В.Ш. Кауфман - Языки программирования - концепции и принципы (1990) (1160787), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

6. while ch /= '.' loop

7. if ch = '(' or ch = ')' then

8. т_обмен.возьми (ch) ;

9. end if ;

10. т_обмен.дай (ch) ;

11. end loop ;

12. end печать_скобок ;

Итак, в программе двенадцать строчек (номера строчек не входят в

программу - они нужны, чтобы обсуждать ее свойства). Общий вид программы

напоминает текст на Алголе 60 или Паскале (некоторые знакомые ключевые

слова, характерная ступенчатая запись и т.п.). Это и не удивительно. Ведь

Ада из семейства "поздних алголоидов". Как уже сказано, этот язык - развитие

Паскаля, в свою очередь созданного (Никлаусом Виртом) на основе Алгола 60.

Вместе с тем даже в этой простой программе заметны характерные

особенности поздних языков индустриального программирования.

Во-первых, высокоразвитая модульность. Фраза с ключевым словом "with"

(в переводе с английского "с" или "совместно с") говорит о том, что данную

процедуру следует читать, понимать и исполнять во вполне определенном

контексте. Этот контекст задан модулем-ПАКЕТОМ с именем "т_обмен". В нем

содержатся определения всех ресурсов, необходимых для ввода-вывода текстов

(в частности, процедуры "дай" очередной символ со стандартного устройства

ввода и "возьми" очередной символ на стандартное устройство вывода). Внутри

программы, использующей такой пакет, обращаться к его ресурсам следует по

составным именам (сначала название пакета, а затем через точку - название

ресурса) как к полям записи в Паскале. При необходимости можно, конечно,

ввести сокращенные обозначения для часто используемых ресурсов.

Во-вторых, богатый набор типов данных. В строчке 3 находится объявление

переменной ch типа "символ". Это один из предопределенных типов Ады. Здесь и

далее предопределенные идентификаторы языка Ада переведены на русский язык.

В оригинале - тип character. Наглядность для нас важнее, чем формальное

следование правилам языка; ведь он здесь служит лишь примером общих

концепций в ЯП. Ни в Алголе 60, ни в Фортране такого символьного типа,

равноправного с остальными типами, нет. Один из источников выразительной

мощи языка Ада - возможность строить новые типы данных, не предопределенные

авторами языка. Такая возможность теперь имеется во всех новых ЯП и мы с ней

подробно познакомимся.

В-третьих, ради надежности повышена избыточность, способствующая

устранению случайных ошибок. Это и (сколь угодно) длинные названия-

идентификаторы, которые можно к тому же составлять из отдельных слов,

соединенных одиночным подчеркиванием. Это и строгая скобочная структура

текста - каждый управляющий конструкт снабжен специальным "закрывающим"

ключевым словом (цикл в строчках с 6 по 11, условный оператор в строчках 7-

9, процедура в строчках 2-12). Надежности, ясности, четкой структуре и

избыточности способствуют также и строгие правила ступенчатой записи

программ (в Аде она настоятельно рекомендуется в определении языка и

отражена в его синтаксисе).

Смысл программы достаточно очевиден. В строчке 5 вводится первый символ

обрабатываемой последовательности и помещается в переменную ch. Далее цикл,

работающий до тех пор, пока значением переменной ch не станет символ "."

("/=" - это "не равно", "." - это признак конца последовательности

обрабатываемых символов). В теле цикла - условный оператор, который посылает

на устройство вывода очередной символ, если это открывающая или закрывающая

скобка. Затем (строкой 10), вводится в переменную ch очередной символ

последовательности и цикл повторяется. Вместе с циклом завершается и

процедура печать_скобок.

2.2. Обзор языка Ада

Этот раздел близок по структуре и стилю к разделу 1.4 официального

определения языка Ада - национальному стандарту США 1983 г., в 1986 г.

ставшему без изменений международным стандартом (стандартом ИСО).

Рассказывая об этом языке и приводя примеры (из различных источников), будем

и впредь опираться на это официальное определение.

Без существенных изменений оно принято и в качестве отечественного

ГОСТа, имеется его перевод на русский язык, отечественные реализации Ады

также ориентируются на это определение.

Однако наша цель - не определить язык, а продемонстрировать концепции,

характерные (и, как правило, перспективные) для базовых языков

индустриального программирования. Поэтому будем стремиться упрощать

изложение и избегать деталей, несущественных для нашей задачи.

