Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство внутренних дел

Российской Федерации

Челябинский Государственный Юридический Университет

Контрольная работа

основы программирования на языке BASIC

Вариант №9

Исполнитель:

слушатель II курса

IV учебного взвода

Москвитин

Вячеслав Валерьевич

Челябинск

2003 г.

Содержание

Введение

1. Версии бейсика

2. Основы программирования на бейсике

3. Музыкальные и графические возможности

4. Соотношение с другими языками программирования (паскалем)

Список литературы

Введение

У языка Бейсик (Basic) весьма своеобразная судьба. Будучи созданным для так называемых непрофессиональных программистов, многократно раскритикованный почти каждым пишущим о программировании, он живет уже четверть века и продолжает иметь множество пусть не поклонников, но пользователей.

Даже при беглом знакомстве обращает на себя внимание некоторая «недисциплинированность» Бейсика - с точки зрения программиста, привыкшего к структурному языку семейства Паскаля. Бейсик относится к языкам операциональным, рожденным от вечно живого Фортрана, в которых необязательно (хотя и вполне возможно) организовывать строго упорядоченные программные структуры. Это и большой недостаток (особенно при разработке крупных программных комплексов), но иногда и достоинство - например, при разработке относительно небольшой диалоговой программы с регулярным обращением к внешним устройствам, сканированием клавиатуры и т.п.

В своих старших версиях бейсик давно перестал быть столь «простым», как его принято почему-то представлять. Его возможности чрезвычайно велики, о чем можно судить хотя бы по названию одной из недавно вышедших книг - «Разработка экспертных систем на языке Бейсик». На нем создают программы самой различной предметной ориентации. По-видимому, Бейсик продолжает лидировать по количеству пользователей, и хотя бы поэтому знакомство с ним необходимо.

1. Версии бейсика

бейсик программирование графический музыкальный

Бейсик характерен необычайным обилием версий, которые иногда настолько отличаются друг от друга, что могли бы считаться разными языками.

Хотя первая официальная публикация по Бейсику создавшей его группы разработчиков Дартмутского колледжа (США) относится к 1967 г., к этому времени уже было создано три «Дартмутских версии»; первая из них относится к 1964 г. После 1967 г. к разработке этого языка подключились крупные фирмы, и были созданы версии для систем с разделением времени, для сетевых информационных систем, для мощных ЭВМ третьего поколения (включая отечественную версию «Бейсик ЕС»), для малых ЭВМ.

Большой толчок развитию Бейсика дало появление персональных компьютеров. На какое-то время Бейсик с его естественной ориентацией на трансляторы интерпретирующего типа оказался доминирующим для «персоналок» языком программирования. Бейсик оказался пригоден для первых учебных и бытовых ЭВМ с малым объемом оперативной памяти и невысоким уровнем системного программного обеспечения. Зачастую Бейсик-интерпретатор выполнял и функции операционной системы (например, бывшая популярной в России в конце 80-х - начале 90-х годов версия MSX-Бейсик учебных компьютеров «Ямаха»).

Бейсик начала 60-х годов был прост и примитивен. Он насчитывал всего порядка двух десятков команд. Несмотря на простоту работы с Бейсиком, интерфейс пользователя оставлял желать лучшего. Вся информация (текст программы, «мусор», результаты работы, сообщения) размещались на скроллирующем экране. В силу несложной процедуры разработки транслятора-интерпретатора Бейсика каждый разработчик персональных компьютеров встраивал (обычно в ПЗУ) свой вариант Бейсика.

Бурное развитие микропроцессорной техники в 70-х, затем в 80-х годах и связанные с этим проблемы совместимости заставили разработчиков задуматься о стандарте Бейсика для персональных компьютеров. Аппаратное и программное развитие позволило существенно расширить возможности языка. Бейсик стал системой программирования со всеми сервисными утилитами и инструментарием программиста. Наибольшей популярностью для школьного и педвузовского образования приобрел Бейсик-MSX. Для большинства учебных компьютеров (Ямаха, Корвет, УКНЦ) были разработаны трансляторы версии Бейсик-MSX. Описание и практика работы с этим языком достаточно полно раскрыты в существующих популярных учебниках для вузов и школ.

