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chip BASIC


corso di programmazione
per microcalcolatori


tecniche nuove











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Supplemento a CHIP n. 2/84 periodico mensile


CHIP


Mensile di micro e personal computer

ISSN 0392 9353

Dire llorr rrspnnsabilr: ( liuseppc Sardella Dire il ore «tuonale: I n/M maglione Redattore capo: Richard kerler Redazione: Gior
gio Panttcri Maicsa ( olccchia Redazione libri: I eti/in Caccia bui Inchieste: < arlo Gianola ( oordimeniu tecnico: Roberto Alba¬
nesi Mario Modici Lucia Maiandi ì olografia: Ezio Gcndetii Pubblicità: Cesare Gnocchi • C oordinamrnlo annunci: Carla Zoia
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lei 0444 <12238 Padova - Via PdH/zo, 14 I - Td. 049/772370-Bologna - Via Imola, 13 A • Td. 051/324311 - Abbonamenli: Ita¬
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BASIC


Alain Checroun


BASIC

corso di programmazione
dei microcalcolatori


tecniche nuove









BASIC




Edizione originale

A. Checroun «Basic: programmatimi dcs microordinateurs»

19X0 Bordas, Parigi

Edizione italiana

Traduzione dal francese di Bruno Timoni

19X2 Tecniche Nuove, via Moscova 46 9A, 20121 Milano,
tei. (02) 6590351 - telex 334647 TECHS I

ISBN 88 7081 149 2

Tulli i diritti sono riservati. Nessuna parte del libro può essere riprodotta o
trasmessa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il per¬
messo scritto dell'editore.

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retrieval System, or transmitted by anv means. electronic, meehanieal,
photoeopying, rccording, or otherwise, withoul writlen permission troni thè
publisher.


Fotocomposizione: Grafica Quadrifoglio, Milano
Stampa: Arti Grafiche F.lli Jodice - Rosale (MI)
Finito di stampare nel mese di febbraio 1984















BASIC


INDICE

Introduzione 1

Capitolo 1. 1 microcalcolatori 3

1.1. Dai calcolatori ai microcalcolatori 3

..2. Struttura di un microcalcolatore 4

1.3. Principio di funzionamento 5

1.4. I differenti livelli del linguaggio 11

Capitolo 2. Il Basic 15

2.1. Primi concetti del linguaggio 15

2.2. Immissione dei dati e presentazione dei risultati 20

2.3. Istruzioni di test o salto condizionale 22

2.4. Le iterazioni di programma 25

2.5. Le variabili indicizzate 26

2.6. Le iterazioni multiple. Variabili a più indici 29

2.7. Ripetizione di una stessa istruzione. Funzioni 33

2.8. Ripetizione di uno stesso programma.

Concetto di sottoprogramma 35

2.9. Sottoprogrammi indipendenti 37

2.10. Elaborazione di caratteri alfanumerici. Stringhe 39

Capitolo 3. Le estensioni del Basic 41

3.1. Le variabili 41

3.2. Operazioni sulle stringhe di caratteri 42

3.3. Le interruzioni di sequenza 47

3.4. Le iterazioni di programma 50

3.5. Gli operatori logici 51

3.6. Sottoprogrammi di correzione (programmabile) degli errori 53

3.7. Complementi alle istruzioni utili 54

Capitolo 4. Gli archivi 57

4.1. Concetto di archivio 57

4.2. Apertura e chiusura di un archivio 57

4.3. Gli archivi sotto forma ASCI I 59

4.4. Gli archivi d'ingresso-uscita per registrazioni 61

4.5. Gli archivi in memoria virtuale 67









BASIC


Capitolo S. Problemi applicativi 69

5.1. Un metodo di selezione 69

5.2. Catalogazione di dati statistici 72

5.3. Tracciato di un istogramma 72

5.4. Soluzione di un sistema lineare 74

5.5. Calcolo dell’interesse composto 77

5.6. Recupero di spazio in memoria. Iterazioni 77

5.7. Calcolo dcH’imposia 78

5.8. Soluzione di un’equazione con il metodo Newton 78

5.9. Calcolo di un integrale 79

5.10. Piano risparmio edilizio 80

5.11. Ricerca di una sequenza di caratteri predefiniti 81

5.12. 11 gioco della dama: programmazione non numerica 81

5.13. Metodo per generare dei numeri primi della serie di Fibonacci 82

5.14. Funzione fattoriale. Permutazioni e combinazioni 83

5.15. Simulazione del gioco del lotto 85

Appendice 1. Riepilogo delle istruzioni Basic 87

Appendice 2. Le funzioni biblioteca 89

Bibliografia 90








BASIC


INTRODUZIONE

La microinformatica è una scienza applicabile alla nostra vita quotidiana sia
professionale sia familiare. La dimensione ridotta, l’affidabilità, la facilita
d’uso e il modesto costo mettono i piccoli calcolatori alla portata di tutti.
Abbiamo voluto spiegare il più chiaramente possibile questo fenomeno tecni¬
co che provocherà senza dubbio un rinnovamento sociale importante a breve
scadenza. Questo libro è dunque dedicato al lettore che non conosce o che co¬
nosce poco i calcolatori e che un giorno o l’altro si troverà nella condizione di
doverli utilizzare.

