Table Of ContentWolf-Dietrich Schwill/Roland Weibezahn
EinfGhrung in die
Programmiersprache
BASIC
Anleitung zum Selbststudium
Skriptum fUr
Harer aller Fachrichtungen
ab 1. Semester
Vieweg
Dr. Wolf-Dietrich Schwill und
Dr. Roland Weibezahn
sind Mitarbeiter des Rechenzentrums der Universitat Bremen
Vedagsredaktion: Alfred Schubert
1976
AIle Rechte vorbehalten
© by Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1976
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ISBN-13: 978-3-528-03322-4 e-ISBN-13: 978-3-322-85534-3
001: 10.1007/978-3-322-85534-3
Vorwort
Die konventionelle Datenverarbeitung zeichnet sich dadurch aus,
daB Programme entwickelt werden und liber Lochkarten an zentraler
Stelle in eine Rechenanlage zur Ausflihrung eingegeben werden
(Stapelbetrieb). 1m Gegensatz zur Programmentwicklung werden die
zu verarbeitenden Daten in neuerer Zeit haufig an den Stellen,
an den en sie anfallen, gesammelt und liber Datenstationen (Terminals)
in die Rechenanlage eingeschleust. Parallel zu dieser dezentralen
Datenerfassung ist zunehmend der Trend zu erkennen, auch Programme
dezentral liber Datenstationen im sogenannten Time-Sharing-Betrieb
zu entwickeln. Es ist eine konsequente Weiterentwicklung, nun
auch Ergebnisse der Programmlaufe zur dezentralen Station (Terminal)
zu libermitteln. Die Vorteile liegen auf der Hand: Lange Wege zum
Rechenzentrum entfallen, Wartezeiten vom Beginn der Programmabgabe
bis zur Rlickgabe der Ergebnislisten werden minimal, Programm
korrekturen sind leicht und schnell moglich. Das Austesten der
Programme kann in einem direkten Dialog mit der Rechenanlage er
folgen. Neben den technischen Voraussetzungen flir diese Art der
Programmentwicklung und Programmausflihrung - AnschluB einer oder
mehrerer Datenstationen an einen Rechner, Vorhandensein eines
entsprechenden Betriebssystems - mlissen Programmiersprachen und die
entsprechenden Compiler zur Verfligung stehen, die es erlauben,
im Dialog mit der Rechenanlage Programme zu erst ellen und auszu
flihren. FUr die Losung technisch-wissenschaftlicher (formelmaBig
darstellbarer) Problemstellungen hat sich dabei die problem
orientierte Programmiersprache BASIC (~eginners !ll-Purpose £Yillbolic
lnstruction Qode) bewahrt. Diese einfache und leicht erlernbare
Programmiersprache erlaubt es, innerhalb klirzester Zeit, einfache
Aufgaben aus Mathematik, Statistik und Technik zu losen. Das ist
ein Grund daflir, daB die Programmiersprache BASIC haufig in
Schulen und"technisch-wissenschaftlichen Instituten angewendet wird.
Die vorliegende Einflihrung in die Programmiersprache BASIC richtet
sich deshalb im wesentlichen an Lehrer und Schliler von Gymnasien
sowie an Studenten aus technisch-wissenschaftlichen Studiengangen.
Das Buch ist so aufgebaut, daB der Leser die Programmiersprache
BASIC anhand von einfachen Beispielen auch im Selbststudium
erlernen kann.
BewuBt wurde darauf verzichtet, alle Moglichkeiten von BASIC
zu beschreiben, um den Anfanger nicht unnotig zu verwirren.
Jedoch reichen die dargestellten Sprachelemente aus, um die
meisten anfallenden Programmieraufgaben zu losen.
Herrn Professor Dr. Gunther Lamprecht mochten wir fur die An
regungen zu dieser Einflihrung in die Programmiersprache BASIC
danken. Frau Pochciol danken wir fur ihre Mlihe beim Schreiben
dieser Druckvorlage.
