Разработка языков программирования и компиляторов в СССР

1. Общие сведения

1.1. Рапира является диалоговым языком высокого уровня, предназначенным для обучения программированию и решения на ЭВМ небольших прикладных задач. Язык ориентирован в первую очередь на школьников среднего и старшего возраста (11-17 лет), но может использоваться и другими категориями пользователей.

1.2. Рапира, наряду с Робиком, является входным языком системы программирования «Школьница». Как и для языка Робик, операции надпрограммного уровня в Рапире выполняются системными средствами, не относящимися к языку.

1.3. Первая версия Рапиры была разработана в 1978-1979 годах и использовалась в учебной работе со школьниками и студентами. В ходе разработки системы «Школьница» язык был полностью переработан.

1.4. Рапира представляет собой концентрическое семейство языков с последовательно расширяемым набором возможностей. Каждый концентр можно рассматривать как замкнутый язык-оболочку.

В этом документе приводится краткое описание основных особенностей внешнего концентра канонической (школьной) версии Рапиры.

1.5. В качестве базового этнического языка для Рапиры выбран русский язык. В процессе реализации языка на инструментальной ЭВМ была разработана также английская версия. Ведутся работы над эстонской и грузинской версиями. Возможно создание версий на основе других языков.

2. Лексика и общая структура программы

2.1. Лексическая структура Рапиры почти не отличается от лексики Робика, описанной в документе 3533847.00058-01¤35¤02. В Рапире различаются те же лексические единицы: целые и дробные числа, тексты, слова, специальные символы. Форма этих лексем традиционна. Основные отличия Рапиры от Робика заключаются в следующем:

1. Допускается запись дробных чисел в экспоненциальной форме, например, 156.65E12 означает 156,65x1012.

2. Унарные + и — рассматриваются не как составные части лексемы, а как операции.

3. В Рапире используется в несколько раз больше специальных символов, в том числе — составных, чем в Робике

2.2. Общая структура программы и порядок исполнения отдельных предписаний на Робике и Рапире имеют много общего. Программа на Рапире — это последовательность директив, процедурных блоков и описаний имен. Порядок работы с директивами и процедурными блоками такой же, как и в Робике.

2.3. В отличие от Робика, допускается произвольное расположение предписаний по строкам (можно записывать несколько предписаний на одной строке и распределять одно предписание на несколько строк). Пробелы и переводы строк могут использоваться в любых местах программы, но не внутри лексем (внутри текстов можно использовать синтаксически значимые пробелы). Между двумя лексемами, не различающимися контекстно, обязателен по крайней мере один пробел или перевод строки.

Комментарий в Рапире заключается в специальные скобки. Комментарий синтаксически эквивалентен пробелу и может быть вставлен между любыми двумя лексемами.

3. Имена и выражения

3.1. Рапира является частично-типизированным языком. Каждое имя, используемое в программе или в процедурном блоке, может быть описано с указанием типа. Тип имени определяет виды значений, которые могут быть присвоены этому имени. Если имя не описано или описано без указания типа, оно по умолчанию относится к универсальному типу. Такому имени можно присваивать значения любых видов.

В диалоговой версии Рапиры описание имен используются в качестве отладочного средства. Предполагается, что в пакетной версии описания должны быть обязательными.

Область действия описаний охватывает главную программу, тот процедурный блок, в котором имя описано, и все вызываемые из него процедуры и функции, в которых не описаны совпадающие с ним по написанию локальные имена и формальные параметры. Таким образом, описания одновременно определяют локализацию имен.

Описания имен и указания типов в Рапире не обязательны, поэтому для оперативного решения небольших задач ее можно использовать в качестве бестипового языка.

3.2. В Рапире различаются следующие виды значений имен:

1. целые числа
2. дробные числа
3. тексты
4. множества
5. кортежи
6. процедуры
7. функции
8. файлы
9. модули
10. рисунки
11. кадры
12. таблицы
13. пустое значение

3.3. Пустое значение имеют все имена отличные от стандартных, которым в данной программе не было присвоено значений. В системе предусмотрено защищенное стандартное имя ПУСТО, которое всегда имеет пустое значение.

