Где используется паскаль

Паскаль сегодня

Паскаль, разработанный в 1970-х гг. Никлаусом Виртом как язык обучения программированию, претерпел за прошедшее время довольно много изменений в лучшую сторону. Основная заслуга в этом принадлежит фирме Borland International, долгое время выпускавшей линейку Turbo Pascal. Одно из основных усовершенствований, внесенных ею, — дополнение языка разнообразными и мощными средствами ввода-вывода. Другое связано с языком Модула-2 (автором которого также стал Н. Вирт): фирма Borland отказалась от распространения компилятора этого языка, применив вместо этого модульный принцип построения в Turbo Pascal. Кроме того, в Паскаль были введены средства непосредственного доступа к портам и ячейкам памяти, а позднее — возможность включать в текст программы фрагменты, написанные на ассемблере. Все это превратило Паскаль из средства обучения в достаточно мощный универсальный язык.

Сейчас признанными лидерами в области профессионального программирования стали Си-подобные языки. В течение долгого периода Паскаль был, пожалуй, почти единственной альтернативой им в качестве универсального языка. Однако когда труд большинства профессиональных программистов стал практически сводиться лишь к манипуляциям с вызовами более или менее стандартного API-инструментария (Application Programming Interface — интерфейс прикладного программирования), остро встал вопрос выбора единственного языка программирования, на котором (и для которого) будет писаться этот API. Вследствие различных причин — как объективных, так и субъективных — выбор пал на Си/Си++. Во-первых, Си, как и Паскаль, оказался одним из первых языков высокого уровня (ЯВУ), разрешившим проблему : его компилятор был написан на нем же. Во-вторых, компиляторы для Си делать, пожалуй, легче, чем для любого другого языка (что, собственно, и было одной из целей его разработки), поэтому именно их выпуск экономически наиболее целесообразен. Впрочем, не обошлось и без субъективных факторов: значительную долю сегодняшнего API производит фирма Microsoft, уже давно разграничившая с фирмой Borland в этой области. Сейчас Borland не выпускает компиляторы для Бейсика и Фортрана, а Microsoft — для Паскаля, и, естественно, не ориентирует свои API на те языки, компиляторы которых сама не выпускает.

Поэтому лидерство Си в области профессионального программирования обусловлено в основном тем, что только на нем можно использовать новый API-интерфейс сразу же после его выхода, тогда как программистам, работающим на других языках, приходится либо ждать, когда появятся нужные интерфейсные модули, либо самостоятельно их писать.

Однако в области создания СУБД Паскаль до сих пор входит в число лидеров, поскольку продолжается разработка инструментального ПО для работы с объектными версиями этого языка (Delphi). Кроме того, Паскаль и его диалекты зачастую применяются в качестве языка СУБД.

Сильные стороны Паскаля

Посмотрим на Паскаль, а также на Си и Бейсик с точки зрения обучения программированию. О дидактической несостоятельности языка Си уже много написано. Бейсик также мало подходит для обучения из-за отсутствия общепринятого стандарта и стиля работы, который он прививает. Основным преимуществом Бейсика была чрезвычайная нетребовательность к ресурсам компьютера, что стало уже неактуальным. Раньше, когда были ПК с 16-64-Кбайт оперативной памятью и ЗУ в виде магнитофона, можно было говорить, что Бейсик — лучший ЯВУ, поскольку не было выбора. При наличии 640-Кбайт памяти и дисковода такой выбор появился.

Итак, сегодня практически весь рынок программных продуктов ориентирован на многозадачные операционные системы (Windows, UNIX и др.) и интенсивно использует API-инструментарий, а также визуальные средства программирования.

Это, конечно, удобно, но вряд ли рационально для обучения, ведь нужно научиться разрабатывать и/или воплощать алгоритм, а не просто . Кроме того, любой начинающий сталкивается с довольно значительным объемом информации, которую необходимо запомнить, прежде чем начинать программирование. Да и процесс постоянного обновления API затрудняет работу и преподавателя, и ученика. Текстовый интерфейс командной строки, принятый в DOS, дает возможность, не особенно заботясь о вводе-выводе, уделять основное внимание разработке и реализации алгоритма. А те, кто уже немного разобрался с компьютером, могут осваивать основы компьютерной графики, не изменяя платформы.

