Традиционные языки

6. Pascal — один из самых распространенных языков программирования. По этой причине он представлен множеством диалектов и версий. Первый Pascal был предложен Н. Виртом (N.Wirth) в ответ на принципиальное несогласие с позицией руководства рабочей группы по созданию Алгола 68, в частности с ван Вейнгаарденом. Главное в критике Вирта — чрезмерная сложность языка и особенно метода его формального описания.

В частности, Pascal дал более изящную и приемлемую для программистов реализацию идеи статической системы типов, возникшей еще в то время, когда первоначальная рабочая группа по Алголу 68 не распалась^{7Одно из центральных понятий программирования — это призрак: то, что нужно для понимания программы, но в программу не входит. Pascal и Алгол 68 позволили многим призракам стать реальными программными сущностями.} .

Есть и другие особенности языка Pascal, которые делают этот язык строгим, есть и естественные ограничения возможностей, которые упрощают понимание языковых средств программистом. Язык создан так, чтобы поддержать написание хороших программ (в понимании, которое сложилось к концу шестидесятых годов). Все это позволило утверждать Вирту, что он разработал язык для обучения студентов программированию. Это утверждение не лишено основания, особенно если иметь в виду, что существует методика обучения с его помощью, которую разработал сам Вирт. В учебных заведениях, где имеются серьезные курсы информатики, Pascal остается самым распространенным языком обучения.

Вскоре после своего появления Pascal становится популярным языком программирования. Но программирование продолжало развиваться, появлялись новые концепции. Сам Вирт разрабатывает на базе языка Pascal языки-наследники, которые в большей степени поддерживают составление программ с независимыми модулями: Modula и Modula-2.

Заслуживают внимания и более близкие родственники стандартного языка Pascal, последовательно версией за версией предлагавшиеся коллективом фирмы Borland: языки и системы программирования линии Turbo Pascal. В них новые, весьма развитые возможности органично укладываются в строй родительского языка, не нарушая концепций. К сожалению, в разработанной этой же фирмой системе Delphi язык Object Pascal выпадает из этого ряда: концептуальной целостности сохранить не удалось.

7. Язык С и другие машинно-ориентированные языки. Осознание того, что программирование с использованием универсального языка, не отражающего особенности конкретного вычислительного оборудования, не дает возможности достичь предельной эффективности программ на этом оборудовании, привело к появлению так называемых машинно-ориентированных языков. Популярность таких языков зависит не только от распространенности оборудования, для которого они рассчитаны, но и от успешности выполненных с их помощью проектов.

В этом отношении показателен язык С, успех которого был во многом обеспечен удачным решением операционной системы Unix. Для разработки этой системы на машины серии PDP и был построен язык C, с помощью которого, в частности, предложен технологичный метод переноса программного обеспечения. Справедливости ради следует сказать, что хотя вклад системы Unix в успех С очень велик, но не менее важно и то, что этот язык предоставляет достаточно удобную для составления эффективных программ оболочку, закрывающую невыразительные средства машинного уровня. Растущая популярность этого языка повлияла на то, что компьютеры стали конструировать так, чтобы их архитектура соответствовала модели вычислений языка C. В результате популярность таких архитектур выросла. В этом процессе наиболее преуспела фирма Intel, процессоры которой становятся стандартом де-факто в сфере разработки персональных компьютеров. Сегодня уже нельзя представить массовый компьютер, который не поддерживал бы программное обеспечение, разработанное под эти процессоры^{8Безусловно, это тормозит развитие машинных архитектур.} .

Язык С если не первый, то один из первых языков программирования, в которых с самого начала существования провозглашалась идея рассматривать в качестве вычислителя не уровень команд конкретного компьютера, а уровень операционной системы. Иными словами, в данном языке присутствуют конструкции, выполнение которых не может осуществляться без соответствующего обращения к средствам операционной системы. Конечно же, это не новшество. Во всех практически используемых языках программирования такие средства есть, и всегда они расширяют программистский взгляд на среду функционирования программы. Но чаще всего они представлены в языке как подчиненные средства, вынесенные на уровень библиотек, и далеко не всегда точно специфицированы. В С ситуация иная. В частности, наряду с автоматическим распределением памяти, в языке определены механизмы предоставления участков памяти по запросам и возврата их, когда они перестают быть нужными.

На фоне заслуженной популярности С уместно упомянуть менее распространенный язык Bliss. Этот машинно-ориентированный язык программирования мог бы быть концептуально более выверенной альтернативой С, но отсутствие разработанного с его помощью проекта, сравнимого по значимости с Unix, не позволило ему выделиться. И хотя в идейном плане Bliss повлиял на языкотворчество, интерес к нему не вышел за рамки академических исследований.

