Почему Спектрум-бейсик такой медленный?

[mmxdmv]

бордер-то, может, и простая команда, но параметром может быть любое сложное выражение
синтаксически разбирается и вычисляется которое универсальной медленной процедурой

Нет. Я имел в виду немного другое.
Интерпретатор тратит около 10 тыс. тактов просто на команду. Не на выражение, а на команду.
А вот если сделать "сложное выражение" и прогнать через компилятор, то даже синусы-косинусы, которые вычисляются ТЕМИ ЖЕ процедурами ПЗУ будут работать быстрее "простых" команд.
Тем более интерпретатору НЕ НАДО разбирать параметр, при вводе строки этот параметр уже преобразовался к 5 байтному значению - его просто надо загрузить и выполнить.

- - - Добавлено - - -

Полосок, соответствующих одной команде BORDER N, на бордюре укладывается примерно 10. Делим 69888 тактов на 10, получаем примерно 7000 тактов на одну команду BORDER.

К сожалению я проверял в эмуляторе и из 128 режима, поэтому он мог мне приврать несколько процентов.
Но в любом случае 7 и 10 команд - цифры одного порядка, всё равно это тысячи тактов.
Это безумно много.

- - - Добавлено - - -

это ещё не было бы доказательством того, что разработчики специально замедлили бейсик

Я утрировано так написал. Понятно что у них не было ни времени с этим разбираться ни больших объёмов ПЗУ чтобы всё это хранить.
И даже бейсик-то они не с нуля присали а большую часть слизали из предыдущих проектов, где этот бейсик был ещё хуже.

Перефразирую по-другому, что если бы в проект добавить спеца, увеличить ПЗУ и дать чуток больше времени на подготовку, то без проблем бейсик мог бы работать почти со скоростью компилятора

- - - Добавлено - - -

сегодня нет никаких причин разрабатывать на бейсике, кроме ностальгии.

С этим никто не спорит. Это и 30 лет назад понятно было. Просто несправедливость-то вопиющая

- - - Добавлено - - -

Читал что многие процедуры брались практически без переделки из кода ПЗУ ZX81, в том числе и команда CIRCLE (не влезшая в тот ром и оставшаяся лишь в виде рекламы).

А так как все процедуры были оптимизированы на минимальное использование ОЗУ под буфер, чтобы работать на 1кб, то были очень медленны.

Разработчики из New Tiles предлагали доработать бейсик с учетом того что теперь не надо экономить память, но Синклер в приказном порядке это запретил.
Как результат в 16к ПЗУ осталась минимум одна (емнип больше) процедура от ZX81, нафиг не нужная Спектруму.

Дело как бы не в процедурах, которые рисуют на экране.
Ну медленные там CIRCLE, DRAW, PRINT и всё иже с ними, ну и положить на это.
Очень медленным получился сам интерпретатор.

- - - Добавлено - - -

Рекомендую, "перечитать" одну замечательную книжку. Во вступительной части про компилляторы, весьма доступным языком дается ответ на ваш вопрос.

не помню, читал ли эту книжку в детстве. У меня не было свободного доступа к литературе. В любом случае, даже если листал её, то уже после изучения машинных кодов.

но даже оттуда цитирую (с сокращениями):
Наиболее простой способ трансляции - это немедленный "дословный" перевод, так называемая интерпретация.... Интерпретатор опознаёт ключевые слова языка и тут же подсовывает процессору соответствующую последовательность кодов.
Компилятор... создаёт программу в кодах, независимую от каких либо трансляторов.

Но ещё раз обращаю внимание (с BORDER это может быть и не показательно) что, и интерпретатор, и компилятор вызывают одни и те же процедуры ПЗУ: они оба в конечном итоге выполняют команду CALL ПЗУ
Просто компилятор это может сделать сразу, а вот интерпретатору придётся "опознать ключевое слово". Но блин, ключевое слово - ОДИН БАЙТ. А на это тратится тысячи тактов

[Advertiser]

[Lethargeek]

Интерпретатор тратит около 10 тыс. тактов просто на команду. Не на выражение, а на команду.

Еще раз, внимательно, по слогам. Для интерпретатора не существует "просто команды". Даже для уже токенизированной строки он сперва определяет по одной таблице класс команд по типу и количеству операндов, потом парсит и вычисляет операнды, каждый из которых может оказаться (а может и не оказаться, но интерпретатор не помнит этого) выражением весьма сложным, потом только находит по второй таблице через токен и вызывает нужную процедуру. Тыщи тактов на ВСЁ это вместе всегда уходит. Код к тому же не оптимизированный по скорости.

