Редактирование: Простые программы на Каллисто

''Перед изучением программирования рекомендуется ознакомиться с учебной статьёй «[[Первое знакомство с Каллисто]]»''


[[Каллисто]] является расширением [[ЯМК|входного языка]] [[Электроника МК-161|«Электроники МК-161»]]. Что это означает? Давайте проверим это утверждение на примере классических программ для советских [[ПМК]]. Вот простые и широко известные программы для вычисления [https://ru.wikipedia.org/wiki/Гиперболические_функции гиперболических функций] из [[Справочник по расчётам на микрокалькуляторах, 3-е изд. (справочник)|3-го изд. справочника проф. Дьяконова]] (стр. 174):

[[Файл:DjakonovHyp.png]]

== Наша первая программа на Каллисто ==
В качестве первого упражнения возьмём программу 4.1 для вычисления гиперболического синуса sh, которая на [[ЯМК|языке МК]] выглядит так:
 Fe<sup>x</sup> ↑ F1/x − 2 ÷ С/П БП 00

Вот она же, написанная на [[Каллисто]]:
 : sh   e<sup>x</sup> ↑ 1/x − 2 ÷ . ;

Каллистянская программа для вычисления (и вывода на [[индикатор]]) гиперболического синуса начинается с [[Слово :|двоеточия]] и заканчивается [[Слово ;|точкой с запятой]]. Предки этих двух коротких слов — команды калькулятора [[F ПРГ]] и [[F АВТ]]. Они переключают [[Каллисто]] из состояния интерпретации в состояние компиляции и обратно. В состоянии интерпретации слова исполняются сразу же (как в [[Режим автоматической работы|автоматическом режиме калькулятора]]), а в состоянии компиляции — запоминаются, чтобы исполниться позже (похоже на [[режим программирования]]).

Первое отличие в том, что после [[Слово :|двоеточия]] идёт слово sh. Это имя программы, а точнее нового слова для вычисления гиперболического синуса. [[Каллисто]] может хранить [[Словарь|в своём словаре]] не одну программу, как советские [[ПМК]], а множество слов. Чтобы их различать, каждому слову положено уникальное имя. Слова можно сравнить с программой для советского [[ПМК]]. Чаще всего они даже превосходят по своим возможностям такие программы.

Также можно заметить, что каллистянские имена функций (они тоже являются словами) похожи на ПМКшные, но не требуют начальной буквы F.  [[F EXP|Fe<sup>x</sup>]] и [[F1/x]] превратились в обычные [[Eˣ|e<sup>x</sup>]] и [[Слово 1/X|1/x]]. Некоторые справочники по ПМК уже использовали подобное соглашение. Перед [[Слово ;|точкой с запятой]] в определении нашего слова sh стоит [[Слово .|точка]]. Эта точка нужна для вывода результата на [[индикатор]], являясь своеобразным аналогом команды С/П. Такой вывод нужен в учебном примере. Настоящий библиотечный sh, разумеется, будет оставлять конечный результат в стеке. Ведь он может понадобиться в вычислениях «по цепочке».

Давайте проверим, правильно ли вычисляет наше новое слово sh гиперболический синус:
 1 sh
[[Файл:sh.png|||264px|]]
Как видим, результат совпадает с тем, что приводит в справочнике профессор Дьяконов.

Если вы пишите на [[Каллисто]] библиотеку гиперболических функций, окончательное определение гиперболического синуса sh будет выглядеть в ней так:
 : sh  ( x -- sh x)   e<sup>x</sup> ↑ 1/x − 2 ÷ ;

Мы видим, что [[Слово .|точка]] исчезла. При необходимости разработчик сам поставит [[Слово .|точку]] для вывода конечного результата на [[индикатор]]. Также мы добавили комментарий, он [[(|в круглых скобках]]. По соглашению, принятому в Форте, такой комментарий содержит описания [[Стек данных|стека]] до и после работы слова. Между этими двумя описаниями стоят два [[Символ -|дефиса]].

Согласитесь, переносить простые программы с [[ЯМК|языка МК]] на [[Каллисто]] легко. При этом их исходный текст выглядит лучше, а обращаться к ним удобней! Попробуйте самостоятельно перенести на [[Каллисто]] программу 4.2.

== Программа, использующая переменную ==
Теперь упражнение посложней. Программа 4.3 использует [[X1|регистр предыдущего результата X1]]:

 Fe<sup>x</sup> ↑ ↑ F1/x + 2 ÷ − FВx ÷ С/П БП 00

Поскольку в [[Каллисто]] нет такого регистра, простейшее решение — [[VALUE|объявить переменную]], куда и запишем промежуточный результат. Назовём её x1 (число в переменную x1 копирует фраза ↑ to x1 ):
 0 value x1
 : th  ( x -- sh x/ch x)  e<sup>x</sup> ↑ ↑ 1/x + 2 ÷  ↑ to x1  − x1 ÷ ;

Проверим результат на примере из справочника:
 1 th .
[[Файл:th.png|||264px|]]
Результат совпадает с точностью до последнего знака.

Конечно же, программы-«спагетти» переводить на [[Каллисто]] сложнее и потребует чуть больше подготовительных действий. [[Каллисто]] настаивает на структурном программировании. Зато об адресах и метках можно забыть, используя условный оператор и циклы, один из которых совместим с ПМКшным [[FL0]].

== Цикл со счётчиком ==
Переведём на [[Каллисто]] классическую программу вычисления факториала (стр. 148):

[[Файл:DjakonovFact.png]]

На [[ЯМК|языке МК]] она выглядит так:
 ВП П0 1 ИП0 × FL0 03 С/П

Вот она же на [[Каллисто]] (кратчайшее имя ! использовать нехорошо, так как [[Слово !|восклицательный знак уже является важным словом]] [[Каллисто]]):
 : n!  ( n -- n!)   1 ↔ for i × next ;

Роль [[R0|регистра 0]] выполняет переменная цикла, обращение к которой производит [[слово I]]. Проверим n! на примере из справочника:
 10 n! .
[[Файл:fact.png|||264px|]]
Если всё введено верно, результат опять совпадает со справочным.

Замер времени выполнения показывает, что 10! вычисляется на [[Каллисто]] за 1,98 с. Это в пять раз быстрее советских [[ПМК]] — хотя, разумеется, значительно медленней, чем вычислять 10! непосредственно на [[Язык МК|языке МК-161]].

Как в программе для ПМК, в каллистянском факториале есть своя изюминка. Если в ПМКшном факториале ноль превращается в единицу [[ВП|командой ВП]], то в каллистянском варианте ноль на входе приведёт к тому, что цикл [[FOR]]…[[NEXT]] не выполнится ни разу. В результате в [[Стек данных|стеке]] остаётся та единица, которая обычно выполняет роль первого сомножителя.

== Ссылки ==
* [http://tinyurl.com/Callisto161-2 tinyurl.com/Callisto161-2] — короткий адрес этой страницы (через зарубежный сайт)

[[Категория:Каллисто]]