Tizimlarni dasturlash tili - Systems Programming Language

Tizimlarni dasturlash tili
Paradigmalarprotsessual, majburiy, tuzilgan
OilaALGOL
Birinchi paydo bo'ldi1972; 48 yil oldin (1972)
Ta'sirlangan
ALGOL 60, ESPOL
Ta'sirlangan
ZSPL, Micro-SPL, Amal!

Tizimlarni dasturlash tili, ko'pincha qisqartiriladi SPL lekin ba'zan sifatida tanilgan SPL / 3000, edi a protsessual yo'naltirilgan dasturlash tili tomonidan yozilgan Hewlett-Packard uchun HP 3000 minikompyuter liniyasi va birinchi marta 1972 yilda paydo bo'lgan. SPL HP 3000 ning asosiy versiyasini yozishda ishlatilgan operatsion tizim, Ko'p dasturlash bo'yicha ijroiya (MPE). Boshqa platformalardagi o'xshash tillar umumiy ma'noda tilga olingan tizim dasturlash tillari, chalkash masalalar.

Dastlab sifatida tanilgan Alpha Systems dasturlash tili, 3000 seriyali ishlab chiqarishni ishlab chiqish loyihasi uchun nomlangan, SPL Alpha-dan foydalanish uchun mo'ljallangan stekka asoslangan protsessor dizayn. U naqshli ESPOL, shunga o'xshash ALGOL tomonidan ishlatilgan til Burrouz B5000 asosiy ramka tizimlari, shuningdek, 1960-yillarning bir qator tillariga ta'sir ko'rsatdi PL360 va JOVIAL.

1970-yillarning o'rtalariga kelib, HP tizimlarining muvaffaqiyati bir qator SPL shoxlarini yaratdi. Bunga misollar kiradi ZSPL uchun Zilog Z80 protsessor va Micro-SPL uchun Xerox Alto. Keyinchalik ilhomlangan Amal! uchun Atari 8-bitli oila, bu juda muvaffaqiyatli edi. Ikkinchisi yaqindan kuzatib bordi Paskal sintaksis, SPLning ba'zi o'ziga xos xususiyatlarini yo'qotish.

SPL asl nusxasi davomida keng qo'llanilgan integral mikrosxema HP 3000 platformasi asosidagi versiyalar. 1980-yillarda HP 3000 va MPE an emulyator yugurish PA-RISC asoslangan HP 9000 platformalar. HP Paskalni PA-RISC-da qulay tizim tili sifatida targ'ib qildi va SPL kompilyatorini bermadi. Bunga sabab bo'ldi kodni saqlash tashvishlar va uchinchi tomon SPL kompilyatorlar ushbu ehtiyojni qondirish uchun kiritilgan.

Tarix

Hewlett-Packard ularning birinchisini taqdim etdi minikompyuterlar, HP 2100 ketma-ket, 1967 yilda. Mashinalar dastlab tashqi ishlaydigan jamoa tomonidan ishlab chiqilgan edi Union Carbide va asosan ma'lumotni qayta ishlash bozorida emas, balki sanoatning ichki o'rnatilgan boshqaruvidan foydalanishga mo'ljallangan. HP buni o'zlarining mavjud asbobsozlik biznesiga tabiiy ravishda mos tushgan deb bildi va dastlab ushbu foydalanuvchilarga taqdim etdi. Shunga qaramay, HP mashinaning ekanligini aniqladi narx / ishlash nisbati ularni biznes bozorida tobora ko'proq muvaffaqiyatga erishmoqda.[1][2]

Ushbu davrda vaqtni bo'lishish mashhur bo'lib kelayotgan edi, ayniqsa asosiy xotira xarajatlar tushdi va tizimlar ko'proq xotira bilan etkazib berishni boshladi. 1968 yilda HP 2100 seriyali ikkita ishlaydigan mashinadan foydalangan holda paketli tizimni taqdim etdi HP-ning vaqtni birgalikda ishlatadigan BASIC to'liq ta'minladi operatsion tizim shuningdek BASIC dasturlash tili. HP 2000s deb nomlanuvchi ushbu ikkita mashinali tizimlar darhol muvaffaqiyatga erishdi.[3] HP BASIC ko'p yillar davomida juda ta'sirli bo'lgan va uning sintaksisini bir qatorda ko'rish mumkin mikrokompyuter BASIC, shu jumladan Palo Alto TinyBASIC, Butun sonli BASIC, North Star BASIC, Atari BASIC va boshqalar.

