Каналы и потоки
Операторы языка Бейсик, такие как PRINT, INPUT и некоторые другие,
работают несколько сложней, чем это может показаться на первый взгляд.
Выполните, например, оЦератор:
PRINT #0;"Test message": PAUSE О
Сообщение будет выведено на служебный экран. Если заменить число
после символа # на 2, то вывод осуществится на основной экран, если
подставить 3 — сообщение будет напечатано на принтере.
Для достижения большей гибкости при организации ввода/вывода в
ZX Spectrum нет твердо установленного соответствия между операторами
ввода/вывода и внешними устройствами» Связь между ними устанавлива-
ется с помощью системы каналов и потоков — каждый канал связан с
конкретным устройством ввода/вывода, поток же указывает на канал, через
который будут передаваться данные.
| Оператор}-*»| Поток »|~Канал |—Внешнее устройство |
Информация о существующих каналах хранится в области ОЗУ, на
которую указывает системная переменная CHANS (23631/32). Каждый
канал задается так называемым описателем канала — блоком памяти, состо-
ящем не менее чем из пяти ячеек этой области. Первые два байта описателя
составляют адрес программы вывода на связанное с каналом внешнее
устройство, следующие два — адрес программы ввода, пятый байт —
символьное имя канала. Здесь же может храниться и другая информация о
каналеf но операционная система использует только упомянутые пять байт.
Системная переменная CURCHL (23633/34) содержит адрес первого
байта описателя текущего канала (канала, через который осуществляется
ввод/вывод в данный момент). Записав в эту переменную адрес первого
байта описателя другого канала, можно установить его текущим.
При запуске компьютера операционной системой задаются четыре
стандартных канала, которые обеспечивают:
"К" — вывод на вспомогательный экран и ввод с клавиатуры;
"S" — вывод на основной экран;
"R" — запись байта в рабочую область памяти, адресуемую переменной
K_CUR (23643/44);
"Р" — вывод байта на ZX Printer.
Описатели стандартных каналов занимают первые 20 байт в области
информации о каналах. Их порядок менять не следует. Каналы "S", "R" и
"Р" работают только на вывод (при попытке ввода управление передается на
подпрограмму обработки ошибок (#15С4), выдающую при этом сообщение
J Invalid I/O device).
При написании собственных процедур ввода/вывода, которые впос-
ледствии будут «подключены» к какому-нибудь каналу, следует учитывать
*) Работа с принтером в Spectrum 128 организована иначе.
требования, предъявляемые к ним операционной системой ZX Spectrum.
Обмен байтами (передача/прием) между операционной системой и подпрог-
раммами ввода/вывода осуществляется через аккумулятор. Программа вво-
да, кроме того, использует некоторые флаги: при получении байта устанав-
ливает флаг переноса CY; если байт на данный момент не введен, флаг CY
сбрасывается и устанавливается флаг Z; при обнаружении конца файла или
ошибки сбрасываются флаги CY и Z, после чего системой будет выведено
сообщение 8 End of file. Заметим, что при ожидании ввода (флаг Z установлен)
система не контролирует клавишу Break, об этом нужно позаботиться в
программе ввода. Программы ввода/вывода являются подпрограммами от-
носительно операционной системы ZX Spectrum.
В Бейсике не существует операторов для задания новых каналов, для
этого необходимо написать специальную программу в кодах (или на Бейсике,
используя оператор РОКЕ). Не рекомендуется «подключать» программы вво-
да/вывода к уже существующим каналам (то есть помещать в описатель
канала адреса новых программ ввода/вывода), лучше задать новый канал.
Количество каналов ограничено лишь свободным пространством ОЗУ.
Для осуществления ввода/вывода недостаточно только задать канал,
необходимо еще и связать его с конкретным потоком. Только после этого, указывая
в бейсик-операторах ввода/вывода номер потока (число, записываемое после
символа #), через канал можно будет передавать и принимать информацию.
В операционной системе ZX Spectrum имеется 19 потоков, которым
присвоены номера от —3 до 15. После запуска компьютера системой откры-
ваются (связываются с одним из каналов) 7 потоков с номерами от -3 до 3
— эти потоки переназначать не рекомендуется. Потоки от -3 до -1 недоступ-
ны из Бейсика (хотя поток -3 связан с тем же каналом, что и потоки 0 и 1,
а поток -2 — с тем же каналом, что и поток 2). Текущий поток устанавливается
с помощью подпрограммы, расположенной по адресу #1601 (см. «Исполь-
зование подпрограмм ПЗУ»).
