L AMBIENTE DI PROGRAMMAZIONE TURBO PASCAL... 2 LE COMPONENTI DELL AMBIENTE DI SVILUPPO... 2 La barra dei menu... 2 Il desktop o finestra attiva... 4 La linea di stato... 4 Uso delle caselle di dialogo... 4 REALIZZAZIONE DI UN PROGETTO NELL AMBIENTE TURBO PASCAL... 5 AVVIAMENTO DELL AMBIENTE... 6 APERTURA DI UN NUOVO FILE O DI UNO GIÀ ESISTENTE... 6 SCRITTURA E/O MODIFICA DEL CODICE SORGENTE... 6 SALVATAGGIO DEL FILE CON IL CODICE SORGENTE... 7 STAMPA DEL LISTATO... 7 COMPILAZIONE E COLLEGAMENTO... 8 ESECUZIONE... 9 VERIFICA E CORREZIONE DEGLI ERRORI... 9 Esecuzione step by step... 9 Esecuzione con interruzioni... 10 Comandi per il debugging... 10 USCITA DALL AMBIENTE... 11 1
L ambiente di programmazione Turbo Pascal Nei primi compilatori Pascal, il programmatore per passare dal progetto astratto al codice finale, aveva a disposizione un editor di testi, un compilatore, un linker e un debugger posti in programmi eseguibili separati. L attività del programmatore risultava quindi complessa a causa dei continui passaggi da un ambiente all altro dei diversi strumenti software. Per agevolare il lavoro dei programmatori, alcune aziende produttrici di software hanno avuto l idea di riunire tutti gli strumenti precedenti in un unico ambiente integrato per lo sviluppo (IDE: Integrated Development Environment) di programmi. In un IDE il programmatore, senza mai uscire dall ambiente, può: scrivere o richiamare un file sorgente; salvare il file sorgente in un file di testo; compilare il codice sorgente e collegarlo con altri sottoprogrammi; eseguire il programma finale; verificare nel codice la correttezza (testing) e correggere gli eventuali errori (debugging). Il Turbo Pascal è un ambiente integrato per lo sviluppo di programmi scritti utilizzando il linguaggio di programmazione Pascal. L ambiente di lavoro Turbo Pascal, prodotto dalla Borland, ha subito variazioni passando dalle diverse versioni dalla 1.0 fino alla 7.0, anche se le operazioni principali per la realizzazione di un programma eseguibile restano però invariate da una versione all altra. Nel seguito prenderemo come riferimento la versione 7.0. Le componenti dell ambiente di sviluppo Per iniziare una sessione nell ambiente di lavoro, nel sistema operativo MS-DOS (anche avviato con un di Windows), si deve eseguire il programma TURBO.EXE nel percorso dove è installato il programma Turbo Pascal, digitando: L ambiente di sviluppo è formato da tre parti grafiche: la barra dei menu; la finestra di edit o desktop (la scrivania); la linea di stato come indicato nella figura seguente. La barra dei menu L ambiente mette a disposizione del programmatore un insieme di comandi organizzati in menu; ogni comando consente di effettuare una operazione quale, ad esempio, l apertura di un 2
nuovo file sorgente o la compilazione del codice. L insieme dei menu (gruppi di istruzioni) costituisce la barra dei menu, come indicato nella figura successiva. Per convenzione se un comando termina con tre punti significa che prima di eseguire l operazione verrà visualizzata una finestra di dialogo dove il programmatore deve introdurre alcuni dati necessari all esecuzione dell operazione stessa. Il simbolo indica invece l apertura di un menu successivo flottante (popup menu). I menu sono organizzati in modo da contenere tutti i comandi relativi ad una specifica parte della fase di realizzazione di un progetto software; in particolare i menu riguardano: Menu gestire i file contenenti i programmi sorgente. File utilizzare l editor di testo interno all ambiente per la creazione del codice sorgente. Edit, Search compilare un programma sorgente. Compile eseguire un codice. Run verificare e correggere un programma sorgente. Debug modificare alcune caratteristiche dell ambiente di lavoro. Tools, Options gestire più di un solo programma sorgente, posti in finestre di edit diverse. Window avere un aiuto (help) sui comandi dell ambiente o sul linguaggio. Help Tutte le operazioni possono essere effettuate con la tastiera oppure con il mouse. Per eseguire una operazione si deve: con la tastiera con il mouse selezionare un menu nella barra con il tasto fare clic sul menu nella barra per renderlo attivo; ALT seguito dalla lettera evidenziata (tasto scorciatoia o di scelta rapida) nel menu stesso; fare clic sul comando selezionato. con i tasti direzione, scegliere il comando nel menu e premere RETURN. I comandi più frequenti possono essere eseguiti direttamente premendo il tasto funzione riportato nella barra di stato. Ad esempio, F2 consente di salvare il codice sorgente attuale, F3 apre una finestra di dialogo per caricare un nuovo file sorgente dal disco, mentre ALT+F9 esegue l operazione di compilazione. 3