Медицинские рецепты принято выписывать на латыни. От всех живых языков она отличается тем, что уже не изменяется. К тому же медики, на каком бы языке они ни говорили, имеют в латыни общий язык. То же самое можно сказать и про DOS. Его API достаточно лаконичен и практически перестал изменяться. Кроме того, все операционные системы (на платформе Intel) позволяют работать с программами DOS, а вот программа, написанная, скажем, для Linux, в Windows уже не запустится.

Рассмотрим Паскаль для DOS. В сфере образования до сих пор широко используется последняя 7-я версия Паскаля фирмы Borland, созданная более восьми лет назад. Со своей основной задачей компилятор Паскаля справляется, однако зачастую даже школьники, постигшие азы программирования, натыкаются на его ограничения. Одним из основных недостатков компилятора является его 16-разрядность. Ограничение в 64 Кбайт на все статические данные выглядит слишком жестким при типичных сегодня 32-128 Мбайт оперативной памяти. То же касается и графических режимов: максимальное разрешение, с которым способен работать Turbo/Borland Pascal, требует лишь 150-Кбайт видеопамяти, в то время как появляются видеоадаптеры, несущие уже 64 Мбайт.

Сравнение компиляторов Паскаля

В нашей стране все большее внимание стало уделяться легальному использованию программных продуктов. Так что теперь за Turbo/Borland Pascal приходится платить и частным лицам, и общеобразовательным учреждениям. И мало кто знает о том, что есть 32-разрядные компиляторы Паскаля, бесплатные для некоммерческого применения и к тому же более полно использующие оперативную память компьютера и возможности видеоадаптера (табл. 1).

Среди компиляторов, достигших определенной степени , — TMT Pascal (www.tmt.com) и Free Pascal Compiler (FPC, www.ru.freepascal.org). В числе других проектов стоит упомянуть P32V Джона Принса (surf.to/p32) и Virtual Pascal (www.vpascal.com), недавно ставший бесплатным. Последний, пожалуй, наиболее тщательно проработан, но в исходном виде не позволяет делать DOS-приложения.

Примечательно, что в разработке TMT и Free Pascal участвовали наши соотечественники.

Версия 3.50 компилятора ТМТ производит впечатление вполне отлаженного продукта — большая часть выявленных ошибок устранена, сам он и его интегрированная среда работают стабильно и просты в установке. Сказывается, правда, немногочисленность коллектива разработчиков: интегрированная среда как две капли воды похожа на аналогичные GUI-ориентированные IDE и обладает довольно ограниченными возможностями — она не имеет даже встроенного отладчика. Во встроенном ассемблере до сих пор нет поддержки SSE, хотя есть 3DNow! и MMX. Полные зарегистрированные версии компилятора начиная с 1.0 содержали IDE-среду в текстовом режиме, с которой из-за множества ошибок все равно нельзя было работать, а свободно распространяемые — ограничения на объем используемой памяти, но их можно было элементарно обойти. Поэтому в версии 3.50 они были сняты, а в последнюю бесплатно предоставляемую добавлена IDE-среда.

Free Pascal был разработан довольно большим коллективом энтузиастов. Он поставлялся вместе с исходными текстами, поэтому любой желающий мог принять участие в процессе его создания. Кстати, написан Free Pascal на Паскале, так что для него проблема не возникает.

Версия компилятора обозначается не двузначным, как обычно, а трехзначным числом, поскольку значение 99 в младшей части версии появилось задолго до того, как основной было присвоено 1.0. Сейчас 1.0 наконец вышла, но она оказалась чуть ли не более сырой, чем предыдущая. Затем почти сразу же была выпущена версия 1.02, содержащая лишь исправления замеченных ошибок, а на момент написания статьи готовилась к выходу версия 1.04. В комплект поставки компилятора входит интегрированная среда, работающая в текстовом режиме. В его документации честно предупреждается о том, что это пока отладочная версия. Да и сама IDE требует настройки, которая к сожалению описана неверно. Эта IDE является по сути текстовым редактором со встроенным компилятором (почему-то не внешним), в ней отсутствует даже контекстная подсказка, не говоря об отладчике.

Оба компилятора в определенной степени напоминают диалект Turbo/Borland Pascal, хотя и есть некоторые различия. В основном они касаются усовершенствований языка: нет ограничений, связанных с 16-разрядной сегментированной моделью памяти, есть Си-подобные комментарии. Кстати, ТМТ дополнился Си-подобными операциями: , . В Free Pascal появились перегружаемые функции, а у ТМТ — перегружаемые операторы и множество усовершенствований, что отражено и в документации. У Free Pascal желаемое нередко выдается за действительное. Так, в одной из предыдущих версий он наотрез отказался компилировать MMX-инструкции, в том числе и пример из документации.

