И.Г. Головин - Конспект лекций по курсу Языки программирования (1161120), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Отчуждается нестолько программа, сколько результат. Программа может отчуждаться, но обычно онаработает вместе с автором.Многие средства, используемые современными исследователями, (например, библиотекаNLTK) написано на Питоне.Часто игровое программирование превращается в научное программирование. Например,человек писал проект для себя, но проект может начать использоваться для получениярезультата.ИНДУСТРИАЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕИндустриальное программирование – это производство программных продуктов –специальных программных систем, которые выполняются на заказ.Важным свойством программных продуктов является то, что они отчуждаемы от автора.Инструменты индустриального программирования очень сильно отличаются отинструментов научного и игрового.Далеко не для всех задач нужны инструменты индустриального программирования.
Дляфизиков, например, важна простота, распространенность языка и огромные запасы ПО всоответствующих областях – поэтому они пишут на Фортране. Им не нужны средстваиндустриального программирования. Фортран простой, распространенный, на нём уже естьогромные запасы ПО, а также он достаточно быстро работает. И не так важно, какой языкпрограммирования используется, если он позволяет быстро решить задачу.В нашем курсе мы будем заниматься языками для индустриального программирования.Средства разработки для коммерчески-ориентированных систем должны отличаться отнаучных.ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТАВ начале 1970-х годов в Министерстве Обороны США решили посчитать, куда идут деньги,выделяемые на компьютерную индустрию.
Расходы на оборудование легко посчитать ипроконтролировать – можно видеть физический объект, устройство. Расходы напрограммистов не так легко проконтролировать. По магнитной ленте непонятно, сколькобыло затрачено работы.18Исследование постановило:10-11% средств тратится на написание собственно кода;15% тратятся на спецификацию, постановку целей и прочее;25% тратятся на тестирование и отладку;50% на сопровождение (maintenance).Расходы на ППНаписание кодаТЗ, спецификацияТестирование, отладкаСопровождениеПредметными областями Министерства Обороны были бухгалтерские системы (длякоторых характерны тривиальные вычисления над очень большими объемами данных,записанные в понятной человеку форме), системы ПРО, системы ПВО, системы вооружений.Из этого следует, что в первую очередь нужно сокращать расходы на сопровождениепрограмм. Именно эту задачу призваны решать индустриальные средствапрограммирования.Один из способ уменьшения расходов на программное обеспечение – не наниматьпрограммистов самим, а заказывать ПП на стороне.
Это называется аутсорсинг (outsource).Например, типичной outsource-фирмой является Luxoft.Существует технология OTS (On the Shelf) – дословно, «программа с полки». Идея технологиив том, чтобы подогнать готовую программу, а не писать новую (Word, Excel).В рамках технологии OTS была разработана концепция ERP (Enterprise Resource Planning –планирование ресурсов предприятия). Это огромные программные комплексы, которыенужно настраивать на месте для каждого конкретного предприятия. Примеры такихкомплексов: SAP R/3, Baan.
Для настройки используются собственные скриптовые языки.Они тривиальны, а вся сложная логика зашита в библиотеках.Самые дешевые системы, выполняющие аутсорсинговые работы, находятся в Индии.Однако, для outsource необходимо чрезвычайно много писать спецификации идокументацию.Вернемся к вопросу сопровождения программных продуктов. Зачем оно нужно?1. Меняется аппаратура.2. Поиск ранее не обнаруженных ошибок (например, такое может быть актуально дляраспараллеленных программ, где может быть много сочетаний данных). Заметим,что исправление ошибки дешевле всего на этапе спецификации.3. Повышаются потребности. Если производитель не реагирует на изменяющиесяпотребности, то клиент уходит.19Для сопровождения и нужны читабельные программы, это очень важный аспект. Грамотнонаписанную объектно-ориентированную программу легко изменить.
