Pascal

Pascal (Паска́ль) — мова праграмаваньня агульнага прызначэньня, створаная Ніклаўсам Віртам у 1970 годзе як мова структурнага праграмаваньня.

Pascal заснаваны на мове праграмаваньня Algol і названы ў гонар матэматыка і філёзафа Блеза Паскаля. Вірт таксама стварыў мовы праграмаваньня Modula-2 і Oberon, падобныя на Pascal, аднак з дадатковымі сродкамі для аб'ектна-арыентаванага праграмаваньня.

Спачатку Pascal быў гіпатэтычнай мовай для навучаньня студэнтаў структурнаму праграмаваньню, і шмат студэнтаў вучыліся па ім. Варыянты Pascal выкарыстоўваюцца дагэтуль як у асьвеце, так і ў праграмаваньні.

Вялікая частка арыгінальнай апэрацыйнай сістэмы Macintosh была напісана на Pascal. Папулярная друкарская сістэма TeX напісана на мове пад назвай WEB, пры стварэньні якой Дональд Кнут шмат чаго пераняў з Pascal.

Мова

Усе праграмы на Pascal пачынаюцца з ключавога слова program, неабавязковага сьпісу ўнутраных дэскрыптараў файла і блёку кода, які знаходзіцца паміж словамі begin і end. Розьніцы паміж вялікімі і маленькімі літарамі ў Pascal няма. Кропка з коскай разьдзяляе выразы, а кропка заканчвае праграму (ці модуль).

program HelloWorld(Output);
begin
    WriteLn('Hello, World!')
end.

Pascal, у сваёй арыгінальнай форме, — выключна працэдурная мова праграмаваньня са звыклымі для гэтага тыпу моў канструкцыямі if, while, for і падобнымі.

Pascal — гэта структурная мова праграмаваньня, а гэта значыць, што ўвесь код разбіты на стандартныя выразы, лепей за ўсё без канструкцый безумоўнага пераходу (goto).

while a <> b do
begin
    WriteLn('Waiting');
end;
 
if a > b then
begin
    WriteLn('Condition met');
end
else 
begin
    WriteLn('Condition false');
end;
 
for i := 1 to 10 do 
    WriteLn('Iteration: ', i:1);
 
repeat
    a := a + 1;
until a = 10;

У Pascal праграмы разьбіваюцца на працэдуры і функцыі.

program Mine(Output);
procedure print(var i: integer);
      function next(i: integer): integer;
      begin
           next := i + 1;
      end;
 
 begin
      WriteLn('The total is: ', i);
      i := next(i);
 end;
 
begin
    i := 1;
    while i <= 10 do 
        print(i);
end.

Працэдуры і функцыі могуць быць укладзенымі да любой ступені, і канструкцыя program — найвышэйшы блёк.

Кожны блёк мае свае аб'яўленьні метак goto, канстантаў, тыпаў, зьменных і іншых працэдур і функцый, якія маюць ісьці ў такім парадку, як тут пералічана.

У Pascal ёсьць наступныя тыпы дадзеных: цэлы лік, сімвал і лягічная зьменная (простыя тыпы), а таксама новы тып, уведзены ў Pascal — пералічальны тып.

program Myprog;
var
    a: integer;
    b: char;
    c: boolean;
    d: (one, two, three, four, five);

Можна стварыць «дыяпазон» любога зь пералічаных тыпаў.

var
    x: 1..10;
    y: 'a'..'z';
    z: two..four;

Можна ствараць новыя тыпы на аснове іншых за дапамогай аб'яўленьня тыпаў:

program MyOtherProg;
type
    x = integer;
    y = x;
...

Болей складаныя тыпы можна стварыць за дапамогай простых тыпаў:

type 
    a = array [1..10] of integer;
    b = record
            a: integer;
            b: char;
        end;
    c = file of a;

Радкі ў клясычным Pascal — гэта масівы сымбаляў.

Hello World

program HelloWorld(input, output);
 
begin
    WriteLn('Hello, World!');
end.

Рэалізацыі

Першы кампілятар Pascal быў створаны ў Цюрыху ў 1970 для сямейства кампутараў CDC 6000. Першы паўночнаамерыканскі кампілятар Pascal быў напісаны ў унівэрсытэце Ілінойса для PDP-11 і ствараў машынны код.