3.4. Над любыми парами имен в Рапире определена операция сравнения ТИПА, результат которой — ИСТИНА, если объявленные типы имен совпадают и ЛОЖЬ в противном случае.

Над любыми парами значений (выражений) определена операция сравнения ВИДА, результат которой — ИСТИНА, если виды значений этих выражений совпадают.

3.5. Над числами в Рапире определены следующие операции:

унарные арифметические: + и -;
бинарные арифметические: +, -, *, /, // (деление нацело), ** (возведение в степень);
операции сравнения: =, /=, <=, >=, <, >
Все операции имеют обычный математический смысл; допускается сравнение целых и дробных чисел на равенство: условие 35 = 35.0 считается истинным.

3.6. Над текстами определены следующие операции:

+ — конкатенация (слияние текстов), например,
«вело» + «сипед» = «велосипед»;

ИЗ — проверка принадлежности символа тексту, например, условие
«м» ИЗ «микроскоп» истинно;

[] — выборка (взятие символа из текста по индексу), например,
«велосипед»[5] = «с»;

[:] — вырезка (выделение участка текста по начальному и конечному индексам), например,
«крокодил»[2:4] = «рок»;

# — мощность (унарная операция, определяющая число символов в тексте), например,
#«самолет» = 7.

=, /= — сравнение текстов.

В операциях вырезки и выборки в качестве индексов могут использоваться любые выражения, значениями которых являются натуральные числа, не превосходящие мощности соответствующего текста. Левый индекс в вырезке не должен превосходить правого.

Эти две операции могут встречаться как слева, так и справа от знака присваивания, позволяя в последнем случае редактировать тексты. Длина текста при редактировании не может изменяться: подставляемый текст должен иметь такую же длину, как заменяемый участок. Например, после присваиваний:

«крокодил» -> Зверь; «ош» -> Зверь[2:3];

имя Зверь получит значение «кошкодил». Присваивания

«кош» -> Зверь[2:3]; «а» -> Зверь[2:3];

являются недопустимыми из-за несовпадения длин заменяющего и заменяемого участков текста.

3.7. Составные структуры данных в диалоговой версии Рапиры представлены множествами, записями и кортежами. Каждая из этих структур может содержать произвольное число элементов. Элементом структуры может быть любой объект языка, независимо от вида.

В пакетной версии допускаются типизированные варианты этих конструкций: все элементы множеств и кортежей должны иметь один и тот же тип, а в записях каждый элемент должен иметь определенный тип.

Множество рассматривается как неупорядоченная совокупность попарно различных элементов. Доступ к отдельному элементу множества невозможен. Разрешены только проверка принадлежности элемента множеству, операции над всем множеством и последовательный перебор его элементов при помощи специальной формы цикла.

Запись рассматривается как неупорядоченная совокупность именованных полей. Доступ к элементу записи возможен только через название поля.

Кортеж рассматривается как упорядоченная совокупность произвольных элементов. Доступ к элементу кортежа возможен по индексу.

Эта операция позволяет построить новую структуру из произвольного количества элементов, представленных значениями выражений. Для формирования нужной структуры необходимо перечислить через запятую все выражения, значения которых должны стать элементами структуры, и заключить их в специальные скобки, форма которых определяется видом структуры. Простые угловые скобки < > определяют формирование кортежа, фигурные скобки { } или (* *) — формирование множества, специальные скобки <$ $> — формирование записи. Кроме того, при формировании записи перед каждый элементом должно быть указано название поля, отделяемое от элементов двоеточием.

Например, выражение < 2, «поиск», 5.3, A > определяет формирование кортежа из четырех элементов: числа 2, текста «поиск», числа 5.3 и значения имени A. Выражение { 2, «слово», 2, 2 } определяет формирование множества из двух элементов: числа 2 и текста «слово». Выражение <$ Имя:«Сергей», Фамилия:«Иванов», Год_рождения:1950 $> определяет формирование записи из трех полей: Имя, Фамилия и Год_рождения.

