых типов занимает символьный тип (CHAR). Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ORD.

Для кодировки используется код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можно закодировать лишь 128 символов в диапазоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в диапазоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0...127 соответствует стандарту ASCII. Вторая половина символов с кодами 128...255 не ограничена жесткими рамками стандарта и может меняться на ПК разных типов.

(СЛАЙД 5)

Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками.

Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:  <мин.знач.>..<макс.знач.> Здесь: <мин.знач. > - минимальное значение типа-диапазона;  <макс.знач.> - максимальное его значение.

(СЛАЙД 6)

Далее рассмотрим логический (булев) тип. Логические переменные применяются в качестве флагов и для записи условий.

К переменным логического типа применяются следующие логические операции:

not - логическое НЕ;

and - логическое И;

or - логическое ИЛИ;

хоr - исключительное ИЛИ.

Рассмотрим логические операции применимы к операндам целого и логического типов. Если операнды-целые числа, то результат логической операции есть тоже целое число, биты которого (двоичные разряды) формируются из битов операндов по следующим правилам:

Операнд 1	Операнд 2	not	and	or	xor
1	-	0	-	-	-
0	-	1	-	-	-
0	0	-	0	0	0
0	1	-	0	1	1
1	0	-	0	1	1
1	1	-	1	1	0

Логические операции над логическими данными дают результат логического типа по следующим правилам:

Операнд 1	Операнд 2	not	and	or	xor
True	-	False	-	-	-
False	-	True	-	-	-
False	False	-	False	False	False
False	True	-	False	True	True
True	False	-	False	True	True
True	True	-	True	True	False

(СЛАЙД 7)

В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа. В таблице приведены характеристики вещественных чисел:

Длина, байт	Название	Количество значащих цифр	Диапазон десятичного порядка
6	Real	11. . .12	-39. ..+38
8	Double	15. ..16	-324. . .+308
10	extended	19. . .20	-4951. . .+4932
8	comp	19. . .20	-2^63+1. . .+2^63-1

Вещественное число в Турбо Паскале занимает от 6 до 10 смежных байт и имеет следующую структуру в памяти ПК:

s

e

m

Здесь s - знаковый разряд числа; е - экспоненциальная часть; содержит двоичный порядок; m - мантисса числа.

Мантисса m имеет длину от 23 (для SINGLE) до 63 (для EXTENDED) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность 7.. .8 для SINGLE и 19.. .20 для EXTENDED десятичных цифр. Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой).

(СЛАЙД 8)

Для работы с вещественными данными могут использоваться встроенные математические функции, представленные в таблице. В этой таблице REAL означает любой вещественный тип, INTEGER - любой целый тип.

Обращение	Тип параметра	Тип результата	Примечание
abs (x)	Real, Integer	Тип аргумента	Модуль аргумента
АrсТаn (х)	Real	Real	Арктангенс ( значение в радианах)
cos (х)	To же	То же	Косинус, угол в радианах
ехр (х)	"	"	Экспонента
frас (х)	"	"	Дробная часть числа
int(x)	"	"	Целая часть числа
ln(x)	"	"	Логарифм натуральный
Pi	-	"	л = 3.141592653...
Random	-	"	Псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...[1]
Pandom(x)	Integer	Integer	Псевдослучайное целое число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(х-1)
Randomize	-	-	Инициация генератора псевдослучайных чисел
sin(x)	Real	Real	Синус, угол в радианах
sqr (x)	To же	То же	Квадрат аргумента
sqrt (x)	"	"	Корень квадратный

(СЛАЙД 9)

Рассмотрим структурные типы данных. Первым рассмотрим массивы. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно, структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием его порядкового номера.

Описание типа массива задается следующим образом:

<имя типа> = ARRAY [ <сп.инд.типов> ] OF <тип>;

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; ARRAY, OF - зарезервированные слова (массив, из); <сп.инд.типов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделенных запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса; <тип> - любой тип Турбо Паскаля.

В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LONGINT и типов-диапазонов с базовым типом LONGINT. Определить переменную как массив можно и непосредственно при описании этой переменной, без предварительного описания типа массива

Обычно в качестве индексного типа используется тип-диапазон, в котором задаются границы изменения индексов. Так как тип <тип>, идущий за словом OF, - любой тип Турбо Паскаля, то он может быть, в частности, и другим массивом.

