Бейсик

Русское название языка БЕЙСИК является транскрипцией английской аббревиатуры BASIС: Beginner, All-purpose Symbolic Instruction Code -- универсальный код (язык) символических инструкций для начинающих.

История его создания связана с поисками путей решения проблемы: как обучать студентов доступному пониманию технике программирования, как научить их простому общению с ЭВМ.

Двое сотрудников Дармудского колледжа Т. Куртц и Дж. Кемени занялись этой проблемой в конце 50-х годов. Прежде всего они поняли, что необходим такой компьютер, который был бы легок в изучении и использовании и не требовал больших усилий со стороны студентов. Причем было ясно, что студенты не захотят работать с перфокартами, поэтому для общения с ЭВМ необходим режим разделения времени и диалоговый режим работы с машиной.

Кроме этого, решению указанной проблемы содействовала необходимость разработки нового языка программирования, который легко можно изучать и которым легко было бы пользоваться. Применение языка ассемблера или таких языков, как АЛГОЛ или ФОРТРАН, было вне обсуждения исходя из предшествующего опыта преподавания.

Летом 1963 г. началась работа над черновым вариантом БЕЙСИКА - нового языка. К этому времени группа под руководством Т. Куртца и Дж. Кемениполучила на решение проблемы две субсидии от фирмы “General Electric”. Реализация разработок языка и операционной системы осуществлялась с осени 1963 г. на компьютерах фирмы “General Electric” - DATANET - 30, GE-225, GE-235. Первая программа на БЕЙСИКе с использованием системы разделения времени с тремя терминалами заработала в мае 1964 г. (к осени этого года система работала с 12 терминальными устройствами).

Необходимо отметить, что создавался БЕЙСИК не на пустом месте, а на основе существовавших к тому времени алгоритмических языков. Взаимосвязь БЕЙСИКа с ФОРТРАНом и АЛГОЛом очевидна. Из ФОРТРАНа взята указание параметров цикла: начало, конец и шаг. Из АЛГОЛа пришли слова FOR и STEP и более естественная проверка завершения выполнения цикла. Некоторые заимствования пришли из языков LOSS и CORC.

Первая программа на БЕЙСИКЕ, опубликованная Кемени и Куртцем в 1964 г., имела вид.

10 LET X=(7+8)/3

20 PRINT X

30 END

БЕЙСИК создавался как язык интерпретирующего типа в отличии от компилирующего ФОРТРАНа.

Возможно, одной из причин создания БЕЙСИКа интерпретирующего типа было то, что большинство мини ЭВМ тех лет (НР 200. PDP-8, PDP-11, WANG и др.) использовали интерпретаторы.

В период с 1965 по 1971 г. возникли шесть авторских редакций языка БЕЙСИК по мере его усовершенствования. Широкую известность получила редакция БЕЙСИКа, реализованная в 1967 г. на машине GE-400 и несколько позднее (1969 г.) на GE-635.

В дальнейшем (70-е гг.)на основе авторских редакций языка фирмами “Hewlett-Packard”, “Digital Equipment”, CDC, “Honeywell” и др. были разработаны версии БЕЙСИКа для различных типов мини ЭВМ.

В начале 70-х годов появились первые микро ЭВМ. Первые два варианта интерпретатора языка БЕЙСИК для микро ЭВМ Altair-8800 были созданы сотрудниками фирмы MITS П. Алленом и Б. Гейтсом в 1975 г.

В следующем году П. Аллен и Б. Гейтс основали фирму “Microsoft“, которая внесла огромный вклад в развитее языка и его реализацию на микро ЭВМ. Первоначальные версии языка фирма “Microsoft” в 1976 - 1978 гг. поставила для ПЭВМ фирм “Commodore”, “Apple”, “Tandy”.

