Первый взгляд на RPG: оказывается, это не только ролевые игры

Многие из вас слышали об одном из старейших языков программирования COBOL, а также о том, что как сильно сейчас нужны COBOL-программисты для поддержки старого кода. Существует еще один «старожил», о котором знают немногие, который используется сейчас и будет использоваться еще достаточно долгое время для написания программ в различных сферах человеческой деятельности (финансовой, банковской и др.). Имя этому языку — IBM RPG.

Once upon a time...

RPG — проприетарный язык программирования высокого уровня, являющийся собственностью корпорации IBM, для создания бизнес-приложений. Последние версии языка доступны только для операционной системы IBM i (и ее прошлых версий под старым названием OS/400).

У RPG более чем полувековая история. К концу 50-х IBM выпустила огромное количество электромеханических машин, называемых табуляторами. Последним серийным табулятором стала модель IBM 407 Accounting Machine:

Рисунок 1. IBM 407 в Арсенале армии США в 1961 году.

К слову, аренда такого табулятора в зависимости от модели стоила от $800 до $920 в месяц (в перерасчете на современный доллар — от $8100 до $9300), а прекращена их продажа была 17 декабря 1976 года.

Как известно, технический прогресс не стоял на месте, и к концу 50-ых годов стали появляться транзисторные компьютеры. Первым таким компьютером для IBM стал IBM 1401, вышедший в 1959 году:

Рисунок 2. IBM 1401 в Центре истории и наследия Эндикотта.

В Музее компьютерной истории находится вполне рабочий экземпляр, я думаю, вам будет интересно посмотреть, как все это работало (особенно «доставляют» слова "We need a little bit of cooling" на 4:41):

Для упрощения перехода своих клиентов на новые транзисторные компьютеры в 1959 году также были придуманы сразу два инструмента, имитирующие процесс обработки перфокарт на компьютере — FARGO (Fourteen-o-one Automatic Report Generation Operation) и RPG (Report Program Generator). Синтаксис обоих языков был схож с командным языком электромеханических табуляторов. Кроме этого, FARGO и RPG повторяли важную особенность табуляторов: они эмулировали их циклический режим работы (программный цикл), во время которого табуляторы считывали данные с перфокарт, суммировали их и печатали результаты. IBM и на сегодняшний момент обеспечивает обратную совместимость с программным циклом даже в последнем диалекте RPG IV.

Хоть RPG и создавался под влиянием FARGO, уже через несколько лет RPG вытеснил своего предшественника как более перспективный вариант. А следующей системой, куда «подвезли» RPG, был мейнфрейм IBM System/360 Model 20:

Рисунок 3. IBM System/360 Model 20 в Немецком музее.

А уже через пару лет (конец 60-ых) IBM предоставляет следующий диалект языка — RPG II — для среднего компьютера System/3:

Рисунок 4. Средний компьютер IBM System/3 Model 10 с оператором.

С тех пор RPG развился в высокоуровневый аналог языков COBOL и PL/I. Отличительной особенностью языка (по сравнению с современными) являлся «фиксированный формат» синтаксиса, затруднявшим чтение программ без специального отладочного шаблона.

Рисунок 5. Отладочный шаблон.

Программы начинались со спецификаций файлов (File Specifications) — списка всех файлов, подлежащих чтению, записи или обновлению. За ними шли спецификации определений данных (Data Definition Specifications) — список элементов программы, таких как структуры данных или массивы. Этот блок напоминает секцию рабочей памяти (Working-Storage) в языке COBOL или команды с ключевым словом «var» в Паскале. Для указания типа переменной в колонку 40 спецификации определений записывается соответствующий символ (см. таблицу ниже). Если он опущен, т.е. вместо него стоит пробел, то типом по умолчанию будет A при условии, что не заданы десятичные разряды. В противном случае типом по умолчанию будет P.

Далее указывались спецификации вычислений (Calculation Specifications) — список команд для исполнения. Также могли добавляться спецификации вывода (Output Specifications), определяющие вид выходных файлов или отчетов.

Приведу также дополнительную информацию о всех типах спецификаций:

• U — спецификация автоотчета (Auto Report), требуется только для программ с автогенерируемым отчетом.
• H — спецификация заголовков (Header), служит началом программы и описывает такие опции компилятора, как максимальный размер объектного кода, листинг компиляции, а также флаг поддержки доступа с нескольких терминалов (Multiple Requestor Terminal, MRT). Имя объектной программы записывается в колонки 75-80; если спецификация заголовков отсутствует, используется имя по умолчанию RPGOBJ.
• F — спецификации файлов (File). Здесь описываются файлы, используемые в программе. Это могут быть как файлы на диске (DISK), так и устройства, такие как принтер (PRINTER), рабочая станция (WORKSTN), клавиатура (KEYBORD), неформатируемый дисплей (CRT или DISPLAY) либо пользовательское устройство (SPECIAL). Здесь же описывается размер записей и блоков, индикаторы переполнения и внешние индикаторы. Спецификации F могут отсутствовать.
• E — спецификации расширений (Extension), описывают массивы и таблицы, предварительно извлекаемые из файлов на диске (таблицы ввода) или констант в конце исходного кода между символами ** и /* либо собираемые по итогам вычислений.
• L — спецификации счетчика строк (Line Counter). Если присутствуют, то описывают формат вывода на печать: количество строк на странице и границы начала и конца печати.
• I — спецификации ввода (Input): описывают области данных внутри файлов. RPG II разрешает переопределять области данных, так что поле FLDA может занимать ту же область, что и массив AR, содержащий 8 односимвольных элементов. Здесь же могут описываться области, не являющиеся записями, например, структуры данных. Индикаторы могут использоваться в условиях, зависящих от значений входящей записи.
• C — спецификации вычислений (Calculation). Здесь описываются и наращиваются поля для итоговых результатов. Над ними можно проводить сложные вычисления и операции со строками. Индикаторы могут использоваться в условиях.
• O — спецификации вывода (Output), которые описывают поля и границы выходящей записи.