(СЛАЙДЫ 10-11)

Еще одним структурным типом данных является множество.

Множества - это наборы однотипных логически связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается программистом и никак не контролируется Турбо Паскалем. Количество элементов, входящих в множество, может меняться в пределах от 0 до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым). Именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей.

Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причем порядок следования элементов в множестве безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе. Пустое множество включается в любое другое.

Описание типа множества имеет вид:

<имя типа> = SET OF <баз.тип>;

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;

SET, OF - зарезервированные слова (множество, из);

<баз.тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER, LONGINT.

Над множествами определены следующие операции:

*   пересечение множеств; результат содержит элементы, общие для обоих множеств;

+   объединение множеств; результат содержит элементы первого множества, дополненные недостающими  элементами из второго множества:

-     разность множеств; результат содержит элементы из первого множества, которые не принадлежат второму:

=     проверка эквивалентности; возвращает TRUE, если оба множества эквивалентны;

<>    проверка неэквивалентности; возвращает TRUE, если оба множества неэквивалентны;

<=   проверка вхождения; возвращает TRUE, если первое множество включено во второе;

>=   проверка вхождения; возвращает TRUE, если второе множество включено в первое;

IN  проверка принадлежности; в этой бинарной операции первый элемент - выражение, а второй - множество одного и того же типа; возвращает TRUE, если выражение имеет значение, принадлежащее множеству:

Дополнительно к этим операциям можно использовать две процедуры.

INCLUDE - включает новый элемент во множество. Обращение к процедуре: INCLUDE (S,I)

Здесь S - множество, состоящее из элементов базового типа TSetBase;

          I - элемент типа TSetBase, который необходимо включить во множество.

EXCLUDE - исключает элемент из множества. Обращение: EXCLUDE(S,I)

Параметры обращения - такие же, как у процедуры INCLUDE.

(СЛАЙДЫ 12-13)

Особое место среди структурных типов данных занимают файловый тип. Файловый тип или переменную файлового типа можно задать одним из трех способов:

<имя> = FILE OF <тип>;     {типизированный файл}

<имя> = TEXT;              {текстовый файл}

<имя> = FILE;               {нетипизированный файл}

Здесь <имя> - имя файлового типа (правильный идентификатор); 

FILE, OF - зарезервированные слова (файл, из); 

TEXT - имя стандартного типа текстовых файлов; 

<тип> - любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов.

Файловая переменная связывается с именем файла в результате обращения к стандартной процедуре ASSIGN:

ASSIGN (<ф.п.>, <имя файла или л.у.>);

Здесь <ф.п.> - файловая переменная (правильный идентификатор, объявленный в программе как переменная файлового типа); 

<имя файла или л.у.> - текстовое выражение, содержащее имя файла или логическое устройство.

Инициировать файл означает указать для этого файла направление передачи данных. В Турбо Паскале можно открыть файл для чтения, для записи информации, а также для чтения и записи одновременно.

Для чтения файл инициируется с помощью стандартной процедуры RESET:

RESET (<ф.п.>);

Здесь <ф.п.> - файловая переменная, связанная ранее процедурой ASSIGN с уже существующим файлом или логическим устройством-приемником информации.

Стандартная процедура REWRITE (<ф.п.>); инициирует запись информации в файл или в логическое устройство, связанное ранее с файловой переменной <ф.п.>. Процедурой REWRITE нельзя инициировать запись информации в ранее существовавший дисковый файл: при выполнении этой процедуры старый файл уничтожается и никаких сообщений об этом в программу не передается. Новый файл подготавливается к приему информации и его указатель принимает значение 0.

Стандартная процедура APPEND (<ф.п.>) инициирует запись в ранее существовавший текстовый файл для его расширения, при этом указатель файла устанавливается в его конец. Процедура APPEND применима только к текстовым файлам, т.е. их файловая переменная должна иметь тип TEXT. Процедурой APPEND нельзя инициировать запись в типизированный или нетипизированный файл.

Если текстовый файл ранее уже был открыт с помощью RESET или REWRITE, использование процедуры APPEND приведет к закрытию этого файла и открытию его вновь, но уже для добавления записей.

(СЛАЙД 14)

Ещё одним структурным типом данных является запись. Запись - это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.

