что такое бейсик в информатике
Язык Бэйсик
Язык Бэйсик (он же Бейсик, он же BASIC) входит в семейство языков программирования высокого уровня.
Язык программирования Бейсик был разработан в 1964 году. Затея заключалась в том, чтобы создать язык, с помощью которого студенты, не имеющие навыков программирования, могли самостоятельно создавать компьютерные программы для решения своих задач.
Этот язык в своё время был очень популярен и расплодился по миру компьютеров в виде различных диалектов, в основном, как язык для домашних компьютеров.
Бэйсик с момента создания многократно дорабатывался и усложнялся, повинуясь законам современного программирования. По этой причине к настоящему времени он уже утратил (по сравнению с первыми версиями) свою простоту. Хотя, даже с учётом этого, современный Бэйсик всё-равно остаётся относительно простым языком, по сравнению с такими языками, как, например, С++.
Начиная с 1960-х годов компьютеры становились всё более доступными. На компьютерах могли работать уже не только учёные-программисты, но и школьники и студенты, которые не являлись программистами. Однако у этих школьников и студентов уже появились задачи, которые надо было решать с помощью компьютеров.
Поэтому неудивительно, что у кого-то появилась мысль создать язык программирования настолько простой, насколько это вообще возможно, чтобы люди, совсем незнакомые с программированием, могли создавать хотя бы простые программы для решения каких-то задач на компьютерах (эта мысль была воплощена в жизнь, хотя потом критики ставили эти особенности в вину Бейсику).
В итоге в 1964 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Курцем был придуман язык Бэйсик, и под их руководством был реализован командой студентов колледжа. Со временем, когда стали появляться другие диалекты, изначальную реализацию стали называть Dartmouth BASIC.
Бейсик был задуман и сделан так, чтобы студенты могли относительно легко создавать свои программы. Бэйсик был ориентирован на пользователей, для которых скорость выполнения программ не была слишком важной, и которым намного более важно было иметь возможность использовать компьютер для решения своих задач в принципе, не имея специальной подготовки (напомню, готовых программ тогда почти не было).
При разработке языка Бэйсик использовались следующие восемь принципов:
Несмотря на то, что язык уже использовался на нескольких мини-компьютерах, его настоящее распространение началось с внедрения на микрокомпьютере Альтаир 8800.
Наиболее бурно и успешно Бэйсик развивался в течение 1970-х и в начале 1980-х годов. В это время почти все персональные компьютеры имели собственный интерпретатор Бейсика, часто зашиваемый прямо в ПЗУ. В простейших компьютерах он даже выполнял функции операционной системы.
Практически все более мощные компьютеры также имели интерактивные Бейсик-системы. Было создано несколько новых версий Бейсика для платформы IBM PC и совместимых. Microsoft продавала Бейсик для MS-DOS/PC DOS, включая BASICA, GW-BASIC (модификация BASICA, не требующая «прошивки» от IBM) и QuickBASIC.
Компания Borland, получившая широкую известность благодаря Turbo Pascal (с которым она и вышла впервые на рынок) в 1985 году выпустила основанную на той же программной среде систему Turbo Basic 1.0 (его наследники впоследствии продавались другой компанией под именем PowerBASIC).
К концу 1980-х годов персональные компьютеры стали намного мощнее и предоставляли новые возможности (такие, как графический интерфейс пользователя). Использовать эти новые возможности в Бейсике было уже не так просто и не так удобно. Кроме того, появились недорогие компиляторы более продвинутых языков (таких как Паскаль и Си), которые, к тому же, имели навороченные по тем временам средства разработки и дополнительные библиотеки с готовыми стандартными подпрограммами (например, Borland Pascal с библиотекой Turbo Vision).
Бейсик начал терять популярность, хотя огромное число его версий ещё использовались и продавались. В это же время начался постепенный переход Бэйсика в сторону признанных структурных языков: расширился словарь и набор конструкций языка, появились сложные ветвления, именованные подпрограммы и функции, длинные имена переменных.
Особенности языка Бейсик
Ранние версии Бейсика (такие как BASICA, GW-BASIC) сильно отличаются от современных диалектов и сегодня практически не используются. Причём отличаются настолько сильно, что начинающий программист не каждую программу на старом Бэйсике сможет перевести на современный Бэйсик.