3.9. Для всех структур определены следующие операции:

ИЗ — проверка принадлежности;

# — определение мощности (числа элементов);

= и /= — сравнение на равенство и неравенство.

Необходимо отметить, что две записи с различной структурой полей считаются принадлежащими к различным видам.

Два множества считаются равными, если они состоят из одних и тех же элементов, независимо от порядка их записи, например,

(* 1, 5, 5, <1, 2>, 1, *) = (* 5, <1, 2>, 1, *)

Два кортежа считаются равными, если они состоят из одних и тех же элементов, расположенных в том же порядке, например:

<1, 5, <1, 2» = <1, 2+3, <1, 1+1»

<1,2,3> /= <3,2,1>

Две записи с одинаковой структурой полей считаются равными, если одноименные поля имеют одинаковые значения, например:

<$ Имя:«Сергей», Фамилия:«Иванов» $> =
<$ Фамилия:«Иванов», Имя:«Сергей» $>

<$ Номер:5, Скорость:10 $> /= <$ Тип:5, Высота:10 $>

3.10. Кроме операций, перечисленных в п.п.3.4, 3.6 и 3.9, над множествами определены операции объединения (+), пересечения (*) и разности (-), имеющие обычный математический смысл.

Аналогично, над кортежами определены такие же операции, как и над текстами, при этом для вложенных кортежей допускается многократная индексация; выражения А[2][3] и А[2, 3] являются семантически эквивалентными и определяют третий элемент кортежа, являющегося вторым элементом кортежа А.

Над записями, кроме общих операций, определена только выборка элемента по названию поля. Например, выражение Х.Адрес определяет значения поля Адрес в записи, являющейся значением имени Х.

Как и для кортежей, выборка может использоваться с обеих сторон от знака присваивания. Для вложенных записей определена многократная выборка, например: Х.Адрес.Квартира.

3.11. Над процедурами и функциями как над значениями имен кроме общих операций, перечисленных в п.5.3.4, определена операция вызова, синтаксис которой описывается диаграммой 5.

3.12. Для других видов значений операции в Рапире не определены. Действия над такими значениями осуществляются при помощи специальных предписаний или процедур.

Сведения о работе с файлами и модулями в Рапире приведены в разделе 7. Работа с рисунками и кадрами осуществляется средствами графической системы «Шпага», входящей в состав системы «Школьница». Таблицы как вид значений предусмотрены только для экстравертивной версии Рапиры и здесь рассматриваться не будут. Семантика пустого значения такая же, как в языке Робик.

3.13. В Рапире, как и в Робике, предусмотрена защита имен. Частичная или полная защита может быть установлена и снята пользователем при помощи соответствующих разновидностей предписаний ВКЛЮЧИТЬ и ВЫКЛЮЧИТЬ, синтаксис которых описан диаграммой 6. Некоторые имена, например, имена процедур и функций во время их исполнения и имя переменной цикла внутри тела этого цикла, имеют абсолютную защиту, которая не может быть снята средствами, доступными пользователю.

3.14. Синтаксис выражения в Рапире описывается диаграммой 7. Как следует из диаграммы, выражение — это последовательность соединенных знаками бинарных операций констант, формирователей, простых имен и выражений в скобках, перед каждым из которых может стоять один или несколько знаков унарных операций, а после — произвольная последовательность операций выборки, вырезки и вызова.

Таким образом, структура выражения в целом традиционна для языков высокого уровня.

3.15. В Рапире приняты следующие приоритеты операций:

1. Выражения в скобках и составляющие выражения в формирователях;

2. Формирование структур;

3. Вычисление фактических параметров функций и индексных выражений;

4. Выборки, вырезки, вызовы функций;

5. Унарные операции;

6. Возведение в степень;

7. Операции *, /, // (умножение, пересечение, деление, деление нацело);

8. Бинарные + и — (сложение, конкатенация, объединение, разность множеств).