Dopo un breve richiamo storico, definiamo gli elementi che costituiscono un
sistema informatico costruito su un microcalcolatore, oltre ai rispettivi ruoli.
Descriviamo in modo semplificato il principio di funzionamento e i principali
concetti da ricordare, in particolare il concetto di linguaggio di programma¬
zione e i differenti livelli di linguaggio applicabili.

Al momento attuale tutti i personal computer, oltre a molti calcolatori di gros¬
se dimensioni, sono programmabili nel linguaggio Basic. Il capitolo 2 è dedi¬
calo alla spiegazione di questo linguaggio nella sua forma più corrente. 1 capi¬
toli 3 e 4 sono utili al lettore che, avendo assimilato i concetti elementari, in¬
tendesse approfondirli.

Il capitolo 3 è dedicalo alla descrizione di istruzioni più complesse, tipiche di
alcune macchine. Abbiamo deciso di descrivere uno dei linguaggi più diffusi,
il Basic Plus della Digital, ma molte istruzioni sono valide anche per altri co¬
struttori.

Il capitolo 4 affronta il concetto di archivio e il modo di trattarlo con il Basic
della Digital.

Tengo particolarmente a ringraziare Marc Podgrodski per la sua partecipazio¬
ne alla stesura degli ultimi due capitoli, oltre che Pierre Duricux e Anioine Te
mime che hanno voluto rivedere e correggere taluni esercizi.

L ’A more


1












BASIC


CAPITOLO 1

I MICROCALCOLATORI


1.1. DAI CALCOLATORI Al MICROCALCOLATORI

Come è noto, il calcolatore è costituito da elementi a base di componenti elet¬
tronici. Dagli anni cinquanta, in cui si fabbricavano calcolatori a tubi elettro¬
nici il cui elemento principale era l’Unità Centrale (aritmetica e logica) che ri¬
chiedeva potenti sistemi di condizionamento e locali appositamente attre//ati
fino ai nostri giorni, in cui l'unità di elaborazione è trascurabile in volume e in
prezzo rispetto agli altri elementi del sistema, questi componenti hanno subito
una progressiva miniaturizzazione.

Pur non entrando nel merito della tecnologia della miniaturizzazione, cerche¬
remo semplicemente di dare un'idea del progresso compiuto citando i risultali
ottenuti nei periodi che hanno segnato maggiormente l’evoluzione dei calcola¬
tori. In primo luogo due precursori:

— 1944. Aiken ad Harvard completa il «MARK I»; combinando tubi e relais
effettua un’operazione di somma in 0.25 s e una di moltiplicazione in 4 s,

— 1946. Hckert e Mauchly all’Università di Pennsylvania mettono a punto il
primo calcolatore completamente elettronico: l’ENIAC (I lectronic Numcric
Integrator and Automatic Calculator). Pesa diverse decine di tonnellate, con¬
suma l’energia elettrica di un treno e richiede un grosso impianto di condi/io-
namento.

Duecento persone debbono sorvegliare il suo funzionamento... un guasto ogni
dieci minuti... però esegue 5 mila somme al secondo.

— 1948. Dopo lo studio teorico d’importanza capitale compiuto da Von Ncu-
man, esce l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator). La
codifica binaria dell’inlorinazione diventa preponderante.

— 1952. Descrizione deH’effelto di campo da parte di Shockley.

— 1956 - 1968. Sostituzione dei tubi catodici con transistori. Introduzione
di grosse memorie a ferrite. Linguaggi di programmazione. Da qui maggiore
affidabilità, velocità, flessibilità d'uso. Dischi magnetici, grosse stampanti.

— 1965 1970. Circuiti integrati, console di visualizzazione. Melodi eonver-

sazionali. Reti, elaborazione a distanza. I e prestazioni sono moltiplicate per
100, i prezzi divisi pei 10.

— 1970 1980. Progresso considerevole nella miniaturizzazione dei compo¬

nenti e dei circuiti il calcolatore in una scatola. Le prestazioni sono ancora
moltiplicate e i puzzi divisi per 10.


3





BASIC


Oggi si può trovare sul mercato un’unità centrale di 32 Kbyte munita di video,
di tastiera, di due diselli flessibili da 180000 byte, di stampante, per una spesa
attorno ai 5 milioni di lire e tale da occupare un volume equivalente a tre cas¬
setti di scrivania.

È l’inizio dell’era dei microcalcolatori la cui unità centrale è realizzata con un
circuito microprocessore in un’unica scatola contenente componenti LSI (Lar-
ge Scale Integration). In una pasticca di silicio di qualche millimetro di lato si
possono includere l'ino a 5(XXM) transistori e le loro connessioni.


1.2. STRUTTURA DI UN MICROCALCOLATORI;

Come lutti i calcolatori, i microcalcolatori debbono svolgere tre funzioni prin¬
cipali:

— una di commutazione (o elaborazione)

— una di memorizzazione

— una di scambio.

Queste tre funzioni sono realizzate da tre tipi di elementi che sono alla base
della struttura del calcolatore:

— l’unità centrale (CPU o Central Processor Unii): ha la funzione di eseguire
le elaborazioni indicate dalle istruzioni che essa ha trovato nella sua memoria
(registri);

— la memoria centrale : serve a memorizzare i programmi (insieme di istruzio¬
ni) e i dati;

— le apparecchiature di ingresso/uscita (I/O o Input/Output): permettono la
comunicazione con il mondo esterno. Ad esempio, una tastiera permette d’im¬
mettere i dati, una stampante di far uscire i risultati.