Информация о связи потоков с каналами хранится в области систем-
ных переменных STRMS, начиная с адреса 23568 (#5СЮ). Первые две
ячейки этой области указывают на канал, связанный с потоком -3, следую-
щие две — с потоком -2 и т. д. В этих ячейках хранятся увеличенные на
единицу смещения первого байта описателя канала, с которым связывается
поток, относительно начала области информации о каналах (системная
переменная CHANS). Если поток не связан ни с одним из каналов, ячейки
обнулены, и считается, что поток свободен (закрыт). На рис. 14 приведена
диаграмма связи потоков и стандартных каналов после запуска компьютера.
Для открытия потока из Бейсика служит оператор OPEN #0/4", где п
— номер потока (0...15), at — имя канала, связываемого с потоком. Напри-
Мер, после выполнения оператора
OPEN #7,"S"
при выводе в поток 7 информация будет передаваться в канал "S", то
есть на основной экран:
PRINT #7;"Printing in 7th stream"
Поток n закрывается оператором CLOSE #n, например:
CLOSE #7
Если после закрытия потока Вы попытаетесь вывести в него инфор-
мацию, то получите сообщение об ошибке О Invalid stream.
К сожалению, с помощью операторов OPEN и CLOSE могут быть
подключены только каналы "S", "К" и "Р". При попытке использовать другие
имена каналов выдается сообщение об ошибке*.
Ввод информации осуществляется оператором INPUT #п либо функ-
цией INKEY$ #п. Используя INPUT, помните, что оператор работает точно
также, как и при вводе с клавиатуры. Например, выполнение INPUT #4;а$
приведет к тому, что перед передачей информации из потока 4 в переменную
а$ через этот поток будут выведены две кавычки.
Операторы LIST и PRINT по умолчанию выводят информацию в поток
2 (на экран), a LLIST и LPRINT — в поток 3 (на принтер), хотя при явном
указании номера потока и те и другие могут использоваться для вывода на
любое устройство (например, оператор LLIST #2 будет выводить листинг
программы на экран).
Формат хранения текста программы на Бейсике
Строки бейсик-программы размещаются в порядке возрастания но-
меров в области памяти, адрес начала которой задается системной перемен-
ной PROG (23635/36). Они хранятся в следующем формате:
ст. байт мп.байт ст.баит
Номер строки Длина! строки Текст ^строки Байт #0Р|
t_^_/
Номер строки может принимать значения от 0 до 9999 (правда, из
Бейсика редактировать строку с номером 0 невозможно). Обратите внима-
ние также на то, что номер записан «наоборот», то есть сначала размещается
старший байт, а затем младший. Длина текста бейсик-программы рассчиты-
вается с учетом символа перевода строки (код #0D).
Текст строки хранится в виде кодов ASCII-символов и токенов — кодов
операторов Бейсика (см. «Таблица символов»). Непосредственно после сим-
вольной записи числа размещается его образ во внутреннем формате: байт
#0Е и 5 байт собственно числа (1 байт порядка и 4 байта мантиссы). При
записи пользовательской функции DEF FN после каждого параметра резер-
вируются 6 байт для записи чисел в аналогичном формате.
Формат хранения переменных
В именах переменных бейсик-программы допускается использовать
буквы латинского алфавита A...Z и a...z (в числовых переменных могут также
*) Некоторые внешние устройства, например, Interface 1, могут перехваты-
вать это сообщение и заменять стандартное ПЗУ своим, существенно
расширяя возможности работы с каналами.
использоваться цифры от 0 до 9). Интерпретатор Бейсика не делает различий
между строчными и прописными буквами. Кроме того, пробелы в именах
числовых переменных игнорируются, например, имена «Label 12» и
«LABEL 12» в программе будут указывать на одну и ту же переменную.
После определения переменной в бейсик-программе она помещается
в специально отведенную область памяти, адрес начала которой задается
системной переменной VARS (23627/28). Порядок расположения перемен-
ных соответствует последовательности их определения в программе.