Il desktop o finestra attiva Il programmatore può considerare l ambiente Turbo Pascal come il tavolo della sua scrivania di lavoro, con la differenza che invece di avere un foglio e una matita ha a sua disposizione lo schermo del video, la tastiera ed eventualmente il mouse. Il codice sorgente è scritto in una zona dello schermo denominata finestra (window) di edit. Vi possono essere diverse finestre con programmi sorgenti differenti, ma soltanto quella che appare in primo piano è attiva, ovvero riceve i comandi impartiti dal programmatore. Per passare da una finestra all altra si utilizzano i comandi del menu Window. La figura seguente presenta le parti associate ad una finestra di edit dell ambiente. Le operazioni più frequenti in una finestra di edit sono effettuate in questo modo: Comando o oggetto della finestra aprire una finestra. Si preme F3 oppure si seleziona il comando File Open. chiudere una finestra. Si preme ALT+F3 o si fa clic sulla casella di uscita della finestra stessa. passare da una finestra attiva ad un altra. Si sceglie Window List o ALT seguito dal numero che individua ogni finestra. ridimensionare una finestra. Si seleziona il comando Window Size o si usa il pulsante di zoom. spostarsi lungo la finestra. Si fa clic sulle barre di scorrimento con il mouse oppure si usano i tasti direzione. La linea di stato Il Turbo Pascal ha un suo stato, visualizzato sulla linea o barra di stato. Le informazioni contenute in questa linea variano sulla base delle azioni che il programmatore sta svolgendo; in particolare la linea di stato contiene: i tasti funzione per la scelta rapida delle operazioni più frequenti; l operazione che si sta svolgendo (edit, compilazione, ecc.); la descrizione del comando che si è selezionato, ad esempio: Uso delle caselle di dialogo Quando una operazione richiede per essere eseguita dei dati di ingresso (parametri e/o opzioni) aggiuntivi (simbolo dopo il comando), questi sono introdotti dal programmatore mediante una finestra di dialogo. 4
Esempio L ambiente presenta la finestra di dialogo: quando si seleziona il comando File Save as... per salvare in un file di testo (non formattato) il codice sorgente scritto nella finestra attiva. L uso di una finestra di dialogo avviene: spostarsi nella finestra di dialogo. chiudere annullando l operazione. chiudere la finestra eseguendo l operazione con i dati digitati nelle caselle di input. Comando o oggetto della finestra di dialogo Usare il mouse e fare clic nella casella di input scelta oppure usare il tasto tabulatore TAB. Selezionale il pulsante di azione Cancel. Selezionale il pulsante di azione OK. Realizzazione di un progetto nell ambiente Turbo Pascal Supponiamo di volere realizzare un programma eseguibile che stampi sullo schermo il messaggio. A tal fine, possiamo usare il seguente codice sorgente: PROGRAM PrimoProgramma; CONST Uscita = 'Entriamo nel mondo del Pascal!'; BEGIN WRITELN(Uscita) END. Nel programma precedente: il modello dei dati è costituito solo dalla costante stringa Uscita; la parte eseguibile è formata dall istruzione WRITELN, che visualizza sullo schermo il contenuto della costante dichiarata nel modello dei dati. Nell ambiente Turbo Pascal per passare dal codice sorgente al programma finale eseguibile si seguono le azioni: 1. avviamento dell'ambiente; 2. apertura di un nuovo file con il codice sorgente oppure di uno già esistente; 3. scrittura di un nuovo programma sorgente oppure modifica di un file già esistente; 4. salvataggio del nuovo codice, o delle modifiche, in un file di testo sul disco rigido o flessibile; 5. eventuale stampa del listato del programma (per la documentazione); 5