Описанный порядок в целом соответствует принятому в математике, за тем исключением, что пересечение множеств (*) получило в Рапире более высокий приоритет чем объединение (+).

3.16. Синтаксис условия в Рапире описывается диаграммой 8. Термин «условие» соответствует термину «логическое выражение», используемому в других языках. В Рапире логические значения не могут присваиваться именам, поэтому логические выражения допускаются только в определенных контекстах, например, в цикле ПОКА и в предписаниях ветвления.

Такое выделение логических выражений введено в язык из методических соображений, чтобы подчеркнуть их семантические отличия от выражений других типов.

Операции сравнения и логические связки, используемые в условиях, имеют традиционную семантику.

Приоритеты операций в условиях:

1. Условия в скобках и выражения, входящие в состав условий;

2. Операции сравнения и проверки принадлежности;

3. НЕ;

4. И;

5. ИЛИ.

4. Присваивание, ввод и вывод

4.1. Синтаксис предписаний присваивания, ввода и вывода в языке Рапира описывается диаграммами 9-11. Семантика этих предписаний почти не отличается от семантики аналогичных предписаний в языке Робик. Поэтому здесь перечисляются только основные различия между указанными предписаниями в этих языках.

4.2. При сравнении синтаксиса предписаний необходимо учитывать, что несмотря на внешнее сходство структура выражений в Рапире гораздо богаче, чем в Робике, поэтому предписания присваивания и вывода в Рапире позволяют выполнять разнообразные операции над данными различных видов, что в Робике может быть сделано только с применением специализированных исполнителей.

4.3. Предписание вывода в Рапире позволяет выводить не только простые (числа, тексты), но и составные значения (множества, кортежи, записи). Форма вывода совпадает с видом соответствующих формирователей в языке. Аналогично, в режиме ввода данных могут быть введены составные значения.

При выводе текстов и при их вводе в режиме ВВОД ТЕКСТА окаймляющие кавычки не указываются. Тексты, вводимые в составе структуры и вводимые в режиме ВВОД ДАННЫХ, окаймляются кавычками.

Если режим ввода не указан, по умолчанию предполагается ВВОД ТЕКСТА.

4.4. Вывод любых значений может производиться с указанием формата: после выводимого выражения через двоеточие указывается число отведенных позиций. Для дробных чисел возможно задание двойного формата: указывается еще и число знаков в дробной части числа. Если значение не умещается в отведенном числе позиций, то оно выводится в свободном формате.

4.5. В соответствии с концентрической структурой Рапиры переключение ввода и вывода на другие устройства может быть выполнено различными способами. Наряду с разовым переключением, осуществляемым так же, как в Робике, при помощи указания нужного режима в заголовке предписания (например: ВЫВОД НА БУМАГУ: А, В;), в Рапире возможно переключение всей выводимой или вводимой информации на одно или несколько устройств или файлов. Для этого применяется соответствующая форма предписаний ВКЛЮЧИТЬ и ВЫКЛЮЧИТЬ.
Например: ВКЛЮЧИТЬ ВЫВОД НА БУМАГУ;

5. Управляющие конструкции Рапиры

5.1. К числу управляющих конструкций Рапиры относятся три разновидности ветвления: ЕСЛИ, ВЫБОР-ИЗ, четыре разновидности цикла: ПОКА, ПОВТОР, ДЛЯ-ИЗ и ДЛЯ-ОТ, средства описания и вызова функций и процедур и предписание ВЫХОД для выхода из процедур.

В этом параграфе рассматриваются предписания ветвления и цикла, работа с процедурами и функциями обсуждается в следующем параграфе.

Синтаксис перечисленных конструкций описывается диаграммами 5, 12-15. Как видно на диаграммах, все эти предписания имеют рамочную структуру, что позволяет указывать в теле цикла и в альтернативах ветвления произвольное число предписаний без применения искусственных средств для их объединения.

