BASIC
BASIC ist eine imperative Programmiersprache. Sie wurde 1964 von John G. Kemeny, Thomas E. Kurtz und Mary Kenneth Keller am Dartmouth College zunächst als Bildungsorientierte Programmiersprache entwickelt und verfügte in ihrer damaligen Form noch nicht über die Merkmale der strukturierten Programmierung, sondern arbeitete mit Zeilennummern und Sprungbefehlen (GOTO). Mittlerweile gibt es eine Vielzahl verschiedener BASIC-Dialekte, von denen einige der jüngeren alle Elemente höherer Programmiersprachen aufweisen, so etwa Objektorientierung.[1]
Das Akronym „BASIC“ steht für „Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code“, was so viel bedeutet wie „symbolische Allzweck-Programmiersprache für Anfänger“. Die Abkürzung als Wort gesehen bedeutet außerdem „grundlegend“. Dies zeigt das Design-Ziel klar: eine einfache, für Anfänger geeignete Programmiersprache zu erschaffen. Außer in manchen Produktnamen wird das Wort „BASIC“ grundsätzlich in Großbuchstaben geschrieben.[1]
Allgemeines
Die Sprache wurde aufgrund von acht Prinzipien entworfen:
- Für Anfänger leicht zu erlernen
- Universell einsetzbar
- Erweiterbarkeit der Sprache für Experten
- Interaktivität
- Klare Fehlermeldungen
- Kurze Antwortzeiten
- Hardwareunabhängigkeit
- Betriebssystemunabhängigkeit
Geschichte
BASIC wurde 1964 von John G. Kemeny, Thomas E. Kurtz und Mary Kenneth Keller am Dartmouth College entwickelt, um den Elektrotechnikstudenten den Einstieg in die Programmierung gegenüber Algol und Fortran zu erleichtern. Am 1. Mai 1964 um vier Uhr Ortszeit, New Hampshire, liefen die ersten beiden BASIC-Programme simultan auf einem GE-225-Computer von General Electric im Keller des Dartmouth College. BASIC wurde dann viele Jahre lang von immer neuen Informatikstudenten an diesem College weiterentwickelt, zudem propagierten es Kemeny und Kurtz ab den späten 1960er Jahren an mehreren Schulen der Gegend, die erstmals Computerkurse in ihr Unterrichtsprogramm aufnehmen wollten. BASIC war entsprechend dem Wunsch seiner „Väter“ für die Schulen kostenlos, im Gegensatz zu fast allen anderen damals üblichen Programmiersprachen, die meist mehrere tausend Dollar kosteten. Viele der damaligen großen Computerhersteller (wie etwa DEC) boten wegen der leichten Erlernbarkeit der Sprache und ihrer lizenzgebührfreien Verwendbarkeit bald BASIC-Interpreter für ihre neuen Minicomputer an; viele mittelständische Unternehmen, die damals erstmals in größerer Zahl Computer anschafften, kamen so mit BASIC in Berührung.[2][3]
Einige der so mit BASIC vertrauten Schüler, Studenten und im Mittelstand tätigen Programmierer waren etwas später in der kurzlebigen Bastelcomputer-Szene Mitte der 1970er Jahre aktiv, die den kommerziellen Microcomputern vorausging, und machten BASIC dort bekannt; kaum eine andere damals verbreitete Hochsprache eignete sich so gut wie (ein abgespecktes) BASIC für den extrem beschränkten Speicherplatz dieser ersten Microcomputer. Seinen Höhepunkt erlebte BASIC Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre mit den aus den Bastelcomputern hervorgegangenen ersten Heimcomputern, die nahezu alle als Benutzeroberfläche und Programmierumgebung einen BASIC-Interpreter besaßen. Prominente Beispiele sind Sinclair-Computer der ZX-Reihe mit Sinclair-Basic (ZX80, ZX81 und ZX Spectrum), der Acorn BBC Micro, der Tandy TRS-80, der Texas Instruments TI-99/4A, der Schneider/Amstrad CPC, der Apple II, die Atari 8-Bit-Heimcomputer oder der meistverkaufte Heimcomputer aller Zeiten, der Commodore 64. Aber auch die Vorläufer der Personalcomputer, wie zum Beispiel von Philips, konnten mit CP/M-BASIC interpretierend oder kompiliert arbeiten. Die weitaus meisten dieser BASICs stammten von Microsoft. BASIC war Microsofts erstes und in den frühen Jahren wichtigstes Produkt, mehrere Jahre bevor mit MS-DOS das erste Betriebssystem dieser Firma auf den Markt kam.[3]