6. compilazione e collegamento; 7. esecuzione del programma finale; 8. verifica (testing) e correzione degli errori (debugging); 9. uscita dall ambiente Turbo Pascal. Ognuna di queste operazioni è eseguita mediante opportuni comandi organizzati in modo logico nei menu dell ambiente di sviluppo. Avviamento dell ambiente Per avviare il programma si deve eseguire dalla linea del prompt di DOS il programma eseguibile TURBO.EXE. Apertura di un nuovo file o di uno già esistente Si utilizzano i comandi del menu File nel seguente modo: Comando aprire una nuova finestra di testo. Selezionare il comando File New. aprire un file già esistente con il Eseguire il comando File Open..., che con una finestra di dialogo richiede all operatore di specificare il nome e il percorso codice sorgente. (unità e directory) dove è salvato il file. Scrittura e/o modifica del codice sorgente Il codice sorgente deve essere scritto nella finestra di editor attiva. I principali comandi per l edit di un file sorgente sono: introdurre una nuova linea. passare dalla modalità inserimento (Insert) a quella di sovrascrittura (Overwrite) e viceversa. indentare il testo. annullare i risultati dell ultimo comando eseguito. muoversi lungo il testo. selezionare un blocco di testo. tagliare il blocco selezionato e copiarlo in un area di memoria temporanea (clipboard). cancellare un blocco selezionato. copiare il blocco selezionato nella clipboard. effettuare la ricerca di un testo nel file. Premere INVIO. Premere il tasto INS. Comando Premere il tasto TAB. Premere ALT+BACKSPACE oppure selezionare il comando Edit Undo (non fare). Utilizzare i tasti direzione oppure con il mouse facendo clic sulle barre di scorrimento. Con la tastiera: posizionarsi sul primo carattere e tenendo premuto SHIFT spostarsi alla fine del blocco. Con il mouse: fare clic sul primo carattere e trascinare il puntatore alla fine del blocco tenendo sempre premuto il tasto sinistro. Si prema SHIFT+DEL oppure si selezioni il comando Edit Cut. Premere CTRL+DEL oppure selezionare il comando Edit Clear. Premere CTRL+INS oppure eseguire il comando Edit Copy. Si selezioni il comando Search Find... e si digiti nella successiva finestra di dialogo le parole cercate. 6
Particolarmente utile è l uso del tasto TAB che consente di spostare il cursore attivo di un numero di spazi definito. In tal modo, si possono far rientrare (indentare) le istruzioni all interno di una struttura di controllo, rendendo il codice sorgente più leggibile. Nel nostro esempio, dopo la digitazione del programma sorgente, la finestra di edit appare nel seguente modo: Salvataggio del file con il codice sorgente Il programma sorgente deve essere salvato in modo permanente in un file di testo, di estensione PAS, con i comandi: salvare il codice sorgente in un nuovo file. salvare le modifiche su un file già esistente. Comando Selezionare il comando File Save as..., che chiede all operatore di specificare il nome e il percorso dove memorizzare il nuovo file. Salvando il codice con nomi diversi, sempre con File Save as..., si possono creare copie di riserva del medesimo file sorgente. Eseguire il comando File Save. E sempre conveniente organizzare i file su disco suddividendoli sulla base del tipo in directory diverse. Esempio Tutti i file sorgenti possono essere memorizzati in una directory \SORGENTI, i file oggetto in \OGGETTO, quelli eseguibili in \EXE, mentre tutti i file di Turbo Pascal possono essere posti nella directory \BIN. Nei menu delle diverse versioni di Turbo Pascal, è presente una opzione per selezionare i vari percorsi per i diversi tipi di file; nella versione 7.0 il comando è Options Directories... Il programma sorgente dell esempio è stato salvato con il comando File Save as... con il nome PRIMO.PAS nella directory \TP7\SORGENTI\. Dopo avere salvato o caricato un file già esistente, nella parte superiore della finestra di edit compare il percorso e il nome del file che contiene il codice che si sta modificando. In tal modo ogni finestra di edit è associata senza ambiguità ad un file sorgente Pascal. Stampa del listato E sempre conveniente conservare una copia del codice sorgente sia memorizzata su file sia stampata su carta. Il comando Print del menu File stampa il listato del programma della finestra di edit sulla stampante collegata al calcolatore. Prima di effettuare una stampa si deve im- 7
postare il tipo di stampante disponibile all interno dell ambiente mediante la finestra di dialogo che si apre con l opzione Printer setup... del menu File. Compilazione e collegamento Le operazioni di compilazione e di collegamento (linking) sono effettuate in modo automatico all interno dell ambiente. Il programma eseguibile finale può avere due destinazioni: la memoria centrale; la memoria di massa, in genere il disco magnetico. Quella predefinita è la memoria principale. Per modificare la destinazione si utilizza il comando Destination del menu Compile: in tal modo l opzione diventa per indicare che il programma eseguibile sarà salvato sul disco. Se si compila