Файл: Основы программирования на языке QBasic (История создания и развития языков Basic, QBasic).pdf

ВВЕДЕНИЕ

С развитием и совершенствованием ЭВМ тесно связано появление средств программирования. Для машин первого поколения они составлялись в машинных кодах. Это был трудоемкий процесс, поскольку программисту самому приходилось распределять память под программу, исходные данные и результаты. Разобраться в такой программе, модифицировать ее было практически невозможно. Еще в период перехода к машинам второго поколения (50–е годы 20 века) возникла необходимость в создании больших и сложных программ. Процесс их составления в машинных кодах резко снижал эффективность использования ЭВМ. Этот период характеризовался появлением первых алгоритмических языков программирования. Они отличались наглядной формой реализации алгоритма, использованием привычной математической символики, ограниченным набором ключевых слов. Основное их достоинство – универсальность.

Работа с программой, выполненной на алгоритмическом языке, очень упрощалась за счет относительной простоты написания, возможности модифицирования. Совершенствование вычислительной техники, а именно увеличение объема памяти и быстродействия машин, делало программирование на алгоритмических языках все более распространенным и перспективным. В настоящее время существует большое количество алгоритмических языков, которым присущи как общие, так и отличительные черты. Это Фортран, Бейсик, Паскаль и др. На их примере можно наглядно увидеть те характерные особенности, которые присущи программированию на алгоритмических языках вообще. Один из перечисленных языков – Бейсик – до сих пор является достаточно распространенным и обладает несколькими модификациями. Одна из таких модификаций – QBasic, который представляет собой среду разработки, реализующую потенциал языка программирования BASIC, и который был достаточно распространен на рынке в свое время.

Цель исследования – рассмотреть основы программирования на языке QBasic. Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:

• рассмотреть историю создания и развития языков Basic, QBasic;
• описать язык QBasic;
• охарактеризовать основные выражения языка QBasic;
• описать структуру программы на языке QBasic;
• подвести итоги проделанной работы.

Объект работы – язык QBasic, а предмет – основы программирования на данном языке.

Структура работы включает две главы, каждая глава содержит два параграфа. Кроме того, в структуру работы включены 3 таблицы.

---

Глава 1. Общая характеристика языка QBasic

1.1 История создания и развития языков Basic, QBasic

Бейсик (от BASIC, сокращение от англ. Beginner's All–purpose Symbolic Instruction Code – универсальный код символических инструкций для начинающих) – семейство высокоуровневых языков программирования. Был разработан в 1964 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени.

Язык создавался как инструмент, с помощью которого студенты–непрограммисты могли самостоятельно создавать компьютерные программы для решения собственных задач. Получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних компьютеров. К настоящему моменту претерпел существенные изменения, значительно отойдя от характерной для первых версий простоты, граничащей с примитивизмом и превратившись в достаточно ординарный язык высокого уровня с типичным набором возможностей. Используется как самостоятельный язык для разработки прикладных программ, главным образом, работающих под управлением ОС Windows различных версий. Также широко распространён в качестве встроенного языка прикладных программных систем различного назначения и в качестве языка для программируемых калькуляторов.

Предпосылкой к появлению Бейсика стали повышение доступности компьютеров в 1960–х годах и появление возможности работы в режиме разделения времени (time–sharing). К компьютерам получили доступ учащиеся и специалисты, не являющиеся подготовленными программистами, но нуждающиеся в решении на компьютере своих задач.

Бейсик был придуман в 1964 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Курцем, и под их руководством был реализован командой студентов колледжа. Со временем, когда стали появляться другие диалекты, изначальную реализацию стали называть Dartmouth BASIC.

Бейсик был спроектирован так, чтобы студенты могли без затруднений писать программы, используя терминалы с разделением времени. Он предназначался для более «простых» пользователей, не столько заинтересованных в скорости исполнения программ, сколько просто в возможности использовать компьютер для решения своих задач, не имея специальной подготовки.