5.2. Семантика простого ветвления (условного предписания) ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ вполне традиционна.

Пример:

ЕСЛИ А > В ТО
5 -> А; ВЫВОД: В;
ИНАЧЕ
5 -> В; ВЫВОД: А;
ВСЕ;

5.3. Как видно на диаграмме 12, предписание множественного ветвления (ВЫБОР-ИЗ) состоит из произвольного числа альтернатив, каждая из которых представлена условием, за которым следует одно или несколько предписаний, разделенных точкой с запятой. Условие отделяется от предписаний двоеточием, альтернативы разделяются знаком |. В конце может стоять конструкция ИНАЧЕ.

Предписание исполняется так. Последовательно, в порядке записи альтернатив, проверяются указанные в них условия. Если одно из них оказалось истинным, выполняются предписания от соответствующего двоеточия до ближайшего разделителя альтернатив (|), слова ИНАЧЕ или ВСЕ. После этого исполнение предписания заканчивается. Если ни одно условие не было истинным, выполняются предписания между ИНАЧЕ и ВСЕ (если слово ИНАЧЕ использовано). Таким образом, в любом случае выполняется не более одной из предусмотренных альтернатив.

Пример:

ВЫБОР ИЗ
Ветер <= 3: ВЫВОД: «слабо» |
Ветер <= 7: ВЫВОД: «умеренно» |
Ветер <= 70: ВЫВОД: «Тревога !»
ИНАЧЕ ВЫВОД: «Неверно задана скорость»
ВСЕ;

5.4. Вторая разновидность предписания ВЫБОР исполняется в таком же порядке, но проверяемое условие имеет вид: b0 = ba, где

b0 — значение переключательного выражения, записанного между словами ВЫБОР и ИЗ,

ba — выражение, записанное в альтернативе (перед двоеточием). Таких выражений может быть несколько (через запятую).

Значение переключательного выражения вычисляется один раз в начале исполнения предписания. В остальном семантика этого предписания соответствует п.5.3.

Пример:

ВЫБОР Оценка ИЗ
5: ВЫВОД: «отлично» |
4: ВЫВОД: «хорошо» |
3: ВЫВОД: «средне» |
1,2: ВЫВОД: «плохо» |
ИНАЧЕ ВЫВОД: «ошибка»
ВСЕ;

5.5. Цикл ПОКА (диаграмма 13) имеет традиционную семантику: вначале проверяется условие, указанное в заголовке цикла. Если оно истинно, выполняются все предписания от знака :: (читается «повторять») до слова ВСЕ (тело цикла). Затем вновь проверяется условие и т.д. Если при очередной проверке условие оказалось ложным, исполнение предписания завершается. Если оно было ложным при первой же проверке, то тело цикла не исполняется ни разу.

Пример:

1 -> X;
ПОКА X<10 :: ВЫВОД: 2**X; X+1->X ВСЕ;

5.6. Цикл ПОВТОР позволяет выполнить некоторый набор предписаний заданное число раз. Он выполняется следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения, указанного в заголовке цикла. Оно должно быть неотрицательным целым числом, иначе выдается сообщение об ошибке. Затем тело цикла исполняется указанное число раз.

Пример:

1 -> X;
ПОВТОР 10 РАЗ :: ВЫВОД: 2**X; X+1->X ВСЕ;

5.7. Цикл ДЛЯ-ОТ соответствует традиционному для большинства языков циклу типа прогрессии. Имя, указанное после слова ДЛЯ, является переменной цикла, выражение после слова ОТ определяет начальное значение, выражение после слова ДО — конечное значение, после слова ШАГ указывается шаг приращения. Если шаг не указан, он принимается равным единице. Значения всех трех выражений должны быть числами (целыми или дробными). Семантика цикла традиционна. Переменная цикла в теле цикла имеет абсолютную защиту. После окончания цикла она имеет пустое значение.