Praktisch alle Besitzer von Heimcomputern hatten damals zumindest Grundkenntnisse in BASIC, da die meisten Rechner beim Einschalten den BASIC-Interpreter starteten, welcher das Laden weiterer Programme unter Verwendung von BASIC-Befehlen erlaubte. Auch als Mitte der 1980er Jahre grafische Benutzeroberflächen mit dem Macintosh, Amiga und dem Atari ST Einzug hielten, wurden bei diesen weiter BASIC-Interpreter mitgeliefert. Zudem gab es zusätzliche käufliche Versionen von BASIC-Dialekten. Mittels Compilern konnten einige BASIC-Dialekte direkt in deutlich schnellere Maschinenprogramme übersetzt bzw. unter Umgehung des Interpreters direkt in Aufruflisten der zugrundeliegenden Interpreter-Funktionen übersetzt werden. Das seit 1981 verbreitete MS-DOS enthielt ebenfalls einen BASIC-Interpreter – zunächst BASICA bzw. GW-BASIC, später QBasic – der in Deutschland an vielen Schulen eine Rolle im Unterricht der Informatik spielte. Zu dieser Zeit setzte aber ein Wandel ein, weil andere Hochsprachen wie beispielsweise C für die Heimcomputer verfügbar wurden oder die Ressourcen des jeweiligen Systems vom mitgelieferten BASIC-Interpreter nur unzulänglich unterstützt wurden, was den Programmierer dazu zwang, sich mit Assembler vertraut zu machen.[3]
Durch die Umsetzung als Interpreter-Sprache waren die frühen BASIC-Dialekte außerdem deutlich langsamer als die meisten anderen, in der Regel compilerbasierten Hochsprachen. Dies machte es besonders für zeitkritische Anwendungen unattraktiv bzw. führte zur Verwendung von Unterprogrammen in Maschinensprache, die oft mit POKE-Anweisungen von BASIC aus in den Hauptspeicher geschrieben wurden. Solche Programme waren natürlich nicht portabel. Deshalb und wegen der Zersplitterung in unzählige Dialekte gilt BASIC als fast nicht portabel.
Einige BASIC-Dialekte, z. B. AmigaBASIC, wurden um Labels erweitert, welche anstelle von Zeilennummern als Sprungadresse dienen. Andere BASIC-Dialekte beherrschten dann den Umgang mit Funktionen und Prozeduren. Die Sprunganweisung GOTO wurde damit verzichtbar und gilt heute gar als verpönt. Der viel kritisierte sogenannte Spaghetticode (unübersichtlicher, insbesondere wegen überraschender Sprünge schwer nachvollziehbarer Quellcode) konnte zugunsten einer strukturierten und funktionsorientierten Programmierung vermieden werden.
Mit der Zeit etablierten sich Standardanwendungen wie Textverarbeitungen, Tabellenkalkulationen und Datenbanken. Dadurch war es für viele Computerbenutzer nicht mehr nötig, solche Programme selbst zu entwickeln, weshalb die Verwendung von Programmiersprachen allgemein zurückging.
Für einige Bereiche setzte sich zeitweilig in der Lehre Pascal oder C als erste gelehrte Programmiersprache durch.
Mit Einführung von objektorientierten Sprachelementen wurde ein weiterer Versuch unternommen, Visual Basic mit anderen objektorientierten Programmiersprachen wie C++ gleichziehen zu lassen.
Die Nutzung von BASIC heute
Microsoft besann sich auf die eigene Tradition und führte 1991 das kommerzielle Visual Basic für die schnelle Entwicklung von Windows-basierten Anwendungen ein. Der Code wurde nicht mehr zur Laufzeit interpretiert, sondern von einem Compiler während der Programmentwicklung in maschinennahen Bytecode beziehungsweise in späteren Versionen sogar in nativen Maschinencode übersetzt. Durch diese Maßnahme konnte die Geschwindigkeit und die Stabilität der Programmausführung deutlich gesteigert werden. Da auch die Geschwindigkeit der Computer immer mehr zunahm, wurde Visual Basic außerdem für professionelle Entwicklungen immer interessanter.
Aber erst mit Visual Basic ab Version 5 erzielte Microsoft deutliche Erfolge in Bezug auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit, die aber den zuvor verlorenen Boden nicht wieder rückgewinnen konnten.