Естественно, оба компилятора не во всем схожи. У ТМТ отсутствует 64-разрядный целый тип comp. Притом, скорее всего, его введение и не предполагается, так как существует дополнительный модуль для обработки комплексных чисел, имеющий то же самое название. В Free Pascal же не предусмотрено предопределенных массивов Port и PortW, а в ТМТ есть даже PortD.

Поскольку оба компилятора используют 32-разрядную плоскую модель памяти, функция seg у обоих возвращает 0, однако в системе программирования Free Pascal неправильно работает функция ptr. Например, в выражении longint(ptr($40,$6c)^) мы можем получить все что угодно, но только не значение счетчика времени BIOS (видимо, программа прекратит работу по ошибке обращения к памяти). У TMT же такая конструкция выполняется правильно.

После компиляции минимальный размер исполняемого файла для ТМТ составляет около 15 Кбайт, а для Free Pascal — 55 Кбайт. Кроме того, второй требует еще внешнего DPMI-сервера на 20 Кбайт, тогда как у ТМТ он содержится внутри исполняемого файла.

Чтобы сравнить скорости работы исполняемых файлов, полученных с помощью этих компиляторов, можно использовать тест Ветстоуна по определению производительности системы с точки зрения выполнения операций над числами с плавающей запятой, переписанный с Фортрана на Паскаль (табл. 2). Значительно уступая TMT по оптимизации размера, Free Pascal работает в полтора раза быстрее. В то же время оба компилятора оставляют далеко позади Borland Pascal, особенно на современных процессорах.

Однако некоторые результаты при измерении производительности выглядят довольно странно. Написанная на ассемблере процедура поиска кратчайшего пути в графе при помощи алгоритма Дейкстры, будучи откомпилированной тем же Free Pascal, выполнялась на 20% быстрее, чем ТМТ. При заполнении таблицы весов дуг графа использовался датчик случайных чисел, измерения повторялись 1000 раз и полученные значения усреднялись, а процедуры чтения, записи и пересылки содержимого оперативной памяти выполнялись в обоих случаях с одинаковой скоростью.

Среднее время выполнения этого теста для компилятора ТМТ Pascal составило 2,20 с, а для Free Pascal — 1,81 с.

Кроме оптимизации, которую делает сам компилятор, интересно также посмотреть, насколько оптимально написаны библиотечные процедуры. Это было решено сделать на примере графической библиотеки. Следует сказать, что в обоих случаях состав процедур значительно отличался от прототипа, особенно у ТМТ. Впрочем, и Free Pascal оказался не на высоте. Хотя дисплей и видеоадаптер позволяли работать в режиме 1600×1200 точек (а среди констант, описывающих разрешение, было предусмотрено даже 2048×1536 точек), однако в действительности заявленное разрешение установить при помощи Free Pascal не удалось. Поэтому скорость вывода графических примитивов проверялась в режиме 1280×1024 точки при 256 цветах (табл. 3). По скорости вывода на экран заштрихованных фигур ТМТ почти на порядок превосходит своего конкурента, что, видимо, объясняется более совершенным алгоритмом. При рисовании линий ТМТ практически во всем отстает от FPC. Правда, в некоммерческой версии ТМТ, где производились измерения, в отличие от коммерческой не используется LFB, что при рисовании без экранного буфера должно приводить к ощутимой потере производительности. Возможно, что различие результатов объясняется этим.

При выводе текста ТМТ втрое отстает от FPC, однако не следует этого пугаться. Дело в том, что тогда как Free Pascal вслед за Borland применяет шрифт размером 8×8, в ТМТ резонно предположили, что при разрешениях 640×480 точек и больше гораздо лучше будет смотреться шрифт размером 8×16. Так что замедление вывода в значительной степени связано с увеличением размера шрифта вдвое.

В целом реализация графической библиотеки ТМТ производит впечатление более продуманной и отлаженной (хотя и менее полной по отношению к Borland Pascal).

