ТИ-БЕЙСИК

Эта статья о языке программирования калькулятора. Информацию о языке программирования для домашнего компьютера TI 99/4A см. в TI BASIC (TI 99/4A) .

TI-BASIC является официальным название языка, похожего на BASIC, встроенного в Texas Instruments графические калькуляторы . TI-BASIC — это языковое семейство, состоящее из трех разных и несовместимых версий, выпущенных для разных продуктов:

• TI-BASIC 83 (на процессоре Z80 ) для серии TI-83 , серии TI-84 Plus
• TI-BASIC 89 (на 68k процессоре ) для серии TI-89 , серии TI-92 , Voyage
• TI-BASIC Nspire (на процессоре ARM ) для TI-Nspire и TI-Nspire CAS

TI редко называет язык по имени, но имя TI-BASIC использовалось в некоторой документации для разработчиков.

Для многих приложений это наиболее удобный способ программирования любого калькулятора TI, поскольку в него встроена возможность написания программ на TI-BASIC. Также можно использовать язык ассемблера (часто называемый «asm»), и C компиляторы для перевода на ассемблер существуют : TIGCC для калькуляторов на базе Motorola 68000 (68k) и SDCC для калькуляторов на базе Zilog Z80 . Однако оба они являются кросс-компиляторами , не позволяющими программировать на калькуляторе. TI-BASIC значительно медленнее, чем язык ассемблера (поскольку его необходимо интерпретировать ), что делает его более подходящим для написания программ для быстрого решения математических задач или выполнения повторяющихся задач, а не для программирования игр или приложений с интенсивным использованием графики. В некоторых учебниках по математике даже есть программы на TI-BASIC (обычно для широко распространенного варианта, используемого в сериях TI-82/83/84).

Несмотря на то, что TI-BASIC несколько минималистичный по сравнению с языками программирования, используемыми на компьютерах, он, тем не менее, является важным фактором в сообществе программистов. Поскольку графические калькуляторы TI необходимы на уроках математики углубленного уровня во многих средних школах и университетах, TI-BASIC часто дает многим студентам возможность впервые познакомиться с миром программирования.

Синтаксис

Синтаксис всех версий TI-BASIC несколько отличается от типичных реализаций BASIC. Сам язык имеет некоторые базовые возможности структурного программирования , но не допускает использования пробелов или отступов. Это также зависит от несколько нестандартного набора символов с определенными символами для назначения (правая стрелка «STO», недоступная в большинстве наборов символов), квадратными и кубическими корнями и другими математическими символами, а также токенизированной записью. и хранилище для ключевых слов. Все операторы начинаются с двоеточия, которое также выполняет функцию разделителя операторов внутри строк. В моделях TI-83/84 закрывающие скобки, скобки, фигурные скобки и кавычки при желании можно опустить в конце строки или перед токеном STO, чтобы сэкономить место, хотя иногда их лучше оставить. Например, в моделях TI 83/84 функция цикла for работает намного медленнее без закрытия круглых скобок в определенных обстоятельствах.

В выражениях используется инфиксная запись со стандартным приоритетом операторов . Многие операторы требуют аргументов в круглых скобках, аналогично синтаксису, используемому для математических функций. Синтаксис присваивания (копирования данных в переменную) необычен по сравнению с большинством обычных языков программирования для компьютеров; вместо использования оператора let в стиле BASIC со знаком равенства или алгоритма algol . типа := оператор, TI-BASIC использует стрелку вправо sto→ оператор с синтаксисом: источник → пункт назначения . Это похоже на некоторые японские калькуляторы, такие как Casio, Canon и Sharp, которые часто использовали аналогичный синтаксис с тех пор, как в конце 1970-х - начале 1980-х годов появились первые японские буквенно-цифровые калькуляторы для массового рынка.