[mmxdmv]

Еще раз, внимательно, по слогам. Для интерпретатора не существует "просто команды". Даже для уже токенизированной строки он сперва определяет по одной таблице класс команд по типу и количеству операндов, потом парсит и вычисляет операнды, каждый из которых может оказаться (а может и не оказаться, но интерпретатор не помнит этого) выражением весьма сложным, потом только находит по второй таблице через токен и вызывает нужную процедуру. Тыщи тактов на ВСЁ это вместе всегда уходит.

Я вам верю что спектрум-бейсик это делает именно так.
Просто "определяет по одной таблице класс команд по типу и количеству операндов" - это звучит пугающе. А на самом-то деле раскидали по таблице токенов - первые 5 токенов = без операндов (cls, run), потом 10 с одним операндом (paper, border, peek), потом ещё 10 с двумя и т.п. - при грамотном порядке токенов "класс команды" определяется из её номера напрямую.

"потом парсит... операнды"
К сожалению у меня пробел в знаниях, поэтому я не знаю насколько это сложно. Но можно ж было как-то облегчить интерпретатору этот парсинг, чтобы он не тратил тыщи тактов на него.

"вычисляет операнды, каждый из которых может оказаться (а может и не оказаться, но интерпретатор не помнит этого) выражением весьма сложным"
в этом деле интерпретатор НЕ отличается от компилятора - и тот и другой считают выражения на встроенном калькуляторе. Ну и выражение сложное/простое - это ж одна проверка и один переход - ну два, ну три десятка тактов...

"потом только находит по второй таблице через токен и вызывает нужную процедуру"
ну и в чём проблема-то? LD A,код_токена: ADD A,A: LD H,адрес_таблицы: LD L,A: LD B,(HL): INC L : LD C,(HL): PUSH HL: RET = итого меньше 70 тактов получается
Если код токена известен и таблица удобно размещена, то вообще можно за 50 тактов сделать


Просто изначально непонятно ну зачем так тормозить ;(

[NEO SPECTRUMAN]

Но можно ж было как-то облегчить интерпретатору этот парсинг, чтобы он не тратил тыщи тактов на него.

Просто изначально непонятно ну зачем так тормозить ;(

блин 82 год был...

найди что нибудь написанное в это время
быстрое и качественное

компы хоть какието(доступные) у людей появились за пару лет до этого

[null_device]

если бы в проект добавить спеца, увеличить ПЗУ и дать чуток больше времени на подготовку, то без проблем бейсик мог бы работать почти со скоростью компилятора

При этом получив кучу проблем "совместимости" старого софта, использующего точки входа подпрограмм ПЗУ, ряда программ проверяющих "целостность" ПЗУ или тех, где используется IM2 и вектор "лежит" в ПЗУ.

[null_device]

Очень медленным получился сам интерпретатор.

Такое происходит при использовании любого ЯВУ.

компилятор это может сделать сразу, а вот интерпретатору придётся "опознать ключевое слово". Но блин, ключевое слово - ОДИН БАЙТ. А на это тратится тысячи тактов

Можно вырубить себе дом в скале, или построить конуру из ж\б блоков. Именно этим и приходится платить за то, чтобы не держать в голове адреса подпрограмм ПЗУ (те же команды работающие с магнитной лентой, явно стоят того, чтобы не заниматься эквилибристикой с ассемблером) и использовать "универсальные" конструкции типа арифметических и логических значений в одних и тех же операторах. Именно поэтому компилляторы имеют граниченный список операторов которые они могут "переварить" в набор маш. процедур.

- - - Добавлено - - -

раскидали по таблице токенов - первые 5 токенов = без операндов (cls, run)

Фишка в том, что тот же RUN может использоваться как с параметром, так и без (по сути, он всегда с параметром, даже если его не задал пользователь). С остальными командами, аналогичная ситуация (тот же GO TO n может использоваться с явным числовым выражением, а может использоваться алгебраическая конструкция GO TO n+m, и даже, алгебраически-логическая GO TO n+(m AND a)+(o AND b).

[mmxdmv]

Фишка в том, что тот же RUN может использоваться как с параметром, так и без (по сути, он всегда с параметром, даже если его не задал пользователь). С остальными командами, аналогичная ситуация (тот же GO TO n может использоваться с явным числовым выражением, а может использоваться алгебраическая конструкция GO TO n+m, и даже, алгебраически-логическая GO TO n+(m AND a)+(o AND b).

Небольшой пример приведу на счёт с параметром и без параметра. Есть такая вроде бы функция BIN. Но это на самом деле не функция, это другое представление числа. После него так же идёт пятибайтная форма. И даже если [B]BIN[/] без параметров то дальше идёт пятибайтный ноль. То есть не было проблем превратить команду без параметров в команду с параметрами на уровне редактора.
А вот теперь про выражения, тоже обращаю внимание: а как компилятор считает выражения?