Besonders in Europa hat sich Visual Basic in der Entwicklergemeinschaft nur in begrenztem Maße behaupten können. Es bot zwar eine bessere und viel einfachere Anbindung an Windows als jede andere Programmiersprache, war aber langsamer. Erst mit der Implementierung von Visual Basic innerhalb des .NET-Systems gelang es, einige strukturelle Schwächen von BASIC zu überwinden. Gleichzeitig aber bedeutete dieser Schritt das Ende von Visual Basic als eigenständige Programmiersprache. Innerhalb des .NET-Systems handelt es sich bei Visual Basic .NET nur noch um eine Sprach-Implementierung neben anderen. Mit Einführung der JIT-Compiler und .NET als Basis für alle Microsoft-Sprachen besteht zwischen der Verarbeitungsgeschwindigkeit von BASIC und anderen Programmiersprachen unter .NET kein großer Unterschied mehr.
BASIC wird in vielen Microsoft-Office-Produkten von Microsoft und auch in einigen weiteren Anwendungen als VBA erfolgreich zur internen Makro-Programmierung eingesetzt. Viele Softwarehersteller bieten ebenfalls auf BASIC basierende Programmiersprachen zur internen Makro-Programmierung ihrer Produkte an.
Das Ziel einer plattformunabhängigen Programmiersprache hat sich nie erfüllt. Im Gegensatz zum gut standardisierten C entstanden von BASIC hunderte Dialekte, die allesamt bis auf gewisse grundsätzliche Ähnlichkeiten inkompatibel zueinander sind. Die Gemeinsamkeiten beschränken sich auf die reine Datenverarbeitung, während jeder Hersteller im Zuge der gleichzeitig rasant verlaufenden Hardware-Entwicklung seine eigenen, auf die jeweilige Hardware abgestimmten Befehle für Ein- und Ausgabe implementierte. Gut strukturierte BASIC-Programme im Quelltext lassen sich häufig jedoch einfach und schnell auf die unterschiedlichsten Systemen übertragen.
Programmiersprache
Zu Beginn der BASIC-Programmierung bauten sich Befehle wie folgt auf:
1. Zeilennummer Befehl [Parameter1, Parameter2 ...] 2. Zeilennummer Variable1=Variable2
Zeilennummer: Ein fortlaufender Wert, der i. d. R. in 10er-Schritten ansteigt, damit später nachträglich Zeilen (mit Befehlen) hinzugefügt werden können, die dann dazwischen liegende Nummern erhalten. Mit dem Befehl RENUMBER kann ein Programm unter Berücksichtigung aller Sprungbefehle neu durchnummeriert werden. Um einzelne Befehle direkt im Interpreter auszuführen, darf keine Zeilennummer angegeben werden, da sonst die Zeile unter der angegebenen Zeilennummer im Programmspeicher abgelegt wird.
Befehl: Ein beliebiger Befehl wie INPUT.
Parameter: Ein oder mehrere Werte, die einem Befehl übergeben werden können.
Die Zuweisung von Werten ist in Beispiel 2 unten gezeigt. Die Variable, der ein Wert zugewiesen werden soll, steht vor dem Gleichheitszeichen; der Ausdruck, dessen Wert der Variablen zugewiesen werden soll, steht dahinter. Variablen müssen nur definiert werden, wenn sie Arrays sind. Der Typ der Variable ergibt sich durch ein Sonderzeichen am Ende des Namens, z. B. $ für String (A$, B$, …), % für Integer (A%, B%), & für Long (A&, B&, …). Das % kann weggelassen werden.
Beispiele für übliche Befehle:
INPUT [Text], Variable1 [,Variable2,...] - Per Eingabe werden der/den Variablen Werte zugewiesen, auf dem Bildschirm steht: Text PRINT [Text] - auf dem Bildschirm wird ein Text ausgegeben LOCATE X,Y - Legt die aktuelle Schreibposition des Cursors fest. PSET X,Y - Zeichnet einen Punkt auf dem Bildschirm CLS - Löscht den Anzeigebereich LET [Variable] = [Ausdruck] - weist einer Variablen einen Wert zu
In derselben Programmzeile können auch mehrere Befehle und Anweisungen angegeben werden. Zur Trennung wird ein Doppelpunkt verwendet:
10 LET A$="Hallo":LET B$="Welt!":PRINT A$;:PRINT " ";:PRINT B$
Eine solche Schreibweise hat allerdings kaum Vorteile. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht sich nicht und einzelne Befehle innerhalb einer solchen Zeile haben keine Sprungadresse. Auch die Lesbarkeit von solchem Code ist schlecht. Einzig bei einigen eingeschränkten Systemen mit nur kleinem Zeilennummernspeicher ermöglicht diese Methode größere Programme, die sonst mehr Zeilen benötigen, als das System zur Speicherung zur Verfügung stellt.