Само по себе их обилие в официальном сообщении, к сожалению, также

характерно. Оно свидетельствует либо о неразвитости науки и практики

языкотворчества, либо о фундаментальных свойствах такого социального

явления, как ЯП. Поразительный пример лаконичности - определение Никлаусом

Виртом языка Модула-2 [5]).

Итак, нас интересует не столько сам язык Ада, сколько возможность

использовать его в качестве источника идей для модели А. Вместе с тем,

приводя примеры программ на языке Ада, будем строго следовать стандарту,

чтобы не создавать у читателей лишних затруднений при последующем

самостоятельном освоении языка. Понятия языка Ада (Ада-понятия) будем

выделять прописными буквами.

Ада-программа состоит из одного или более программных МОДУЛЕЙ

(сегментов), которые можно компилировать раздельно (кроме задач).

Ада-модуль - это ПОДПРОГРАММА (определяет действия - части отдельных

ПРОЦЕССОВ) или ПАКЕТ (определяет часть контекста - совокупность объектов,

предназначенных для совместного использования) или ЗАДАЧА (определяет

асинхронный процесс) или РОДОВОЙ модуль (заготовка пакета или подпрограммы с

параметрами периода компиляции).

В каждом модуле обычно две части: внешность или СПЕЦИФИКАЦИЯ (содержит

сведения, видимые из других модулей) и внутренность или ТЕЛО (содержит

детали реализации, невидимые из других модулей). Разделение спецификации и

тела вместе с раздельной компиляцией дает возможность проектировать, писать

и проверять программу как набор относительно самостоятельных (слабо

зависимых) компонент.

Ада-программа пользуется ТРАНСЛЯЦИОННОЙ БИБЛИОТЕКОЙ. Поэтому в тексте

создаваемого модуля следует указывать названия используемых библиотечных

модулей.

2.2.1 Модули

Подпрограмма - основной конструкт для определения подпроцессов (ввод

данных, обновление значений переменных, вывод данных и т.п.). У подпрограммы

могут быть параметры, посредством которых ее связывают с контекстом вызова.

Различают две категории подпрограмм - процедуры и функции. Последние

отличаются тем, что вырабатывают результат, непосредственно доступный в

точке вызова функции. Поэтому вызов функции всегда входит в некоторое

выражение.

Пакет - основной конструкт для определения именованного контекста

(иногда говорят "логически связанной" совокупности объектов). Несколько

расплывчатое "логически связанной" подразумевает возможность объединить в

пакет все то, что автор пожелает видеть единым модулем, названным подходящим

именем. Это может быть сделано потому, что, во-первых, все связанные в пакет

объекты предполагается использовать совместно; во-вторых, необходимо или

удобно совместно реализовывать; в-третьих, невозможно или неудобно раздельно

определять из-за адовских ограничений на ВИДИМОСТЬ имен. Возможны и иные

причины объединения в один пакет определений отдельных имен. Часть из них

может быть при этом скрыта, ЗАЩИЩЕНА от непосредственного использования

другими модулями; доступ к таким именам строго регламентирован - только

через имена, в спецификации пакета явно предназначенные для внешнего

использования.

Задача - основной конструкт для определения асинхронного процесса,

способного выполняться параллельно с другими процессами. Процессом

называется определенным образом идентифицируемая последовательность действий

исполнителя, линейно-упорядоченная во времени. В одном модуле-задаче можно

определить один асинхронный процесс или совокупность аналогичных асинхронных

процессов (так называемый ЗАДАЧНЫЙ ТИП). Асинхронность можно обеспечивать

как отдельными процессорами для каждого процесса, так и "прерывистым"

выполнением различных процессов на одном процессоре.

2.2.2. Объявления и операторы

В теле модуля в общем случае две части - ОБЪЯВЛЕНИЯ и ОПЕРАТОРЫ.

Объявления вводят новые знаки (ИМЕНА) и связывают их с денотатами

(ОБЪЕКТАМИ). Эта связь имени с определенным объектом (знаковая ситуация)

сохраняет силу в пределах ОБЛАСТИ ДЕЙСТВИЯ имени. Таким образом, формально

объект - это то, что можно именовать. Вместе с тем авторы языка Ада

стремились к тому, чтобы ада-объектами было удобно представлять

содержательные объекты решаемой задачи. Ада-объектами могут быть, в

частности, ПОСТОЯННАЯ, ПЕРЕМЕННАЯ, ТИП, ИСКЛЮЧЕНИЕ, ПОДПРОГРАММА, ПАКЕТ,

ЗАДАЧА и РОДОВОЙ модуль.