Пример:

ДЛЯ X ОТ 1 ДО 10 :: ВЫВОД: 2**X ВСЕ;

5.8. Цикл ДЛЯ-ИЗ предназначен для обработки текстов и составных структур, а также файлов соответствующих видов. При исполнении этого предписания переменная цикла поочередно принимает значения каждого элемента соответствующей структуры или файла (или каждого символа текста), после чего исполняется тело цикла. Как и в цикле ДЛЯ-ОТ переменная цикла в теле этого цикла имеет абсолютную защиту, а после его завершения получает пустое значение. Выражение, указанное в заголовке цикла после слова ИЗ, вычисляется один раз перед началом работы цикла.

Пример — подсчет количества букв «А» в тексте с именем Книга:

0 -> Сч;
ДЛЯ Буква ИЗ Книга :: ЕСЛИ Буква=«А» ТО Сч+1->Сч ВСЕ ВСЕ;
ВЫВОД: «В тексте Книга », Сч, " букв <А>";

6. Процедуры и функции

6.1. Синтаксическая структура, а также порядок описания и вызова функций и процедур в Рапире и Робике очень близки. Поэтому в этом параграфе перечисляются только отличия процедурного аппарата Рапиры от аналогичного аппарата Робика.

6.2. Как и в Робике, процедурный блок в Рапире является основной единицей локализации имен и хранения программного текста. В дополнение к этому он приобретает свойства основной единицы области действия описаний. Как видно на диаграммах 14-15, при описании формальных параметров и локальных имен в Рапире, в отличие от Робика можно указывать тип.

6.3. В заголовках процедур можно указывать способ передачи каждого из параметров. В Рапире используется три разновидности параметров, различающиеся по способу передачи: входные, выходные и возвратные. Эти способы обозначаются символами =>, <= и <=> соответственно. Если формальный параметр описан как входной, то соответствующий фактический параметр может быть любым выражением. Фактические параметры, соответствующие двум другим разновидностям формальных, могут быть только именами.

Входные параметры передаются по значению: в момент вызова процедуры значение фактического параметра вычисляется и присваивается соответствующему формальному, на который после этого устанавливается полная защита. Для функций в Рапире, а также для всех видов процедурных блоков в Робике этот способ является единственно возможным.

Выходные параметры обрабатываются следующим образом. При вызове процедуры такой формальный параметр получает значение ПУСТО. После завершения работы процедуры значение формального параметра присваивается соответствующему фактическому.

Возвратный параметр сочетает свойства входного и выходного: при вызове значение фактического параметра присваивается формальному, а после завершения работы процедуры — наоборот.

6.4. Исполнение функции или процедуры в языке Рапира может быть приостановлено при помощи предписания СТОП (с выходом в специальный режим диалога) или прервано при помощи предписания ВЫХОД.

В режиме приостановки процедуры пользователь может выполнить любое предписание Рапиры, причем все имена сохраняют смысл и значение, которое они имели в момент приостановки. После этого выполнение процедуры может быть продолжено при помощи директивы ПУСК или прекращено при помощи предписания ВЫХОД, использованного в качестве директивы.

6.5. Вызов функции и процедуры в Рапире рассматривается как операция над процедурным значением. Поэтому вызываемая процедура может быть вычислена как значение некоторого выражения непосредственно перед вызовом. Например, предписание

<A, B, C>[X](2, 3);

позволяет вызвать одну из трех процедур A, B и C, в зависимости от значения имени X, которое должно быть целым числом от 1 до 3. Каждая из процедур должна быть описана с двумя входными параметрами.

6.6. Как в Робике, так и в Рапире, допускаются рекурсивные вызовы функций и процедур. В обоих языках описание и редактирование процедур осуществляется при помощи одних и тех же системных средств.

7. Файлы и модули

7.1. Работа системы «Школьница» протекает в операционной среде, основную часть которой составляет система файлов, хранящихся в долговременном запоминающем устройстве с произвольным доступом.