В 1979 г. фирмой “Microsoft” была разработана версия языка - MBASIC (распространенное название - БЕЙСИК-80), которая получила известность также благодаря созданию компактного интерпретатора и операционной системы MS-DOS, предназначенных для персональных компьютеров фирмы IBM, первая модель которых появилась в августе 1981 г. В этом же году для компьютеров IBM PC фирма “Microsoft” представила расширенную версию БЕЙСИКА-80 под названием BASIC-A (Advanced - передовой), которая поддерживала текстовой и графические режимы. В 1984 г. в BASIC-A выведены дополнительные возможности, такие, как работы с окном экрана, обработка перерываний от таймера, выполнение команд операционной системы и пр. В этом же году фирма “Microsoft” разработала интерпретатор языка Macintosh BASIC для ПЭВМ Macintosh фирмы “Apple“.

Развитием языка BASIC-A стала версия Quick BASIC, включающая подпрограммы и функции с локальными и глобальными переменными, средства поддержки графики и звука, алфавитно цифровые метки и и т. д. В 1985 г. создатели БЕЙСИКа Т. Куртц и Дж. Кемени разработали для IBM PC версию языка под названием True BASIC.

Существенный вклад фирма “Microsoft” внесла также и в разработку программных средств для бытовых компьютеров. В 1983 - 1985 гг. токийский филиал фирмы разработал стандарт на 8-разрядные бытовые компьютеры MSX и MSX-2, выпускаемые рядом японских фирм, дисковую операционную систему MSX DOS и интерпретатор языка MSX BASIC. Версия стандарта MSX-2 имеет дополнительные графические возможности.

Что касается стандартизации, то БЕЙСИК последовал “по тяжкому пути” ФОРТРАНа, когда попытки составить стандартное описание были сделаны после долгих 15 лет использования различных версий. Только в 1978 г. был принят стандарт ANSI на минимальный БЕЙСИК (Minimal BASIC - ANSI X3.60), который, однако, не решил всех проблем спонтанного развития языка. Вот что пишет по этому поводу Р. Форсайт:

“Сразу же после своего появления БЕЙСИК стал меняться: с ним начал происходить процесс, похожий на эволюцию естественных языков. Хотя одна из версий была утверждена комитетом стандартов и закреплена разработчиками транслятора, язык вскоре вышел из повиновения и стал общественным достоянием”.

Один из создателей БЕЙСИКа Т. Куртц, ставший председателем комитета ANSI по разработке стандарта языка, в 1982 г. опубликовал в журнале BYTE проект расширенного стандарта языка. Проект нового стандарта на языка БЕЙСИК выдвинут совместно с ANSI рабочими группами двух европейских организаций - ECMA (Ассоциация вычислительных средств) и EWICS (Комитет промышленных средств вычислительной техники).

Согласно публикации по новому стандарту (BYTE.-1988.-13.-Э 9) определены следующие особенности языка: нумерация строк не обязательна; введены новые типы данных; разрешены символьные константы; введены новые условные операторы - расширенный IF; оператор выбора SELECT CASE; введен оператор выхода из цикла EXIT FOR и др.

В нашей стране БЕЙСИК в пакетном режиме впервые был реализован в 1969 - 1970 гг. на ЭВМ типа М-20 сотрудниками Горьковского университета под руководством Ю. Кеткова. Им же была опубликована первая доступная книга по программированию на БЕЙСИКЕ. Затем появилась модернизация БЕЙСИКа для ЭВМ М-222, которая позволила его использовать в режиме разделения времени. В дальнейшем сотрудники ИК АН УССР и ВЦ Сибирского отделения АН СССР реализовали БЕЙСИК на высоко производительной ЭВМ второго поколения БЭСМ-6.

Последующая отечественная история БЕЙСИКа связана с мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и ПЭВМ. В мини-ЭВМ М 6000, М 7000, СМ1 и СМ2 реализована версия БЕЙСИКа, соответствующая первым авторским редакциям конца 60-х годов, а в мини-ЭВМ СМ3, СМ4, имеющих в составе операционные системы ОС РВ и РАФОС, используются несколько версий языка БЕЙСИКа. Версия языка под названием БЕЙСИК-плюс, разработанная в 1975 г. для мини-ЭВМ PDP-11, широко применялась в СМ-3 и СМ-4.