Кстати, раздел документации Free Pascal, посвященный описанию различий реализации графических библиотек для разных платформ, остался пустым, а графическая программа, работавшая в DOS и перекомпилированная в графическое приложение Windows, сразу же завершилась по ошибке.

Бесплатная версия TMT Pascal позволяет делать исполняемые файлы только для DOS, зато при использовании коммерческой один и тот же текст, будучи откомпилированным и для DOS, и для Windows, работает визуально совершенно одинаково, хотя внутренний механизм для DOS реализован через VESA, а для Windows — через DirectDraw.

Рекомендации

Что же, хотя крупные фирмы и отказались от ведения разработок Паскаля для DOS, небольшие компании, коллективы энтузиастов и даже отдельные программисты весьма успешно продолжили это дело, создавая вполне достойную замену проверенному компилятору Turbo Pascal. Так что если вам нужен надежный компилятор и вы не хотите возиться с установкой и настройкой его самого и прилагаемой к нему среды, а также если при вашей работе предъявляются жесткие требования к объему кода, то лучше остановить свой выбор на ТМТ. Кстати, при применении внешнего DOS-расширителя памяти, например DOS4GW, минимальный объем исполняемого файла можно сократить до 3 Кбайт. Если же вам не терпится самому принять участие в разработке компилятора Паскаля, если вам нужен транслятор, настраиваемый на ваши конкретные задачи и вы согласны над ним поработать, то следует отдать предпочтение FPC. Впрочем, вместе с исходными текстами также поставляется Р32V, однако он в отличие от FPC компилируется в среде Borland Pascal. Правда, P32V — не полный компилятор, так как переводит текст на Паскале не в объектный код, а в текст на языке ассемблера, и поэтому потребуется внешний ассемблер. Если же вы работаете с OS/2, то целесообразнее предпочесть Virtual Pascal.

Почему язык программирования Паскаль считается универсальным?

Программирование проводится на формальных языках. Их главная задача – запись алгоритма. В будущем данный алгоритм будет выполняться на компьютере. Запись алгоритмической структуры с использованием программного языка – это программа. Сейчас существует не одна тысяча языков, среди них известный и один из первых – язык Pascal. Дата его появления – 20 век, семидесятые годы. Школьная информатика строится на основах Паскаль.

Название было получено в честь фамилии известного математика, физика, философа из Франции. Он создал первую механическую машину, способную складывать пары чисел. Имя ученого – Блез Паскаль.

История языка Паскаль – основные факты

Из основных значимых событий в истории развития программного аппарата следует выделить:

• 1934 год. В Швейцарии родился известный теоретик, информатик – Никлаус Вирт. Он стал профессором в сфере компьютерной науки, углубленно изучал информатику, разрабатывая языки программирования. Одна из его разработок – Pascal;
• 1983 год. Компания Borland представила миру новую разработку – Паскаль turbo. Это версия с интегрированной средой, которая базировалась на первичном изобретении Вирта;
• 1989 год. Добавление объектного расширения позволило расширить функционал, выпущена версия 5.5;
• Последней версией стала 7.0. Ее переименовали в Borland Pascal.

Первоочередное предназначение программного продукта – изучение студентами и школьниками азов структурного программирования. По сегодняшний день он считается основой при изучении программных задач. Современные вариации применяются в сфере промышленного программирования.

Почему язык программирования Паскаль считается универсальным – причины

Существует ряд причин, по которым Pascal признан универсальным языком:

• Применяется для решения задач вычисления;
• Позволяет обрабатывать текстовые документы;
• Строит графические изображения;
• Используется для поиска различных сведений;
• Является простым вариантом для изучения азов программирования;
• Имеет четкую логическую структуру, считается типизированным;
• Упорядоченность команд помогает исключить ошибки;
• Поддержка процедурного стиля написания программ;
• Последовательное использование операций для выполнения действий;
• Является компилируемым языком с проверкой исходного ошибочного кода;
• Понятен для начинающих программистов – с помощью 15 операций можно найти решение большинства задач из школьного учебника.

В современном программировании Pascal не используют для создания программных продуктов. Его основное предназначение – изучение азов создания программ.

Почему язык Паскаль считается универсальным – примеры программ

Для написания первого в мире Фотошопа использовался Pascal, дополнения создавались с помощью Ассемблера. Delphi является преемником Паскаля, сегодня он применяется намного чаще. Причина – возможность визуального программирования, поддержка окон, мышки. Рассмотрим несколько примеров программ, созданных с помощью Паскаля:

Необходимо подсчитать буквы в одном слове.