При записи переменных их тип задается тремя старшими битами
первого байта формата:
010 — символьная переменная;
011 — числовая переменная с одним символом в имени;
100 — числовой массив;
101 — числовая переменная с несколькими символами в имени;
110 — символьный массив;
111 — переменная цикла FOR...NEXT.
В остальные биты первого байта записываются младшие 5 бит имени
переменной (если переменная многосимвольная, то младшие 5 бит первой
буквы ее имени):
Составленный подобным образом байт называется щенпихришпорсм
переменной.
Числовые переменные (numeric variables!
Имена числовых переменных в бейсик-программе могут состоять из
неограниченного числа символов (букв или цифр), но первым символом
имени обязательно должна быть буква. Хранение в памяти переменных, имя
которых задано одним символом, и переменных с многосимвольным именем
осуществляется в различных форматах.
Для записи числовых переменных с односимвольным именем исполь-
зуется 6 байт: 1 байт идентификатора и 5 байт под численное значение
переменной во внутреннем формате:
Формат размещения переменной с многосимвольным именем:
Формат размещения переменной с многосимвольным именем:
Числовой массив (numeric array)
Имя числового массива может состоять только из одной буквы. Эле-
менты массива хранятся в памяти последовательно в сторону увеличения
индекса. Например, элементы массива S(2,3,4) (количество измерений — 3;
первая размерность — 2; вторая — 3; третья — 4) в памяти будут распола-
гаться в такой последовательности: (1,1,1); (1,1,2); (1,1,3); (1,1,4); (1,2,1);
(1,2,2); (1,2,3); (1,2,4); (1,3,1); ...; (1,3,4); (2,1,1); (2,1,2); ...; (2,3,4).
При определении массива оператором Бейсика DIM всем его элементам
присваивается нулевое значение.
Управляющая переменная цикла FOR...NEXT (index variable)
Имя управляющей переменной цикла FOR...NEXT может состоять толь-
ко из одной буквы. Кроме идентификатора, начального и конечного значе-
ний, а также шага цикла, запись переменной содержит номер строки
оператора FOR и номер в строке оператора, следующего за FOR. Обратите
внимание, что номер строки в этом случае хранится «правильно» — сначала
младший, а затем старший байт.
Символьная переменная {string)
Имя символьной переменной задается одной буквой, за которой
следует знак $. Количество байт, отводимых для записи символьной пере-
менной, не ограничено и равно длине строки, хранящейся в переменной в
данный момент, плюс 3 байта (идентификатор и 2 байта длины текста). Если
переменная принимает значение «пустой строки»,,под нее отводится только
три байта (байты длины равны нулю).
Символьный массив (character array)
Имя символьного массива может состоять только из одной буквы. Его
элементы хранятся в таком же порядке, что и элементы численного массива.
При определении массива оператором Бейсика DIM всем его элемен-
там присваивается значение 32 (#20) — код символа «пробел».
Стек калькулятора
Для вычислений значения выражений интерпретатор Бейсика ис-
пользует подпрограмму калькулятора из операционной системы
ZX Spectrum, которая вызывается инструкцией RST #28. Калькулятор орга-
низован по стековому принципу — исходные значения для вычислений
сначала помещаются в стек, а затем с помощью специальных команд над
ними производятся необходимые действия. В стеке калькулятора сохраняют-
ся также промежуточные результаты вычислений.
_Стек операционной системы
Стек операционной системы — это стек микропроцессора Z80. Обыч-
но его величина вполне достаточна для работы как бейсик-программ, так и
подпрограмм в кодах, вызываемых из Бейсика. Размер области памяти,
отводимой под стек, не должен быть меньше 80 байт, в противном случае
будет выдано сообщение 4 Out of memory.
Если в своей программе Вы переназначили указатель стека, то при
возврате в Бейсик его значение необходимо восстановить.
Стек оператора GO SUB
Этот стек используется для сохранения адресов возврата при вызове
подпрограмм оператором GO SUB.
При выполнении каждого оператора GO SUB в стек помещаются три
байта: номер следующего за GO SUB оператора (1 байт) и номер строки, в
которой он расположен (2 байта).
Область символов, определяемых пользователем
При запуске системы область определяемых пользователем символов
размещается в самом конце ОЗУ. Изменив значения переменной UDG,
можно переместить область в любое место памяти (см. «Русификация
ZX Spectrum», «Системные переменные»).