Поток управления

Операторы потока управления включают блоки if-then-else , циклы for , циклы while и циклы повторения , но не содержат операторов переключения . Основные операторы потока управления:

 If condition
 Then
 ...
 Else
 ...
 End

 For(variable,start,stop,step)
 ...
 End

 While condition
 ...
 End

 Repeat condition
 ...
 End

Реализации TI-BASIC, что необычно для языка высокого уровня, включают операторы IS> (Увеличить и пропустить, если больше) и DS< (Уменьшить и пропустить, если меньше), конструкции, обычно связанные с языками ассемблера . Разделы программ могут быть помечены ; однако, особенно на моделях Z80, метки служат пунктами назначения для операторов Goto или Menu( функции, а не как метки программ или блоков.

Доступность функций и подпрограмм зависит от реализации; версии, доступные на калькуляторах TI-82, даже не поддерживают функцию, подобную GOSUB , хотя можно вызывать программы друг из друга и совместно использовать переменные между программами. Проекты на основе TI-89/92 могут иметь доступ к общим функциям, по сути, к программам, способным возвращать значение.

Типы данных

TI-BASIC — строго и динамически типизированный язык. Доступные типы данных значительно различаются в версиях 68k и Z80. Невозможно создать пользовательские типы данных без использования библиотеки, написанной на ассемблере. Списки часто используются вместо структур .

ТИ-83/84 (З80)

• Числовые переменные , в том числе A - Z и θ (тета). Они позволяют действительные числа или комплексные числа хранить (реализованные как пары действительных чисел) в формате с плавающей запятой . Значения могут варьироваться от 1 E -99 до 1 E 99 с точностью до десяти цифр. Однако предел в 27 переменных может быть расширен за счет использования списков, матриц и манипуляций с целочисленной записью. Список или матрица могут использоваться для хранения уникальных реальных переменных, на которые можно ссылаться индивидуально. Целые числа можно объединить в одну действительную переменную, определив их как целую и десятичную половины действительного числа; доступ к каждой половине затем осуществляется независимо с помощью команд параметрической детали и fPart. Переменные с двоичными значениями можно хранить как одно целое число путем преобразования между базой 2 и базой 10.
• Струны , в том числе Str0 - Str9. В них может храниться любое количество символов или даже названий функций, если имеется свободная память. Их можно оценить как выражение с expr() функция, которая находится в каталоге.
• Списки, в том числе L1 - L6, с возможностью создания дополнительных. По сути, это одномерные массивы, используемые для хранения вещественных или комплексных чисел в каждом из их элементов . Размерность доступная списка, количество его элементов, может варьироваться от 1 до 999, хотя память может быть ограничивающим фактором . Если размер списка установлен ниже, чем был раньше, элементы в конце обрезаются. Если установлено более высокое значение, дополнительные элементы в конце заполняются нулями. Размеры устанавливаются путем сохранения действительного числа в dim( имени списка. Списки по умолчанию называются L 1 –L 6 , но можно создавать собственные списки. Это делается путем установки размера списка, на который ссылается L токен в Lists, за которым следует имя длиной от 1 до 5 символов , начинающееся с заглавной буквы. A - Z и θ. Доступ к отдельным элементам списков можно получить, поместив номер элемента в скобках после названия списка.
• Матрицы , в том числе [A] - [J]. На их элементы распространяются те же ограничения, что и на списки. Их размеры могут быть определены до 99x99 элементов, хотя, опять же, доступная память ограничивает это. Невозможно создавать пользовательские матрицы, поэтому можно использовать только десять встроенных.
• Переменные уравнения, включая Y0 - Y9, r1 - r6, и u, v, w. По сути, это строки, в которых хранятся уравнения. Они оцениваются для возврата значения при использовании в выражении или программе. Конкретные значения (константа, C) можно вставить в качестве независимой переменной (X), указав после имени уравнения (зависимого, Y) значение константы в круглых скобках. В приведенном ниже примере используется «(4)» (без особой причины). ( Y1(4) вернет значение Y1 при Х=4)

К типам данных, которыми нельзя манипулировать напрямую, относятся:

• Картинки ( Pic0 - Pic9)
• Фон ( Image0 - Image9)
• Программы ( prgm)
• Графовые базы данных ( GDB0 - GDB9)
• Цвет ( BLUE, RED,..., GRAY) (всего 15 цветов)

ТИ-89 (68к)

