BARSIC

BARSIC (Business And Research Scientific Interactive Calculator) является интерпретируемым языком программирования с псевдокомпиляцией исходного кода в brc-файл (сокращение от BARSIC Compiled). Первоначально возник как надстройка над библиотеками управления научными и учебными установками. В том числе со средствами отображения графиков и проведения вычислений по формулам, задаваемым пользователем. В дальнейшем были добавлены средства визуального проектирования пользовательского интерфейса. Это объектный язык с развитыми средствами процедурного программирования (функции-выражения, подпрограммы с различными модификаторами видимости внешних элементов внутри подпрограмм, модули, структуры) и элементами объектности (набор встроенных предопределённых классов как способ организации удобного доступа к библиотекам). Предполагается добавление пользовательских классов по модели прототипирования.

Среди интерпретируемых языков отличается наличием жёсткой статической проверки типов во всех синтаксических конструкциях за исключением нескольких, специально предназначенных для интерпретации. Динамическая проверка также ведётся. При этом синтаксические конструкции языка выбраны таким образом, чтобы транслятору удалось максимально точно локализовать место синтаксической ошибки. Благодаря этому резко повышается скорость разработки программ и нахождения ошибок.

В настоящее время наиболее широко используемыми приложениями BARSIC являются учебные модели по физике и математике:

• доступная в открытом доступе виртуальная лаборатория barsic.spbu.ru (первоначально необходимо инсталлировать на компьютере среду BARSIC с данной странички
• модели и тесты Интернет-олимпиады по физике по СПб и Северо-Западному региону РФ . К настоящему времени через Интернет-олимпиады по физике на основе тестов и моделей, выполняемых в среде BARSIC, прошло около 5000 человек (только в ноябре 2007 года 1083 человек по 10-м классам и 1246 человек по 11-м классам).

Состав программного комплекса BARSIC

• бесплатная свободно распространяемая исполняющая среда barsic.exe (и сопровождающие файлы) — ‘проигрыватель’ файлов BARSIC
• среда barsicIDE.exe разработки программ-приложений, свободно доступная для некоммерческого использования

Основные особенности языка и среды BARSIC

Программный комплекс BARSIC предназначен для разработки и использования прикладных программ-приложений, работающих под управлением исполняющей среды BARSIC. Основными областями применения комплекса являются разработка программ учебного назначения в области физики, математики, информатики и других областях, а также программ для научных численных математических расчетов и математического моделирования, преимущественно в области физики. Кроме того, комплекс специализирован для создания программ интерактивного управления компьютеризированными экспериментальными установками на основе персональных компьютеров, а также обработки и визуализации получаемых экспериментальных данных и сравнения их с теоретическими зависимостями.

Язык BARSIC, с помощью которого осуществляется программирование программ-приложений, является универсальным объектным языком программирования и содержит развитые средства построения двумерных и трехмерных графиков, анимации изображений, математической обработки данных, управления экспериментом. Среда разработки содержит развитые средства визуального проектирования интерфейса приложений.

Относительная независимость приложений от конкретной версии исполняющей среды дает важное преимущество: добавление новых возможностей в среде автоматически расширяет возможности программы-приложения. Например, работа с файлами, графиками, базами данных, компьютерными сетями и т.д. Самой важной особенностью языка BARSIC является надежность программирования. В BARSIC предусмотрены специальные средства повышения надежности.

Во-первых, выбран такой синтаксис языка программирования, чтобы из-за случайных опечаток во время набора программы минимизировать вероятность возникновения недиагностируемых ошибок. В отличие от BARSIC, такие языки, как FORTRAN, JavaScript, BASIC в очень сильной степени подвержены этим ошибкам из-за правил автоматического приведения типов, а также свободной типизации (для JavaScript и Visual BASIC). В несколько меньшей степени эти ошибки характерны для C и C++, а в еще меньшей степени – для Java (за исключением работы со строками, где такие ошибки для Java типичны) и Object PASCAL (Delphi).

Во-вторых, синтаксис языка программирования BARSIC построен на принципе максимальной понятности для человека и принципе автодокументирования программного кода. Это означает, что сам текст программы в подавляющем большинстве случаев дает возможность понять, что имел в виду программист. Поэтому в программах, написанных на BARSIC, почти не надо вставлять комментарии, что не только экономит время, но и избавляет от неприятной нетворческой работы, которую так не любит большинство программистов. Во всех других известных нам языках программирования этот принцип не выполняется.