Bremen, im April 1976
Wolf-Dietrich Schwill
Roland Weibezahn
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Programmieren liber Datenstationen 3
2.1 Der Dialog mit einer Rechenanlage 3
2.2 Programmieren in BASIC: Einflihrendes Beispiel 7
3 Elementare BASIC-Anweisungen 11
3.1 Arithmetische Anweisung (LET) 11
3.2 Ausgabe arithmetischer Ausdrlicke (PRINT) 15
3.3 Programmverzweigung - unbedingter Sprung (GO TO) 16
3.4 Programmverzweigung - bedingter Sprung (IF) 19
3·5 Dateneingabe liber ein Terminal (INPUT) 21
3.6 Funktionen 24
3·7 Weitere Maglichkeiten mit der PRINT-Anweisung 28
3·8 Programmschleifen (FOR-NEXT) 30
3.9 Programmende (STOP) 38
4 Weitere Maglichkeiten in BASIC 39
4.1 Felder (Vektoren,Matrizen) 39
4.2 Matrizenanweisungen (MAT) 47
4.3 Unterprogrammtechnik (DEF, GOSUB) 60
4.4 Einlesen programminterner Daten
(READ ,DATA ,RESTORE) 70
4.5 Zeichenverarbeitung (Textverarbeitung) 74
5 FluBdiagramm-Technik 77
6 Beispiele 85
6.1 Ausgleichsgerade nach der Methode der
kleinsten Quadrate 85
6.2 Korrelationskoeffizient 86
6.3 NullstellenbestiIDIDung flir Polynome
(Newton-Verfahren) 90
6.4 Lasung einer Gleichung durch einfache Iteration 93
6.5 Numerische Integration (Trapezregel) 94
6.6 Numerische Integration (Simpsonregel) 97
6.7 Vollstandiges elliptisches Integral 1.Gattung 99
6.8 Numerische Integration einer Differential-
gleichung (Runge-Kutta-Verfahren) 103
6.9 Division von Potenzreihen 105
6.10 Berechnung der Zahl rr 108
Register 110
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1 Einleitung
Die Programmiersprache BASIC gehort zu den sogenannten problem
orientierten Programmiersprachen, d.h. das zu losende Problem
- etwa aus der Mathematik - wird zunachst formelmaBig aufbe
reitet. Der Benutzer kann sich dabei voll auf das zu losende
Problem konzentrieren. Der so entwickelte Formelplan kann dann
ohne tiefere Kenntnis der internen Vorgange einer Rechenan
lage in ein Programm umgesetzt werden. Letzteres besteht aus
einzelnen Anweisungen an die Rechenanlage, die diese ausflihrt
und dem Benutzer die Ergebnisse zur Verfugung stellt. Die
einzelnen Anweisungen sind in ihrer Struktur einfach, leicht zu
erlernen und auBerlich den einzelnen Formeln eines Formelplanes
ahnlich. Insofern ist diese Programmiersprache besonders fur
technisch-wissenschaftliche Problemstellungen geeignet.
Die vorliegende Einflihrung in die Programmiersprache BASIC
gliedert sich wie folgt:
In Kapitel 2 wird zunachst der Dialog zwischen Benutzer und
Rechenanlage beschrieben, der prinzipiell immer dann zu fUhren
ist, wenn ein bereits formelmaBig aufbereitetes Problem in BASIC
programmiert werden soll. Anhand eines einfachen Beispiels werden
einige Grundelemente dieser Programmiersprache und deren
Wirkungsweise erlautert.
In Kapitel 3 wird auf diejenigen BASIC-Anweisungen eingegangen,
die notwendig sind, um kleine Auf gab en , z.B. aus der numerischen
Mathematik, zu programmieren und damit zu losen.
In Kapitel 4 werden die Grundelemente erganzt um die Matrix
anweisungen, die Unterprogrammtechnik und um Anweisungen zur
Textverarbeitung. Letztere sind fur die Anfanger von unterge
ordneter Bedeutung und nur der Vollstandigkeit halber aufgefUhrt.
In Kapitel 5 wird anhand eines umfangreichen Beispiels auf die
FluBdiagrammtechnik eingegangen. Sie ist unabhangig von BASIC
zu betrachten, aber fur denjenigen Benutzer unentbehrlich, der
komplizierte Probleme zu losen hat.
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In Kapitel 6 werden eine Reihe von Grundaufgaben der numerischen
Mathematik und Statistik formelmaBig aufgearbeitet und die zuge
horigen Programme mit Testdaten und Ergebnissen vorgestellt. Der
an der numerischen Mathematik interessierte Leser wird auf die
einschlagige Literatur verwiesen, etwa:
H. Werner: Praktische Mathematik I, Springer 1970
H. Werner, R. Schaback: Praktische Mathematik II,
Springer 1972
H. und I. Werner, P. JanBen: Probleme der praktischen
Mathematik, Schwann 1975
E. Isaacson, H. B. Keller: Analysis of Numerical Methods,
Wiley 1966
Zur weiteren Vertiefung wird der Leser auf die Literaturver
zeichnisse der o.a. Werke verwiesen.
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2. Programmieren liber Datenstationen
2.1 Der Dialog mit einer Rechenanlage
Moderne Rechenanlagen bieten dem Anwender die Moglichkeit,
liber eine sogenannte Datenstation (siehe Abb.1) die Vorteile
der GroBrechenanlage gegenliber einer Tischrechenmaschine aus
zunutzen, wobei hier wie da die verlangten Befehle sofort
ausgeflihrt werden und auf diese Weise ein Dialog stattfinden
kann. Erforderlich ist eine Eingabemoglichkeit (i.a. ahnlich
einer Schreibmaschinentastatur) und ein Ausgabemedium, welches
z.B. ein Fernschreiber oder ein Bildschirm sein kann.