В отечественных ПЭВМ применяются различные диалекты языка БЕЙСИК. Так, в ПЭВМ “Искра-220? используется расширенная версия языка системы WANG-2200 B, а в ПЭВМ “Агат” - интерпретатор языка, идентичный тому, который применяется ПЭВМ “Apple 2?. Версия БЕЙСИК-плюс используется в микро-ЭВМ “Электроника 60? и диалоговых вычислительных комплексах ДВК-1, ДВК-2, ДВК-3. Для новых учебных вычислительных комплексов типа “Корвет” разработан интерпретатор языка БЕЙСИК на основе версии MBASIC. Профессиональные персональные ЭВМ, такие, как ЕС 1841/42, “Искра 1030.11?, “Нейрон N9.66?, программно-совместимые с IBM PC, работают с указанными выше версиями БЕЙСИКа в ОС СР/М-86 и MS DOS. Кроме того, в некоторых учебных заведениях страны успешно эксплуатируется несколько тысяч японских бытовых компьютеров “Ямаха MSX” и “Ямаха MSX-2?, используемых в качестве комплектов учебной вычислительной техники (КУВТ), в которых программы реализуются на языке MSX-BASIC.

С июля 1989 г. в нашей стране введен стандарт на язык программирования БЕЙСИК (ГОСТ 27787-88).

О популярности БЕЙСИКа среди массового пользования персональных компьютеров говорить не приходится, даже не смотря на утраченную былую его простоту - она велика. И пока спада этой популярности не наблюдается.

В 90-х годах должны появиться компьютеры пятого поколения, о проекте создания которых впервые заявили японские ученые в начале 80-х годов. Основным языком программирования в этом осуществляемом компьютерном проекте предусматривается язык ПРОЛОГ. А как же БЕЙСИК? Любопытные соображения по этому поводу высказал Р. Форсайт:

“Если вам необходимо использовать ПРОЛОГ, то подождите, пока он будет “проглочен” языком БЕЙСИК, этим питоном, пожирающим все, что лежит на его пути. БЕЙСИК только что закончил “переваривать” язык ПАСКАЛЬ со всеми его управляющими структурами. После небольшой паузы и нескольких отрыжек он будет в состоянии “слопать” ПРОЛОГ, так что мы увидим варианты языка БЕЙСИК со встроенным механизмом доказательства теорем методом резолюции. Тогда наступит время подумать о возможном переходе на ПРОЛОГ”.

Язык программирования Basic был создан в 1964 году двумя профессорами Дартмунского университета Джоном Кенеми и Томасом Куртцом.BASIC - это первые буквы английских слов Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code (Всецелевой язык программирования для начинающих). В настоящее время существует множество версий этого языка, которые иногда очень сильно отличаются друг от друга. Для учебных заведений самыми распространенными являются версии MSX, впервые реализованная на японском компьютере "Ямаха", и версии фирмы Microsoft для компьютеров IBM. Кроме этого в нашей стране популярностью пользуется версия Turbo-Basic фирмы Borland. Без преувеличения можно сказать, что сегодня Бейсик является самым распространённым языком программирования. После появления мощных компиляторов Visual Basic этот язык стал популярен и у профессиональных программистов. Бейсик относится к языкам программирования высокого уровня. Как и другие языки, этот язык имеет алфавит, синтаксис, семантику.

Алфавит языка. Алфавит языка Basic представляет собой таблицу символов ASCII. Первая половина этой таблицы (символы с кодом 0-127) - стандартная. Вторая половина (символы с кодом 128-255) специфична для каждой страны. В этой таблице каждый символ имеет 8-битовое обозначение. Итак, в алфавит языка Basic входят все прописные и заглавные буквы английского и русского алфавитов, цифры, а также набор специальных символов, который имеется на клавиатуре компьютера.