С точки зрения пользователя, файл — это объект языка, значение которого хранится в ДЗУ и сохраняется при выключении или перевызове системы. Каждому виду значений, используемому в Рапире, соответствует своя разновидность файлов с таким же названием. Кроме того, в Рапире предусмотрены виды файлов, не имеющие прямых аналогов среди «внутренних» объектов языка: двоичные файлы и специальные файлы других входных языков системы «Школьница», к которым возможен доступ из Рапиры.

7.2. В соответствии с концентрической структурой языка Рапира, работа с файлами может осуществляться несколькими различными способами, последовательно вводимыми на различных концентрических уровнях языка.

1. Всякий объект языка, включая процедуры, может быть целиком скопирован из оперативной памяти во внешнюю или наоборот с помощью предписаний ВЫВОД В ДВУ и ВВОД ИЗ ДВУ (диаграммы 10-11).

2. Символьный или графический ввод и вывод может быть переключен на определенный файл при помощи предписаний ВКЛЮЧИТЬ ВЫВОД В ФАЙЛ и ВКЛЮЧИТЬ ВВОД ИЗ ФАЙЛА (диаграмма 6). Однократный обмен с файлом может быть организован с помощью предписаний ВВОД ИЗ ФАЙЛА и ВЫВОД В ФАЙЛ (диаграммы 10-11).

3. Последовательная поэлементная обработка файлов, соответствующих структурным видам значений Рапиры, может быть организована с помощью предписаний ДЛЯ-ИЗ ФАЙЛА (диаграмма 13). В этом случае с точки зрения пользователя файл загружается в ОЗУ и обрабатывается поэлементно.

4. Организация традиционных операций с текстовыми файлами (открытие и закрытие, настройка на позицию, возврат к началу и т.д.) осуществляется при помощи специальных предписаний и псевдо-процедур.

5. Управление файловой системой может осуществляться в процессе диалога с текстовым редактором системы «Школьница», используемым, в частности, для описания и редактирования процедур и функций Рапира. При помощи этого же редактора могут создаваться и редактироваться текстовые файлы.

6. Просмотр каталога файлов может быть выполнен и вне редактора, при помощи соответствующей системной директивы.

7.3. Файлы системы «Школьница» объединены в модули. Модуль — это совокупность файлов различных видов, в том числе — описаний функций и процедур, которые имеют общий набор глобальных переменных.

Создание модуля осуществляется системными средствами, не определяемыми описанием языка Рапира. При этом среди глобальных переменных пакета могут быть описаны закрытые переменные, недоступные пользователю, что позволяет использовать модули для организации расслоенной структуры больших программ.

8. Некоторые отладочные средства языка Рапира

8.1. Характерной чертой современных интровертивных языков является наличие большого количества отладочных средств, предназначенных для диалогового использования. Умение пользоваться такими средствами необходимо формировать на этапе обучения программированию, поэтому в Рапире предусмотрена широкая гамма отладочных возможностей и конструкций. В этом параграфе перечисляются важнейшие из них.

8.2. В процессе диалоговой работы может быть включена трассировка вызовов процедур и трассировка присваиваний (прокрутка). Включение и выключение этих механизмов осуществляется при помощи соответствующей разновидности предписаний ВКЛЮЧИТЬ и ВЫКЛЮЧИТЬ (диаграмма 6).

8.3. В языке предусмотрена возможность организовать проверку утверждений о программе, записанных в виде условий на языке Рапира. Такая проверка осуществляется с помощью предписания КОНТРОЛЬ, синтаксис которого описывается диаграммой 15. Если при исполнении этого предписания условие оказывается ложным, формируется выход по ошибке.

8.4. Наряду с контрольными точками в Рапире можно описать набор условий — инвариантов, проверка которых будет выполняться при каждом присваивании. Включение нового инварианта осуществляется по предписанию ВКЛЮЧИТЬ КОНТРОЛЬ, а выключение — по предписанию ВЫКЛЮЧИТЬ КОНТРОЛЬ. Если при некотором присваивании хотя бы один инвариант оказался ложным, формируется выход по ошибке.

