Beta BASIC: Улучшенный интерпретатор для ZX Spectrum

Введение

Интерпретатор BASIC для микрокомпьютера Sinclair Research ZX Spectrum. Beta BASIC — это интерпретатор BASIC для микрокомпьютера Sinclair Research ZX Spectrum, написанный доктором Эндрю Райтом в 1983 году и распространяемый его небольшой компанией BetaSoft. BetaSoft также издавала регулярный информационный бюллетень/журнал под названием BetaNews. Изначально это был набор инструментов BASIC, но со временем он превратился в полноценную замену.

Объекты

Beta BASIC полностью заменил Sinclair BASIC, который, как и было принято в то время, также являлся операционной системой, предоставляющей интерфейс командной строки (CLI). Таким образом, Beta BASIC предоставил новый и улучшенный CLI и редактор. Он поддерживал своеобразную систему ввода одного ключа, характерную для Sinclair BASIC, для ключевых слов, но также позволял набирать ключевые слова по букве. Это избавило от необходимости запоминать порой сложные комбинации клавиш, необходимые для ввода редко используемых ключевых слов BASIC. Однако система ввода одного ключа была расширена за счет сопоставления графических символов Spectrum с новыми ключевыми словами Beta BASIC. Для переключения между вводом ключевых слов и набором текста достаточно было нажать один пробел, что приводило к изменению режима курсора с K (ключевое слово) на L (строчные буквы) или C (прописные буквы). (Оператор KEYWORDS также мог использоваться для изменения этого поведения, например, для отключения режима K.) Редактор, при листинге, мог автоматически форматировать код. Это можно было сделать вручную в Sinclair BASIC, но автоматическое форматирование имеет преимущество – оно выделяет определенные типы ошибок в коде, в первую очередь связанные с некорректным закрытием конструкций. Другие улучшения редактора включали автоматическое выделение текущей строки – небольшая, но очень полезная функция – и возможность перемещать курсор вверх и вниз, а также влево и вправо, что было огромным преимуществом при редактировании длинных строк. В сочетании с 64-колонным дисплеем (см. раздел "Новые возможности" ниже), эти улучшения сделали Beta BASIC гораздо более продуктивной средой даже для написания кода на стандартном Sinclair BASIC и без использования языковых расширений BetaSoft. Beta BASIC также был самостоятельным интерпретатором, обходя ROM Spectrum, который он использовал как библиотеку. Он иногда обращался к ROM для доступа к функциям, которые не стоило переписывать, либо потому, что подпрограммы ROM были достаточно хороши, либо из-за ограничений по памяти – Beta BASIC должен был работать в 48 КБ памяти Spectrum, при этом оставляя место для кода пользователя.

Beta BASIC completely replaced Sinclair BASIC, which as common for the time was also the OS providing a command line interface (CLI). Thus Beta BASIC provided a new and improved CLI and editor. It supported Sinclair's idiosyncratic single key entry system for BASIC keywords but also allowed keywords to be spelled out letter for letter. This also removed the necessity for memorising the sometimes arcane key combinations necessary to enter less commonly used BASIC keywords. However, the single key entry system was also extended by mapping the Spectrum's 'graphics' characters to Beta BASIC's new keywords. To switch from keyword entry to typed entry, it was merely necessary to type a single space, causing the cursor mode to change from K (keyword) to L (lowercase) or C (capital). (The KEYWORDS statement could also be used to alter this behaviour, for example by disabling the K mode.) The editor, when listing, could optionally automatically prettyprint code. It was possible to do this manually in Sinclair BASIC, but automatic indentation has the advantage of highlighting certain types of coding error primarily those to do with failing to correctly close constructs. Other editing improvements included automatic highlighting of the current line indicator a small tweak but disproportionately helpful and the ability to move the cursor up and down as well as left and right, a huge boon when editing long lines. Combined with the 64 column display (see "New functionality" section below), these improvements made Beta BASIC a much more productive environment even for coding standard Sinclair BASIC and making no use of BetaSoft's language additions. Beta BASIC was also a standalone interpreter in its own right, bypassing the Spectrum ROM, which it used as a library. It occasionally made calls into the ROM to access functions that were not worth re implementing either because the ROM routines were good enough or for reasons of space Beta BASIC had to run in the 48 KB of memory available on a Spectrum and still leave room for the user's code.