Riassumiamo queste definizioni fondamentali schematizzando i quattro ele¬
menti funzionali di ogni calcolatore:



(CPU)




Unità di controllo



Ingressi |—K
(I/O I) \~V

(ALU)

Unità aritmetica e logica


Uscite
(I/O 2)


Unità aritmetica e logie

1 > . 3


MEMORIA


Kig. 1


4






















BASIC


t isicamente un microcalcolatore è costituito da due o tre schede logiche e da
un’alimentazione per la CPU (la memoria è compresa in questa). I terminali
d’ingresso/uscita più diffusi sono costituiti da una tastiera c da un video. La
tastiera (tipo macchina da scrivere) permetterà d’immettere dei caratteri alfa¬
numerici e grafici (un carattere per tasto) codificati in binario; sul video saran¬
no visualizzati i caratteri generati in uscita dal microcalcolatore.
Naturalmente potranno essere collegati dei terminali di tipo diverso in funzio¬
ne dell’utilizzazione desiderata. Ad esempio, l’uscita su stampante sarà spesso
utile per conservare traccia di certi risultati, stabilire la situazione, preparare
la corrispondenza. In ingresso è facile intuire l’utilità degli organi che permet¬
tono la lettura rapida d’un gran numero d’informazioni: unità mini-disco
(floppy) e bande magnetiche (minicassette).

I terminali previsti potranno essere collegati al microcalcolatore grazie ai ca¬
nali (BUS). Questi sono le vie di comunicazione tra l’unità centrale e i diffe¬
renti organi ad essa collegati. Un canale è un insieme di linee raggruppate per
funzione.

Si trova generalmente:

— un canale dati

— un canale indirizzi

— un canale di controllo.


1.3. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
1.3.1. Rappresentazione delle informazioni

È bene ricordare che un microcalcolatore è una macchina destinata a manipo¬
lare informazioni di natura diversa.

Queste potranno essere:

— dei dati o elementi che definiscono il problema da risolvere. 1 gruppi di da¬
ti della stessa natura costituiscono gli archivi;

— delle istruzioni o indicazioni sulle elaborazioni da effettuare. La sequenza
di istruzioni che conduce a una.certa elaborazione costituisce un programma.
In tutti i casi queste informazioni saranno ricondotte a una rappresentazione
binaria all’interno della macchina. Questa limitazione è legata alla natura fisi¬
ca dei supporti utilizzati. Al momento della progettazione il costruttore com¬
pie una scelta che definisce la struttura dell’informazione e che corrisponde ai
circuiti cablati e/o microprogrammi previsti. È cosi che egli definirà l’insieme
delle operazioni elementari possibili e il volume globale disponibile.

L’unità elementare d’informazione è il bit (contrazione di binary digit), ma
ciascuna macchina sarà caratterizzata dalla più piccola quantità d’informazio¬
ne accessibile direttamente (indirizzabile), ossia un insieme di bit definito pa¬
rola. La maggior parte dei microcalcolatori sono macchine a parole di 8 bit,
ma ne esistono anche con parole di 16 bit e di 32 bit.


5



BASIC


C on parole di 8 bil si disporrà di un vocabolario potenziale di 2' = 256 parole
differenti. Si comprende quindi l’interesse di disporre di macchine a parole di
.12 hit, se non si è condizionati dal volume o dal costo,
fissata la lunghezza delle parole, il costruttore definisce la struttura di
un'istruzione. Si avrà ad esempio, nel migliore dei casi:


un codice

un indirizzo

un indirizzo

un indirizzo

operazione

operando 1

operando 2

risultato

8 bit

8 bit

8 bit

8 bit


quindi un’istruzione a tre indirizzi che richiede 32 bit. Poiché il codice opera¬
zione è di 8 bit, si disporrà al massimo di 256 operazioni differenti. Questo è
più di quanto serve.

L’insieme dei codici operazione costituisce il vocabolario della macchina, ad
esempio:


00010100


significherà sommare.


D'altra parte il costruttore definisce la capacità di memorizzazione della sua
macchina prevedendo i supporti fisici corrispondenti. In generale, la memoria
del calcolatore potrà contenere molle decine di migliaia di parole. Per questo
motivo si è definita la macrounità di capacità che corrisponde a 1024 parole e
che viene designata con K (per kilo). Si dirà, ad esempio, che si dispone di una
memoria di 32 kparole (condizione normale). 1 microcalcolatori correnti pos¬
sono disporre di memorie di 64 o di 128 Kparole in versione commerciale.


1.3.2. Organizzazione della memoria


Se si schematizza la memoria con un rettangolo che contiene delle caselle nu¬
merate, si segneranno tante caselle quante sono le parole previste in questa
memoria. Ad esempio, 32768 per una memoria di 32 Kparole.

Una parte di questa memoria conterrà dei programmi preregistrati dal costrut¬
tore, in particolare il programma capace d’interpretare le istruzioni dell'utiliz-
zatore (programma di gestione). Un’altra parte conterrà il programma
dell’utilizzalore.

Infine essa permette di memorizzare tutti i dati necessari.