Для хуткага распаўсюджаньня мовы ў Цюрыху быў створаны «набор інструментаў для партаваньня кампілятара», які ўключаў кампілятар у код для віртуальнай машыны і праграму, якая выконвала гэты код. Гэты набор стаў называцца P-сістэмай. Хаця зь яго дапамогай плянавалася стварэньне кампілятараў у машынны код, як мінімум адна сыстэма выкарыстоўвала яго для стварэньня інтэрпрэтуемай сыстэмы — UCSD p-System.

IP Pascal быў рэалізацыяй Pascal для Micropolis DOS, аднак ён хутка быў перанесены на CP/M для Z80.

У пачатку 1980-х гадоў UCSD Pascal быў перанесены на кампутары Apple II і Apple III як структурная мова праграмаваньня, бо ў той час з гэтымі кампутарамі пастаўляўся інтэрпрэтатар мовы BASIC.

У пачатку 1980-х гадоў Anders Hejlsberg напісаў кампілятар Blue Label Pascal для Nascom-2. Пазьней ён уладкаваўся на працу ў кампанію Borland і перапісаў свой кампілятар для IBM PC, і гэту версію назваў Turbo Pascal. Гэты новы кампілятар каштаваў 49,95$, што было намнога меней за цану на кампілятар Blue Label Pascal.

Танны кампілятар Borland меў вялікі ўплыў на карыстальнікаў Pascal, якія ў канцы 1980-х гадоў карысталіся ў асноўным IBM PC. Шматлікія аматары праграмаваньня на PC, якія раней шукалі структурную замену для мовы праграмаваньня BASIC, пачалі карыстацца гэтым прадуктам. Turbo Pascal быў даступны толькі для адной архітэктуры, таму ён кампіляваў код наўпрост у машынныя коды працэсара Intel 8088, што дазваляла выконваць праграмы на Pascal хутчэй, чым праграмы на інтэрпрэтуемых мовах праграмаваньня.

Super Pascal быў версіяй, якая дадала не лічбавыя меткі, аператар return і выразы як імёны тыпаў.

У 1990-х гадах кампілятары, на якіх можна скампіляваць код для розных сістэм, сталі выкарыстоўвацца часьцей, у тым ліку і Pascal, які дазваляў кампіляцыю ў машынны код і ў той жа час лёгка пераносіўся на новае апаратнае забесьпячэньне.

У вэрсыі Turbo Pascal 5.5 Borland дабавіла ў Pascal аб'ектна-арыентаванае праграмаваньне (ААП).

Аднак потым у Borland вырашылі, што патрэбен Pascal зь лепей прадуманай рэалізацыяй ААП, і пачалі распрацоўку Delphi, які выкарыстоўваў ідэі Object Pascal, прапанаваныя Apple як аснову. (Гэтыя ідэі Apple дагэтуль ня сталі фармальным стандартам.) Borland таксама называў сваю рэалізацыю Object Pascal у першых вэрсыях Delphi, аднак зьмяніў назву на «мова праграмаваньня Delphi» у далейшым. Асноўнае дапаўненьне ў параўнаньні з папярэднімі вэрсыямі — заснаваная на спасылках (reference-based) аб'ектная мадэль, віртуальныя канструктары і дэструктары, і ўласьцівасьці. Існуе некалькі кампілятараў, аснаваных на гэтым дыялекце.

Turbo Pascal і іншыя рэалізацыі з канцэпцыяй модуляў (units ці module) — гэта модульныя мовы. Turbo Pascal скапіяваў гэтая канцэпцыі ці з стандарту пашыранага Pascal, ці зь яго пасьлядоўніка Modula-2. Аднак у ім адсутнічае падтрымка канцэпцыі ўкладзеных модуляў і імпарту/экспарту асобных сімвалаў.

Для кампілятараў Turbo Pascal радок рrogram неабавязковы.

Стандарты

У 1983 мовы была стандартызаваная ў міжнародным стандарце ISO/IEC 7185, а таксама ў частцы мясцовых стандартаў, у тым ліку ў амэрыканскім ANSI/IEEE770X3.97-1983. У 1990 быў створаны стандарт разшыранага Паскалю (extended Pascal) як ISO/IEC 10206.