Используйте простую кодировку с ключевым сдвигом. Для каждого кода аргумента предусмотрено увеличение на ключевую цифру. Создание кодировки:

Почему язык программирования Паскаль считается универсальным?

Программирование проводится на формальных языках. Их главная задача – запись алгоритма. В будущем данный алгоритм будет выполняться на компьютере. Запись алгоритмической структуры с использованием программного языка – это программа. Сейчас существует не одна тысяча языков, среди них известный и один из первых – язык Pascal. Дата его появления – 20 век, семидесятые годы. Школьная информатика строится на основах Паскаль.

Название было получено в честь фамилии известного математика, физика, философа из Франции. Он создал первую механическую машину, способную складывать пары чисел. Имя ученого – Блез Паскаль.

История языка Паскаль – основные факты

Из основных значимых событий в истории развития программного аппарата следует выделить:

• 1934 год. В Швейцарии родился известный теоретик, информатик – Никлаус Вирт. Он стал профессором в сфере компьютерной науки, углубленно изучал информатику, разрабатывая языки программирования. Одна из его разработок – Pascal;
• 1983 год. Компания Borland представила миру новую разработку – Паскаль turbo. Это версия с интегрированной средой, которая базировалась на первичном изобретении Вирта;
• 1989 год. Добавление объектного расширения позволило расширить функционал, выпущена версия 5.5;
• Последней версией стала 7.0. Ее переименовали в Borland Pascal.

Первоочередное предназначение программного продукта – изучение студентами и школьниками азов структурного программирования. По сегодняшний день он считается основой при изучении программных задач. Современные вариации применяются в сфере промышленного программирования.

Почему язык программирования Паскаль считается универсальным – причины

Существует ряд причин, по которым Pascal признан универсальным языком:

• Применяется для решения задач вычисления;
• Позволяет обрабатывать текстовые документы;
• Строит графические изображения;
• Используется для поиска различных сведений;
• Является простым вариантом для изучения азов программирования;
• Имеет четкую логическую структуру, считается типизированным;
• Упорядоченность команд помогает исключить ошибки;
• Поддержка процедурного стиля написания программ;
• Последовательное использование операций для выполнения действий;
• Является компилируемым языком с проверкой исходного ошибочного кода;
• Понятен для начинающих программистов – с помощью 15 операций можно найти решение большинства задач из школьного учебника.

В современном программировании Pascal не используют для создания программных продуктов. Его основное предназначение – изучение азов создания программ.

Почему язык Паскаль считается универсальным – примеры программ

Для написания первого в мире Фотошопа использовался Pascal, дополнения создавались с помощью Ассемблера. Delphi является преемником Паскаля, сегодня он применяется намного чаще. Причина – возможность визуального программирования, поддержка окон, мышки. Рассмотрим несколько примеров программ, созданных с помощью Паскаля:

Необходимо подсчитать буквы в одном слове.

Используйте простую кодировку с ключевым сдвигом. Для каждого кода аргумента предусмотрено увеличение на ключевую цифру. Создание кодировки:

50 лет Паскаля

В начале 1960-х в мире доминировали языки Фортран (Джон Бэкус из IBM) для научного и Кобол (Жан Саммет из IBM и Министерство обороны) для коммерческого применения. Программы писались на бумаге, затем перфорировались на картах, после чего результатов их выполнения ждали целый день. Языки программирования считались важными помощниками и ускорителями процесса программирования.

В 1960 году международный комитет опубликовал спецификацию языка Алгол 60 1 . Впервые язык определялся чётко сформулированными конструкциями и точным, формальным синтаксисом. Двумя годами позже стало понятно, что требуются некоторые исправления и усовершенствования. Однако основной задачей было расширение ассортимента приложений, поскольку Алгол 60 был предназначен только для научных вычислений (вычислительной математики). Для работы над этим проектом была собрана рабочая группа (Working Group, WG 2.1) под эгидой Международной федерации по обработке информации (IFIP).