Структура программы на ранних версиях Бейсика во многом формировалась с учётом того, что он предназначался для среды программирования со строчным редактором текста. В таком редакторе пользователь не имел возможности отображать весь текст на экране (в окне), не мог перемещаться по нему в любых направлениях с помощью клавиатуры и/или мыши. В строчных редакторах пользователь для изменения строки текста должен дать команду изменения строки с заданным номером, затем ввести новый текст указанной строки (вот была житуха у программистов))).
Для вставки новой строки нужно дать команду вставки, опять-таки указав номер. Вводимые строки отображаются на экране последовательно (независимо от номеров). Чтобы увидеть сделанные изменения, применяется команда вывода текста, которая выводит строки в правильном порядке (по возрастанию номеров).
Поэтому в старом Бэйсике каждая строка начиналась с номера. При вводе в редактор строка оказывалась в исходном тексте программы на позиции, соответствующей её номеру. Для вставки новой строки нужно было дописать строку с номером, находящимся в диапазоне между номерами двух других строк.
«Раздвинуть» строки было невозможно, если требовалось вставить новую строку между строками с соседними номерами, приходилось повторно вводить эти строки с другими номерами, чтобы обеспечить разрыв в нумерации (либо применять специальную команду RENUM, которая изменяла номера всех уже введённых строк с постоянным шагом).
Как вы понимаете, при создании более-менее сложной программы практически невозможно предугадать, сколько в ней будет строк и в каком порядке они будут следовать.
Поэтому для обеспечения последующего редактирования программы стало принято нумеровать строки с шагом 10 (а иногда и больше). Это позволяло в большинстве случаев без проблем вставлять новые строки без изменения номеров строк, которые были введены ранее.
Пример рассмотрим чуть позже, когда познакомимся с синтаксисом языка Бейсик.
Синтаксис языка Бейсик
Признаком конца оператора служит конец строки. Чтобы на одной строке разместить несколько операторов, нужно поставить между ними двоеточие (это разрешалось не во всех реализациях языка).
Простейшая программа на Бэйсике:
10 PRINT “Hello, WORLD!”
Имена переменных должны начинаться с буквы и могут состоять из латинских букв и цифр. Для создания переменной строкового типа нужно было после имени указать знак доллара ($).
Выражения похожи на выражения в большинстве других процедурных языков программирования, но в первых вариантах Бейсика их было довольно мало. В самых ранних вариантах число ключевых слов было менее 20 (в этом и прелесть Бэйсика))).
Объявлять простые переменные не нужно. Просто в любом месте программы пишем имя переменной, и всё. Правда, массивы надо объявлять.
Ниже перечислены самые основные конструкции языка, которые были реализованы практически в любой Бейсик-системе конца 1970-х годов (многие из этих конструкций поддерживаются и современными реализациями языка Бэйсик):
LIST
Вывод на монитор текста программы в правильной последовательности строк.
RUN
Запуск текущей программы с первого оператора строки с самым маленьким номером.
REM
Комментарий. Текст, находящийся после ключевого слова и до конца строки, является комментарием. Многие интерпретаторы также поддерживают в качестве знака начала комментария одиночную кавычку ‘. Некоторые интерпретаторы допускают использовать слово REM, только если оно находится в самом начале строки.
INPUT
Выводит на монитор текст приглашения и ожидает, пока пользователь введёт значение и нажмёт ENTER.
PRINT
Выводит данные на монитор (текст и значения переменных).
CLS
Очищает экран.
DIM
Описание массива. В отличие от обычных переменных, массивы требуют предварительного объявления.
GOTO Метка
Команда безусловного перехода на Метку.
END
Завершение выполнения программы. Система выходит в интерпретатор и пользователю выдаётся приглашение на ввод команд.
SAVE
Команда интерактивного режима, которая сохраняет текущую программу в файле на внешнем носителе.
LOAD
Команда интерактивного режима, которая загружает в память программу из файла на внешнем носителе. При этом обычно из памяти удаляется ранее загруженная программа и данные.
Пример программы на Бейсике:
Интерпретаторы Бэйсик
Бейсик поздних версий (начиная с Turbo Basic и Visual Basic) сильно отличается от ранних реализаций. По сути это новый язык, который уже больше похож на Фортран или Паскаль, чем на исходный Бейсик (хотя многие конструкции поддерживаются).