Любой программныйпродукт обязан модифицироваться (причем это не зависит от предметной области).Другое важное требование к программным продуктам – это надежность. Это важно дляштучных изделий (ракеты, спутники), для firmware (того, что зашивается в ПЗУ), поэтомутам нельзя допускать ошибок.ТОЧКИ ЗРЕНИЯ НА ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (ЧТО? КАК?)Технологическая точка зрения отвечает на вопросы «Что? Как?».Заметим, что речь здесь идет только об индустрии программирования.Существуют некоторые технологические потребности и критические технологическиепотребности (например,возможность раздельной трансляции модулей).Примеры технологических точек зрения на языки программирования:Pascal не является языком технологического программирования.Керниган в языке AWK – ориентирован на обработку config файла –текстовый.Страуструп «Язык программирования С++»АВТОРСКАЯ (ПОЧЕМУ?)Авторская точка зрения отвечает на вопрос: почему было принято то или иное решение?Эта точка зрения не менее важна, чем технологическаяПримеры, когда язык программирования обсуждается в ключе: а как можно было бысделать по-другомуСтрауструп «Дизайн и проектирование С++»Вирт в статье о языке Оберон объясняет, почему он создал Оберон именнотаким.Создатели языка ADA 2: LRM (Language Reference Manual) – технологическаяточка зрения, Rationale – обоснование.РЕАЛИЗАТОРСКАЯВ 1961 году вышла статья под названием «Язык программирования – это то, чтоопределяется компилятором».Ключевой документ для языка программирования – это его стандарт.
Отклонения отстандарта не приветствуются, хотя допускаются диалекты. Например, C89 был совместим состандартом C++, а C99 – уже нет.Компиляторы gnu gcc, gnu g++ хорошо соответствуют стандарту, хотя и в них встречаютсядиалектизмы. Например, в gnu gcc есть вложенные функции, которых в стандарте нет.20В нашем курсе мы будем прибегать к реализаторской точке зрения тогда, когда этопроясняет основную концепцию.СЕМИОТИЧЕСКАЯСемиотика – наука, которая изучает общие законы знаковых систем.Графематика – уровень лексики, анализ представленияСинтаксика– структура ЯП.Семантика – смысл, который вкладывается в предложения ЯП.Прагматика – отвечает на вопрос «зачем?».Эти четыре понятия важны с точки зрения естественных языков.Для объяснения этих понятий можно привести следующую аналогию: пусть естьотправитель и получатель, отправитель шлет получателю письмо.
Графематика отвечает навопрос, как изображено письмо (буквы, шрифт, лексика). Синтаксика отвечает на вопрос оструктуре письма. Семантика отвечает на вопрос о смысле письма: о чем пишет оправитель?Прагматика отвечает на вопросы – зачем получатель принимает сообщение, а отправительотправляет его? Как получатель воспринимает сообщение?Знаковые системы нужны для механизмов передачи сообщения. Сообщение с точки зрениясемиотики – текст программы.Синтаксис ЯП удалось хорошо описать (БНФ, грамматики класса 2).
Однако средстваописания семантики оказались чересчур сложными.На каждом из четырех уровней существуют неоднозначности и противоречия.Примеры синтаксической неоднозначности:«Привет освободителям востока от Феликса Дзержинского»«Толстая торговка вяленой воблой стояла за прилавком»Другой известный пример из языков программирования (позже мы остановимся на немподробнее):If B thenIf B1 then S1Else S2Здесь неоднозначно, к чему относится else – к какому из двух условий.В языке программирования Python эта неоднозначность разрешается просто: обязательнописать с отступами: отступы говорят, где конец.Прагматическая неоднозначность – нетривиальные примеры в ЯП.В естественных языках Кауфман приводит пример: лектор объявляет о коллоквиуме.Лектор после этого рассуждает так: «Сейчас все будут меня слушать и записывать».21Студенты рассуждают иначе: «А что его слушать? Пора уходить,читать пособия!».
В итогелектор добился противоположного.Другой пример:Вирт ввел в язык МОДУЛА2 встроенный тип данных address (аналог void*):POINTER TO TОн был нужен для реализации менеджера памяти. Также он используется для созданияколллекций типов (generic collection) – таких коллекций, в которых элементы могут бытьлюбого типа. Однако с помощью него можно обойти любое ограничение системы типов. Этопрагматическая неоднозначность.В языках C#, Java, Delphi ранних версий проблема generic collection решалась при помощиобщего корня иерархии – тип Object.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