Come s’é detto precedentemente, tutte le informazioni memorizzate sono ri¬
condotte a parole (ad esempio di 8 bit, cioè dei byte) e a ciascuna di queste pa¬
role è assegnato un indirizzo; nel nostro esempio la prima casella avrà indiriz¬
zo 0, l’ultima indirizzo 255. Questi indirizzi si scriveranno in binario:


(KHXKXXH) e Illuni


(numero massimo esprimibile con 8 bit).


6





















BASIC



( )r ologio |



Hg. 2


Kìr. 3


\ota. l e tecnologie utilizzate nei microcalcolatori sono diverse e l’utilizzatore
è chiamato a confrontarsi con sigle che e opportuno impari sin dall’inizio.
Sono utilizzali due tipi principali di memoria:

— le K.O.M. (Read Only Memory) o memorie a »ola lettura destinate alla
memorizzazione dei programmi che non saranno modificati. È il caso, ad
esempio, del programma di controllo;

— le R.A.M. (Random Access Memory) o memorie ad accesso casuale.

Possono essere senile o Ielle, ma presentano l’inconveniente d’essere volatili,
cioè il loro contenuto si perde quando la tensione d’alimentazione viene inter¬
rotta.

Sarà quindi necessario che l'utilizzatore provveda a salvare le informazioni
utili su un altro supporto prima di spegnere la macchina.

1.3.3. Esempio di funzionamento

Per comprendere il principio di funzionamento di un calcolatore descriveremo
una configurazione semplificata, ma contenente gli elementi essenziali per
trattare l’informazione. Essa è riassunta dallo schema di fig. 3.

/ ’orologio (clock ) è un contatore elettronico che invia impulsi regolarmen¬
te spaziati permettendo cosi di sincronizzare le azioni della CPU.


7































BASIC


— La memoria è un insieme di 256 parole di 12 bit; a ciascuna parola è asse¬
gnato un indirizzo (da 0 a 255) (v. fig. 2).

— // registro R è un gruppo di elementi elettronici che possono prendere due
stati stabili, definiti 0 e 1. Vi sono in totale 12 bistabili in questo registro. Cioè
esso permetterà di ricopiare integralmente una parola dalla memoria.


12 1

— Il registro contatore è un gru ppo di 8 bit . Esso permette di rappresentare
numeri binari che vanno fino a | 11111111~| , cioè 255; esso conterrà l’indi¬
rizzo della parola da prendere in conto in memoria.


— I terminali 1 e 2 sono, ad esempio, una tastiera che consente d’immettere le
informazioni e una stampante che consente di stampare i risultati.

— L'unità di calcolo (CPU), sotto l’azione dell’orologio e seguendo un pro¬
gramma d’azione preregistrato o cablato, può accedere:

— allo stato d’una parola di memoria

— allo stato di R

— allo stato del registro contatore

— a tutte le informazioni provenienti dai terminali d’ingresso

Essa può anche modificare il contenuto di R e del contatore, oltre che coman¬
dare la stampa di caratteri sul terminale d’uscita.

Ipotesi di funzionamento

Con la messa in tensione viene lanciato automaticamente un certo numero
d’azioni elementari:


Azione I: il contenuto del registro contatore assume il valore 32
Azione 2: lettura del contenuto del registro contatore
Azione 3: lettura della parola il cui indirizzo c dato dal registro contato¬
re

Azione 4: realizzazione dell’elaborazione che dipende dal contenuto del¬
la parola di memoria appena letta

Azione 5: il contenuto del contatore è aumentato di uno; si ritorna al
primo passo


D'altra parte il costruttore ha anche definito l’insieme delle istruzioni possibili
(cablate o microprogrammate) riassunte nella tabella seguente:


8







































BASIC


CONTENUTO DU I A
CASI ILA PUNÌ Al A
DAI CON rATORL

Azione risultante

1010 aaaaaaaa

Ricopiare nel registro K il contenuto della parola d’indiriz/o
A.

Notazione simbolica (A) — R

1011 aaaaaaaa

Ricopiare nella parola d'indirizzo A il contenuto di R.

(R) - A

1000 aaaaaaaa

Sottrarre il contenuto di R dal contenuto della parola d'indi¬
rizzo A e trascrivere il risultato in A.

(A) - (R) - A

1101 aaaaaaaa

Somma del contenuto di R al contenuto della parola d’indi¬
rizzo A e trascrizione del risultato nella stessa parola.

(R) + (A) - A

1100 aaaaaaaa

Sottrazione di 1 dal contenuto della parola d’indirizzo A e
copia del risultato nella stessa parola.

(A) - 1 - A

0001 aaaaaaaa

Iscrizione della quantità A nel reeisiro contatore.

A - CO

0101 aaaaaaaa

Iscrizione della quantità A nel registro contatore nel caso in
cui la parola all’indirizzo 1 contenga 0, altrimenti nessuna
azione

Sì: A - CO

U) - U

no: nessuna azione

011100000001

Uscita del numero contenuto nel registro R sul terminale 1.

011000000010

Attesa della battuta di un tasto sul terminale 2 e, quando
questo avviene, iscrizione in R del codice binario corrispon¬
dente a questo tasto.

000000000000

Arresto della macchina (interruzione delle comunicazioni
tra orologio e unità di calcolo).

Kìr. 4



Si noterà che ciascuna istruzione è costituita da un codice operazione di 4 bit e
da un indirizzo di 8 bit.