ISO 7185 быў створаны для праясьненьня мовы Вірта, створанай у 1974, у такім выглядзе, якой яна была апісана ў кіраўніцтве карыстальніка і ў Report [Jensen and Wirth], аднак з дабаўленьнем "Conformant Array Parameters" як узровень 1 стандарту, узровень 0 – Паскаль без Conformant Arrays.

На вялікіх кампутарах (мэйнфрэймах і мінікампутарах), адкуль пайшоў Паскаль, гэтыя стандарты выкарыстоўвалі. На IBM-PC – не выкарыстоўвалі. На IBM-PC найбольш пашыранымі былі стандарты Borland Turbo Pascal і Delphi. Таму важна знаць, якім стандартам адпавядае канкрэтны кампілятар – арыгінальнай мовы Паскаль ці дыялекту Borland.

Даступныя кампілятары

Ёсьць некалькі кампілятараў Паскаля, даступных для агульнага выкарыстаньня:

• P4 compiler, аснова шматлікіх кампілятараў Паскаля, напісаных на Паскалі, у тым ліку UCSD p-System.
• Free Pascal напісаны на Паскалі (таму можа скампіляваць сам сябе), і яго мэта – стварэньне зручнага і магутнага кампілятара, які можа кампіляваць гатовыя праграмы і ствараць новыя. Ен таксама вольна распаўсюджваецца па ўмовам GNU GPL. Ён дазваляе зьмешваць код Turbo Pascal і Delphi, а таксама падтрымлівае шмат платформ і апэрацыйных сыстэм.
• Turbo Pascal быў асноўным кампілятарам Паскалю у 80-х і на пачатку 90-х, які выкарыстоўвалі, таму што ў яго былі магутныя разшырэньні і вельмі малы час кампіляцыі. Зараз старыя версіі Turbo Pascal (да 5.5) даступны для загрузкі з сайта Borland (патрэбна рэгістрацыя).
• Chrome – гэта кампілятар Паскалю для новага пакаленьня мовы Object Pascal для .NET і Mono, створаны RemObjects Software.
• GNU Pascal Compiler (GPC) — гэта кампілятар Паскалю з GNU Compiler Collection (GCC, Калекцыі кампілятараў GNU). Сам кампілятар напісаны на Сі, бібліятэка часу выкананьня — у асноўным на Паскалі. Вольна распаўсюджваецца згодна з умовамі GNU General Public License, і запускаецца на шматлікіх платформах і апэрацыйных сыстэмах. Ён падтрымлівае як мову стандартаў ANSI/ISO, так і мову Borland/Turbo Pascal. Падтрымка Borland Delphi і іншых версій мовы пакуль што вельмі малая.
• Delphi – гэта прадукт Borland з падтрымкай RAD (хуткага стварэньня праграм). Ён выкарыстоўвае мову праграмаваньня Delphi, якая пайшла ад мовы 'Pascal', для стварэньня праграмаў для Windows. Апошняя вэрсыя таксама падтрымлівае кампіляцыю для плятформы .NET.
• Kylix – гэта найноўшая распрацоўка Borland сярод іх паскальных прадуктаў. Гэта пасьлядоўнік Delphi з падтрымкай апэрацыйнай сыстэмы Linux і палепшанай бібліятэкай аб'ектаў. Кампілятар і IDE (серадовішча разробкі) зараз даступны для некамэрцыйнага выкарыстаньня. Зараз гэты праэкт закінуты.
• Dr. Pascal – гэта інтэрпрэтатар, які выконвае стандартны Паскаль. Варта адзначыць рэжым "бачнага выкананьня", у якім паказваецца выконваемая праграма і яе зьменныя, і развітую праверку на памылкі ў час выкананьня. Выконвае праграмы, але не стварае асобных выконваемых дваічных файлаў. Працуе ў MS-DOS, у Windows у акне эмуляцыі DOS і на старых Macintosh.
• Virtual Pascal быў створаны Vitaly Miryanov у 1995 як кампілятар для OS/2 з падтрымкай сынтаксысу Borland Pascal. Потым яго камерцыйна развінула fPrint, дадала падтрымку Win32, і ў 2000 ён стаў freeware. Сёньня ён можа кампіляваць праграмы для Win32, OS/2 і Linux і большай часткай сумяшчальны з Borland Pascal і Delphi.
• IP Pascal быў арыгінальна Паскалем для Z80/CP/M. Потым ён быў перанесены на Intel 80386/PC. У IP Pascal ёсць убудаваная бібліятэка для партаваньня. Напрыклад, стандартную праграму вываду тэксту на Паскалі 1970-х гадоў можна перакампіляваць, і яна будзе працаваць у акне, нават з дадатковымі графічнымі канструкцыямі. IP Pascal падтрымлівае ISO 7185 з часткай лягічных дапаўненьняў. Напрыклад, "padded right" радкі стандартнага Паскалю падтрымліваюцца і інтэграваны ў дынамічныя радкі. Статычныя масівы стандартнага Паскалю дапоўнены дынамічнымі масівамі, якія цалкам сумяшчальныя з статычнымі масівамі, і так далей.
• Pocket Studio – гэта кампілятар/RAD мовы Object Pascal (Delphi?) для ARM/Palm з часткай уласных дапаўненьняў.
• Lazarus – гэта кросплятформавая вэрсыя візуальнага RAD IDE. Lazarus выкарыстоўвае кампілятар Free Pascal.