Отечественный опыт разработки машинно-ориентированных языков демонстрирует поддержку архитектуры, отличную от Intel-подобной. Укажем на два проекта этого рода. Первый — язык ЯРМО (аббревиатура: язык реализации машинно-ориентированный ), построенный для ЭВМ БЭСМ-6 и отражающий все тогдашние веяния в информатике. О качестве и востребованности этого языка можно судить хотя бы по тому, что было реализовано несколько его версий. Второй пример — Эль-76, разработанный в качестве аналога ассемблерного языка для многопроцессорного вычислительного комплекса Эльбрус. Оставаясь в целом традиционной машиной, архитектура этого комплекса достаточно далеко отходит от канонических принципов. В частности, в ней предусмотрена аппаратная поддержка вызова процедур, стековая организация памяти, тегирование и другие высокоуровневые средства программирования.

Все архитектурные особенности Эльбруса отражены в Эль-76, что позволило рассматривать данный язык в качестве единственного инструмента программирования системных программ. Конечно, нельзя говорить о механическом переносе этого языка в архитектурную среду другого типа, а потому время использования его, как и любого машинно-ориентированного языка, ограничено временем жизни данной архитектуры^{9Это утверждение не противоречит долголетию С. Как уже отмечалось, данный язык сегодня фактически навязывает архитектуру машин, которая не противоречит его эффективной реализации. Например, использование С в качестве базового языка для Эльбруса явно ограничивало бы доступ ко многим развитым машинным возможностям.} .

8. Язык Ada. Он разрабатывался по заказу Министерства обороны США на конкурсной основе с предварительным сбором и анализом требований, с обширной международной экспертизой. По существу, в нем воплощена попытка определить язык программирования как экспертно обоснованный комплекс средств программирования. На завершающем этапе конкурса приняли участие около ста коллективов. В результате проверки на соответствие представленных разработок сформулированным требованиям для обсуждения общественности было отобрано четыре языка, зашифрованных как Red, Green, Blue и Yellow. В разной степени критике подверглись все четыре кандидата. Особенно острым критиком оказался Э. Дейкстра, который камня на камне не оставил от Red, Blue и Yellow, но чуть-чуть "пожалел" Green, доказывая, что все недостатки языка связаны с несвободой в выборе решений, обусловленных жестко фиксированными требованиями: там, где авторы могли бы решать какие-либо проблемы по-своему, они были вынуждены идти на поводу у априорных предписаний. Тем не менее Green стал приемлемым вариантом и получил одобрение. Как оказалось, это был единственный из финалистов язык, предложенный не американцами. Конкурсная комиссия утвердила его в качестве единого официального языка Министерства обороны США для разработки программ для встроенных систем и дала ему имя Ada — в честь Ады Августы Лавлейс, дочери Байрона и ученицы Бэббиджа — первой в истории программистки.

Отметим, что успеха разработчики языка добились благодаря акценту на концептуальную целостность — именно это выделяло Green среди конкурентов. Заметим, что в ходе последующего развития в язык Ada стали включать новые средства в угоду появившимся пользователям. В результате к концу девяностых годов Ada по стилю построения стала подобна PL/1: в ней есть средства поддержки всего, что можно найти в работе программистов в конце XX века. Как отмечал известный советский программист В. Ш. Кауфман, язык Ada 9х можно рассматривать как добротную энциклопедию программистского знания и опыта, но никак не в качестве инструмента, ориентированного на пользователя.

9. Объектно-ориентированные языки. Последним достижением в области программистского языкотворчества считается поддержка объектно-ориентированной методологии. Эта сфера интересует многих разработчиков языков начиная с восьмидесятых годов. Первым проектом, провозгласившим принцип перехода от пассивных данных к активным объектам, стал Smalltalk. В этом языке объектам предоставляется возможность действовать в ответ на получаемые ими сообщения без каких бы то ни было иных способов активизации действий. Эта возможность реализована в рамках идеи динамической типизации (в отличие от статической типизации, тип выражения может в определенных пределах вычисляться наряду с его значением). В качестве наглядной демонстрации мощи идеи была предложена система программирования Smalltalk-80 с очень богатой библиотечной поддержкой конструирования графических интерфейсов.

Smalltalk — последний крупный проект, который был представлен на всестороннее обсуждение программистской общественностью. В результате таких обсуждений выяснилось, что нужно для поддержки объектной ориентированности в языках промышленного производства программ. Такие языки появились достаточно скоро.

Заметными объектными языками стали Turbo Pascal версий с 5.5 до 7.0 и Object Pascal системы Delphi.

Общим для промышленного развития линии языка Smalltalk является возврат к статическим типам данных, повышенное внимание к вопросам защиты. Появились системы программирования, приемлемые по эффективности объектного кода и удовлетворяющие требованиям технологичного программирования. Однако, как это обычно бывает с производственными системами, на смену аналитическим исследованиям границ применимости и роли языка пришли реклама достоинств и замалчивание недостатков.