Per sintetizzare la spiegazione, si è seguita la convenzione seguente: n rappre¬
senta l’indirizzo ed (zi) il contenuto della parola di indirizzo n.

La freccia — significa «ricopiare in».

Supponiamo inoltre di aver registrato in memoria la sequenza di istruzioni se¬
guente:


9







BASIC


Indirizzo

Comenulo della parola

16

0000 (XXX) (XXX)

32

01 IO (XXXI ODIO

33

1011 (XXXI (XXII

34

1010 (XXII 1 KM)

35

Idi 1 (XXX) (K)l(l

36

0101 (XIIO l(XX)

37

011(1 (XXX) (XIIO

3K

noi (xxxi (xno

39

1100 (XXXKXKIl

40

(XXII (XIIO (XII1

41

1010 (XXX) 0010

42

Olii (XXX) (XX)1

43

(XXX) (XXX) (XXXI


HK.5


N. caselle
indicate da

Azioni

L fletto sul contenuto
delle caselle n. 16, 1 e 2
e dei recisi ri R e R.C.

R.C. 16 1 2

R

32

Attesa del 1 carattere (qui 2)

2 - R

32

0



2

33

(RI - 1

33

0

■>

•}

2

34

(16) - R

34

0

“>

•ì

0

35

(R) - 2

35

0

2

0

0

36

Tesi di (1) : (1) * 0

Nessuna azione

36

0

2

0

0

37

Attesa di un caratlere (qui 4)

4 - R

37

0


0

4

38

(R) + (21- 2

38

0

2

4

4

39

(1) - 1 - 1

39

0

1

4

4

40

35 - C O

35

0

1

4

4

36

Test di (1) : (1) * 0

Nessuna azione

36

0

1

4

4

37

Attesa di un carattere (qui 5)

5 - R

37

0

1

4

5

38

(R) + (2)- 2

38

0

1

9

5

39

(1) - 1 - 1

39

0

0

9

5

40

35 - CO

35

0

0

9

5

36

Test di ( 1 ) : ( 1 ) 0

da cui

40 - CO

40

0

0

9

5

41

(2) - R

41

0

0

9

9

42

Stampa di R: la telescrivente
stampa il carattere 9

42

0

0

9

9

43

Fine delle operazioni







l i». 6




10











BASIC


Se si battono sulla tastiera i numeri sueeessivi:

2, 4 e 5

si vedrà apparire sulla stampante: 9.

Analisi del funzionamento (si veda la figura 6)

Con la disposi/ione della figura 5 in memoria, se Putente avesse battuto 3-2-1-
4 il calcolatore avrebbe stampato 7. In modo generale il calcolatore calcolerà
la somma di un numero qualunque di cifre. La prima cifra n che l’operatore
batte sul terminale rappresenta il numero di queste cifre, e le cifre seguenti so¬
no quelle sulle quali viene calcolata la somma. La macchina stampa il risultato
quando sono state sommate n cifre. La disposizione binaria della figura 5 co¬
stituisce il programma della macchina. Scriverlo sul calcolatore significa pro¬
grammarlo.

In effetti la sequenza delle azioni precedenti si traduce in:

— registrazione nella casella 1 (contatore) del numero n

— azzeramento della casella 2 (totalizzatore)

— fintanto che il contatore non contiene zero, lettura della cifra seguente, ag¬
giunta di questa cifra al totalizzatore (operazione della casella 38), sottrazione
di uno al contenuto del contatore

— stampa del contenuto del totalizzatore (casella 2). quando il contatore (ca
sella 1) contiene zero (le n cifre sono state sommate).


1.4. I DIFFERENTI LIVELLI DI LINGUAGGIO

1.4.1. Il linguaggio macchina

Come abbiamo avuto modo di dire a proposito delle descrizioni precedenti,
tutti i calcolatori posseggono un vocabolario elementare definito dal suo co¬
struttore e riconducibile a qualche decina di parole binarie corrispondenti
all’insieme delle azioni che la macchina è in grado di compiere.

La combinazione di queste parole secondo una data regola di scrittura, ugual¬
mente definita dal costruttore, costituisce un programma. Ad esempio, la fi¬
gura 5 è un programma in linguaggio macchina (caratteristico della macchina
semplificata descritta precedentemente). Ciascuna macchina ha il suo linguag¬
gio, e un programma scrìtto per l’una non potrà essere utilizzato per un’altra.

1.4.2. I linguaggi d'assemblaggio

È evidente che lu manipolazione da parte dell'uomo di un tale linguaggio non


11




BASIC


è cosa molto pratica. Per rendere il linguaggio meno ostico e più mnemonico
si è in primo luogo immaginato di designare:

— ciascun codice operazione

— ciascuna casella di lavoro

— ciascuna variabile

con gruppi di caratteri costituenti un codice mnemonico. Si avrà ad esempio:


Codice binario

Codice mnemonico

Significato

1010

LEGO

(A) - R

1011

SCRI

(R) - A

1000

SOTT

(A) - (R) - A

1101

ADDI

(R) + (A) - A

1100

DECR

(A) — 1 — A

0001

SALT

salto incondizionato

0101

SAZE

salto se zero

Olii

USCI

uscita

0110

INGR

ingresso

(XXX)

FINE

arresto


Kig. 7


Il programma della figura 5 diventerebbe, ad esempio, quello di fig. 8.