HP dizaynerlari "Agar biz 2116 singari yengil kompyuter yordamida vaqtni taqsimlovchi tizim ishlab chiqaradigan bo'lsak, o'z kompyuterimizni ishlab chiqarsak, nimaga erishishimiz mumkinligini o'ylab ko'ring" deb hayron bo'lishdi.[4] Shu maqsadda, 1968 yilda kompaniya yangi o'rta me'morchilikni loyihalashtirish uchun katta guruhni birlashtira boshladi. Jamoaning yangi a'zolari tarkibida ishlaganlar bor edi Burrouz va IBM asosiy ramka tizimlar va natijada paydo bo'lgan tushunchalar juda muvaffaqiyatli bo'lganlarga juda o'xshash edi Burrouz B5000 tizim. B5000 ishlatilgan a stack mashinasi qilgan protsessor ko'p dasturlash amalga oshirish osonroq va xuddi shu me'morchilik yangi HP kontseptsiyasi uchun ham tanlangan.[5]

Ikkita dastur ko'rib chiqildi, Omega deb nomlanuvchi 32-bitli asosiy kompyuter va 16-bitli dizayn Alpha. Deyarli barcha harakatlar Omega uchun qilingan, ammo 1970 yil iyun oyida Omega bekor qilingan. Bu Alfa-ni 2100-yillardan farqlash uchun uni keng ko'lamda qayta ishlashga olib keldi va oxir-oqibat operatsion tizimning yanada tajovuzkor dizayni uchun rejalar paydo bo'ldi. Omega yugurishni niyat qilgan edi ommaviy rejim va foydalanuvchi bilan o'zaro aloqalarni qayta ishlash uchun kichikroq kompyuterni, "oldingi qism" ni ishlating. Bu 2000 yildagi seriyali operatsion kontseptsiyasi edi. Biroq, yana 2000 yil Alpha uchun etarli bo'lmaydi va qaror uchun bitta operatsion, interaktiv va hattoki ishlashga qaror qilindi. haqiqiy vaqt operatsiya.[5]

Ushbu ishni bajarish uchun unga ilg'or kerak edi kompyuter avtobusi dizayni keng xotiraga bevosita kirish (DMA) va rivojlangan talab qilingan operatsion tizim (OS) foydalanuvchi harakatlariga tezkor javoblarni ta'minlash uchun. B5000 ham o'ziga xos edi, chunki uning operatsion tizimi va asosiy dasturlari barchasi a da dasturlashtirilgan edi yuqori darajadagi til, ESPOL. ESPOL - bu ALGOL tilining lotinidir, B5000-larda ishlashga sozlangan, bu kontseptsiya 1960-yillarda juda ta'sirli bo'lgan va shunga o'xshash yangi tillarga olib keldi. JOVIAL, PL / 360 va BCPL. HP jamoasi o'zlarining operatsion tizimlari uchun ALGOL-dan olingan tildan foydalanishga qaror qilishdi. HP ning o'xshash tili dastlab "Alpha Systems Programming Language" nomi bilan tanilgan.[5]

Alfa 1972 yilda HP 3000 sifatida paydo bo'lishidan oldin bir necha yil ishlab chiqdi. Mashina bozorda bir necha oy davomida ishlamay qolishi aniq bo'lganidan oldin HP ishlab chiqarilgan va sotilgan 3000-larini qaytarib olishga majbur bo'ldi. 1973 yil oxirida qayta tiklandi, aksariyat muammolari hal qilindi. Butun tizim, CX apparati va uning ustida ishlash uchun MPE-C-ning katta yangilanishi uning qiyofasini isloh qildi va 3000-lar 1970-yillarning ikkinchi yarmida yana bir muhim yutuqqa aylandi.[5]