• Целые числа, которые могут хранить большой объем данных. Калькуляторы 68k могут хранить очень большие числа, вплоть до $10^{600}$, с идеальной точностью.
• Действительные числа с использованием десятичной дроби с плавающей запятой . Они хранят до 14 значащих цифр в зависимости от модели калькулятора.
• Комплексные числа , реализованные как пары действительных чисел.
• Струны
• Списки — одномерные связанные списки , поддерживающие поэлементные операции. В калькуляторах 68k элементами могут быть целые, действительные, комплексные числа, строки или выражения.
• Матрицы с элементами, на которые распространяются те же ограничения в списках.
• Символические выражения , уникальные для серии 68k.

Типы данных, которыми нельзя манипулировать напрямую (ввод только их имени в строке приведет к ошибке), включают:

• Картинки
• Данные
• Программы
• Функции

Переменные

Гибкость использования переменных сильно зависит от модели калькулятора. Например, на TI-84 Plus доступны все буквы английского языка, а также тета (Θ).

ТИ-83/84 (З80)

На ТИ-83/84 программатор может создавать списки, имена которых имеют длину до пяти символов. Все остальные типы данных ограничены, например, 27 действительных или комплексных переменных, а также ряд предопределенных имен переменных других типов (например, матрицы должны быть одной из десяти переменных). [A]- [J]). На TI-83/84 некоторые переменные, такие как Ans а финансовые переменные имеют фиксированные адреса в оперативной памяти, что делает доступ к ним намного быстрее, чем к 27-буквенным переменным. Ans действует как специальная переменная, содержащая результат последнего вычисленного кода. Строка, содержащая только переменную, все равно будет оценена, а ее содержимое сохранено в Ans как результат. Потому что Ans пересчитывается так часто, что чаще всего используется для хранения очень временных вычислений или для хранения значений, доступ к которым в противном случае был бы медленным, например элементов из списка. Все переменные глобальные.

ТИ-89 (68к)

Напротив, калькуляторы 68k позволяют всем именам переменных содержать до восьми буквенно-цифровых символов, включая греческий . Кроме того, переменные можно сгруппировать в «папки» или сделать локальными для программы, объявив их с помощью Local заявление.

Комментарии

ТИ-83/84 (З80)

Программисты Z80 часто начинают строки с " (двойные кавычки) для обозначения комментария. Строки, начинающиеся с ", фактически выполняются, изменяя Ans переменная, но это не влияет ни на что, кроме производительности, если только Ans читается сразу после этого.

ТИ-89 (68к)

Калькуляторы 68k позволяют программам включать однострочные комментарии , используя © в качестве символа комментария. Если комментарий появляется в первой строке после оператора «Prgm», он отображается в строке состояния при выборе программы в каталоге; такие комментарии часто используются для документирования названий или типов параметров. Интерпретатор 68k имеет встроенную функцию для хранения количества пробелов в начале строки, что позволяет использовать отступы .

Функции

ТИ-83/84 (З80)

Версия TI-BASIC для Z80 делает невозможными явные «функции», подобные тем, что есть в 68k. Однако все переменные являются глобальными, поэтому функции можно эмулировать, устанавливая переменные, аналогичные аргументам, перед вызовом другой программы. Возвращаемые значения не существуют; тот Return оператор останавливает текущую программу и продолжает работу с того места, где программа была вызвана.

ТИ-89 (68к)

Версия TI-BASIC 68k позволяет создавать пользовательские функции. Функции имеют тот же синтаксис, что и программы, за исключением того, что они используют Func... EndFunc ключевые слова вместо Prgm... EndPrgmи что им не разрешено использовать инструкции, выполняющие ввод-вывод, изменять нелокальные переменные или вызывать программы. Однако функции все равно могут быть нечистыми , поскольку они могут вызывать встроенные функции, такие как getTime(), getKey(), или rand(). Все функции имеют возвращаемое значение, которое при отсутствии явного Return оператор — это последнее вычисленное выражение.