При проектировании языка использовались следующие восемь принципов. Новый язык должен был:

• быть простым в использовании для начинающих;
• быть языком программирования общего назначения;
• предоставлять возможность расширения функциональности, доступную опытным программистам;
• быть интерактивным;
• предоставлять ясные сообщения об ошибках;
• быстро работать на небольших программах;
• не требовать понимания работы аппаратного обеспечения;
• защищать пользователя от операционной системы.

---

Язык был основан частично на Фортране II и частично на Алголе 60, с добавлениями, делающими его удобным для работы в режиме разделения времени и, позднее, обработки текста и матричной арифметики. Первоначально Бейсик был реализован на мейнфрейме GE–265 с поддержкой множества терминалов. Вопреки распространённому убеждению, в момент своего появления это был компилируемый язык

Несмотря на то, что язык уже использовался на нескольких миникомпьютерах, его настоящее распространение началось с его появления на микрокомпьютере Альтаир 8800. Многие языки программирования были слишком большими, чтобы поместиться в небольшую память, которую пользователи таких машин могли себе позволить. Для машин с таким медленным носителем как бумажная лента (позднее – аудиокассета) и без подходящего текстового редактора такой небольшой язык как Бейсик был отличной находкой.

В 1975 году Microsoft (тогда это были лишь двое – Билл Гейтс и Пол Аллен, при участии Монте Давидова), выпустила Altair BASIC. Затем его версии появились на другой платформе под лицензией и скоро в использовании были уже миллионы копий и вариантов; один из вариантов, Applesoft BASIC, стал стандартным языком на Apple II. Для операционной системы CP/M был создан диалект BASIC–80, надолго определивший развитие языка.

В 1979 году Microsoft обсуждала с несколькими поставщиками компьютеров (включая IBM) лицензирование интерпретатора Бейсик на их машинах. Одна из версий (ROM BASIC) была включена в ПЗУ IBM PC – компьютер мог автоматически загружаться в Бейсик. Так как IBM не придавала тогда большого значения персональным компьютерам (основным полем её деятельности были мейнфреймы), то, вопреки своим принципам, она разрешила Microsoft продавать интерпретатор отдельно. Это сделало последнюю пионером в выпуске ПО нового поколения – не привязанного к конкретной аппаратуре и поставляемого отдельно от компьютера.

Бейсик в полной мере испытал на себе такое хорошо известное в 1970–1980 явление, как массовое размножение версий и диалектов языка высокого уровня, в значительной степени несовместимых между собой. Причин этому было несколько. Поскольку язык не рассматривался как промышленный, никаких специальных усилий по его стандартизации не прилагалось, и для каждого компьютера создавалась своя реализация. В эти же годы появилось большое количество 8–битныхдомашних и учебных компьютеров, строившихся на базе процессоров типа Intel 8080 (советский аналог – КР580ВМ80А) или Z80, на которых Бейсик был основным (или единственным доступным) языком высокого уровня.

---

Каждая модель компьютера имела определённые аппаратные и программные особенности, специфические средства вывода звука и графики, нестандартные инструменты ввода, для поддержки которых в реализации Бейсика вводили специальные команды и конструкции. Иногда прямо в Бейсике реализовывались низкоуровневые средства программирования, такие как непосредственная работа с физической памятью или обработка аппаратных прерываний. Поэтому если в базовой части (минимальный стандартный набор операторов и консольный последовательный ввод–вывод) большинство реализаций были в основном аналогичны, то в части вывода звука, графики и более сложного управления текстовой консолью (управление цветами, создание подобия оконного ввода–вывода) они почти наверняка оказывались несовместимыми. В результате только наиболее распространённых версий и диалектов Бейсика было более десятка, а общее число зачастую несовместимых реализаций не уступало количеству типов и разновидностей компьютеров, находящихся в эксплуатации.