Так Basic перерос из средства для создания программ любителями-непрофессионалами до полноценного средства создания программ.
Помимо написания полноценных программ, Бейсик широко применяется как основа для различных скриптовых языков (например, макросы в пакете Microsoft Office пишутся на диалекте VBA, язык сценариев VBScript используется в SCADA-системах и других подобных программах).
Сколько людей, столько и мнений
Конечно, у Бэйсика было немало недостатков. Но ведь он же таким и был задуман! Да, с недостатками. Но зато простой и доступный для понимания даже гуманитарию.
В основном же профессиональные программисты разносили в пух и прах Бэйсик за то, что его простота и отсутствие структурирования приводят к тому, что начинающие программисты в погоне за сокращением времени на создание программ, напрочь забывают о “правильном” подходе к программированию. Это допустимо при написании простеньких программ, но практически всегда приводит к неудаче при работе над серьёзными крупными проектами.
Многие профессионалы также были категорически против того, чтобы использовать Бэйсик для обучения новичков. Известный в мире программистов авторитет Эдсгер Дейкстра говорил, что студентов, ранее изучавших Бейсик, практически невозможно обучить хорошему программированию. И что как потенциальные программисты они умственно изувечены без надежды на восстановление.
Несмотря на авторитет Дейкстры, я с ним в этом не согласен. То, что приписывают к недостаткам Бэйсика, на самом деле является его достоинствами. Недостатки Бейсика (если иметь в виду ранние диалекты) проявляются при попытке профессиональной разработки на нём сложных и крупных программ и при использовании его как базового языка для обучения программистов, но ни для одного их этих применений данный язык не предназначался. Его основной задачей было предоставить студентам-непрограммистам возможность после минимального обучения самостоятельно писать простейшие программы для собственных нужд, чтобы не отвлекать на эту работу специалистов. Эту задачу язык решает вполне успешно.
Если же говорить о современных диалектах и реализациях Бейсика, то они настолько далеко ушли от первоначальной формы языка, что всё вышесказанное вряд ли можно считать относящимся к ним. Современные диалекты Бейсика являются достаточно структурированными языками, они сопоставимы по возможностям с такими языками, как Си, Паскаль и т.п.
К тому же сегодня и переучиваться особо не потребуется, так как можно создавать свои классные программы, например, на Visual Basic.
История языков программирования: от BASIC к Visual Basic
DONKEY.BAS. Входит в комплект IBM PC в 1981. Соавтор — Билл Гейтс
Название BASIC появилась как сокращение от «Beginner’s All—purpose Symbolic Instruction Code», что в дословном переводе означает «многоцелевой язык символических команд для начинающих». Это тот случай, когда дословный перевод совершенно точно передавал суть. Ключевой особенностью BASIC’а была не только его простота, но и возможность, находить решение задач в режиме диалога с компьютером.
Для многих компьютеров конца 60-х BASIC позиционировался как единственный язык программирования высокого уровня общего назначения, и со временем это привело к появлению различных его модификаций. Поворотным моментом в развитии языка стало появление Visual Basic.
Предыстория
В середине 50-х годов роль программирования в машинных кодах стала уменьшаться. Появились языки более высокого уровня – Fortran, Algol, Cobol и так далее.
Первым из них и одним из наиболее распространенных был Фортран (FORTRAN, от FORmula TRANslator – переводчик формул), разработанный группой программистов фирмы IBM в 1954 году (первая версия). Этот язык был ориентирован на научно-технические расчеты математического характера.
Название языка Algol (ALGOrithmic Language), первая версия которого появилась в 1958 году, подчеркивает то обстоятельство, что он предназначен для записи алгоритмов. Благодаря четкой логической структуре Алгол стал стандартным средством записи алгоритмов в научной и технической литературе.
Тогда для языков программирования высокого уровня была характерна предметная ориентация. Кроме того, подобные языки были чересчур сложны для начинающих разработчиков, особенно, если они не были инженерами. Поэтому естественно, что со временем появился язык программирования для «простых смертных».