Ushbu muvaffaqiyat SPLni 2000 yildagi "BASIC" singari deyarli keng tarqalishiga olib keldi va xuddi shu til singari, boshqa platformalar uchun ham bir qator versiyalar paydo bo'ldi. Ular orasida Micro-SPL versiyasi yozilgan edi Xerox Alto ish stantsiyasi. Ushbu mashina dastlab BCPLni asosiy til sifatida ishlatgan, ammo uning ishlashidan norozilik sabab bo'lgan Genri Beyker u 1979 yilda Klinton Parker bilan amalga oshirgan rekursiv bo'lmagan tilni loyihalash uchun.[6] Keyinchalik Klinton Micro-SPL-ni ishlab chiqarish uchun qo'shimcha ravishda o'zgartiradi Amal! uchun Atari 8-bitli oila 1983 yilda.[7]

HP HP-3000 tizimini PA-RISC chipsetida qayta ishlab, MPE / iX nomi bilan tanilgan operatsion tizimning yangi versiyasini ishga tushirdi. MPE / iX ikkita rejimga ega edi, "mahalliy rejimda" u yangi Paskal kompilyatorlari yordamida PA-RISC uchun qayta kompilyatsiya qilingan dasturlarni ishga tushirdi, "mos rejim" ostida esa u barcha mavjud dasturlarni emulyatsiya orqali ishlatishi mumkin edi. HP MPE / iX uchun mahalliy rejim kompilyatorini etkazib bermadi, shuning uchun mavjud dasturiy ta'minotni yangi platformaga ko'chirish oson kechmadi. Ehtiyojni qondirish uchun Allegro Consultants SPL-ga mos keladigan "SPLash!" bu emulyator ichida ishlash uchun original HP 3000 kodiga yoki mahalliy rejimga kompilyatsiya qilishi mumkin. Bu mavjud SPL dasturiy ta'minotini ko'chirish yo'lini taklif qildi.[8]

Til

Asosiy sintaksis

SPL odatda ALGOL 60 sintaksis qoidalariga amal qiladi va ALGOL yoki uning avlodlarida tajribaga ega bo'lgan har bir kishiga tanish bo'ladi, masalan. Paskal va Modula-2. Ushbu tillar singari, dastur bayonotlari ham bir nechta fizik chiziqlarni qamrab olishi va nuqta-vergul bilan tugashi mumkin. Sharhlar. Bilan belgilanadi Sharh kalit so'zni yoki sharh matnini << va >> ga o'rab qo'ying.[9]

Bayonlar BEGIN va END yordamida bloklarga guruhlangan, ammo Paskalda bo'lgani kabi, dasturning oxiriga ham nuqta qo'yilishi kerak. Dastur umuman olganda Paskalga o'xshash BEGIN va END. Bilan o'ralgan, ammo yuqori qismida PROGRAM kalit so'zi yoki shunga o'xshash so'zlar mavjud emas.[10] Buning sababi shundaki, SPL har qanday kod blokini o'z-o'zidan dastur sifatida ishlatishga yoki kutubxona vazifasini bajarishi uchun boshqa dasturga qo'shilishga imkon beradi. Kodni dastur yoki subprogram sifatida yaratish tilning o'zi emas edi, buning o'rniga $ NAZORAT SUBPROGRAMI kompilyator ko'rsatmasi faylning yuqori qismida.[11]

Til INTRINSIC kalit so'zidan foydalanib, tashqi kodni to'g'ridan-to'g'ri mahalliy nom berish orqali chaqirishga imkon berdi. Masalan, a mashina tili Konsol qo'ng'irog'ini ishga tushirish funktsiyasini ochadigan kutubxona SPL dasturiga quyidagicha import qilinishi mumkin Ichki qo'ng'iroq va keyin qo'ng'iroqni kalit so'z yordamida boshqarish mumkin edi BEL go'yo bu mahalliy buyruq edi.[12]

Paskaldan farqli o'laroq, qaerda TARTIBI va FUNKSIYA alohida tushunchalar edi, SPL ko'proq foydalanadi C ga o'xshash har qanday joyga yaqinlashing TARTIBI funktsiyaga aylantirish uchun prefiks turi bilan qo'shilishi mumkin. ALGOLga o'xshash boshqa tillarning sintaksisiga muvofiq, parametrlarning turlari uning qismiga emas, balki nomidan keyin berilgan. Masalan; misol uchun:[13]

INTEGER TARTIBI HAQIDA (N); Qiymat N; INTEGER N;

Butun sonli N qiymatini oladigan FACT funktsiyasini e'lon qiladi. The Qiymat bu o'zgaruvchining protsedura uchun qaytish qiymati ekanligini ham ko'rsatadi.[13]