В-третьих, в BARSIC на уровне среды встроена система перехвата и обработки так называемых исключительных ситуаций. При этом если программист заранее не предусмотрел действий при возникновении деления на ноль, ввода вместо числа другого символа и т.п., программа не завершит работу в аварийном режиме, как бывает в большинстве программ, написанных на других языках программирования. Среда BARSIC выдаст диагностику ошибки, после чего можно будет повторить ввод с исправлением неправильно введенных значений или символов и продолжить работу. Обработка исключительных ситуаций имеется в большинстве современных языков программирования, но BARSIC обеспечивает дополнительную защиту от исключений на уровне исполняющей среды даже в тех случаях, когда программы, написанные на C++ или Object PASCAL, окажутся неработоспособны.

В-четвертых, в интегрированную среду BARSIC встроена поддержка работы с пользовательским интерфейсом методом визуального проектирования. Это делает BARSIC средой RAD (Rapid Application Development) —средством сверхбыстрой разработки программ.

Языки программирования и интегрированные среды

По словам создателя первой интегрированной среды FRAMEWORK, интегрированная среда —это такая прикладная программа, что пользователь, запустив ее в начале рабочего дня, находит в ней все необходимые для работы ресурсы и поэтому не выходит из интегрированной среды до самого конца рабочего дня. Конечно, это определение не очень корректно и несколько идеализирует ситуацию, но его общий смысл достаточно ясен.

Основная особенность интегрированных сред —высокая степень интерактивности. Она достигается за счет интеграции в единое целое различных программных ресурсов, отсюда и происходит название. Так, интегрированная среда какого-либо компилятора языка программирования (программы, которая из текста данного языка программирования создает исполняемую программу) обычно содержит текстовый редактор и собственно компилятор с системой диагностики ошибок компиляции. Кроме того, в ней обычно имеется также отладчик —интерпретатор данного языка, выполняющий программу строчка за строчкой и имеющий ряд других специальных возможностей.

Одно из активно развивающихся направлений, визуальное проектирование —полностью основано на использовании возможностей интегрированной среды. Пользователь в интерактивном режиме выбирает необходимые для его программы объекты языка программирования и устанавливает между ними связи. Популярность таких языков как Visual BASIC (Microsoft), а также Object PASCAL (среды Delphi и Kylix, Borland), не случайна. Даже неопытный программист, не знающий кроме BASIC других языков программирования и никогда не программировавший под Windows, может за два-три дня с помощью Visual BASIC создать прикладную программу, работающую под Windows. А вот программисту высокого класса, не программировавшему до того под Windows, с помощью C++ зачастую приходится для создания такой же программы затратить недели, а то и месяцы. Правда, Visual BASIC обладает рядом существенных ограничений. С помощью сред визуального проектирования можно создавать весьма сложные программы, не набрав с клавиатуры ни строчки кода.

Однако у всех программ, созданных на основе традиционных языков программирования процедурного типа, имеется один и тот же недостаток. Для них исполняемый код —это одно, а обрабатываемые программой данные —совсем другое. Действительно, код программы содержится в файле с расширением EXE, а данные —либо в специальных файлах данных (как правило, в текстовом либо двоичном виде во внутреннем представлении компьютера), либо вводятся с клавиатуры или с какого либо другого внешнего устройства.

А теперь зададим вопрос: как быть, если пользователь должен дать исполняемой программе информацию, которую можно рассматривать как “добавку” к тексту программы? Например, мы хотим, чтобы на экране был построен график функции, и в подобной программе обеспечиваем все необходимые сервисные возможности. Однако формулу для функции должен задать сам пользователь, и заранее неизвестно, какая она будет.

Совершенно очевидно, что подобного рода задачи можно решать только с помощью системы-интерпретатора. Но “за все приходится платить”. Компилятор переводит текст программы в исполняемый код, который может работать и без программы-компилятора. Программы же, созданные на основе языков интерпретирующего типа, могут исполняться только под управлением программы-интерпретатора. Кроме того, они работают медленнее скомпилированных, так как интерпретация занимает дополнительное время. Однако во многих случаях это несущественно.