Бейсик последних версий, в основном, отличается интерфейсом. Например, основное меню Турбо-Бейсика расположено в верхней строке экрана и представляет систему ниспадающих подменю, команды которых позволяют выполнять все необходимые действия по составлению, отладке и выполнению программ. В Турбо-Бейсике существуют несколько экранных режимов. Основной исходный экран представляет поле редактирования текста программы. Встроенный текстовый редактор выполняет две функции - редактирования текста и синхронной интерпретации строки. В этой связи строки нумеровать необязательно. Результаты работы программы, комментарии и сообщения интерпретатора представляются в текстовом экране (по умолчанию режим SCREEN 0). При работе с графикой изображения строятся в графическом экране, который имеет несколько режимов (режимы SCREEN n, п=2,3,...). Аналогичные возможности предусмотрены и в QBasic. Следует отметить, что в последних версиях Бейсика предусмотрены управляющие структуры. Введены операторы выбора SELECT CASE, циклические конструкции с пост- и предусловием WHILE-WEND, DO-LOOP-WHILE, DO-WHILE-LOOP, развит аппарат подпрограмм (SUB-CALL).

Особый интерес представляет система помощи - help (подсказок), имеющая контекстную структуру с возможностью копирования примеров из текста подсказок, что позволяет осваивать работу с языком программирования практически самостоятельно.

Кроме числовых значений переменные в Бейсике могут принимать значения в виде строки символов. Символьные значения (константы) заключаются в кавычки" ".

Имя символьной (строковой) переменной отличается от обычной числовой переменной добавлением справа специального символа, чаще знака доллара $, например, AS, Fl$, Max$. Над символьными переменными допустима операция сложения (склейка строк символов); могут быть использованы функции и процедуры обработки символьных величин.

Также в Бейсике предусмотрена работа с подпрограммами, если необходимо использовать многократно сходные действия, или для блочно-структурированного построения программы. Для организации подпрограмм используют две команды: GOSUB <номер строки> - перейти на подпрограмму; RETURN - возврат.

Во многих версиях Бейсика предусмотрен переключатель подпрограмм ON k GOSUB 100,200,300. Здесь k может принимать значения 1,2,3, что соответствует обращению к одной из трех подпрограмм, начинающихся с номеров 100, 200,300.

Подпрограммы, к которым обращаются по GOSUB, сильно уступают истинным процедурам Паскаля, поскольку у них отсутствуют возможности локализации переменных, нет формальных параметров, которые можно замещать при обращении фактическими. Однако, в более поздних версиях (например в Qbasic) предусмотрены подпрограммные единицы SUB - подпрограммы-процедуры и FUNCTION - подпрограммы-функции.

Для осуществления связи с внешними периферийными устройствами и с файловой системой операционной среды в Бейсике предусмотрена работа с файлами. В следующем фрагменте программы показаны команды для открытия внешнего файла с именем "aaa3.dat" на активном устройстве внешней памяти для записи (OPEN-FOR OUTPUT-AS #). Запись в файл осуществляется командой PRINT или WRITE с указанием номера файла (строка 30). По завершении работы с файлом его закрытие осуществляется оператором CLOSE.

5 ' ********* работа с файлами для записи ********* .

10 OPEN "aaa3.dat" FOR OUTPUT AS #3

20 FOR i = 1 TO 10

30 PRINT #3, i : ' либо эквивалентная команда WRITE #3, i

40 NEXT i

50 CLOSE #3

Аналогичные команды используют при извлечении данных из существующего файла. При этом в команде OPEN указывают служебное слово INPUT, а считывание информации происходит по команде INPUT с указанием номера файла.