Группа состояла примерно из сорока участников; почти столько же было мнений и взглядов на то, каким должен быть потомок Алгола. Это вызвало обширные дискуссии, и некоторые дебаты завершались довольно печально. В начале 1964 года я стал участником группы и вскоре меня попросили подготовить конкретное предложение. Комитет разделился на две фракции. Одна из них стремилась ко второй, после Алгола 60, важной вехе — созданию языка с радикально новыми, непроверенными концепциями и огромной гибкостью. Позже он стал известен под названием Алгол 68. Другая фракция поставила перед собой более скромную задачу и сосредоточилась на реалистичном усовершенствовании известных концепций. В конце концов, время уже поджимало: вскоре должен был появиться PL/1 компании IBM. Однако моё предложение, несмотря на техническую реалистичность, уступило с небольшим перевесом большинству, предпочитавшему разрабатывать Алгол 68.

Постер диаграмм синтаксиса Pascal

Недостаточно просто постулировать язык на бумаге. Необходимо создать надёжный компилятор, который обычно является программой высокой сложности. В этом отношении крупные промышленные фирмы имели преимущество перед нашей рабочей группой, вынужденной полагаться на энтузиастов из научных заведений. Я покинул группу в 1966 году и с несколькими аспирантами из Стэнфордского университета посвятил своё время созданию компилятора для моего проекта. В результате мы получили язык Алгол W 2 , который после 1967 года начал использоваться во многих местах, где применялись крупные компьютеры IBM. Он оказался довольно успешным. Алгол 68 выпустили, но он быстро потонул из-за собственного веса, хотя некоторые его концепции и получили вторую жизнь в новых языках.

Но по моему мнению, Алгол W был недостаточно хорошим. Из-за того, что изначально он разрабатывался комитетом, язык содержал в себе слишком много компромиссов. После моего возвращения в Швейцарию, я спроектировал язык в соответствии со своими предпочтениями: им стал Паскаль. С несколькими помощниками мы написали руководство пользователя и спроектировали компилятор. В процессе его создания мы решились на рискованный шаг: захотели описать компилятор на самом Паскале, затем транслировать его вручную на Фортран, и, наконец, скомпилировать первый из второго. Результатом стал сокрушительный провал, поскольку из-за отсутствия структур данных (записей) в Фортране трансляция получилась очень громоздкой. После этого неудачного дорогостоящего урока вторая попытка окончилась успехом — на этот раз мы использовали вместо Фортрана язык местной разработки Scallop (созданный М. Энгели).

Паскаль

Как и его предшественник Алгол 60, Паскаль 2 имел чёткое определение и ограниченное количество понятных базовых элементов. Его структура и синтаксис формально были определены в расширенной форме Бэкуса-Наура 3 . Операторы описывали присвоение значений переменным, условное и повторное исполнение. Кроме того, в языке существовали процедуры, и они были рекурсивными. Значительным усовершенствованием стали типы и структуры данных: элементарными типами данных были целые и вещественные числа, булевы значения, символы и перечисления (констант). Структурами стали массивы, записи, файлы (последовательности) и указатели. Процедуры имеют два вида параметров — значения и переменные. Процедуры можно использовать рекурсивно. Наиболее существенной была всеобъемлющая концепция типа данных: каждая константа, переменная или функция имела фиксированный, статический тип. Поэтому программы обладали большой избыточностью, которой мог пользоваться компилятор для проверки целостности типов. Это способствовало распознаванию ошибок до исполнения программы.

Столь же важным, как добавление функций, стало и их удаление (относительно Алгола). Чарльз Энтони Ричард Хоар однажды сказал: язык характеризуется не только тем, что он позволяет делать программисту, но и тем, что он делать не позволяет. В связи с этим в языке отказались от параметра-имени Алгола. Он редко использовался и вызывал значительные трудности для компилятора. Кроме того, была устранена концепция владения Алгола, что позволяло локальным переменным быть глобальными, чтобы «пережить» активацию процедуры, для которой переменная была объявлена локальной. Конструкция for Алгола была значительно упрощена, что позволило избавиться от комплексных и сложных в понимании конструкций. Однако для простых и прозрачных ситуаций повторений были добавлены операторы while и repeat . Тем не менее, спорный оператор goto сохранился. Я решил, что сообщество программистов ещё не готово к отказу от него. Это было бы слишком невыгодно для роста популярности Pascal.

Паскаль был прост в преподавании и мог использоваться в широком спектре применений, что было значительным преимуществом по сравнению с Алголом, Фортраном и Коболом. Модуль System Паскаля был эффективным, компактным и простым в применений. На язык сильно повлияла новая дисциплина структурированного программирования, основным проповедником которой был Э. Дейкстра, стремившийся таким образом избежать угрозы кризиса программного обеспечения (1968 год).