Периодом наибольшего расцвета и развития исходного Бейсика можно считать конец 1970–х – первую половину 1980–х годов. В этот период практически все персональные компьютеры имели собственный интерпретатор Бейсика, зачастую зашиваемый в ПЗУ, который в простейших компьютерах нередко выполнял также функции операционной системы. Практически все более мощные компьютеры также имели интерактивные Бейсик–системы. Характерно, что практически не было компиляторов Бейсика, абсолютное большинство реализаций представляли собой стандартный гибрид строчного редактора и интерпретатора. Недовольство примитивизмом исходного Бейсика порождало попытки улучшить и базовые средства языка, что привело к появлению в некоторых реализациях сложных операторов ветвления, дополнительных видов циклов, именованных процедур с параметрами.

Было создано несколько новых версий Бейсика для платформы IBM PC. Microsoft продавала Бейсик для MS–DOS/PC DOS, включая BASICA, GW–BASIC (модификация BASICA, не требующая «прошивки» от IBM) и QuickBASIC. Borland, первоначально вышедшая на рынок со своим известным Turbo Pascal, в 1985 году выпустила основанную на той же программной среде систему Turbo Basic 1.0 (его наследники впоследствии продавались другой компанией под именем PowerBASIC). Некоторые другие языки использовали хорошо известный синтаксис Бейсика в качестве основы, на которой строилась совершенно иная система (см. например, GRASS). Стремление увеличить производительность Бейсик–программ привело к появлению полноценных компиляторов (каким был, например, упомянутый Turbo Basic), а также «гибридных» систем, в которых при сохранении интерпретации как основной методики исполнения программы была реализована частичная компиляция «на лету», например, компиляция коротких циклов.

---

Кроме того, по крайней мере, на платформе IBM распространилась псевдокомпиляция бейсик–программ, когда транслятор переводил Бейсик–программу в псевдокод (нередко – обратимый) и формировал исполняемую программу из объектного модуля интерпретатора и кодированного модуля с текстом программы. Такая программа запускалась и исполнялась как обычная компилированная объектная программа, хотя, по сути, оставалась интерпретируемой.

В середине 1980–х Бейсик стал основным языком в сложных моделях программируемых калькуляторов, которые как раз к этому времени достигли мощности, допускающей применение полноценного языка высокого уровня. Сам факт, что многие производители, не сговариваясь, выбрали в качестве основы ЯВУ калькуляторов именно Бейсик, лучше всего говорит о распространённости и популярности этого языка в указанное время. Так, Бейсик был встроен в советский калькулятор «Электроника МК–85» и все его более поздние модели. Применение Бейсика в качестве основного ЯВУ программируемых калькуляторов продолжается, по сей день; в настоящее время именно «калькуляторный» Бейсик более всего похож на изначальный вариант 1960–80х годов, например, реализация для калькуляторов CITIZEN содержит всего 14 ключевых слов (не считая математических функций) и допускает только односимвольные имена переменных.

К концу 1980–х годов персональные компьютеры стали намного мощнее и предоставляли возможности (такие, как графический интерфейс пользователя), использование которых в Бейсике было уже не столь удобным. К тому же появление на компьютерах «учебного» и «домашнего» класса недорогих трансляторов промышленных языков (прежде всего – Паскаля и Си), сопровождаемых удобными средами программирования и полезными библиотеками (например, Borland Pascalс библиотекой Turbo Vision) создало Бейсику сильную конкуренцию.

Бейсик начал сдавать позиции, несмотря на то, что огромное количество его версий ещё использовалось и продавалось. В это же время началось стремительное изменение облика тех Бейсик–систем, которые оставались в эксплуатации. Происходил постепенный «дрейф» в сторону признанных структурных языков: расширился словарь и набор конструкций языка, появились сложные ветвления, именованные подпрограммы и функции, длинные имена переменных. Кроме того, возросшие возможности персональных компьютеров позволили отказаться от характерных особенностей Бейсика, введённых для обеспечения эффективной интерактивной работы за текстовым терминалом: числовых меток у каждой строки и построчного редактирования.

---