' ********* работа с файлами для чтения **********

60 OPEN "aa3.dat" FOR INPUT AS #2 'для чтения

70 FOR i = 1 TO 10

80 INPUT #2, a(i)

90 PRINT a(i)

100 NEXT i

110 CLOSE #2

Добавить данные в существующий файл можно, используя служебное слово APPEND.

В Бейсике сильно развиты команды и функции ввода-вывода данных, позволяющие осуществлять диалог (интерактивный интерфейс) с пользователем.

Для осуществления клавиатурного управления программой, помимо уже известных операторов ввода INPUT и вывода PRINT, используют функцию INPUT$(n), возвращающую значение введенной символьной строки из п символов с ожиданием, функцию INKEY$, принимающую символьное значение нажатой клавиши без ожидания, функции STICK(n), STRIG(0), определяющие коды стрелок или направления джойстика (внешнего управляющего устройства для компьютерных игр и тренажеров).

Часто при разработке компьютерных программ необходимо использовать коды клавиш в ASCII-представлении. Следующая программа печатает код нажатой клавиши и может оказаться полезной при отсутствии под рукой таблицы ASCII кодов.

5 '*********** по коду печать символа **************

10 FOR i = 1 ТО 256

20 PRINT "код="; i, "символ="; CHR$(i)

30 a$ = INPUT$(1)

40 NEXT i

Функцию INPUT$ часто используют для приостановки выполнения программы до нажатия любой клавиши:

n r$ = INPUT$(1) : IF r$ = "" THEN n

В отличие от оператора INPUT функция не ставит знак "?" и не высвечивает вводимые символы. Это свойство удобно использовать для защиты доступа к какой-либо информации.

2. Основы программирования на бейсике

Выполнять в среде Бейсика элементарные операции и вычисления, особенно в ранних версиях типа GW-Basic или MSX-Basic, действительно нетрудно. Если компьютер включен и Бейсик загружен, можно смело приступить к работе. Например, если мы хотим что-то вычислить. Бейсик для этого лучше, чем любой калькулятор. Набираем команду PRINT "Это команда вывода", 5*5 и нажимаем клавишу <Enter> (слово PRINT может заменить знак ?). Немедленно возникает ответ: 25. Команда PRINT выводит на экран результат вычислений или сообщений, заключенных в кавычки: PRINT "Привет!"- на экране появилось «Привет!» (без кавычек).

При вычислениях необязательно, чтобы операндом было выражение, содержащее только числа. Если ввести следующие команды (заканчивая каждую строчку нажатием на клавишу <Enter>):

а=5

Ь=4

? а*Ь

Компьютер немедленно выдаст результат: 20. Режим работы, описанный выше, часто так и называют - режим калькулятора (или непосредственный режим).

А теперь каждую из представленных выше трех команд пронумеруем.

10 а=5

20 Ь=4

30 ? a*b

Кстати, после ввода этой программы команды не выполнялись, а записывались в память компьютера. Убедиться в этом можно введя команду LIST -текст этой маленькой программы тут же появится на экране.

Если теперь ввести команду RUN, то она запустит программу на исполнение. Таким образом, последовательный набор команд с номерами строк является программой на языке Бейсик. Программировать на языке Бейсик означает научиться составлять определенный набор команд для решения поставленной задачи. Какие имеются команды у Бейсика и как ими пользоваться - рассмотрим ниже. Режим, при котором команды не выполняются непосредственно, а «копятся», называют косвенным. В этом режиме, основном для Бейсика, он и является языком программирования.

Основные базовые операторы (команды) языка Бейсик определяют ввод и вывод данных, присвоение, изменение порядка выполнения команд и циклические конструкции.

INPUT <список объектов ввода> - ввод данных;

PRINT < список объектов вывода> - вывод данных;

LET a = <арифметическое, логическое

или символьное выражение>

(служебное слово LET можно не писать) - присвоение;

IF <условие> THEN <оператор 1 >

ELSE <оператор2> - условный оператор;

GOTO <номер строки> - безусловный переход;

FOR x=l TO n STEP h <оператор>

NEXT x - циклическая конструкция.