Изменения языка

В свое время, Бета БЭЙСИК был довольно сложным языком. Он поддерживал полноценное структурированное программирование с именованными процедурами и функциями, включая локальные переменные, что позволяло использовать рекурсию. Хотя он и поддерживал номера строк, они не были обязательными, и существовал режим работы, полностью отключающий их отображение. На компьютерах Spectrum с 128 КБ памяти, Бета БЭЙСИК предоставлял расширенные возможности для доступа к дополнительной памяти, реализованной в виде диска RAM. Помимо сохранения и загрузки программ, блоков памяти или изображений экрана на диск RAM и ведения каталога файлов на диске RAM, Бета БЭЙСИК также предлагал команды для создания и использования массивов, хранящихся на диске RAM. Это позволяло программам, работающим в примерно 30 КБ свободной памяти на Spectrum, оперировать массивами размером до 80 КБ – значительно больше, чем по стандартам 1980-х годов, и больше, чем у большинства других 8-битных версий БЭЙСИКа, которые обычно ограничивались общим объемом 64 КБ для программ и данных.

Новые функции

Beta BASIC также напрямую управлял 256x192-пиксельным дисплеем Spectrum, устраняя ограничения 32-колонного текстового режима ROM. Beta BASIC предлагал масштабируемые экранные шрифты, включая специальный "мягкий" шрифт, который имел ширину всего 4 пикселя, но оставался разборчивым. Это позволяло Beta BASIC отображать 64 столбца текста на экране, что делало его более сопоставимым с традиционными 80-колонными дисплеями компьютерных терминалов и распространенными любительскими и профессиональными машинами CP/M. (Некоторые домашние компьютеры 80-х годов также поддерживали 80-колонный режим.) Если пользователь был готов мириться с отображением символов без промежутков, можно было получить 85-колонный дисплей. Хотя это было не очень удобно для чтения, это облегчало перенос BASIC-приложений, разработанных для 80-колонного экрана. Размер текста можно было задавать программно, позволяя использовать 64-колонный текст в одной части программы, 32-колонный – в другой, а также промежуточные размеры с увеличением или уменьшением масштаба.

Ограничения

Beta BASIC имел ряд ограничений. Как и другие 8-битные микропроцессоры, Spectrum мог адресовать только 64 КБ непрерывной памяти из-за ограничений адресации процессора Zilog Z80, использовавшегося в Spectrum. Из этого объема 16 КБ занимала ПЗУ Sinclair BASIC, оставляя 48 КБ для оперативной памяти. Часть этой памяти использовалась под экран, а также под области, предназначенные для хранения внутренних структур данных интерпретатора. Beta BASIC занимал примерно 11–12 КБ от оставшегося объема, в некоторых случаях оставляя для пользовательских программ всего около 20 КБ. Замена редактора Sinclair означала, что нельзя было использовать полноэкранный редактор BASIC из ПЗУ 128K Spectrum. Для кода Beta BASIC не было доступно компиляторов, а существующие компиляторы Sinclair BASIC, такие как HiSoft BASIC, не поддерживали расширенные ключевые слова и возможности Beta BASIC. Еще одним ограничением Sinclair BASIC было то, что для строк, массивов и других типов данных можно было использовать только однобуквенные имена переменных. Единственным другим 8-битным BASIC, обеспечивавшим встроенную поддержку структурированного программирования, был BBC BASIC. В Beta BASIC именованные процедуры не требовали использования ключевого слова PROC, как в BBC BASIC, и таким образом становились новыми ключевыми словами языка, позволяя расширять сам язык. Однако BBC BASIC был значительно быстрее – самым быстрым интерпретатором BASIC того времени. Beta BASIC не отличался особой скоростью, хотя и включал более быстрые реализации особенно медленных подпрограмм ПЗУ, таких как код для рисования окружностей и дуг.

Версии

BetaBasic V1.0 1983 года была в значительной степени совместима с Beta BASIC и работала аналогичным образом, за исключением областей, где аппаратное обеспечение SAM существенно отличалось, таких как экран и расширенная память SAM. Позднее компания BetaSoft выпустила расширение для SAM BASIC под названием MasterBASIC.