Структура объявления типа записи такова: <имя типа> = RECORD <сп.полей> END;

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;

RECORD, END - зарезервированные слова (запись, конец);

<сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.

Чтобы упростить доступ к полям записи, используется оператор присоединения WITH:

WITH <переменная> DO <оператор>;

Здесь WITH, DO - ключевые слова (с, делать);

<переменная> - имя переменной типа запись, за которым, возможно, следует список вложенных полей;

<оператор> - любой оператор Турбо Паскаля.

(СЛАЙД 15)

Процедурные типы - это нововведение фирмы Borland (в стандартном Паскале таких типов нет). Основное назначение этих типов - дать программисту гибкие средства передачи функций и процедур в качестве фактических параметров обращения к другим процедурам и функциям.

Для объявления процедурного типа используется заголовок процедуры (функции), в котором опускается ее имя

(СЛАЙД 16)

Для хранения текстовых строк используются переменные строкового типа. Тип STRING (строка) в Турбо Паскале широко используется для обработки текстов. Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY[O..N] OF CHAR, однако, в отличие от последнего, количество символов в строке-переменной может меняться от 0 до N, где N - максимальное количество символов в строке. Значение N определяется объявлением типа STRING [N] и может быть любой константой порядкового типа, но не больше 255 . Турбо Паскаль разрешает не указывать N, в этом случае длина строки принимается максимально возможной, а именно N=255. Код символа ST[0] равен длине строки.

(СЛАЙД 17)

К переменным строкового типа применимы следующие процедуры и функции:

•   CONCAT(S1 [,S2, ... , SN] ) - функция типа STRING; возвращает строку, представляющую собой сцепление строк-параметров SI, S2, ..., SN.

•   COPY(ST, INDEX, COUNT) - функция типа STRING; копирует из строки ST COUNT символов, начиная с символа с номером INDEX.

•   DELETE (ST, INDEX, COUNT) - процедура; удаляет СОUNT символов из строки ST, начиная с символа с номером INDEX.

•   INSERT (SUBST, ST, INDEX) - процедура; вставляет подстроку SUBST в строку ST, начиная с символа с номером INDEX.

•   LENGTH (ST) - функция типа INTEGER; возвращает длину строки ST.

•   POS (SUBST, ST) - функция типа INTEGER; отыскивает в строке STпервое вхождение подстроки SUBST и возвращает номер позиции, с которой она начинается; если подстрока не найдена, возвращается ноль.

•   STR(X [; WIDTH [: DECIMALS] ], ST) - процедура; преобразует число X любого вещественного или целого типов в строку символов ST так, как это делает процедура WRITELN перед выводом; параметры WIDTH и DECIMALS, если они присутствуют, задают формат преобразования: WIDTH определяет общую ширину поля, выделенного под соответствующее символьное представление вещественного или целого числа X, a DECIMALS - количество символов в дробной части (этот параметр имеет смысл только в том случае, когда Х - вещественное число).

•   VAL(ST, X, CODE) - процедура; преобразует строку символов ST во внутреннее представление целой или вещественной переменной X, которое определяется типом этой переменной; параметр CODE содержит ноль, если преобразование прошло успешно, и тогда в X помещается результат преобразований, в противном случае он содержит номер позиции в строке ST, где обнаружен ошибочный символ, и в этом случае содержимое Х не меняется; в строке ST могут быть ведущие пробелы, однако ведомые пробелы недопустимы; например, обращение val ('123',k,i) пройдет успешно: k получит значений 123, в i будет помещен 0, в то время как обращение val ('123' , k, i) будет ошибочным: значение k не изменится, a i будет содержать 4.

•   UPCASE (СН) - функция типа CHAR; возвращает для символьного выражения СН, которое должно представлять собой строчную латинскую букву, соответствующую заглавную букву; если значением СН является любой другой символ (в том числе строчная буква русского алфавита), функция возвращает его без преобразования.

Далее для закрепления знаний проводится тест встроенный в презентацию.

IV. Домашнее задание.

Знать, что такое тип переменной, правила объявления переменных, знать характеристики типов данных.

V. Вопросы учеников.

Ответы на вопросы учащихся.

VI. Итог урока.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы познакомились с тем, что такое типы данных, как правильно объявлять переменные в программе.