Часто используют, так называемый, внутренний ввод данных посредством операторов READ - DATA.

Добавим к этому списку несколько системных команд, с помощью которых программист и пользователь занимаются отладкой и обслуживанием программы:

RUN - команда запуска программы на выполнение;

LIST - команда вывода текста программы на экран дисплея;

SAVE - команда сохранения текста программы в виде файла;

LOAD - загрузка ранее сохраненной программы из существующего файла.

Этих операторов и команд обычно хватает, чтобы написать и отладить любую вычислительную программу.

3. Музыкальные и графические возможности

В ряд версий Бейсика встроен специальный подъязык, который позволяет программировать музыку. Это делается без труда командой PLAY. В команде указывается строковое выражение, составленное из символов, кодирующих ноты.

Общий формат команды PLAY таков:

PLAY A$, В$, С$,

где А$, В$, С$ - строки символов, число которых не превышает числа параллельных звуковых каналов в системе. Каждый символ - команда специального языка, задающая ноту, длительность и громкость звучания, другие параметры. Следующие латинские буквы соответствуют основным нотам:

с - «до»,

d - «ре»,

е - «ми»,

f - «фа»,

g - «соль»,

а - «ля»,

b - «си»

Например,команда PLAY "cdefgab" осуществляет музыкальное исполнение гаммы (до-ре-ми-фа-соль-ля-си) четвертой октавы с длительностью 1/4 ноты (устанавливаемой, при отсутствии явных указаний, «по умолчанию»).

Нота может звучать на полтона выше (бемоль - знак «минус») или ниже (диез -знак «плюс», либо #). Высота звучания ноты определяется октавой. Октава кодируется символом с номером On, помещаемым перед нотой или группой последующих нот. Принято кодировать октавы по порядку с единицы в соответствии с фортепианным рядом: первая октава (01) - контроктава, вторая октава (02) - большая октава, третья октава (03) - малая октава, четвертая октава (04) - первая октава, пятая октава (05) - вторая октава и т.д. Например, команда PLAY "оЗ а а а" проигрывает три ноты ля-ля-ля в малой октаве.

Длительность звучания ноты измеряется в специальных единицах - одна целая нота (произнесите четко «раз-и, два-и, три-и, четыре-и», тогда время, затраченное на эту фразу, приблизительно соответствует длительности одной ноты). Выделяют длительность в полноты (1/2 ноты), четверть, одну восьмую, одну шестнадцатую и т.д. - вплоть до одна шестьдесят четвертая. Длительность звучания в программе устанавливают командой Ln (n = 1, 2,... 64), включаемой в символьную последовательность, либо непосредственно в самих командах установки нот. Например,

PLAY "C8 D2 L16 fbe"

означает звучание ноты «до» длительностью в одну восьмую ноты, «ре» - в одну вторую, а ноты фа-си-ми звучат длительностью в одну шестнадцатую ноты. Аналогичную размерность имеет пауза, обозначаемая Rn или Рп.

Уровень громкости может быть установлен командой Vn, предшествующей ноте (n = 0, 1,... 15); по умолчанию n = 8 - «средняя» громкость.

Для получения графических образов необходимо задать графический экран (например, SCREEN 9) и масштаб или окно экрана WINDOW (х1,у1) - (х2,у2). Здесь (х1,у1), (х2,у2) - координаты угловых точек экрана, расположенных на диагонали. Если ограничиться этим, то цвет фона будет черным. Для задания фона другого цвета используется оператор COLOR zl, z2, где zl- цвет текста, z2- цвет фона. Например, зададим графический экран, с размерами по горизонтали и по вертикали, соответственно 32 и 24 единицы, с началом координат в центре экрана. Цвет фона - синий (z2=l), а цвет надписей - желтый (zl=14).