Переменные. В Бейсике различают переменные следующих типов:

· числовые переменные;

· символьные переменные;

· переменные пользовательского типа (записи);

· переменные-массивы.

Таблица 1 - Типы переменных

Переменная - это величина, которая может меняться при выполнении программы. Кроме указанных в таблице, целые числа записывают также в экспонецианальной записи, например, 2,55.105=2.55Е5; 7,15.10-7=7.15Е-7.

Программа на языке Бейсик обрабатывает данные двух типов - числовые и символьные. Каждое число представлено в машине некоторой комбинацией битов. Любое число можно по-разному представить в машине:

1. целое число в диапазоне от -32768 до 32768;

2. длинное целое в диапазоне от -2147483648 до 21474833648;

3. вещественные числа обычной точности;

4. вещественные числа двойной точности;

Данные можно представить переменными и константами.

Переменные. С понятием переменной величины вы уже знакомы по урокам алгебры. Например, в простом алгебраическом равенстве c = f + 2b - 5 значение переменной с зависит от значения переменной f и b, указанных в правой части равенства. Например, при f=2 и b=6, с=9.

Такое же равенство можно записать в программе на Бейсике.

c = f + 2*b - 5

В терминах языка Бейсик c, f и b - это имена переменных. Такие имена также называют идентификаторами.

Идентификаторы. В языке Бейсик идентификатор - это произвольный набор символов, который может содержать от 1 до 40 символов, причём первый символ должен быть латинской буквой, а остальные - латинские буквы или цифры или символы типа @, #, % и.т.д.

Пример: A, Ds, SodRan, k1, n123, dlina!

Тип идентификатора в Бейсике опознаётся по последнему символу в имени переменной.

% - целое число;

& - длинное целое число;

! - вещественное число обычной точности;

# - вещественное число двойной точности;

$ - символьный тип.

В Бейсике предусмотрен другой способ описания типов переменных (qbasic). Если в начале программы поместить команду: DEFINT I - L, то все переменные, имена которых начинаются с буквы I и лежат в диапазоне до буквы L будут считаться целыми (INTEGER).

Общий формат команды описания типов:

1. DEFINT X-X (целые числа integer)

2. DEFLNG X-X (длинные целые числа long)

3. DEFSNG X-X (вещественные числа обычной точности, single)

4. DEFDBL X-X (вещественные числа двойной точности double)

5. DEFSTR X-X (символьный тип string)

Константы. Константы, как числовые так и символьные - это величины, которые не меняются в ходе выполнения программы.

Например:

p= 3.1415

T$= “Скороднянская школа”

A=9575

m$=”Расписание на неделю”

Иногда записанные константы называют литералами. В отношении констант необходимо помнить правила:

1. разделителем целой и дробной части является точка;

2. значения символьных констант заключается в кавычки.

Числа можно записать в экспоненциальной форме, например:

0.0285=2.85Е-2 или 0.0285=2.85D-2

784.527=7.84Е+2 или 784.527=7.84D+2

Числа, записанные в экспоненциальной форме, представляют собой произведение мантиссы на порядок, т. е. На 10 в степени -2, +2 и т. п. Буква Е используется для вещественных чисел обычной точности, буква D - для вещественных чисел двойной точности.

Именованные константы. Если присвоить переменной некоторое значение (числовое или символьное) и в дальнейшем не изменять эти значения, например:

F3=60, n%=15

тогда переменные F3 и n% можно считать именованной константой. В qbasic существует специальный оператор для описания именованной константы:

CONST <имя_переменной = константа, имя переменной = константе>

Например: CONST F2=60, n%=15

Выражения и операции. Последовательность операций, которые необходимо произвести над данными, чтобы получить требуемое значение, называется выражением. В Бейсике существует пять категорий операций:

1. Арифметические операции;

2. Операции отношений;

3. Логические операции;

4. Функциональные операции;

5. Строковые операции.

Таблица 2 - Арифметические операции