il programma finale in memoria, quando si chiude la sessione di lavoro, il programma è definitivamente perso, mentre se la destinazione è il disco esso verrà memorizzato in modo permanente in un nuovo file eseguibile con lo stesso nome del programma sorgente, ma con estensione EXE. Essendo la compilazione in memoria più veloce, è conveniente produrre il file eseguibile sul disco solo quando si è sicuri che il programma sorgente è privo di errori. Per compilare il codice sorgente della finestra di edit attiva si usa il comando Compile del menu (omonimo) Compile oppure si digita la combinazione di tasti ALT+F9. Se non si sono verificati errori durante l operazione di compilazione e di collegamento viene visualizzata una finestra di dialogo del tipo: Viceversa il compilatore si arresta indicando al programmatore il primo punto dove è stato trovato un errore. In alcuni casi, il compilatore cerca di capire il tipo di errore commesso e fornisce quindi una indicazione sullo schermo. Esempio Se modifichiamo l istruzione WRITELN in quella errata la traduzione si arresta indicando il seguente errore: che indica che si è utilizzato un comando non noto al compilatore (unknown). 8
Dopo la compilazione su disco, se si visualizza il contenuto della directory con il comando DOS DIR si ottiene: che dimostra la creazione del file con il programma eseguibile. Esecuzione Un programma può essere eseguito in due modi diversi, all interno oppure all esterno dell ambiente. Il comando Run del menu Run (o CTRL+F9) effettua prima una compilazione e un linking del codice sorgente contenuto nella finestra di edit ed in seguito lo esegue mediante il sistema o- perativo in una nuova finestra di output. Per visualizzare il contenuto di questa finestra si deve digitare la combinazione di tasti ALT+F5, mentre per ritornare alla finestra di edit si deve premere un tasto qualsiasi. Se si è già eseguita una compilazione precedente e il codice non è stato modificato, questa i- struzione non effettua nuovamente la traduzione mandando il programma direttamente in esecuzione. Nel nostro esempio, dopo avere eseguito il comando Run Run dobbiamo digitare ALT+F5 per visualizzare la finestra di output e quindi il risultato dell esecuzione del programma: Lo stesso programma, una volta compilato su disco, può essere eseguito con il DOS, digitando al prompt dei comandi: dopo essere usciti dall ambiente Turbo Pascal. Verifica e correzione degli errori Il debugger dell'ambiente Turbo Pascal può funzionare in due modalità differenti denominate: 1. passo dopo passo (step by step); 2. con interruzioni (breakpoint). Le modalità di esecuzione precedenti permettono al programmatore di analizzare il tracciato del programma sorgente e del corrispondente algoritmo realizzato. Esecuzione step by step In questa modalità il programma è eseguito una linea alla volta, interrompendo il procedimento ad ogni passo, in modo che il programmatore possa controllare l esecuzione tramite: 1. la visualizzazione del contenuto attuale delle variabili in quella linea; 2. la visualizzazione dell output corrente del programma sullo schermo del video. Il debugger del Turbo Pascal consente anche di modificare il valore delle variabili durante la stessa esecuzione passo-passo. 9
Esecuzione con interruzioni In questa modalità, il codice è eseguito fino ad un punto specifico, denominato di interruzione (breakpoint) dove il programma si interrompe. Da questo punto in poi il programmatore può scegliere se proseguire: 1. nel modo usuale, dopo avere controllato lo stato del programma e l output sul video; 2. nella modalità step by step. Questo modo di funzionamento è utile in tutti quei casi in cui si vuole ispezionare una specifica parte di codice, ad esempio, un richiamo ad un sottoprogramma e non l intero modulo sorgente. La visualizzazione del tracciato di un programma è una delle tecniche principali non solo per l attività di debugging, ma anche per l apprendimento delle diverse tecniche di programmazione. Comandi per il debugging L ambiente Turbo Pascal dispone di un programma di debug (integrato) che permette di realizzare le modalità di messa a punto analizzate in precedenza. Per il debugging si utilizzano i seguenti comandi dell ambiente: Modalità step by step Comando dell ambiente Iniziare l esecuzione step by Si utilizzano i comandi del menu Run: step. Step over (o tasto funzione F8) che esegue il programma una linea alla volta (dopo averlo compilato interamente in