Сторонние языковые расширения

Сторонние приложения, в хронологическом порядке Omnicalc, кслиб, «Селтик» и «Дорз CS», перегрузили функции TI-BASIC на калькуляторах Z80, чтобы обеспечить дополнительные языковые функции. Сторонние библиотеки перегружают sum(), real(), det() и identity() функции, которые обрабатываются и интерпретируются соответствующими приложениями. Среди дополнительных функций - процедуры быстрого рисования фигур, инструменты спрайтов и тайловых карт, возможности модификации и доступа к программам и НДС, функции построения графического пользовательского интерфейса и многое другое, большинство из которых обычно ограничены для использования программистами на ассемблере. Для всех функций требуется, чтобы на калькуляторе пользователя присутствовало такое приложение, как Doors CS 7.0 , что иногда считается препятствием для использования библиотек.

Примеры

Привет, мир

Следующие программы при запуске будут отображать фразу " HELLO, WORLD!".

ТИ-83/84 (серия Z80)

:Disp "HELLO, WORLD!"

ТИ-89 (серия 68к)

(PS этот код можно сократить до функции Disp, как в TI-83/84, при этом hellowld, prgm и endprgm генерируются автоматически.)

:hellowld()
:Prgm
:ClrIO
:Disp "HELLO, WORLD!"
:Pause
:ClrIO
:DispHome
:EndPrgm

ТИ-Энспайр

text "HELLO, WORLD!"

TI-Nspire CX

text "HELLO, WORLD!"

Списки и циклы

ТИ-83/84 (серия Z80)

PROGRAM:LISTS
:"ASK FOR THE NUMBER OF VARIABLES
:Input "NUMBER OF VARS? ",A
:"VALIDATE INPUT OR STOP
:If A<1 or fPart(A)
:Stop
:"A FOR LOOP TO ASK FOR EACH VALUE TO BE IN THE LIST
:For(N,1,A)
:Input "VAR ",B
:"STORE THE VALUE INTO THE NTH ELEMENT
:B→L1(N)
:End
:"IMPLICITLY RETURN THE FINAL LIST
:L1

ТИ-89 (серия 68к)

lists()
:Prgm
:  Local n,i,c © Declare local variables n, i, and c.
:  {}→list © Initialize list as an empty list.
:  Input "Number of variables?",n 
:  For i,1,n
:    Input "Variable #"&string(i),c © & concatenates i after it is converted to a string.
:    c→list[i]
:  EndFor
:EndPrgm

Списки имеют много возможных имен, это позволяет многим программам манипулировать многими списками, не переопределяя предыдущие данные. Списки на TI-82 не могут иметь произвольные имена (от L ₁ до L ₆ запрограммированы заранее). TI-85 и TI-86 не имеют возможности обрабатывать имя переменной с индексами. TI-81 совершенно не умеет работать со списками. Списки могут использоваться многочисленными встроенными функциями TI-BASIC для расчета статистики, включая различные регрессионные анализы и многое другое . Их можно вызывать внутри программ, однако они по-прежнему отображают информацию во время приостановки выполнения и не могут сохранять определенные результаты в переменных.

Рекурсия

Рекурсия возможна. Программа может быть вызвана из самой себя или из другой программы.

ТИ-83/84 (серия Z80)

Пример ниже используется для вычисления факториалов . Для того, чтобы это работало, X является параметром факториала и A должно быть равно 1.

PROGRAM:FACT
:If X=0
:Then
:Disp A
:Stop
:End
:XA→A
:X-1→X
:prgmFACT

ТИ-89 (серия 68к)

factui()
:Prgm
:  Local n
:  Define fact(x)=Func
:    If x=0
:      Return 1
:    Return x*fact(x-1)
:  EndFunc
:  Input "Input a number", n
:  Disp "n! = "
:  Disp fact(n)
:EndPrgm

Функции

Серия 68k проводит различие между программами и функциями. Функции аналогичны программам, за исключением того, что они не допускают операторов, выполняющих ввод-вывод, включая изменение нелокальных переменных, и возвращают значение, которое при отсутствии явного указания Return оператор — это последнее вычисленное выражение.

fact(x)
:Func
:  If x=0
:    Return 1
:  If x<0
:    Return undef
:  x*fact(x-1)
:End Func