Questa presentazione è sotto forma di archivio. È esattamente ciò che s’im¬
metterà in macchina e che verrà tradotto &M'assemblatore. Questo assembla¬
tore è un programma già caricato in memoria e che tradurrà questo archiv io in
linguaggio binario (in questo caso otterrà il programma descritto nella finora

5).

L’assemblatore analizzerà la sequenza di caratteri dell'archivio di figura 8 nel
modo seguente.

— VARIA: assegnazione delle caselle 1.2, ... ai gruppi di caratteri specificati
nel paragrafo VARIA.

— CONST: assegnazione delle caselle 16, 17 ai gruppi di caratteri specificati
nel paragrafo COST e scrittura dei valori di queste costanti (indicate in terza
colonna) nelle caselle corrispondenti.

— OPER: scrittura del programma propriamente detto in binario a partire
dalla casella 32.

Questo implica per ciascuna linea (ciascuna istruzione):

• Se vi sono caratteri sulla prima colonna (caratteri diversi dalla spaziatura),
assegnare a questo gruppo di caratteri l’indirizzo della casella di memoria do¬
ve l’assemblatore scriverà il codice binario dell’operazione corrispondente alla
linea.


12












BASIC


1 ‘ Colonna

2* Colonna

3“ Colonna


PROCjR

SOMMA


VARIA


COMPÌ



TOTAI




COSSI


ZI R(>


0


OPI R



tNTR

*>


1 C RI

COMPÌ


URI

ZIRO


IC RI

TOTAL

POI ( LI

SO/I

MNALCi


1 SIR

A


ADDM

TOI M


DI-OR

C OMI'I


SM T

BOI C I 1

1 INAI Ci

URI

TOI Al


SOR !

1


1 ISI



FIN \



Dichiarative


Dati


Costanti

l


Operazioni


Kìr. 8


• Tradurre i caratteri della seconda colonna nel codice binario dell’operazio¬
ne corrispondente e scrivere questo codice all’inizio della parola di memoria
(bit 12-9).

• Tradurre i caratteri della terza colonna:

- se sono cifre, tradurre il numero in codice binario e trascriverlo nei bit

8 - 1 .

- Se questo gruppo di caratteri corrisponde al nome di una variabile, di una
costante o di una casella d’operazione (in tutti i casi ciò che è scritto in prima


13






















































BASIC


colonna), tradurre l'indirizzo di registrazione corrispondente al codice binario
e scriverlo nei bit 8-1.

— FINA: interrompere l’assemblaggio, l’archivio è terminato.

Nell’esempio precedente abbiamo presentato un linguaggio Assembler e le
azioni del programma d’assemblaggio corrispondenti. Si può già constatare
un miglioramento nella comprensione del programma da parte deH’utilizzato-
re del calcolatore. 1 codici operazione scritti in forma mnemonica (LEGG,
1NGR, ecc) e i nomi delle caselle di memoria (variabili, costanti o indirizzi di
programma) sono molto più espliciti.

1.4.3. Linguaggio avanzato

Si suole rendere il programma ancora più facile da manipolare scrivendolo in
un linguaggio che ricordi il più possibile la lingua naturale (inglese, francese,
italiano...).

Il linguaggio Basic è un esempio di tale linguaggio: se si vuole tradurre in Basic
il programma che è servito d’esempio fino ad ora si ottiene:


IO INPUT C
20 LET T = 0
30 FOR I = I TO C
40 INPUT N
50 LET T = T + N
60 NEXT I
70 PRINT T
80 STOP
90 END

cioè:


10 Immissione di C (coniatore)

20 Azzeramento di T (totale)

30 I = 1 prima dell’ingresso nel ciclo iterativo, se 1 >U si esce dalla ite¬
razione e si va al numero 70.

40 Immissione della prima cifra N
50 Somma a T

60 Incremento di I e salto all’inizio della iterazione se 1<C
70 Uscita di T (totale)

80 Codice di fine
90 Codice di fine archivio


Per ottenere tale programma in linguaggio macchina è necessario tradurlo per
mezzo di un programma speciale definito compilatore ; questo analizza ciascu¬
na istruzione, segnala gli eventuali errori di sintassi con dei messaggi di errore
e scrive in memoria il corrispondente piogramma binario.


14














BASIC


CAPITOLO 2

IL BASIC


Al fine di rendere più efficace la presentazione di questo capitolo, abbiamo
adottato un approccio a spirale, cioè partiamo da esempi elementari e proce¬
diamo verso un ampliamento del linguaggio ricorrendo a esempi di complessi¬
tà crescente. Questo obbliga il lettore a rivedere più volte gli stessi concetti.


2.1. PRIMI CONCETTI DEL LINGUAGGIO

Istruzioni, Programma. Variabile. Dato

Battere sulla tastiera

PRINT 23-9

Premere il tasto RETURN

Si ottiene sullo schermo (o sulla stampante)

14

READY

Si era scritta un 'istruzione (o ordine BASIC) che è stata interpretata ed esegui¬
ta dal compilatore immediatamente dopo che il tasto RETURN c stato premu¬
to. Si tratta di un’istruzione detta ordine diretto. Ciò illustra Pimportantc
vantaggio offerto dal Basic come linguaggio conversazionale: ogni volta che
viene premuto il tasto RETURN, l’insieme dei caratteri battuti sulla tastiera è
considerato un’istruzione e interpretata. Se questa interpretazione è positiva
(non vi sono errori) e se nessun’altra informazione risulta necessaria, l’istru¬
zione viene eseguita. Sarà cosi ogni volta che si vorrà eseguire una sola istru¬
zione. Però i problemi piu semplici richiedono molte istruzioni e i più com¬
plessi possono arrivare a migliaia di istruzioni. L’insieme delle istruzioni ne¬
cessarie alla risoluzione di un dato problema costituirà un programma. Esami¬
niamo un esempio semplice.