Вельмі вялікі сьпіс можна знайсьці на сайце Pascaland. Гэта сайт на французкай мове, аднак у асноўным гэта проста сьпіс кампілятараў, таму гэта ня так важка. Вы таксама можаце паглядзець на сайт Pascal Central, на якім зьмешчаная інфармацыя пра Паскаль для Mac, у тым ліку багатая калекцыя артыкулаў, і спасылкі на шмат кампілятараў і падручнікаў.

Крытыка ў мінулым

Калі Паскаль быў вельмі папулярным (аднак ён быў яшчэ болей папулярным у 1980-х і на пачатку 1990-х, чым у час напісаньня), раннія вэрсыі Паскаля шырока крытыкаваліся ў тым, што іх ня можна "сур'ёзна" выкарыстоўваць, акрамя як для навучаньня. Браян Кэрыган, знакаміты папулярызатар мовы Сі, апісаў свае аргумэнты ў 1981 годзе ў рабоце «Чаму Паскаль не з'яўляецца маёй улюбленай мовай праграмаваньня». З другога боку, шмат вялікіх распрацовак 1980-х, такія як Apple Lisa і Macintosh, шмат у чым абапіраліся на Паскаль. У наступным дзесяцігодзьдзі пасьля гэтага Паскаль працягваў сваё разьвіцьцё, таму большасьць аргумэнтаў таго часу нельга выкарыстоўваць да яго сучасных рэалізацый. Аднак большасьць гэтых дапаўненьняў несумяшчальныя паміж кампілятарамі, хоць у апошнім дзесяцігодзьдзі яны, здаецца, аформіліся ў дзьве групы: ISO ці Borland-падобныя.

Выкарыстоўваючы досьвед, атрыманы пры стварэньні Паскаля, Ніклаўс Вірт стварыў яшчэ дзьве мовы праграмаваньня, Modula-2 і Oberon, якія былі яшчэ болей разьвітыя, аднак ня мелі камэрцыйнага посьпеху Паскаля.

Далейшае чытаньне

• Kathleen Jansen and Niklaus Wirth: PASCAL - User Manual and Report. Springer-Verlag, 1974, 1985, 1991, ISBN 0-387-97649-3 and ISBN 0-540-97649-3 [1]
• Niklaus Wirth: The Programming Language Pascal. Acta Informatica, 1, (Jun 1971) 35-63
• N. Wirth, M. Broy, ed, and E. Denert, ed: Pascal and its Successors in Software Pioneers: Contributions to Software Engineering. Springer-Verlag, 2002, ISBN 3-540-43081-4

  also in N. Wirth, and A. I. Wasserman, ed: Programming Language Design. IEEE Computer Society Press, 1980

• ISO/IEC 10206: Extended Pascal. [2]
• ISO/IEC 7185: Programming Languages - PASCAL. [3]
• Brian W. Kernighan, Why Pascal is Not My Favorite Programming Language
• Bill Catambay, The Pascal Programming Language
• How To Code: Pascal