BASIC. Просто BASIC
В XIX веке одному английскому миссионеру, который искал возможность облегчить и упростить контакт с туземцами, пришла в голову гениальная мысль — вычленить из английского языка самую простую его часть, практически не имеющую грамматики, и содержащую около 300 самых распространённых слов. Этот урезанный подвид английского языка был назван BASIC ENGLISH, и как показала практика — он действительно оказался очень простым для усвоения, и вскоре завоевал популярность не только среди туземного населения, но и среди иммигрантов, для которых английский не был родным языком.
Спустя сто лет аналогичный путь избрали сотрудники математического факультета Дартмутского колледжа. Они решили облегчить взаимодействие между компьютером и непрофессиональным пользователем с помощью «упрощенного» языка программирования.
В 1964 году Томас Курц и Джон Камени создали специализированный язык программирования, который состоял из простых слов английского языка. Новый язык назвали BASIC.
Они использовали его для обучения студентов навыкам программирования. Язык получился настолько простым и понятным, что через некоторое время его начали применять и в других учебных заведениях.
Серьезное влияние на BASIC оказали Fortran II и Algol 60. Кроме того, разработчики реализовали в нем механизмы работы для систем с режимом разделения времени, а также обработки текста и матричной арифметики. Изначально компилятор языка был написан для мейнфрейма GE-265.
Расцвет
В 70-х появились более компактные компьютеры (ПК). Это обстоятельство удачно использовали Билл Гейтс и Пол Аллен, основатели Microsoft.
Они создали новую версию BASIC для первых компьютеров «Альтаир» (MITS Altair), способную работать в 4КБ оперативной памяти. Со временем именно эта версия и превратилась в один из самых популярных языков программирования в мире.
Altair
Периодом наибольшего расцвета и развития исходного BASIC можно считать конец 1970-х — первую половину 1980-х годов. Его версии появились на других платформах, и скоро стали расходиться миллионными тиражами с всевозможными изменениями и доработками. Одной из самых популярных версий был Applesoft BASIC, ставший стандартным языком на Apple II.
Applesoft BASIC был написан фирмой Microsoft как замена системе Integer BASIC, использовавшейся в самой первой модели Apple II и обладавшей весьма ограниченными возможностями. Applesoft BASIC был прошит в ПЗУ всех моделей Apple II, начиная с Apple II+, и всех клонов Apple II. Также более ранняя и урезанная версия Applesoft BASIC была доступна на кассетах для самой первой модели Apple II.
Для операционной системы CP/M был создан диалект BASIC-80, надолго определивший развитие языка.
Когда появились первые персональные компьютеры IBM PC, именно он стал стандартом в программировании, но уже в виде GW-Basic.
В середине 1980-х BASIC стал основным языком в сложных моделях программируемых калькуляторов, которые как раз к этому времени достигли мощности, допускающей применение полноценного языка высокого уровня. BASIC был встроен в советский калькулятор «Электроника МК-85» и все его более поздние модели.
Также в 1985 году появилась IDE Quick Basic — интегрированная среда разработки и компилятор языка программирования BASIC, разрабатывавшаяся компанией Microsoft с 1985 по 1988 год. Существовали версии для DOS и Mac OS. Используемый диалект BASIC был основан на усовершенствованном диалекте GW-BASIC: была реализована поддержка пользовательских типов, конструкций структурного программирования, значительно расширена поддержка графических и дисковых операций.
Роберт «Боб» Зейл в 1987 году на основе своей многолетней разработки BASIC/Z создал Turbo Basic, а затем продал его компании Borland. Журнал Infoworld назвал его одним из самых значительных продуктов того года.
В отличие от большинства реализаций BASIC того периода, Turbo Basic был полным компилятором, генерировавшим родной код для MS-DOS.
Несмотря на огромное количество версий языка BASIC, при разработке новой версии языка всегда сохранялась совместимость с прежними версиями: с программой, написанной для более ранних версий вполне (иногда с незначительными изменениями) можно было работать и в последующих версиях этого языка.
Вторая жизнь
В начале 90-х появилась операционная система Microsoft Windows с новым графическим интерфейсом пользователя.
Чтобы создать простую программу, разработчикам приходилось писать по несколько страниц кода: прописывать объемные блоки кода для меню и окон, шрифтов, очищать память, «рисовать» кнопки и т.д. Однако преимущества нового интерфейса были довольно сильны, и у Windows появились реальные перспективы стать популярной повсеместно.