Normalerweise wird die erste Anweisung automatisch mit nur einem einzelnen Leerzeichen von der Zeilennummer getrennt eingerückt. Vor allem bei verschachtelten Programmschleifen verliert man jedoch schnell den Überblick. Der Doppelpunkt wird daher oft auch dazu verwendet, um Code eingerückt darzustellen:
10 FOR A=100 TO 200 STEP 10
20 :FOR B=1 TO 10
30 ::PRINT A + B
40 :NEXT B
50 NEXT A
Einige spätere Dialekte, z. B. AmigaBASIC, können sogenannte Labels als Sprungziel verwenden. Labels werden mit einem Doppelpunkt beendet und somit als solche markiert. Mit Labels lassen sich Ziele unabhängig von einer Zeilennummer adressieren. Programme können gänzlich ohne Zeilennummern auskommen, auch wenn es diese Möglichkeit nach wie vor gibt. Ein Beispiel:
Hauptprogramm:
FOR A=1 TO 10
GOSUB Farbwechsel
PRINT "Hallo Welt!"
NEXT A
END
Farbwechsel:
COLOR A,0
RETURN
Programmierbeispiel
Das folgende Beispiel zeigt einen typischen BASIC-Code. Viele Befehle, die sich in neueren Sprachen und neueren BASIC-Dialekten etabliert haben, gibt es bei dem im Beispiel verwendeten BASIC noch nicht. Dadurch war der Programmierer gezwungen, unstrukturiert zu programmieren. Ein Vorteil auch alter BASIC-Dialekte war allerdings, dass man damit Zeichenketten einfach verarbeiten konnte (siehe die Zeilen 70–90 im Beispielprogramm).
10 INPUT "Geben Sie bitte Ihren Namen ein"; A$
20 PRINT "Guten Tag, "; A$
30 INPUT "Wie viele Sterne möchten Sie?"; S
35 S$ = "" target="_blank" rel="nofollow"
40 FOR I = 1 TO S
50 S$ = S$ + "*"
55 NEXT I
60 PRINT S$
70 INPUT "Möchten Sie noch mehr Sterne?"; Q$
80 IF LEN(Q$) = 0 THEN GOTO 70
90 L$ = LEFT$(Q$, 1)
100 IF (L$ = "J") OR (L$ = "j") THEN GOTO 30
110 PRINT "Auf Wiedersehen";
120 FOR I = 1 TO 200
130 PRINT A$; " ";
140 NEXT I
150 PRINT
Normen und Standards
- ANSI. ISO-Standard for Minimal BASIC (ISO/IEC 6373:1984 Data Processing—Programming Languages—Minimal Basic)
- ANSI Standard. ISO-Standard für Vollbasic (ISO/IEC 10279:1991 Information Technology – Programming Languages – Full Basic)
- ANSI Addendum Defining Modules (X3.113 Interpretations-1992 Basic Technical Information Bulletin #1 Interpretations of ANSI 03.113-1987)
- ISO Addendum Defining Modules (ISO/IEC 10279:1991/ Amd 1:1994 Modules and Single Character Input Enhancement)
Die meisten Interpreter und Compiler halten sich allerdings nur teilweise an diese Vorgaben.
BASIC-Dialekte
Neben den Standardbefehlen gibt es bei fast allen Interpretern zusätzliche Funktionalitäten und Spracherweiterungen, um die entsprechende Plattform vollständig und effektiver zu nutzen. Ein so erweiterter Befehlssatz wird als BASIC-Dialekt bezeichnet, siehe Liste der BASIC-Dialekte.
Literatur
- Hans-Joachim Sacht: BASIC-Dialekte. Humboldt-Taschenbuchverlag, München 1985, ISBN 3-581-66524-7.
- Rüdeger Baumann: BASIC – Eine Einführung in das Programmieren. Klett Verlag, Stuttgart 1980, ISBN 3-12-717700-3
- Hans-Joachim Sacht: Programmiersprache BASIC – Schritt für Schritt. Humboldt-Taschenbuchverlag, München 1983, ISBN 3-581-66456-9
Weblinks
Einzelnachweise
- A Manual for Basic (1964). 1. Oktober 1964, abgerufen am 1. Mai 2020 (englisch).
- Education: High Math at Hanover. In: Time. 23. Februar 1959, ISSN 0040-781X (time.com [abgerufen am 1. Mai 2020]).
- Fifty Years of BASIC, the Programming Language That Made Computers Personal. Abgerufen am 1. Mai 2020 (englisch).