Если мы возьмём современный оптимизирующий компилятор - то он оценит требуемый тип - целое, если в выражении все переменные целые - то он посчитает их без привлечения сопроцессора. Более того, современный компилятор умный, он может заметить, что "переменные" n и m на самом деле константы (задаются один раз в программе, либо однозначно задаются недалеко от места их использования)... поэтому в некоторых случаях оптимизирующий компилятор заменит выражения на их значение.

Но разговор-то про примитивный компилятор. Который ничего не придумывает за программиста, а тупо выполняет.
Соответственно "скомпилированная" программа также будет считать выражения. И интерпретатор считает и компилятор считает - получается разница не слишком большая...

- - - Добавлено - - -

вот давно пора наконец залезть в книжку с дизассемблером пзу и посмотреть, как они "ничего не делают"
тот же plot уже после вычисления операндов выполняться будет ~3600 тактов
из них ~2900 уходит на конвертацию координат из 5-байтной формы в однобайтовую

Лет 25 бы назад за такую книжку душу бы продал. А сейчас к сожалению лениво.
Но насколько мне не изменяет память "пятибайтный" формат может специальным образом хранить целые в дополнительном коде
Соответственно, можно было десятком проверок пробежаться по команде PLOT 128,88 и вызвать PLOT_BC из ПЗУ.
Конвертация-то не всегда нужна.

- - - Добавлено - - -

Ещё раз резюмирую что хотел сказать про компиляторы.

Есть оптимизирующий компилятор. Который понимает код лучше программиста.
Например делаем CLS: RUN - компилятор понимает, что два раза чистить экран не нужно, поэтому команду CLS можно выкинуть.
или DRAW 128,88: PLOT 128,88 - тут тоже компилятор видит, что точка уже поставлена, команда PLOT 128,88 - лишняя.

А есть обычный тупой компилятор - ему дают команды и он их транслирует в код, который потом будет выполняться. Каждая команда - в свой кусок кода. Разумеется, этот компилятор будет пользоваться встроенным калькулятором - во первых ради упрощения программы и уменьшения кода, а во вторых из-за совместимости: негоже если в интерпретаторе и в скомпилированной программе вычисления будут давать разные результаты. И получается разница совсем небольшая интерпретатор вызывает калькулятор или машинный код вызывает калькулятор.

В детстве набирал программку из ZX-Ревю http://zxpress.ru/book_articles.php?id=750 по рисованию криволинейной поверхности.
Она работала безумно медленно. Попробовал заменить синус (вернее сразу всю функцию) на массив - получилось лишь немногим быстрее.
Откомпилировал обе версии в Tobos FP - вариант с синусом работал сносно, с массивом - довольно неплохо.
Если же писать в ассемблере на кодах калькулятора, то получалось ещё быстрее чем Tobos FP в варианте с синусом.
Вот и получается ересь: во всех трёх случаях (без массива которые) используются одни и те же процедуры ПЗУ, но почему-то с Tobos FP работает работает намного быстрее бейсика, а ассемблер - ещё быстрее. Хотя казалось бы синус он и в Африке - синус. Да и калькулятор один и тот же (сопроцессор я не вставлял).
Значит основные тормоза давал интерпретатор, потому что арифметика во всех трёх случаях не менялась...

[shurik-ua]

но почему-то с Tobos FP работает работает намного быстрее бейсика

можно попробовать как-то то снять трассу выполнения интерпретируемой и компилированной программы - но подозреваю что под это надо ещё инструменты писать.

[null_device]

mmxdmv, вроде как tobos, использует свой калькулятор и формат хранения чисел ("Диалекты Spectrum-бейсика", изд. Питер).
Попутно, накладывается ограничение на некоторые операторов (где-то полностью, в других случаях, частично теряем ряд фукций операторов).

А если использовать целочисленные компилляторы, прирост скорости выполнения получается еще больше.

[Alex Rider]

И получается разница совсем небольшая интерпретатор вызывает калькулятор или машинный код вызывает калькулятор.

Разница громадная, примерно как с парсером и без парсера. Интерпретатор обрабатывает дерево выражений, всегда проверяя синтаксис и тип значений. Компилятор уже знает порядок выражений и делает вызовы калькулятора подряд. Без проверки синтаксиса, типов выражений и много еще чего.

Лет 25 бы назад за такую книжку душу бы продал.

Вот и сейчас надо не лениться и почитать комментарии к интерпретатору (1b8a) и, возможно, калькулятору (335b) - это не "Война и мир" авось. И тут же найдутся ответы на все вопросы.