Qarama-qarshilikka qaramay, ALGOL va Paskal kodlarni yo'g'on nuqta bilan tugaydigan etakchi ism yordamida etiketkalashga ruxsat berishdi, undan keyin ko'chadanlar va BORISH bayonotlar. Kichkina farq shundaki, SPL yorliq nomlarini o'zgaruvchan qismda e'lon yordamida e'lon qilishni talab qildi Yorliq kalit so'z.[14]

SPL ushbu kontseptsiyaga KIRISH buyruq satridan kirish mumkin bo'lgan "kirish nuqtalari" sifatida qo'shimcha ravishda ushbu yorliqlarni aniqlashga imkon beruvchi bayonot. Kirish bayonotida ko'rsatilgan yorliqlar operatsion tizimga ta'sir ko'rsatdi va ularni RUN buyrug'idan chaqirish mumkin edi. Masalan, mag'lubiyat funktsiyalarini o'z ichiga olgan dasturni katta yoki kichik harfga aylantirish uchun dastur yozib, so'ngra ikkalasiga kirish nuqtalarini taqdim etish mumkin. Buni buyruq satridan quyidagicha chaqirish mumkin $ STRINGS, TOUPPER.[15]

Ma'lumot turlari

SPL ALGOL-dan sezilarli darajada farq qiladigan joyda, ma'lumotlarning turlari juda aniq, 3000 ning 16-bitiga asoslangan katta endian so'z formati.[10]

The INTEGER turi 16 bitlik imzolangan turi, qiymati 15 bit va kamida muhim bit belgisi sifatida. DUBLE 32-bitli tamsayı, emas suzuvchi nuqta turi. HAQIQIY mantisasi uchun 22 bit va ko'rsatkichi uchun 9 bo'lgan, 32-bitli suzuvchi nuqta qiymati UZOQ 54 bit mantissa va 9 bit ko'rsatkichga ega bo'lgan 64 bitli suzuvchi nuqta qiymati.[16]

BAYT belgilarni qayta ishlash uchun ishlatiladi, ikkita 8 bitli belgilarni o'z ichiga olgan 16 bitli mashina so'zidan iborat. Mantiqiy ichida bitni saqlaydigan boolean turi eng muhim bit. A ga teng keladigan narsa yo'q O'RATILGAN Paskalda topilgan modifikator, shuning uchun Mantiqiy xotirani biroz isrof qiladi.[17]

C kabi, ma'lumotlar ham shunday zaif terilgan, xotiraning joylashuvi va o'zgaruvchan saqlash aralash tushunchalar bo'lib, ularning joylashuvi orqali qiymatlarga to'g'ridan-to'g'ri kirish mumkin. Masalan, kod:

INTEGER A, B, KLOGIK D = A + 2

uchta 16-bitli butun o'zgaruvchini, A, B va C ni, so'ngra Mantiqiy, shuningdek 16-bitli qiymatni belgilaydi. The =, Paskal singari, "qiymatini oladi" emas, balki "ga teng" degan ma'noni anglatadi := Algolga o'xshash tillarda. Shunday qilib, ikkinchi satrda "A + 2 bilan bir xil xotira joylashgan D o'zgaruvchini e'lon qilish" yozilgan, bu holda u ham S o'zgaruvchining joylashishi hisoblanadi. Bu xuddi shu qiymatni C yoki butun son sifatida o'qishga imkon beradi. D. orqali mantiqiy[18]

Xotira umuman a bo'lgan zamonaviy o'quvchilar uchun ushbu sintaksis g'alati tuyulishi mumkin qora quti, lekin u tizimni dasturlashda bir qator muhim foydalanishga ega, bu erda alohida xotira joylari asosiy apparatdan qiymatlarni ushlab turadi. Xususan, bu qiymatlar jadvalining old tomoniga ishora qiluvchi o'zgaruvchini aniqlashga imkon beradi, so'ngra jadval ichidagi alohida qiymatlarga ishora qiluvchi qo'shimcha o'zgaruvchilarni e'lon qiladi. Agar jadval joylashuvi o'zgarsa, faqat bitta qiymat o'zgarishi kerak, boshlang'ich manzili va barcha individual o'zgaruvchilar o'zlarining tegishli nisbiy ofsetlarini avtomatik ravishda kuzatadilar.[18]