8.5. Обработка ошибок и прерываний в Рапире является программируемой. При возникновении ошибки или прерывания система формирует обращение к стандартной функции, которая осуществляет обработку исключительной ситуации. Эта функция доступна пользователю, что позволяет ему описать на Рапире свою функцию для обработки исключительных ситуаций.

8.6. В число отладочных средств входят и некоторые конструкции и механизмы Рапиры, описанные в предыдущих разделах, в частности:

1. Режим приостановки процедур;

2. Контроль типов имен (для диалоговой версии);

3. Защита имен по записи.

8.7. Отладочные средства, перечисленные в пунктах 8.2-8.4, а также проверка типов имен функционируют только в отладочном режиме, включаемом при помощи предписания ВКЛЮЧИТЬ ОТЛАДКУ

Довольно часто с Адой связывают набор устойчивых заблуждений, препятствующих как распространению языка, так и осознанному выбору Ады в качестве языка реализации проекта.

Ада – мертвый язык, на нем сейчас никто не программирует. В действительности, Ада уверенно занимает нишу больших встроенных систем с повышенными требованиями к надежности. По сравнению с «коробочными» продуктами для Windows, такие системы не так заметны, поскольку либо существуют в одном экземпляре (какой смысл тиражировать программу, управляющую движением поездов метро), или распространяются как часть системы, в которую они встроены (бортовое программное обеспечение).

Ада – язык, предназначенный исключительно для военных применений. Ада действительно была разработана при участии Министерства обороны США, однако отсутствуют какие-либо технические, административные или иные причины, препятствующие использованию Ады для разработки гражданских систем. Количество «гражданских» проектов, основанных на этом языке, сегодня сопоставимо с количеством «военных» проектов.

Ада – слишком большой и сложный язык, для того чтобы использовать его в небольшом проекте. Объем и сложность всех современных индустриальных языков практически одинаковы, и чтобы убедиться в этом, достаточно просто сравнить объем их описаний. Этот миф восходит к началу 80-х годов, когда Аду сопоставляли с Паскалем, Фортраном 77 или Бейсиком.

Программистов, знающих Аду, мало, изучение языка с нуля требует чрезмерных усилий и времени. На самом же деле, настоящую трудность представляет отыскание специалистов, понимающих специфику встроенных систем и способных создавать качественные программы для них. Так, например, компания BAE, один из активных пользователей языка Ада, не требует от кандидатов знания этого языка; вместо этого ищутся люди, знакомые со встроенными системами и процессами создания программного обеспечения индустриального качества. После найма таких людей требуется всего две недели для обучения их языку Ада.

Наш личный опыт показывает, что программистам, знакомым с той или иной разновидностью Паскаля, требуется всего несколько дней, чтобы начать разрабатывать несложные программы на Аде.

Существующие Ада-технологии неэффективны; и трансляторы, и порождаемый ими код, отличаются низкой производительностью. Этот миф также восходит к первой половине 80-х годов, когда появились первые реализации Ады, фактически всего лишь доказывавшие «теорему существования Ада-транслятора, соответствующего стандарту». Достаточно провести ряд несложных экспериментов, запрограммировав некоторую модельную задачку на Аде, Паскале и Си/Си++, и сравнив (при сопоставимых параметрах компиляторов) затем скорость компиляции, объем порождаемого кода и скорость его выполнения, чтобы убедиться, что какой-либо специфической неэффективности, свойственной Аде, просто не существует. Можно также отметить, что система программирования GNAT при объеме исходных текстов более 40 Мбайт, на 90% реализована на Аде, и построение ее из исходных текстов (в его ходе она трижды сама себя компилирует) на современном ПК занимает не более получаса.

Существующие реализации Ады крайне дороги. Это верно, однако следует иметь в виду, что существует публично доступная версия системы программирования GNAT, которая бесплатно и на совершенно законных основаниях может быть взята из программного репозитория Нью-йоркского университета вместе с исходными текстами