Что такое бейсик в информатике
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.
Бэйсик
алгоритмическое, процедурное, объектное программирование
Бе́йсик (BASIC — сокращение от англ. Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code — универсальный код символических инструкций для начинающих; англ. basic — основной, базовый) — семейство высокоуровневых языков программирования.
Был разработан в 1963 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Куртом (Thomas E. Kurtz, 1928-) и Джоном Кемени (John G. Kemeny, 1926—1993). Язык предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего, как язык для домашних микрокомпьютеров.
Содержание
История
Предпосылки
До середины 60-х компьютеры (ЭВМ) были слишком дорогими машинами, использовавшимися в основном для научно-технических задач, и выполнявшими задачи не в интерактивном режиме (т. н. пакетная обработка), когда общение с машиной осуществлялось через её оператора.
Языки программирования этой поры, как и компьютеры, на которых они использовались, были разработаны для работы с ними обученных технических специалистов и программистов. Поскольку машины были дорогими, то и машинное время было дорого — поэтому на первом месте стояла скорость выполнения программы (скорость счёта).
Однако, в течение 1960-х цены на компьютеры стали падать так, что даже небольшие компании могли их себе позволить; их быстродействие всё увеличивалась и наступило время, когда стало возможно организовать более эффективную непосредственную работу пользователей с компьютерами в так называемом режиме разделения времени (time-sharing).
Рождение
Бейсик был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом, и под их руководством был реализован командой студентов колледжа. Со временем, когда стали появляться другие диалекты, этот «изначальный» диалект 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
Язык был основан частично на Фортран II и частично на Алгол-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.
Взрывной рост
Несмотря на то что язык уже использовался на нескольких миникомпьютерах, его настоящее распространение началось с его появления на микрокомпьютере Altair 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 Майкрософт (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 Майкрософт обсуждала с несколькими поставщиками компьютеров (включая 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.
Зрелость
В этот период было создано несколько новых версий Бейсика. Майкрософт продавала несколько версий Бейсик для PC-DOS, включая BASICA, GWBASIC (модификация BASICA, не требующая «прошивки» от IBM) и Quick BASIC. Turbo Pascal, в 1985 выпустила Turbo BASIC 1.0 (его наследники впоследствии продавались другой компанией под именем домашних компьютерах появились различные версии Бейсика, обычно включающие расширения для работы с графикой, звуком, команды ОС, а также средства структурного программирования. Некоторые другие языки использовали хорошо известный синтаксис Бейсика в качестве основы, на которой строилась совершенно иная система (см. например, GRASS).
Однако, начиная с конца 80-х, новые компьютеры стали намного более сложными и предоставляли возможности (такие как графический интерфейс пользователя), которые делали Бейсик уже не столь удобным для программирования. Бейсик начал сдавать свои позиции, несмотря на то что огромное количество его версий ещё использовалось и продавалось.
Вторую жизнь Бейсик получил с появлением Visual Basic от Microsoft Windows. Майкрософт создала вариант под названием WordBasic и использовала его в MS Word до появления Word 97. Вариант Visual Basic for Applications (VBA) был встроен в Excel 5.0 в 1993 году, затем в Access 95 в 1995-ом, а после и во все остальные инструменты, входящие в пакет Office — в 1997-ом. Internet Explorer 3.0 и выше, а также Microsoft Outlook включали интерпретатор языка VBScript. В полный вариант пакета
Бейсик используется в некоторых моделях программируемых калькуляторов. Например, он был встроен в советский калькулятор «Электроника МК-85».
Описание языка
Синтаксис языка напоминает Fortran, и многие элементы — явные заимствования из него. Язык задумывался для обучения, поэтому его конструкции максимально просты. Как и в других языках программирования, ключевые слова взяты из английского языка. Основных типов данных два: строки и числа. С появлением версии Visual Basic, а также различных его модификаций (таких как Паскаля). Объявление переменной — это первое её использование.
Ранние версии бейсика (такие как GWBASIC,
Ранние версии
Внешний вид программ на ранних версиях Бейсика во многом определяется тем, что он предназначался для среды программирования со строчным редактором текста. В таком редакторе пользователь не имеет привычной сейчас возможности отображать весь текст на экране (в окне), 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. 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).
Всё это отразилось в Бейсике. 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 перевводить эти строки с другими номерами, чтобы обеспечить разрыв в нумерации (либо применять специальную команду RENUM, которая перенумеровывала все уже введённые строки с постоянным шагом, синхронно изменяя все команды переходов). Для упрощения оперативного редактирования программы сложилась практика нумеровать строки с шагом 10 — это позволяло практически во всех случаях вставлять новые строки без изменения номеров ранее введённых. Например, чтобы добавить третью строку между строками 20 и 30, нужно было написать строку с номером 25. Типичная строка из программы на Бейсике выглядела так:
Изменять вручную номера уже имеющихся строк было небезопасно, так как номера выполняли роль меток для оператора GOTO, по мнению некоторых, напоминала тарелку со спагетти.
Признаком конца оператора служил конец строки. Чтобы на одной строке разместить несколько операторов, нужно поставить между ними двоеточие. Длина имён переменных в большинстве диалектов была ограничена тремя символами, что также не способствовало улучшению понимания кода. Для создания переменной строкового типа нужно было после имени указать знак доллара ($). Переменная без этого знака являлась числовой. Было ещё несколько модификаторов, относящихся к числовому типу: знак процента (%) — целый тип, восклицательный знак (!) — обычная точность, октоторп (#) — двойная точность (для данных с плавающей точкой, то есть дробей). Числовые модификаторы применялись не во всех версиях.