Ko'rsatkichlar qo'shib e'lon qilindi POINTER har qanday o'zgaruvchini e'lon qilish uchun modifikator va o'zgaruvchining xotirasi joylashuvi @. Shunday qilib INTEGER POINTER P: = @ A qiymati A qiymatini emas, balki A o'zgaruvchining manzilini o'z ichiga olgan ko'rsatgichni e'lon qiladi.[19] @ topshiriqning har ikki tomonida ham foydalanish mumkin; @P: = A A qiymatini P ga qo'yadi, ehtimol a ga olib keladi osilgan ko'rsatgich, @P: = @ A P ni A ga qaratadi P: = A A qiymatini hozirda P ko'rsatgan joyga qo'yadi.[20]

Shunga o'xshash tarzda, SPL indeks o'zgaruvchisi dastlabki o'zgaruvchiga o'rnatilgan xotira joyidan o'rnini bosuvchi so'zlar sonini tashkil etadigan C ga o'xshash qatorni qo'llab-quvvatlashni o'z ichiga oladi. C dan farqli o'laroq, SPL faqat bir o'lchovli massivlarni taqdim etgan va qavslardan farqli ravishda qavslardan foydalangan.[21] O'zgaruvchilar ham e'lon qilinishi mumkin edi GLOBAL, bu holda ular uchun mahalliy xotira ajratilmagan va saqlash boshqa kutubxonada e'lon qilingan deb taxmin qilingan.[22] Bu aks ettiradi tashqi kalit so'z C

Literallar turli xil qo'shimchalar bilan aniqlanishi mumkin va qo'shimchasizlar deb qabul qilinadi INTEGER. Masalan; misol uchun, 1234 deb talqin qilinishi mumkin INTEGER, esa 1234D edi a DUBLE. E bilan belgilanadi a HAQIQIY va L a UZOQ.[23] String konstantalari ikki tirnoq bilan ajratilgan va chiziq ichidagi ikkita tirnoq ikkinchi juft tirnoq bilan qochib ketgan.[24]

O'zgaruvchan deklaratsiyalar doimiy qiymatlardan foydalanib, boshlang'ich qiymatni aniqlashi mumkin INTEGER A: = 10. Is-a o'rniga tayinlanganidan foydalanishga e'tibor bering. Bundan tashqari, SPLda a TENGLASH matn satrini o'zgarmaydigan deb belgilashga imkon beradigan kalit so'z va keyin kompilyatsiya paytida koddagi ushbu o'zgaruvchining har qanday nusxasini so'zma-so'z mag'lubiyatga almashtirdi.[25] Bu o'xshash konst kalit so'z C

Xotirani segmentatsiyalash

Bu davrda keng tarqalgan bo'lib, HP 3000 baytga yo'naltirilgan ishlatilgan segmentlangan xotira model, unda manzil bitta 16 bitli so'z bo'lib, kodga 65 536 baytgacha kirish imkoniyatini beradi (yoki ular "yarim so'zlar" deb atashgan). Xotiraning kattaroq hajmiga kirishga ruxsat berish uchun, a virtual xotira tizim ishlatilgan. Xotiraga kirishda 16 bitli manzilga ikkita 8 bitli segment qiymatlaridan biri qo'shilgan, biri dastur kodi (PB), ikkinchisi o'zgaruvchan ma'lumotlar uchun. Natijada 24-bitli manzil paydo bo'ldi. Shunday qilib, har bir dastur bir vaqtning o'zida jami 128 kB-ga kirish huquqiga ega bo'lsa-da, u 16 MB hajmli to'liq xotiraga kirish uchun segmentlarni almashtirishi mumkin edi.[26]

SPL dasturlarni osongina segmentlarga ajratish va keyinchalik ushbu segmentatsiyani kodda nisbatan ko'rinmas holga keltirish uchun turli xil qo'llab-quvvatlash tizimlarini o'z ichiga olgan. Ning asosiy mexanizmi $ CONTROL SEGMENT = asegmentname kompilyator ko'rsatmasi Quyidagi kod qaysi segmentga joylashtirilishini belgilab qo'ygan. Odatiy bo'lgan MAINLINESEG, lekin dasturchi kodni bloklarga ajratish uchun har qanday qo'shimcha nomlangan segmentlarni qo'shishi mumkin.[27]