А теперь небольшой пример для разминки ваших глаз (опущены спецификации файлов и определений данных):

      * Звездочка (*) в колонке 7 определяет строку-комментарий

      * В колонке 6 пишется спецификация одним символом. Определяет,
      * что будет происходить в строке (например, раздел объявлений,
      * раздел вычислений, ...).
      * Спецификация "C" (calculation) - вычисление
     C        HOURS     IFLE 40
     C        HOURS     MULT RATE      PAY
     C                  ELSE
     C        RATE      MULT 40        PAY     72
     C        HOURS     SUB  40        OTIME   30
     C        RATE      MULT 1.5       OTRATE  94
     C        OTRATE    MULT OTIME     OTPAY   72
     C                  ADD  OTPAY     PAY
     C                  END

Код сложен для восприятия, не правда ли? А здесь всего лишь производится расчет налога на заработную плату для сотрудника с почасовой оплатой труда (работники, переработавшие 40 часов, получают полуторную ставку).

В 1978 году IBM представляет одновременно средний компьютер System/38 и новый диалект языка — RPG III — для него:

Рисунок 6. Средний компьютер IBM System/38

С этого момента ограничения языка несколько ослабляются и разрешается писать спецификации вычислений в «свободном формате»:

      /free
        If Hours <= 40;                     
          Pay = Hours * Rate;                  
        Else;                          
          Pay = (40 * Rate) + ((Hours - 40) * (Rate * 1.5));         
        EndIf;
      /end-free

И, наконец, последняя версия диалекта — RPG IV (иначе RPGLE, ILE RPG) — вышла в 1994 году. Тремя основными «фичами» можно назвать встроенные функции, процедуры и «свободный формат» программирования. До ноября 2013 года свободный формат был доступен только для спецификаций вычислений. В обновлении V7R1 TR7 команды "/free" и "/end-free" были упразднены, а язык наконец-то освободился от наследия эпохи перфокарт.

Предлагаю также ознакомиться с данной брошюрой, в которой IBM показывает, как сильно изменился диалект языка. Сам же язык широко используется сейчас под ОС IBM i на аппаратной платформе IBM Power i:

Рисунок 7. Линейка серверов IBM Power i

В общей сложности, язык RPG успел побывать на таких компьютерах, как 1401, System/360, System/3, System/32, System/34, System/36, System/38, AS/400 и System i. Имелись и реализации для платформ Digital VAX, Sperry Univac BC/7, Univac system 80, Siemens BS2000, Burroughs B700, B1700, Hewlett Packard HP3000, серии ICL 2900, Honeywell 6220 и 2020, серий Four-Phase IV/70 и IV/90, Singer System 10 и WANG VS, а также разнообразные компиляторы и среды исполнения для Unix-систем, например, Infinite36 (бывшая Unibol 36), и PC (Baby/400, Lattice-RPG).

К настоящему времени язык RPG развился в сильный, жизнеспособный язык. Программы можно по-прежнему писать в обычном редакторе в черно-зеленой гамме (green-screen):

Рисунок 8. Green-screen.

Однако появилось и множество других инструментов. Среди них — Visual Age для RPG, разработанные IBM и продвигаемые Джоном Пэрисом (Jon Paris) и другими. Наиболее популярным редактором на данный момент является IBM Websphere Development Studio, позднее переименованный в RDi (Rational Developer for i), являющийся пользовательской реализацией Eclipse:

Рисунок 9. Rational Developer for i.

Также компилятор RPG реализован для платформы Microsoft .NET. Помимо базовой версии в него входят дополнительные расширения языка RPG IV, что позволяет Microsoft Windows и .NET пользоваться окружением Native и System/36, а также портировать файлы DB/2 в базы данных Microsoft Access и Microsoft SQL Server через интерфейс ODBC.

Заключение

Хоть язык и представляет собой экзотику, мы понимаем, что на нем написано много кода для финансовой, банковской и других видов деятельности. Он достаточно многообразен: существует 4 диалекта, фиксированная и свободная формы синтаксиса. Необходимость в поддержке старого и написании нового кода вынуждает компании искать RPG-программистов, которые, по-видимому, уже занесены в Красную книгу. В таких условиях возникает потребность в использовании дополнительных инструментов по контролю качества кода, например, таких как статический анализатор.

Возможно, читатель уже догадался, почему мы решили написать эту статью, и к чему мы клоним. Да, мы подумываем создать статический анализатор кода для языка RPG. Думаю, такой анализатор станет отличным подспорьем тем, кто продолжает сопровождать и развивать программы на этом языке. Однако, решение ещё не принято. Думаю, вы понимаете, что это весьма специфическое направление.

Поэтому, если вы хотите, чтобы анализатор PVS-Studio научился искать ошибки в RPG программах, то напишите нам. Мы ищем Вас, уважаемых потенциальных клиентов PVS-Studio RPG. Пишите нам!

Если хотите поделиться этой статьей с англоязычной аудиторией, то прошу использовать ссылку на перевод: Phillip Khandeliants. A first look at RPG: turns out it's not only Role-Playing Games

Автор: khandeliants

Источник