Моделирование инженерных задач на языке программирования Free Pascal в среде Lazarus: учебное пособие [Никита Николаевич Дмитриев] (pdf) читать постранично

Н.Н. ДМИТРИЕВ, В.Ю. САХАРОВ

МОДЕЛИРОВАНИЕ
ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ
НА ЯЗЫКЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ
FREE PASCAL
В СРЕДЕ LAZARUS

Министерство образования и науки Российской Федерации
Балтийский государственный технический университет «Военмех»

Н.Н. ДМИТРИЕВ, В.Ю. САХАРОВ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ
ЗАДАЧ НА ЯЗЫКЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ FREE PASCAL
В СРЕДЕ LAZARUS
Учебное пособие

Санкт-Петербург
2012

УДК 004.43(075)
Д53
Д53

Дмитриев, Н.Н.
Моделирование инженерных задач на языке
программирования Free Pascal в среде Lazarus:
учебное пособие / Н.Н. Дмитриев, В.Ю. Сахаров;
Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2012. – 56 с.
ISBN 978-5-85546-721-5
Излагаются основы языка программирования Free
Pascal. Рассматриваются алгоритмы решения некоторых математических задач. Разбирается алгоритм численного решения задачи Коши методом Рунге–Кутта
четвертого порядка на примере задач механики.
Предназначено для студентов 2-4-го курсов всех
специальностей.

УДК 004.43(075)

Р е ц е н з е н т ы: канд. техн. наук, проф. БГТУ Н.Н. Смирнова;
канд. физ.-мат. наук, доц. БГТУ А.Л. Илихменев

Утверждено
редакционно-издательским
советом университета

ISBN 978-5-85546-721-5

© Авторы, 2012
© БГТУ, 2012

ПРЕДИСЛОВИЕ
Данное учебное пособие предназначено для студентов, которым необходимы основы программирования на языке высокого
уровня Free Pascal. В частности оно будет весьма полезным для
студентов, которые изучают механику, и при решении задач нужно
численно найти решение задачи Коши для системы дифференциальных уравнений. Такого вида задачи возникают в курсах теоретической механики, теории колебаний, основ теории трения
и др.
Подчеркнем, что Free Pascal и среда разработки Lazarus – свободно распространяемый программный продукт. Установка Free
Pascal или среды Lazarus на домашнем или рабочем компьютере
дает возможность работать на легальном программном обеспечении. Кроме того, Lazarus устанавливается на ПК с ОС Windows,
Linux или Mac OC X (http://lazarus.freepascal.org).
Для более глубокого изучения Lazarus и Free Pascal можно
рекомендовать книгу К.Т. Мансурова «Основы программирования
в среде Lazarus» (текст этой книги можно найти на сайте
http://www. freepascal.ru).

3

1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИЕ
1.1. Структурное программирование
С момента зарождения программирования было создано множество языков общения человека с ЭВМ. Сейчас, по видимости,
наибольшее распространение имеют языки программирования C++,
Delphi, Visual Basic (Visual Basic for Application), Free Pascal и некоторые другие. При этом в каждом из этих языков есть поддержка
всех классических управляющих конструкций.
К 70-м годам XX в. стало ясно, что программные проекты стали
слишком сложными для успешного проектирования, кодирования и
отладки в приемлемые сроки. Размер программ достиг величин, при
которых программисты не могли с уверенностью сказать, что созданный программный продукт всегда выполняет то, что требуется и
что он не выполняет ничего такого, что не требуется. Назрела проблема изменения подходов к созданию больших программных продуктов.
В 1969 г. Э. Дейкстра на международной конференции по программированию впервые использовал термин «структурное программирование» и предложил принципиально новый способ создания программ. Программа рассматривалась им как совокупность
иерархических абстрактных уровней, которые позволяют четко
структурировать программу и лучше ее понимать, доказывать корректность ее работы и тем самым повышать надежность функционирования программы и сократить сроки ее разработки.
Правила структурной методологии разрабатывались такими учеными как Вирт, Дейкстра, Дал, Хоар, Иордан и др.
В этой связи следует отметить знаменитые книги Вирта [8, 9] и
сборник [4].

4

1.1.1. Цели структурного программирования
Обеспечить дисциплину программирования в процессе создания программных комплексов. Дейкстра дал следующее определение: «Структурное программирование – это дисциплина, которую программист навязывает сам себе».
Улучшить читабельность программы. Для этого следует избегать использования языковых конструкций с неочевидной семантикой; стремиться к локализации действия управляющих конструкций
и применения структур данных; разрабатывать программу так, чтобы ее можно было читать от начала до конца без управляющих переходов на другую страницу.
Повышать эффективность программы. Данное положение
достигается при структурировании программы, разбиении ее на модули так, чтобы можно было легко находить и корректировать
ошибки, а также чтобы текст любого модуля с целью увеличения
эффективности можно было переделать независимо от других.
Повышать надежность программы. Надежность обеспечивается хорошим структурированием программы при разбивке ее на
модули и выполнением правил написания читабельных программ,
что ведет к возможности сквозного тестирования и не создает проблем для организации процесса отладки.
Уменьшать время и стоимость программной разработки.