Problema 1

Calcolare il quadralo e il cubo dei primi numeri interi:


15









BASIC


Programma I:

1» READ N
20 LHT C = N * N
30 LET K = C * N
40 PRINT N.C.K
50 GOTO IO

60 DATA 1,2,3.9

70 END
RUN

Commenti:

— questo programma consiste in sette lince numerate di 10 in 10. Ciascuna li¬
nea rappresenta un'istruzione e i numeri di linea servono a precisare l'ordine
in cui le istruzioni debbono essere eseguite (si può arrivare fino a 99999).
Cosi si sarebbe potuto scrivere senza variare il programma:

10 READ N

60 DATA 1,2,3.9

40 PRINT N,C,K
20 l.ET C = N * N

EvUdentemente si possono numerare le linee in ordine progressivo, però la nu¬
merazione di 10 in 10 permette una maggiore flessibilità e quindi di inserire in
ogni momento istruzioni dimenticate o modifiche dei programmi. Ad esem¬
pio:

65 DATA 10,11,12.19

permette di aggiungere una sequenza di numeri al di là di quanto previsto nel
programma originale.

— ciascuna istruzione comincia con un ordine che è rappresentalo da una pa¬
rola inglese che indica il tipo di azione che dev’essere eseguita.

— i caratteri che seguono questo ordine Basic sono simboli che rappresentano
dei dati , delle variabili o degli operatori.

Cosi nell'istruzione:

30 LET K = C * N

30 è il numero dell'istruzione

LET è l’ordine Basic

K,C e N sono delle variabili

= e * sono degli operatori aritmetici

— gli spazi tra i differenti caratteri d'una linea non sono presi in considera¬
zione dal compilatore e servono solo a facilitare la lettura del programma. Si
può scrivere ad esempio:


16







BASIC


10READN
20LETC = N*N

Tra i 5 tipi di istruzioni che figurano nell’esempio precedente, alcuni meritano
qualche commento particolare.

I .'ordine READ (istruzione 10) è un ordine di lettura e dev’essere sempre ac¬
compagnato da istruzioni DATA. Queste sono in effetti degli archivi di dati
creati al momento della compilazione e consultati sequenzialmente, cioè il cal¬
colatore quando incontra l’ordine READ preleverà il primo valore dall'archi¬
vio e lo assegnerà alla variabile N. Nel seguito del programma si avrà dunque
N = 1 fintanto che non vi sia un nuovo ordine READ o un’istruzione LE I N
= (si veda oltre).

L'ordine LET (istruzioni 20 e 30) permette d’effettuare operazioni aritmetiche
e d'inviare il risultato nella casella di memoria il cui simbolo è rappresentato
dal simbolo situato a sinistra di = . Ad esempio, l’istruzione 20 effettua il pro¬
dotto (*) di N per N ed assegna il risultalo alla variabile C. Evidentemente non
vi potrà essere che una sola variabile alla sinistra del segno uguale.

Vediamo apparire qui il concetto di «variabile», cioè l’utilizzazione di simboli
che sono interpretati dal compilatore come indirizzi di memoria.

É sul contenuto di questi indirizzi che si applicano tutte le operazioni previste
nel programma. In Basic una variabile è rappresentata da una sola lettera se¬
guita da una sola cifra, ad esempio: N.X.02 (lettera O), Y5.

Cili operatori aritmetici usuali sono rappresentati in Basic dai simboli seguen¬
ti:


Parentesi

( >

Elevazione


alla potenza

I

(stesso peso) [ Quozien.c

/

( P rodono

•

(stesso peso) i Differen/a

—

( Somma

4


Li abbiamo elencati in ordine di peso decrescente. Cioè in una espressione
aritmetica sono le parentesi più interne ad essere calcolate per prime.
All’interno delle parentesi, si effettuano le potenze, poi i quozienti e i prodot¬
ti, quindi le somme e le differenze. Nel casq in cui 2 operatori, in una data pa¬
rentesi, hanno lo stesso peso, si comincia da quello situato più a sinistra.
Esempio: se si deve esprimere in Basic:


c • f

si ha:

20 LET H = ( (A + B)/( (C — D)/(E — F) ) ) * (X + Y) I 3


17












BASIC


Può meravigliare il numero di parentesi utilizzale in Basic in confronto a quel¬
lo dell'espressione data. Questo dipende dal fatto che nel primo caso utilizzia¬
mo una rappresentazione a due dimensioni (la posizione dei simboli nel piano
li informa dell’ordine in cui si debbono applicare gli operatori), mentre la
scrittura Basic deve rispettare la natura unidimensionale dell'informazione
che dev’essere presentata al compilatore. Abbiamo aggiunto delle frecce per
precisare come le parentesi debbano essere appaiate. In effetti non si crea con¬
fusione se si decide di accoppiare la prima parentesi chiusa con la prima pa¬
rentesi aperta che la precede. Una volta eseguilo il contenuto della parentesi,
si cancella la parentesi e si passa alla seguente per la quale si procede nello stes¬
so modo. Il compilatore utilizza un algoritmo di questo genere per la traduzio¬
ne dell’espressione, cioè al momento della scomposizione dcll’isiruzione Basic
in istruzione elementare binaria.