Операторы предписывают действия, которые выполняются в порядке

следования операторов в тексте программы (если только операторы ВЫХОДА из

конструкта (exit), ВОЗВРАТА (return), ПЕРЕХОДА по метке (go to) или

возникновение исключения (исключительной ситуации) не заставят продолжить

исполнение с другого места).

Оператор ПРИСВАИВАНИЯ изменяет значение переменной.

ВЫЗОВ ПРОЦЕДУРЫ активизирует исполнение соответствующей процедуры после

связывания каждого фактического параметра (АРГУМЕНТА) с соответствующим

формальным параметром (ПАРАМЕТРОМ).

УСЛОВНЫЙ (if) и ВЫБИРАЮЩИЙ (case) операторы позволяют выбрать одну из

возможных вложенных последовательностей операторов в зависимости от значения

УПРАВЛЯЮЩЕГО ВЫРАЖЕНИЯ (условия).

Оператор ЦИКЛА - основной конструкт для описания повторяющихся

действий. Он предписывает повторять указанные в его теле действия до тех

пор, пока не будет выполнен оператор выхода, явно указанный в теле цикла,

или не станет истинным условие окончания цикла.

Блочный оператор (БЛОК) соединяет последовательность операторов с

непосредственно предшествующими ей объявлениями в единую ОБЛАСТЬ

ЛОКАЛИЗАЦИИ. Объявленные в ней объекты считаются ЛОКАЛЬНЫМИ в этой области.

Имеются операторы, обслуживающие взаимодействие асинхронных процессов.

При исполнении модуля могут возникать ошибочные ситуации, в которых

нельзя нормально продолжать работу. Например, возможно арифметическое

переполнение или попытка получить доступ к компоненте массива с

несуществующим индексом. Для обработки таких ИСКЛЮЧЕНИЙ (исключительных

ситуаций) в конце сегментов можно разместить специальные операторы РЕАКЦИИ

на исключение (exception). Имеются и явные операторы ВОЗБУЖДЕНИЯ исключений

(raise). Они включают в действие аппарат обработки возбужденного исключения.

2.2.3 Типы данных

Среди ада-объектов можно выделить ОБЪЕКТЫ ДАННЫХ (т.е. объекты, которым

разрешено играть роль данных по отношению к каким-либо операциям). Каждый

объект данных в Аде характеризуется определенным ТИПОМ. Своеобразие этого

языка в значительной степени связано именно с системой типов. Для тех, кто

работал только с Фортраном, Алголом и Бейсиком, многое в этой системе

окажется совершенно незнакомым. В частности, возможность определять новые

типы, отражающие особенности решаемой задачи. Для освоивших Паскаль адовские

типы привычнее, система адовских типов полнее и строже.

Тип, с одной стороны, - важнейшая компонента аппарата прогнозирования-

контроля. Приписывая объекту данных определенный тип, ограничивают его

возможное поведение. С другой стороны, зная тип, получают возможность это

поведение контролировать. Наконец, зная ограничения на возможное поведение,

можно рационально выделять память и другие ресурсы. С типом в Аде связывают

три основных ограничения.

Тип ограничивает, во-первых, ОБЛАСТЬ ЗНАЧЕНИЙ объекта; во-вторых,

НАБОР ОПЕРАЦИЙ, в которых объекту разрешено фигурировать; в-третьих, набор

допустимых для него ролей в этих операциях (второй операнд, результат и

т.п.).

Имеется четыре категории типов: СКАЛЯРНЫЕ (в том числе ПЕРЕЧИСЛЯЕМЫЕ и

ЧИСЛОВЫЕ), СОСТАВНЫЕ (в том числе РЕГУЛЯРНЫЕ (массивы) и КОМБИНИРОВАННЫЕ

(записи, структуры)), ССЫЛОЧНЫЕ (указатели) и ПРИВАТНЫЕ (закрытые,

защишенные - их представление для пользователя невидимо).

Характеристики

Список файлов книги