Выражения сходны с большинством других процедурных языков программирования, но в первых вариантах Бейсика их набор был довольно бедным.
Условный оператор (IF..THEN) изначально имел только одну ветвь — ветвь ELSE в нём отсутствовала и моделировалась с помощью безусловного перехода. Так, в нижеследующей программе выполняется элементарная операция — ввод числа и вывод сообщения «Отрицательное число» или «Положительное число или нуль» в зависимости от его значения:
Имелся оператор перехода по вычисляемой метке ON..GOTO (унаследованный от аналогичной конструкции Фортрана) — в нём после ON указывалось числовое выражение, а после GOTO — список номеров строк. Переход происходил на строку, номер которой в списке соответствовал значению выражения. Присутствуют также циклы (цикл со счётчиком FOR, и цикл с предусловием WHILE).
Использование функций определяемых пользователем (участков кода, для многократного использования) было возможно двумя способами: определяемые функции и подпрограммы.
Отсутствие возможности давать подпрограммам имена (и вызывать по ним), невозможность передачи параметров, отсутствие локальных переменных, использование только числовых меток в больших проектах вызывало путаницу в коде и очень затрудняло отладку.
В некоторых диалектах Бейсика имелась возможность загрузить файл с кодом непосредственно при выполнении программы (текущий при этом выгружался) оператором CHAIN. Это была одна из самых полезных возможностей языка, так как она позволяла разбить большой проект на модули, вызывая их в порядке необходимости.
Редактора кода в ранних версиях как такового не было. При запуске интерпретатора Бейсика, запускался диалоговый режим ввода команд. Для работы в этом режиме были предусмотрены специальные команды, которые не являлись операторами самого языка (их нельзя было включить в код программы). Это команды по управлению средой ввода, такие как: LIST — вывод листинга программы на экран (LLIST — на принтер), SAVE — сохранение текста программы в файл, LOAD — загрузка кода в память и т. д. Запуск программы производился вводом команды RUN. В большинстве интерпретаторов Бейсика в нижней части экрана была строка с этими (и другими) командами.
Если команда начиналась с номера строки (метки), она запоминалась в памяти как часть вводимой программы. Если строка оператора вводилась без номера, она выполнялась сразу же, после нажатия клавиши Enter. В качестве первых уроков обучающимся на Бейсике предлагалось поэкспериментировать с таким режимом, когда результат выполнения выражения был виден сразу. Например, если находясь в режиме диалога ввести строку PRINT 2+2 и нажать Enter, на экране отобразится результат сложения.
Для выполнения программы на Бейсике использовалась передача имени файла с кодом программы интерпретатору в командной строке. В этом случае, после загрузки кода команда RUN (начать выполнение программы) вызывалась автоматически.
Фрагмент типичной программы на Бейсике:
Точка с запятой выполняет функцию подавления перехода на новую строку после оператора PRINT. Ключевое слово END означает завершение программы. Оно необязательно, в его отсутствие программа завершалась после исполнения последнего оператора, но было полезно в случаях, когда имелась секция подпрограмм, либо программа имела несколько возможных точек завершения (в последнем случае либо в каждой такой точке ставили END, либо END был один, а на него делались переходы в других местах).
Поздние версии
Basic поздних версий (начиная с Borland Turbo Basic и Microsoft Visual Basic) резко отличается от ранних вариантов. Фактически, это новый язык, который во многом ближе к Фортрану или Паскалю, чем к исходному Basic’у. Основные изменения версий 1990-х годов состоят в следующем:
Практически все недостатки, присущие ранним версиям языка, были исправлены, и программирование на современных диалектах Бейсика мало отличается от использования других языков и сред (например, таких, как Delphi). Оборотной стороной процесса модификации Basic’а является то, что язык стал гораздо объёмнее и сложнее, его освоение требует больше времени и усилий.
Фрагмент типичной программы на FreeBASIC:
Помимо написания «полноценных» программ, Бейсик широко применяется как основа для различных скриптовых языков (например, написание макросов в пакете Microsoft Office выполняется на специализированном диалекте
Критика
Бейсик подвергается жёсткой критике за то, что его простота и бесструктурность поощряют порочные методики и привычки программирования, которые могут быть уместны при создании малых программ, но способны привести к краху крупных проектов.
Одной из «визитных карточек» Эдсгера Дейкстры стало высказывание: «Студентов, ранее изучавших Бейсик, практически невозможно обучить хорошему программированию. Как потенциальные программисты они подверглись необратимой умственной деградации». Однако, это высказывание цитируется вне контекста, в котором Дейкстра подверг критике и многие другие популярные в то время языки.
Кроме того, критики Бейсика часто игнорируют тот факт, что он создавался в качестве отнюдь не инструмента профессиональной разработки сложных программ, а средства, с помощью которого студенты-непрограммисты смогут писать простейшие программы. Если же говорить о современных диалектах и реализациях Бейсика, то они далеко ушли от первоначальной формы языка, являются более структурированными и сопоставимы по возможностям с такими языками, как C, Pascal и т. п. (например, в GOTO, GOSUB и другие методы, ведущие к плохой структурированности программ).