memoria centrale) considerando i sottoprogrammi (procedure e funzioni) come un unico passo; Trace into (o F7) che effettua il tracciamento sia del modulo principale sia dei sottoprogrammi, dopo averli caricati in memoria. Terminare la modalità debug. Si usa l opzione Program reset del menu Run o CTRL+F2. Proseguire un passo alla volta Nel menu Run, con il tasto funzione F7 (Trace) si esegue il tracciato nella modalità debug. dell intero programma avanzando, di una linea alla volta per ogni digitazione, mentre con F8 (Step over) non si ha traccia dell'esecuzione dei sottoprogrammi. Modalità con interruzioni Comando dell ambiente Inserire un breakpoint Nel menu Debug, utilizzare le opzioni Breakpoints... o Add breakpoint..., che aprono una finestra di dialogo in cui si può definire o aggiungere un nuovo punto di interruzione tramite il suo numero di linea nel codice sorgente. Trasferire il controllo al breakpoint inserito (CRTL+F9). Se non si sono definiti punti di interruzione, l opzione Utilizzare i comandi del menu Run, Go to cursor (F4) oppure Run Go to cursor inizia l esecuzione dalla linea della finestra di edit dove è posizionato il cursore attivo. Nel Turbo Pascal lo stato del programma è presentato mediante alcune finestre aggiuntive diverse da quella di edit, contenente il codice sorgente. Le informazioni per la messa a punto sono organizzate nelle seguenti finestre: di watch (di osservazione): consente di visualizzare il contenuto delle variabili aggiornato al passo in cui è ferma l esecuzione; 10
di output: presenta l output sullo schermo utente, così come lo vedrebbe un operatore durante l esecuzione effettiva; di chiamata di sottoprogrammi: visualizza la successione di tutte le chiamate a procedure e/o funzioni con il valore dei parametri reali. I richiami ai sottoprogrammi sono presentati in ordine di chiamata in una lista in cui l ultima procedura ad essere richiamata è posta in cima alla pila. Per la gestione dello stato del programma si usano i seguenti comandi dell ambiente: Comando dell ambiente Visualizzare il valore delle variabili. programma, denominata Watches. Premendo dalla tastiera ENTER Il comando Watch del menu Debug apre una finestra sullo stato del oppure facendo doppio click con il mouse all interno di Watches, si apre una finestra di dialogo per l input dell identificatore della variabile che si desidera visualizzare durante l'esecuzione passo- Presentare la finestra con lo schermo utente. Visualizzare le chiamate ai sottoprogrammi. Modificare i valori delle variabili. Uscita dall ambiente E possibile uscire dall ambiente Turbo Pascal in modo: definitivo, ritornando al sistema operativo; momentaneo, per eseguire comandi DOS. passo del codice. Premendo ATL+F5 si visualizza solo lo schermo utente, mentre con l opzione Output del menu Debug si apre la finestra di output contemporaneamente a quella di edit. Il comando Call stack del menu Debug, apre una finestra con una lista delle chiamate a procedure e/o funzioni con i valori degli argomenti reali passati al momento della chiamata. Il comando Evaluate/Modify..., nel menu Debug, permette di modificare i valori delle variabili anche durante l esecuzione del programma oppure di definire nuove espressioni. Il comando Exit del menu File consente di uscire dal programma e ritornare sotto il controllo del sistema operativo. Se prima di uscire non si sono salvate su file le modifiche apportate ad alcune finestre di edit, Turbo Pascal richiede all operatore mediante una finestra di dialogo di effettuare il salvataggio. In alcuni casi, durante l attività di codifica, è necessario eseguire alcuni comandi DOS. Ad e- sempio, per creare una nuova directory si dovrebbe salvare il proprio lavoro, uscire dall ambiente, creare la directory ed infine rientrare. Turbo Pascal consente di uscire solo temporaneamente dall ambiente per eseguire istruzioni MS-DOS mediante il comando File DOS shell. Questa istruzione apre una nuova finestra, contenente l interprete dei comandi DOS, nella quale si possono eseguire le istruzioni del sistema operativo, terminate le quali si può ritornare nell ambiente digitando al prompt del comandi Alcune delle fasi di realizzazione di un programma possono essere compiute direttamente con il sistema operativo. Esempio E' possibile: 11
visualizzare il file con il codice sorgente con il comando TYPE: modificare il file con l Editor di DOS digitando, ad esempio, ; stampare il listato con l istruzione PRINT:. 12