Sole

— È spesso possibile utilizzare meno parentesi grazie alla convenzione della
priorità delle operazioni. Nell’esempio precedente si poteva scrivere:

20 LET H = (A + B) * E * F/(C — D) * (X + Y) I 3

— Si può anche risparmiare sul numero delle operazioni da effettuare in una
espressione, modificando semplicemente l’ordine in cui si scrivono le opera¬
zioni (quando la permutazione è possibile).

— E bene verificare ogni volta che vi sia lo stesso numero di parentesi aperte e
chiuse.

Insistiamo sul fatto che il valore del risultato dell’espressione aritmetica si¬
tuala a destra del segno = è assegnata alla \ariabile che si trova alla sinistra.
C osi un'espressione del tipo:

50 LET I = I + N

e perfettamente ammessa. Essa realizza l’incremento della variabile I di N uni¬
tà. Se I avesse il valore 30e N il valore 6, dopo l’esecuzione dell’istruzione 50 I
avrebbe il valore 36.

— La maggior parte dei compilatori Basic permette di utilizzare indifferente¬
mente le istruzioni aritmetiche con l'ordine LET o senza quest’ordine. Nel se¬
guito scriveremo semplicemente, ad esempio:

50 I = I + N

L’ordine LET è sottinteso.

L 'ordine PRINT (istruzione 40) non avrebbe bisogno di commenti: permette
di stampare i valori assunti dai simboli N.C e K all’istante considerato. Vedre¬
mo nel seguilo come è possibile prevedere rimpaginazione dei risultati.


18








BASIC


L'ordine GOTO (istruzione 50) rinvia alla linea IO, cioè alla lettura del dato
seguente: N che prenderà successivamente il valore 2, 3, 4,...50; questa istru
zione permette la ripetizione del calcolo precedente con valori differenti. E il
salto incondizionate; permette di effettuare delle iterazioni, cioè delle ripeti¬
zioni di una stessa parte del programma. Vedremo più avanti altri metodi per
realizzare queste iterazioni di programma.

— Il calcolatore si ferma quando non trova ulteriori dati nell'archivio DATA
(vedremo più avanti che è più sicuro controllare l’arresto del programma piut¬
tosto che aspettare lo svuotamento dell'archivio dati).

— Abbiamo visto che ogni ordine READ comanda la lettura di un dato
dall’archivio DATA nell’ordine in cui sono registrati i valori. È dunque im¬
portante verificare la corrispondenza tra gli ordini di lettura e la successione
dei dati in DATA. Inoltre, invece di scrivere:

60 DATA 1.2,3,4.50

si sarebbe potuto scrivere anche:

60 DATA 1,2,3.4,5

61 DATA 6,7,8,9,10


69 DATA 46,47,48,49,50

L 'ordine END indica, per il compilatore, che si c raggiunta l'ultima istruzione
del programma: di conseguenza ogni programma Basic dovrà contenere END
come ultima istruzione.

Il premere RETURN dopo l’ultima istruzione del programma 70 END non ha
alcun effetto. Per ottenere l’esecuzione è necessario battere il comando RUN
(si tratta di un comando di sistema che non richiede un numero di linea). Cosi,
contrariamente agli ordini diretti, le istruzioni d’un programma sono interpre¬
tate al momento dell’immissione (per mezzo di RETURN), ma non vengono
eseguite che dopo il comando RUN.


1

1

1

2

4

8

3

9

27

4

16

64

5

25

125

6

36

216

7

49

343

8

64

452

9

81

729


?OUT OF DATA ERROR IN 10
READY


19












BASIC


L 'ordine GOTO « è un ordine di salto incondizionale. Quando si arriva a que¬
sta istruzione, il seguito de! programma riprende alla istruzione n che può es¬
sere a monte o a valle di questa.

Nel nostro esempio l’istruzione GOTO IO rinvia alla linea 10, cioè alla lettura
dei tre dati seguenti neU’archivio DATA. Quando questo è stato letto intera¬
mente, il programma reclama dunque ancora dei dati. E questo spiega il mes¬
saggio di errore che compare dopo il risultato.


2.2. IMMISSIONE DEI DATI E PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

Utilizzazione degli ordini INPUT, READ, PRINT, DATA.

Problema 2

Si vuole creare un archivio in cui si registrano gli ordini di N dienti. Le in for¬
mazioni per ciascun diente sono le seguenti:

— numero dell'ordine C (numero intero di tre cifre)

— quantità ordinata X (valore che può arrivare fino a 10000)

— prezzo unitario Y (5 cifre)

Una volta crealo I ’archivio si desidera mostrare Usuo contenuto sul video; cia¬
scuna linea rappresenta un ordine con i valori X ed Y corrispondenti.

Programma 2:

IO INPUT N

20 DATA 1, 2450, 3030. 2. 5600. 1150, 3. 256, 724. 4.


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