В Microsoft понимали, что необходимо как-то облегчить жизнь разработчиков. Поэтому компания запустила несколько параллельных проектов по созданию нового языка программирования и среды разработки для Windows.
Вторую жизнь BASIC получил, когда Microsoft выпустила Visual Basic. Он стал логическим завершением эволюции языка и, несмотря на сохранение привычных ключевых слов, по структуре и набору возможностей был ближе к Pascal, чем к изначальному BASIC.
В 1991 году появилась первая версия новой IDE Microsoft Visual Basic. Однако в тот момент Microsoft достаточно скромно оценивала возможности этой системы, ориентируя ее, все же, на категорию начинающих и непрофессиональных программистов.
Конечно, это был только первый шаг, так как компания Билла Гейтса планировала укрепить позиции Windows на рынке. А это было бы очень трудно сделать, оставив коммерческих разработчиков без эффективных средств создания приложений под MS Windows.
Система программирования, созданная разработчиками Visual Basic, позволяла абстрагироваться от внутренней структуры Windows. Меню, окна, списки, кнопки, поля ввода текста и другие элементы интерфейса Windows добавлялись в программу с помощью простейших операций drag&drop, и большая часть кода для их инициализации и настройки генерировалась автоматически.
Свою первую программу VB-программисты могли создать уже через несколько минут после начала изучения этого языка. Более того, Visual Basic позволял разработчикам создавать новые элементы графического интерфейса, которые также могли использоваться в программах наравне со стандартными.
Несмотря на то, что многие С-разработчики не воспринимали всерьез попытки Microsoft сделать простой и понятный инструмент разработки Windows-программ, остальные участники ИТ-сообщества возлагали на Visual Basic большие надежды.
В 1994 году компания выпустила Visual Basic for Applications. Именно в это время, после включения VBA в состав Microsoft Office, Basic стал одним из основных стандартов программирования для Windows.
Первоначально задумывавшийся как игрушка, Visual Basic от Microsoft невероятно быстро завоевал программистский мир. Его популярность обусловлена двумя причинами: относительной простотой и продуктивностью.
Программы на VB работали медленнее своих аналогов на C/C++, но все же они достаточно быстры для многих деловых целей и требуют гораздо меньше времени на разработку. Формы были той самой сберегающей усилия абстракцией, которую предложил VB программистам Windows.
IDE VB позволила разрабатывать окна графически, перетаскивая элементы управления, такие как кнопки и списки, с панели инструментов в форму. Получив удовлетворительный внешний вид формы, можно было переходить к кодовой части и писать обработчики событий для каждого элемента управления формы.
Разработка приложения в VB, таким образом, состояла из создания нескольких форм, которые взаимодействовали друг с другом.
С точки зрения написания кода важным отличием от того же C++ стал отказ от указателей. Так решил Билл Гейтс, еще во время разработки первых версий Microsoft BASIC. Хотя указатели полезны, так как разрешают прямой доступ к памяти по любому адресу, их использование сопряжено с ошибками в том случае, если они применяются неаккуратно. А так как первоначально язык создавался для «простых смертных», это решение выглядит вполне оправданным.
Основные версии Visual Basic
В первой версии (1991 год) Алан Купер реализовал принцип связи языка и графического интерфейса.
Начиная с третьей версии (1993) в VB появилась поддержка MS Access.
Visual Basic 4.0 (1995) — версия, в которой появилась возможность создавать как 32-х так и 16-разрядные Windows-приложения. Кроме того, в язык были добавлены классы.
VB версии 6 — это уже мощный язык, который можно использовать для создания распределенных приложений с применением компонентов СОМ и Microsoft Transaction Server. Microsoft предложила трехуровневый подход для архитектур «клиент-сервер», в котором «тонкие» пользовательские интерфейсы взаимодействовали с удаленными компонентами VB для получения данных из базы данных или с другой машины.
Более того, VB6 (1998) можно было использовать для создания элементов управления Active-X, работающих вместе с Internet Explorer.
С 2005 года Visual Basic входит в состав IDE Microsoft Visual Studio 2005. По сей день язык развивается вместе с IDE – вплоть до текущей версии – MS Visual Studio 2015.
Языки Basic и Visual Basic прошли серьезный путь и претерпели существенные, можно сказать, необратимые изменения. От их изначальной простоты мало что осталось. В результате VB превратился в «обычный» объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня.