Pascal

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

Pascal заснаваны на мове праграмаваньня Algol і названы ў гонар матэматыка і філёзафа Блеза Паскаля. Ўірт 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 арыгінальнае апэрацыйнае сістэмы Macintosh была напісана на Pascal. Папулярная друкарская сістэма TeX напісана на мове пад назвай WEB, пры стварэньні якое Дональд Кнут шмат чаго пераняў з Pascal.

Мова

Усе праграмы на Pascal пачынаюцца з ключавога слова program, неабавязковага сьпісу ўнутраных дэскрыптараў файла й блёку кода, які знаходзіцца паміж словамі begin і end. Розьніцы паміж вялікімі й маленькімі літарамі ў Pascal няма^[1]. 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 моваў канструкцыямі if, while, for і падобнымі.

Pascal — структурная мова праграмаваньня, а гэта значыць, што ўвесь код разбіты на стандартныя выразы, лепей за ўсё без канструкцыяў 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 й 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 й 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 працэдураў і функцыяў, якія маюць ісьці ў такім парадку, як тут пералічана.

У Pascal ёсьць наступныя тыпы зьвестак: цэлы лік, сымбаль і лягічная зьменная (простыя тыпы), а таксама новы тып, уведзены ў Pascal — пералічальны тып^[2].

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 падставе іншых за дапамогай аб’яўленьня тыпаў^[3]:

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^[4].

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 паўночнаамэрыканскі кампілятар Pascal быў напісаны ў унівэрсытэце Ілінойса для PDP-11 і ствараў машынны код.

Для хуткага распаўсюджаньня мовы ў Цюрыху быў створаны «набор інструмэнтаў для партаваньня кампілятара», які ўлучаў кампілятар у код для віртуальнай машыны й праграму, якая выконвала гэты код. Гэты набор стаў называцца P-сыстэмай. 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 Software Pascal для Nascom-2. Пазьней ён уладкаваўся на працу ў кампанію Borland і перапісаў свой кампілятар для IBM PC, і гэту вэрсію назваў Turbo Pascal. Гэты новы кампілятар каштаваў 49,95$, што было намнога меней за цану на кампілятар Blue Label Software 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 вэрсіяй, якая дадала ня лічбавыя меткі, апэратар return і выразы як імёны тыпаў.

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

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

Аднак потым у Borland вырашылі, што патрэбны Pascal зь лепей прадуманай рэалізацыяй ААП, і пачалі распрацоўку Delphi, якая выкарыстоўвала ідэі Object Pascal, прапанаваныя Apple, як аснову (гэтыя ідэі Apple дагэтуль ня сталі фармальным стандартам). Borland таксама называў сваю рэалізацыю Object Pascal у першых вэрсіях Delphi, аднак зьмяніў назву на «мова праграмаваньня Delphi» у далейшым. Асноўнае дапаўненьне ў параўнаньні з папярэднімі вэрсіямі — заснаваная на спасылках (reference-based) аб’ектная мадэль, віртуальныя канструктары й дэструктары, а таксама ўласьцівасьці. Існуе некалькі кампілятараў, заснаваных 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 ягонага пасьлядоўніка Modula-2. Аднак у ім адсутнічае падтрымка канцэпцыі ўкладзеных модуляў і імпарту/экспарту асобных сымбаляў.

Для кампілятараў Turbo Pascal радок рrogram неабавязковы.

Стандарты

У 1983 мова 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 расшыранага Паскалю (extended Pascal) як ISO/IEC 10206.

ISO 7185 быў створаны для праясьненьня мовы Ўірта, створанай у 1974, у такім выглядзе, якой яна была апісаная ў кіраўніцтве карыстальніка й у 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 ягоная мэта — стварэньне зручнага й магутнага кампілятара, які можа кампіляваць гатовыя праграмы й ствараць новыя. Ен таксама вольна распаўсюджваецца па ўмовах GNU GPL. Ён дазваляе зьмешваць код Turbo Pascal і Delphi, а таксама падтрымлівае шмат плятформаў і апэрацыйных сыстэмаў.
Turbo Pascal быў асноўным кампілятарам Паскалю ў 80-х і на пачатку 90-х, які выкарыстоўвалі, таму што ў яго былі магутныя расшырэньні й вельмі малы час кампіляцыі. Зараз старыя вэрсіі Turbo Pascal (да 5.5) даступныя для загрузкі з сайта Borland (патрэбная 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 плятформах і апэрацыйных сыстэмах. Ён падтрымлівае як мову стандартаў ANSI/ISO, так і мову Borland/Turbo Pascal. Падтрымка Borland Delphi і іншых вэрсіяў мовы пакуль што вельмі малая.
Delphi — гэта прадукт Borland з падтрымкай RAD (хуткага стварэньня праграаўм). Ён выкарыстоўвае мову праграмаваньня Delphi, якая пайшла ад мовы 'Pascal', для стварэньня праграмаў для Windows. Апошняя вэрсія таксама падтрымлівае кампіляцыю для плятформы .NET.
Kylix — гэта найноўшая распрацоўка Borland сярод іхніх паскальных прадуктаў. Гэта пасьлядоўнік Delphi з падтрымкай апэрацыйнае сыстэмы Linux і палепшанай бібліятэкай аб’ектаў. Кампілятар і IDE (серадовішча разробкі) цяпер даступныя для некамэрцыйнага выкарыстаньня. Цяпер гэты праект закінуты.
Dr. Pascal — гэта інтэрпрэтатар, які выконвае стандартны Паскаль. Варта адзначыць рэжым «бачнага выкананьня», у якім паказваецца выконваемая праграма і ейныя зьменныя, а таксама разьвітую праверку на памылкі пад час выкананьня. Выконвае праграмы, але не стварае асобных выконваемых двайковых файлаў. Працуе ў MS-DOS, у Windows у вакне 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 камэрцыйна разьвінула fPrint, дадала падтрымку Win32, і ў 2000 ён стаўся 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 ёсьць убудаваная бібліятэка для партаваньня. Напрыклад, стандартную праграму вываду тэксту на Паскалі 1970-х гадоў можна перакампіляваць, і яна будзе працаваць у вакне, нават з дадатковымі графічнымі канструкцыямі. IP Pascal падтрымлівае ISO 7185 з часткай лягічных дапаўненьняў. Напрыклад, «padded right» радкі стандартнага Паскалю падтрымліваюцца й інтэграваныя ў дынамічныя радкі. Статычныя масівы стандартнага Паскалю дапоўненыя дынамічнымі масівамі, якія цалкам сумяшчальныя са статычнымі масівамі, і так далей.
Pocket Studio — гэта кампілятар/RAD мовы Object Pascal для ARM/Palm з часткай уласных дадаткаў.
Lazarus — гэта кросплятформавая вэрсія візуальнага RAD IDE. Lazarus выкарыстоўвае кампілятар Free Pascal.

Крытыка ў мінулым

Калі Паскаль быў вельмі папулярным (аднак ён быў яшчэ болей папулярным у 1980-х і на пачатку 1990-х, чым пад час напісаньня), раннія вэрсіі 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 працы «Чаму Паскаль не зьяўляецца маёй улюбленай мовай праграмаваньня». Зь іншага 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 ягогых сучасных рэалізацыяў. 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, Нікляўс Ўірт стварыў яшчэ дзьве мовы праграмаваньня, Modula-2 і Oberon, якія былі яшчэ болей разьвітыя, аднак ня мелі камэрцыйнага посьпеху Паскаля.

Глядзіце таксама

Сапраўдныя праграмоўцы не ўжываюць Паскаль

Крыніцы і заўвагі

^ У адрозьненьне ад яго нашчадка — мовы Oberon, дзе ключавыя словы павінны быць напісаныя вялікімі літарамі.
^ Дарэчы, у сваіх пазьнейшых працах Ўірт прызнае, што гэты тып зьяўляецца непатрэбным, і вымае яго з мовы Oberon, прапануючы карыстацца замест яго звычайнымі канстантамі.
^ У пашырэньні мовы ад кампаніі Borland — Object Pascal (Delphi) — уведзены адмысловы сынтаксіс для абвешчаньня тыпу, несумяшчальнага з тым, ад якога ён атрыманы: type TSpecInteger = type integer;
^ У пашырэньні ад Borland (пачынаючы з Turbo Pascal) уведзены адмысловы тып — string, які падтрымлівае большасьць апэрацыяў над радкамі сымбаляў, у тым ліку складаньне двух радкоў запісам S:=S1+S2;. Пазьней гэты тып быў пашыраны для таго, каб падтрымліваць любую колькасьць сымбаляў (спачатку да 255 — Turbo Pascal 4.0, потым да $2^{32}-1$ сымбаляў — Object Pascal/Delphi 4.0).

Літаратура

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

Вонкавыя спасылкі

How To Code: Pascal

[1] У адрозьненьне ад яго нашчадка — мовы Oberon, дзе ключавыя словы павінны быць напісаныя вялікімі літарамі.

[2] Дарэчы, у сваіх пазьнейшых працах Ўірт прызнае, што гэты тып зьяўляецца непатрэбным, і вымае яго з мовы Oberon, прапануючы карыстацца замест яго звычайнымі канстантамі.

[3] У пашырэньні мовы ад кампаніі Borland — Object Pascal (Delphi) — уведзены адмысловы сынтаксіс для абвешчаньня тыпу, несумяшчальнага з тым, ад якога ён атрыманы: type TSpecInteger = type integer;

[4] У пашырэньні ад Borland (пачынаючы з Turbo Pascal) уведзены адмысловы тып — string, які падтрымлівае большасьць апэрацыяў над радкамі сымбаляў, у тым ліку складаньне двух радкоў запісам S:=S1+S2;. Пазьней гэты тып быў пашыраны для таго, каб падтрымліваць любую колькасьць сымбаляў (спачатку да 255 — Turbo Pascal 4.0, потым да $2^{32}-1$ сымбаляў — Object Pascal/Delphi 4.0).

[1]

[2]

[3]

[4]