Паскаль был опубликован в 1970 году и впервые использовался на курсах обучения в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH). Мы даже определили подмножество Pascal-S и создали более компактный компилятор для экономии времени и пространства на нашем компьютере CDC и снижения времени цикла обработки для студентов. В те времена машинное время и память были в дефиците.

Распространение и популярность Паскаля

Вскоре Паскаль заметило несколько университетов и возрос интерес к его использованию в обучении. Мы получали просьбы о помощи в реализации компиляторов для других компьютеров. Я придумал идею постулирования гипотетического компьютера, который можно было бы легко реализовать на различных мейнфреймах, для которого мы бы создали в Высшей технической школе Цюриха компилятор. Этот гипотетический компьютер можно было бы легко реализовывать относительно небольшими трудозатратами при помощи уже готовых инструментов (ассемблеров). Таким образом возникла архитектура Pascal-P (P — «портируемый»), и эта техника оказалась чрезвычайно успешной. Первые наши клиенты были из Белфаста (Ч.Э.Р. Хоар). Два помощника привезли две тяжёлые картонные коробки перфокарт в Цюрих, на них был записан компилятор, спроектированный для компьютера ICL. На границе их подвергли допросу, потому что возникло подозрение, что перфокарты могут содержать секреты, подлежащие таможенным сборам. Всё это происходило без международных проектных организаций, без бюрократии и бюджетов на исследования. Сегодня это было бы невозможно.

Интересным следствием таких разработок стало появление пользовательских групп, в основном состоящих из молодых энтузиастов, желавших продвигать и распространять Паскаль. Ядром этих групп управлял Энди Микел из Миннеаполиса, где они регулярно публиковали новостную рассылку о Паскале (Pascal Newsletter). Это движение внесло значительный вклад в стремительное распространение Паскаля.

Несколькими годами позднее на рынке появились первые микрокомпьютеры. Это были небольшие компьютеры, процессор которых интегрирован в единый чип, и имевшие 8-битные шины данных, доступные по цене даже физическим лицам. Выяснилось, что благодаря своему небольшому компилятору, способному уместиться в малом объёме памяти (64 КБ), Паскаль подходит для их процессоров. Группа под руководством Кена Боулса из Университета Сан-Диего и Филипп Кан из Borland Inc. в Санта-Крузе создали для нашего компилятора простую операционную систему, текстовый редактор и процедуры для обнаружения и диагностики ошибок. Они продавали этот пакет на гибких дисках по 50 долларов (Turbo Pascal). Благодаря этому Паскаль распространялся мгновенно, особенно в школах и вузах, став для многих точкой входа в программирование и computer science. Наше руководство по Паскалю превратилось в бестселлер.

Такое распространение не ограничилось Америкой и Европой. Россия и Китай тоже с энтузиазмом восприняли Паскаль. Об этом я узнал только позже, во время моих первых поездок в Китай (1982 год) и СССР (1990 год), когда мне показали версию нашего руководства, написанного непонятными (для меня) символами и буквами.

Наследники Паскаля

Но время не стояло на месте. Компьютеры стремительно становились быстрее, поэтому требования к приложениям, как и к программистам, росли. Программы больше не разрабатывались одним человеком, теперь их создавали коллективы. В языках должны были появиться конструкции, поддерживающие командную работу. Один человек может спроектировать часть системы, называемую «модулем», достаточно независимо от остальных модулей. Позже модули могут быть скомпонованы и загружены автоматически. Даже в Фортране имелась уже такая функция, однако теперь компоновщик должен был проверять целостность типов данных между границами модулей. Это была непростая задача!

Модули с межграничной проверкой целостности типов стали основным расширением первого наследника Паскаля под названием Модула-2 4 (сокращение от modular language, 1979 год). Язык стал эволюционным развитием Паскаля, а также Mesa — языка, разработанного в Xerox PARC для системного программирования. Сам Mesa тоже произошёл от Паскаля. Однако Mesa развивался слишком хаотично и его нужно было «укротить». В Модула-2 также присутствовали элементы для системного программирования, допускавшие конструкции, зависящие от конкретных свойств компьютера, поскольку они были необходимы для интерфейсов с периферийными устройствами или сетями. Из-за этого пришлось пожертвовать самой сутью высокоуровневых языков, а именно машинонезависимым программированием. К счастью, такие части теперь можно было локализовать в конкретных «низкоуровневых» модулях, а значит, соответствующим образом изолировать.