Редакторы и инструменты

Рост сообщества любителей графических калькуляторов в 1990-х годах повлек за собой обмен информацией и сотрудничество, включая необходимость делиться кодом TI-BASIC в списках рассылки и дискуссионных форумах. Сначала это делалось путем набора кода TI-BASIC с экрана калькулятора на компьютер вручную или, наоборот, ввода программ в калькуляторы вручную. Программы TI-BASIC хранятся в токенизированном формате, их нельзя редактировать с помощью стандартных компьютерных текстовых редакторов, поэтому по мере взросления сообщества программистов калькуляторов возникла необходимость в автоматизированном конвертере. Формат хранящихся на компьютере программ TI-BASIC, созданных приложением TI-GraphLink компании Texas Instruments, в конечном итоге был декодирован, и для управления этими файлами были созданы сторонние инструменты. Компания TI создала редактор BASIC, который включили в некоторые выпуски программы связывания TI-GraphLink, но он не получил широкого распространения. В частности, использовался собственный набор символов, который не отображался должным образом при копировании и вставке на форум.

В 2005 году Джо Пенна создал OptiBASIC, инструмент-переводчик для преобразования текста из редактора TI-GraphLink в стандартный Unicode. Вскоре проект расширился и включил оптимизатор TI-BASIC на основе регулярных выражений. Независимо Кристофер «Керм Марсианин» Митчелл из Cemetech начал создавать онлайн-конвертер для извлечения содержимого в виде простого текста (а позже в формате HTML и BBCode ) из токенизированных программ TI-BASIC. который расширился и теперь включает онлайн-редактор программ, экспортер и эмулятор TI-83 Plus. Проект SourceCoder поглотил OptiBASIC в конце 2005 года. Единственный другой крупный редактор TI-BASIC, используемый в настоящее время, - это TokenIDE (или «Tokens»), созданный Шоном «Merthsoft» Макфоллом. Автономный редактор Tokens может импортировать, редактировать и экспортировать программы TI-BASIC, включает в себя инструменты для отслеживания размера и правильности программы, а также предлагает вспомогательные функции, такие как редактор спрайтов/изображений. Построенный на основе определений токенов, хранящихся в файлах XML , он должен быть расширяемым для работы с любым сопоставлением токенов, заданным пользователем.

Программы серии NSprire, а также калькуляторов TI 92 plus и Voyage 200 можно переносить и сохранять в формате простого открытого текста (Ansi/Ascii/ISO 8859-*), и существует несколько IDE для программирования калькуляторов TI. Для калькуляторов TI доступен ряд определений синтаксиса TextPad , фрагментов кода и диаграмм, а определения синтаксиса также были преобразованы в формат, используемый редактором Zeus . Формат открытого текста также используется для интерпретатора Lua на калькуляторе.

Существует независимый проект по разработке интерпретатора на стороне ПК для варианта TI Basic TI89-92-Voyage 200, который позволит запускать программы для калькулятора напрямую. а также комбинированные программы других языков, вызывающие этот интерпретатор. Интерпретатор использует стандартные файлы ввода, вывода, ошибок и определяемые файлы журналов и конфигурации в консольном режиме под Windows, а вторая программа для репликации графики, используемой на калькуляторе, будет связана с ней так же, как инструменты Tk, интегрированные с Tcl , Perl , Rexx , C и другие языки. Источником этого инструмента является родственный проект по разработке инструмента типа Tk для использования VBScript. Также предусмотрен третий инструмент, который интегрирует TI Basic на стороне ПК с программами для работы с электронными таблицами и базами данных через механизмы VBA и WSH. Этот проект также включает в себя оболочку в стиле Unix на стороне калькулятора, интерпретаторы Rexx и Perl, интерпретатор Fortran 77, а также преобразователи для переключения между различными языками программирования калькуляторов Casio, HP, Sharp и Texas Instruments, а также между ними. из этих и различных языков сценариев .

См. также

• Калькулятор игровой
• Программируемый калькулятор
• Касио БЕЙСИК
• РПЛ (язык программирования)

Внешние ссылки

• Официальный сайт Texas Instruments