... Datenstationen .
Grossrech e nan 1a g e
Prog ram m bibliothek
Abb.1 Prinzipschaltbild flir Datenstationen an
einer GroBrechenanlage
Die Handhabung der Datenstation ist i.a. sehr einfach, aber
vom zur Verfligung stehenden Typ abhangig; aus diesem Grunde
kann hier darauf nicht eingegangen werden.
Da ein einzelner Benutzer eine GroBrechenanlage liber eine
Datenstation nicht "auslastet", konnen mehrere Datenstationen
an eine Rechenanlage angeschlossen und von ihr reihum bedient
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werden; der Benutzer merkt auf Grund der hohen Rechengeschwindig
keit der Rechenanlage (eine Addition benotigt je nach Rechenan
lage etwa 1 Millionstel (!) Sekunde) nicht, daB noch weitere Be
nutzer "quasi-gleichzeitig" bedient werden. Das erfordert ein
umfangreiches Programmsystem zur Verwaltung der einzelnen Benutzer.
Ein solches System, bestehend aus Rechenanlage, mehreren Daten
stationen und Verwaltungsprogramm, nennt man Time-Sharing-System
(abgeklirzt TSS) oder im deutschen Sprachgebrauch weniger zutref
fend Teilnehmer-System.
Die Datenstationen konnen beliebig weit entfernt von der Rechen
anlage stehen, die Ubertragung erfolgt entweder tiber feste
Leitungen oder tiber anwahlbare Telefonleitungen.
Falls also eine leistungsfahige GroBrechenanlage erreichbar ist,
ist es leicht moglich, eine (zusatzliche) Datenstation an dem Ort,
an dem sie benotigt wird (z.B. Universitatsinstitut, Schule usw.),
aufzustellen und die vollen Vorteile einer GroBrechenanlage aus
zunutzen. Diese Losung ist oft auch kostenglinstiger gegentiber
einer separat aufgestellten BASIC-programmierbaren Tischrechen
maschine.
Zum Erlernen der Programmiersprache BASIC wird deshalb im
folgenden davon ausgegangen, daB eine Datenstation oder ein
programmierbarer Tischrechner zur Verftigung steht, so daB der
Leser die angegebenen Beispiele nachvollziehen und die Aufgaben
praktisch losen kann. Wenn im folgenden von einer Datenstation
die Rede ist, gelten die Ausflihrungen gleichermaBen ftir einen
Tischrechner.
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Erstellung und Ausfuhrung eines Programm vollziehen sich
grundsatzlich in Form eines Dialoges, d.h. es entsteht ein
Frage- und Antwortspiel zwischen Benutzer und Rechenanlage
(reprasentiert durch die Datenstation) nach folgendem prin
zipiellen Muster:
1.) Benutzer: Ieh will die Reehenanlage benutzen.
2.) Rechenanlage: Welehe Art von Tatigkeit willst Du
ausfuhren?
3.) Benutzer: Ieh will in BASIC programmieren.
4. ) Rechenanlage: Erstelle bitte Dein BASIC-Programm.
5.) Benutzer: Eingabe der einzelnen BASIC-Anwei
sungen, z.B. zur Bereehnung der Drei
eeksflaehe f aus den 3 Seiten a,b,e,
wobei die Werte fur a,b und e wahrend
der Ausfuhrung des Programms vom Be
nutzer eingegeben und der Wert von f
ausgegeben werden sollen; dies solI
fur versehiedene Dreiecke naeheinander
moglieh sein.
6. ) Benutzer: Das BASIC-Programm ist fertig! Beginne
mit der AusfUhrung des Programms.
7. ) Rechenanlage: Beginnt mit der AusfUhrung des Pro
gramms:
Wie groB sind a,b,e?
8. ) Benutzer: a=4.978,b=5.61,c=3.754
9.) Reehenanlage: Ausgabe des Ergebnisses: f=9.15868
10. ) Reehenanlage: Wie groB sind a,b,e?
11.) Benutzer: a=5.984,b=7.432,e=10.34
12. ) Rechenanlage: Ausgabe des Ergebnisses: f=21.8796
Wiederholung der Sehritte 10,11,12
beliebig oft
n. ) Reebenanlage: Wie groB sind a,b,e?
n+1. ) Benutzer: Mir reiebts!
n+2.) Reehenanlage: Willst Du ein neues Programm erstellen?
n+3.) Benutzer: Nein!
n+4. ) Reehenanlage: Auf Wiedersehen!