Кроме того, Модула содержал конструкции для программирования параллельных процессов (или квазипараллельных потоков). «Параллельное программирование» было основной темой 1970-х. В целом, Модула-2 постепенно стал довольно комплексным и на мой взгляд переусложнённым для обучения программированию. Ощущалось, что языку нужно совершенствование и упрощение.

Благодаря подобным рассуждениям возник язык Оберон 5 , тоже изначально создававшийся в Xerox PARC. Мейнфреймы больше не использовались, на смену им пришли мощные рабочие станции с дисплеями высокого разрешения и функциями интерактивности. Для них в PARC были разработаны язык и интерактивная операционная система Cedar. Проектировщикам снова показались желательными значительное упрощение и консолидация, поэтому для Оберона в ETH были написаны операционная система, компилятор и текстовый редактор. Задача была выполнена всего двумя программистами — Виртом и Гуткнехтом в свободное время в течение шести месяцев. Публикация Оберона произошла в 1988 году. На развитие языка повлияла новая дисциплина — объектно-ориентированное программирование. Однако в нём не появилось никаких новых особенностей, кроме расширения типа. Следовательно, впервые был создан язык, который не только не усложнился, но даже упростился, и в то же время стал более мощным по сравнению с предшественником.

Даже сегодня Оберон успешно используется во множестве разных мест. Однако революции, как в случае с Паскалем, не произошло. Комплексные коммерческие системы используются слишком широко и потому укоренились. И всё же можно сказать, что на многие подобные языки наподобие Java (Sun Microsystems) и C# (Microsoft) значительное влияние оказали Оберон или Паскаль.

Примерно в 1995 году на рынке появились динамически перепрограммируемые на уровне логических вентилей электронные компоненты. Эти программируемые пользователем вентильные матрицы (field programmable gate arrays, FPGA) можно сконфигурировать в практически любую цифровую схему. Разница между программным и аппаратным становилась всё более размытой. Я разработал язык Lola (logic language) с похожими на Оберон элементами и аналогичной ему структурой для описания цифровых схем. Схемы всё чаще стали задаваться формальными текстами, заменяющими графические принципиальные схемы. Это упрощает проектирование оборудования и ПО, что на практике становится всё более важным.

Комментарии и выводы

Принципиальная задача высокоуровневых языков — повышение уровня абстракции со слоя машинных команд. Например, структуры данных вместо массивов слов в памяти или условные операторы и операторы цикла вместо команд перехода. Идеальный язык должен определяться в категориях математической логики, аксиом и правил вывода. Для его понимания не должно требоваться никакой отсылки к любому компьютеру или механизму. Это основа портируемости. Проектировщики Алгола видели эту цель, но сложнее всего достигнуть её, не жертвуя при этом мощью выразительности. Тем не менее, каждый новый язык следует измерять той степенью, в которой он приближается к этой цели. Последовательность «Паскаль—Модула—Оберон» стали свидетельством моего стремления достичь её. Оберон к ней близок, однако ничто не идеально.

Ссылки

1. Naur, P. Revised report on the algorithmic language Algol 60. Commun. ACM 6, (Jan. 1963), 1–17.

2. Wirth, N. and Hoare, C.A.R. A contribution to the development of ALGOL. Commun. ACM 9 (June 1966), 413–432.

3. Wirth, N. The programming langage Pascal. Acta Informatica 1, (1971), 35–63; https://doi.org/10.1007/BF00264291

4. Wirth, N. What can we do about the unnecessary diversity of notation for syntactic definitions? Commun. ACM 20, 11 (Nov. 1977).

5. Wirth, N. Programming in Modula-2. Springer-Verlag 1982.

6. Wirth, N. The Programming Language Oberon. Software–Practice and Experience 18, (Jul. 1988), 671–690; https://doi.org/10.1002/spe.4380180707

На правах рекламы

Серверы для разработки и размещения ваших проектов — это про наши эпичные! Все серверы «из коробки» защищены от DDoS-атак, скорость интернет-канала 500 Мегабит, автоматическая установка удобной панели управления VestaCP для размещения сайтов и даже автоматическая установка Windows Server на тарифах с 4 ГБ ОЗУ или выше. Лучше один раз попробовать 😉