10 '**************** чистый лист *********************

20 SCREEN 9

30 WINDOW (-16, -12) - (16, 12)

40 COLOR 14,1

Изображение точки с координатами (х,у) и заданным цветом осуществляется командой PSET(x,y),z. Здесь z - номер цвета. Точку на бумаге можно изобразить маленьким кружком. Иногда, когда требуется изображение точки покрупнее, буквально рисуют кружок и закрашивают его. В этой связи, изображение точки на экране дисплея можно создавать, выводя образ окружности и закрашивая ее в тот или иной цвет. Для создания окружности используется оператор CIRCLE (x,y),r,z, где х,у - координаты центра окружности, г - радиус окружности, z ~ номер цвета окружности. Закрашивают окружность оператором PAINT (x,y),zl,z , где zl - номер цвета которым закрашивают, z - номер цвета окружности.

Для изображения линий используется оператор LINE, который строит линии одной и той же толщины. Однако, при создании графических образов в компьютерных демонстрациях требуются линии различной толщины. Например, выделяются оси координат на фоне координатной сетки или рисуется график линейной зависимости и т.д. Существует очень быстрый способ получения изображений вертикальных и горизонтальных линий различной толщины. Это достигается выводом на экран узких прямоугольников. Этот прием иллюстрируется на примере построения осей координат:

LINE (-16,-.1)-(16,.1), 15, bf LINE (-.1,-12)-(.1,12), 15, bf

Линии произвольной формы и толщины, в том числе и прямые, выводятся на экран дисплея при помощи оператора CIRCLE. Заключенный в цикл с достаточно малым шагом, оператор CIRCLE действует аналогично плакатному перу с шириной линии, равной диаметру окружности:

FOR х = - 4 ТО 4 STEP .01

у = 0.5*х^2

CIRCLE (x,y), .1, 15

NEXT х

Если требуется провести очень тонкую линию, то вместо CIRCLE используется оператор PSET (x,y), z, где z - номер цвета, а (х,у) - координаты точки (PSET -точка).

4. Соотношение с другими языками программирования (паскалем)

Сопоставим бейсик и некоторые другие популярные языки - не в деталях, а в целом. В Бейсике отсутствуют:

* ряд структур данных (множества, записи, перечисляемые и интервальные типы);

* ссылочные типы и динамические переменные (хотя в старших версиях возможно динамическое описание массивов);

* в большинстве версий - процедуры и функции (их слабыми аналогами являются подпрограммы);

* модули (и, следовательно, возможности организации больших внешних библиотек).

По работе с графикой, возможностям обработки строк (текстов) Бейсик не уступает Паскалю, а по возможностям организации диалога, пожалуй, даже превосходит.

Одна из неприятных особенностей Бейсика для тех, кто привык к структурной записи программного кода, состоит в том, что Бейсик провоцирует программиста к неструктурности. Впрочем, это вопрос навыков и привычек. По большому счету, однако, язык, в котором нет настоящих процедур и средств создания внешних библиотек, не может быть языком структурного программирования.

Усложненные версии Бейсика, в которых фигурируют истинные процедуры и другие средства, заимствованные из более мощных языков, производят неоднозначное впечатление, так как теряется одно из главных достоинств языка - простота (лучше уж тогда пользоваться во многих отношениях превосходящим Бейсик языком операционального программирования Фортран-77). При написании же коротких простых программ Бейсик реально не уступает Паскалю (и многие специалисты утверждают, что процедура программирования на Бейсике проще, хотя это спорно). Поскольку современные версии Бейсик-систем используют не интерпретаторы, а компиляторы, эффективность программ не ниже, чем аналогичных на Паскале.

Список литературы

1. Абрамов С.А. Задачи по программированию. - М.: наука, 1988.

2. Алексеев В.Е. Вычислительная техника и программирование. - М.: Высшая школа, 1991.

3. Кетков Ю.В. Диалог на языке Бейсик для мини- и микро-ЭВМ. - М.: Наука, 1988.

4. Кнут Д. Искусство программирования. - М.: Мир, 1989.

5. Семакин И.Г.Лекции по программированию. - М.: Пермь, 1996.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. - М.: Инфра-М, 1999.

Размещено на Allbest.ru

...