Boshqa xususiyatlar

SPL soddalashtirilgan "bit-extracting" xususiyatini o'z ichiga olgan biroz notinch. Bir so'z bilan aytganda, har qanday bitga yoki bitlar qatoriga . (x: y) sintaksis, bu erda x va y 0 dan 15 gacha bo'lgan boshlang'ich va oxirgi bit pozitsiyalari edi A. (8:15) so'zni A saqlovchi pastki baytini qaytardi.[28] Ushbu format kerak bo'lganda bitlarni ajratish va birlashtirish uchun ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, siljishlar va aylanishlar uchun qo'shimcha operatsiyalar ta'minlandi va ular bilan har qanday o'zgaruvchiga qo'llanilishi mumkin edi &, masalan; misol uchun A: = A & LSR (3).[29]

Misol

Ushbu oddiy dastur, ma'lumotnomaning 1984 yildagi versiyasidan, SPL tilining aksariyat xususiyatlarini ko'rsatadi.[11]

Dastur umuman ajratilgan BOSHLASH va OXIRI.. U A, B va C global o'zgaruvchilar qatorining ta'rifidan boshlanadi, bitta protsedurani belgilaydi va keyin uni yigirma marta chaqiradi. Shuni esda tutingki, protsedurada BEGIN va END mavjud emas, chunki u haqiqiy kodning faqat bitta satrini o'z ichiga oladi, X: = X * (Y + Z); The INTEGER X, Y, Z kodning bir qismi hisoblanmaydi, u yuqoridagi satrda o'tayotgan uchta parametr turini bildiradi va shu qatorning bir qismi hisoblanadi.[11]

 INTEGER A: = 0, B, C: = 1; TARTIBI N (X, Y, Z); INTEGER X, Y, Z; X: = X * (Y + Z); B uchun: = 1 20 DO N gacha (A, B, C); OXIRI.

Adabiyotlar

Iqtiboslar

  1. ^ Leybson 2017 yil.
  2. ^ "2116A raqamli kompyuterning tarixi". HP.
  3. ^ "Hewlett / Packard Computers". 2000A bozorda birinchi HP 2000 vaqt almashish tizimi edi. 1969 yil
  4. ^ Yashil 2004 yil.
  5. ^ a b v d Edler 1995 yil.
  6. ^ Beyker, Genri; Parker, Klinton (1979 yil sentyabr). "Micro-SPL" (PDF).
  7. ^ Parker, Klinton (2015 yil 31-dekabr). "ANTIC Interview 111, Clinton Parker, Action!" (podkast). Suhbatdosh Rendi Kindig.
  8. ^ "SPLash! MPE / iX uchun mahalliy rejim SPL kompilyatori". Allegro maslahatchilari. 2004 yil 1-yanvar.
  9. ^ SPL 1984 yil, 1.2, 1.3-betlar.
  10. ^ a b SPL 1984 yil, p. 1.1.
  11. ^ a b v SPL 1984 yil, 1.5 bet.
  12. ^ SPL 1984 yil, 1.12-bet.
  13. ^ a b SPL 1984 yil, 1.11-bet.
  14. ^ SPL 1984 yil, 3.15 bet.
  15. ^ SPL 1984 yil, 1.13, 1.14 betlar.
  16. ^ SPL 1984 yil, 2.1-2.3 betlar.
  17. ^ SPL 1984 yil, 2.4 bet.
  18. ^ a b SPL 1984 yil, 3.2-bet.
  19. ^ SPL 1984 yil, 2.13-bet.
  20. ^ SPL 1984 yil, 4.4-bet.
  21. ^ SPL 1984 yil, 2.12-bet.
  22. ^ SPL 1984 yil, 3.6-bet.
  23. ^ SPL 1984 yil, 2.6-bet.
  24. ^ SPL 1984 yil, 2.11 bet.
  25. ^ SPL 1984 yil, 3.18 bet.
  26. ^ SPL 1984 yil, 1.6-1.7 betlar.
  27. ^ SPL 1984 yil, 1.8 bet.
  28. ^ SPL 1984 yil, 4.6-bet.
  29. ^ SPL 1984 yil, 4.9 bet.

Bibliografiya