Ада (язык программирования)
А́да (Ada) — язык программирования, созданный в 1979—1980 годах в ходе проекта Министерства обороны США с целью разработать единый язык программирования для встроенных систем (то есть систем управления автоматизированными комплексами, функционирующими в реальном времени). Имелись в виду прежде всего бортовые системы управления военными объектами (кораблями, самолётами, танками, ракетами, снарядами и т. п.). Перед разработчиками не стояло задачи создать универсальный язык, поэтому решения, принятые авторами Ады, нужно воспринимать в контексте особенностей выбранной предметной области. Язык назван в честь Ады Лавлейс. ОсобенностиВ исходном варианте, стандартизованном в 1983 году, Ада — это структурный, модульный язык программирования, содержащий высокоуровневые средства программирования параллельных процессов. Синтаксис Ады унаследован от языков типа Algol или Паскаль, но расширен, а также сделан более строгим и логичным. Ада — язык со строгой типизацией, в нём исключена работа с объектами, не имеющими типов, а автоматические преобразования типов сведены к абсолютному минимуму: допускается неявное приведение значения общего целого или вещественного числового типа к совместимому числовому типу[6]. В стандарте 1995 года в язык были добавлены базовые средства объектно-ориентированного программирования, в стандарте 2007 эти средства были дополнены, поэтому современный Ада — объектно-ориентированный язык программирования. СинтаксисЯзык регистро-независим. Синтаксис — алголоподобный, в духе языков конца 1970-х годов: все управляющие конструкции, начинающиеся на ключевое слово, заканчиваются ключевым словом и позволяют размещать внутри любое число операторов, что устраняет часто критикуемый недостаток, свойственный Алголу-60 и Паскалю: необходимость частого использования «операторных скобок» Язык имеет развитую систему типов, как встроенных, так и порождаемых программистом. Есть множество способов создания новых типов, язык поддерживает два разных понятия: «подтип» и «производный тип». Переменные типа и подтипа совместимы, переменные типа и его производного типа — нет. В процедурах и функциях поддерживаются входные и выходные параметры, передача параметров по имени, параметры со значениями по умолчанию. Поддерживается переопределение процедур, функций и операторов — создание нескольких вариантов процедуры, функции или оператора с одним и тем же именем, но различными сигнатурами (типами и количеством параметров). Программы — модульные, механизм контроля импорта-экспорта описаний между модулями включает две разные директивы: одну для подключения другого модуля ( В язык встроены конструкции поддержки параллельного программирования: поддерживаются понятия «задача» (параллельно выполняемый фрагмент программы), «вход задачи» (средство синхронизации и коммуникации параллельно выполняющихся задач), поддерживается механизм «рандеву» (протокол взаимодействия параллельно выполняемых задач через вход одной из них), имеется оператор выбора Для удовлетворения требованиям надёжности язык построен таким образом, чтобы как можно большее количество ошибок обнаруживалось на этапе компиляции. Кроме того, одним из требований при разработке языка была максимально лёгкая читаемость текстов программ, даже в ущерб лёгкости написания[7]. Результатом такого подхода стал несколько «тяжеловесный» синтаксис и множество ограничений, отсутствующих в наиболее распространённых языках общего назначения (таких как Си и C++), например, та же строгая типизация. Это привело к формированию представления об Аде как о сложном, малопонятном и неудобном в использовании языке[8]. Hello, world!Пример программы «Hello, world!»: with Ada.Text_IO;
procedure Hello is
use Ada.Text_IO;
begin
Put_Line("Hello, world!");
end Hello;
Здесь для применения функции ИсторияРазработка языка была проведена в рамках международного конкурса, организованного и профинансированного министерством обороны США. Целью разработки было получение языка программирования, который мог бы стать единым для разработки проектов по заказам военного ведомства, главным образом, для разработки встроенных систем военного назначения и для больших военных компьютеров (на базе процессора iAPX 432 от Intel). Работа началась в 1975 году с формирования набора требований к языку, который бы в полной мере удовлетворил разработчиков систем указанного типа. Первоначальный список требований, выпущенный под кодовым наименованием «Strawman» («Соломенный»), был представлен на рецензию в ряд организаций и фирм, в течение двух лет последовательно уточнялся, пройдя через «Woodenman» («Деревянный»), «Tinman» («Оловянный»), «Ironman» («Железный») и в конечном счёте превратившись в итоговый документ под названием «Steelman» («Стальной»). «Steelman» был выпущен в июне 1978 года [DoD 1978][9]. Ещё до окончательного завершения формирования требований анализ показал, что ни один из имеющихся языков программирования не удовлетворяет требованиям в достаточной мере, так что было принято решение разработать новый язык. Конкурс на его создание был объявлен в 1977 году, разработчикам было предложено базироваться на одном из трёх языков: Паскаль, Алгол-68 или ПЛ/1. Из представленных на конкурс 15 проектов было отобрано 4 (все основаны на Паскале). Эти проекты были отправлены на дальнейшую доработку. На следующем этапе из 4 проектов отобрали два, из которых, после очередной доработки, был выбран один. Этот язык получил наименование «Ада» — разработавшая его группа под руководством француза Жана Ишбиа дала языку название в честь Августы Ады Кинг Лавлейс (1815—1852), дочери поэта Джорджа Байрона, которая занималась разработкой программ для вычислительной машины Бэббиджа и считается первым программистом в мире. В 1983 году язык был официально стандартизован ANSI. Стандарт языка ANSI/MIL-STD-1815-A-1983 был утверждён 17 февраля 1983 года. Министерство обороны США сделало наименование «Ada» зарегистрированной торговой маркой, запретив выпускать трансляторы языка, не прошедшие официальную процедуру тестирования на соответствие стандартам. Процедура состояла в прогоне через тестируемый компилятор большого количества (более 1000) тестовых программ (так называемый комплект ACVC), для каждой из которых был однозначно определён результат тестирования: либо удачная компиляция, либо выдача вполне конкретного сообщения об ошибке. Тестирование проводилось по принципу «всё или ничего» — при ошибке в обработке хотя бы одного тестового примера компилятор считался не прошедшим тест, причём тестирование было действительно только на той аппаратной и программной платформе, на которой оно проводилось. Таким образом была в зародыше подавлена возможность образования диалектов языка Ада. В 1987 году язык Ада был официально стандартизован ISO. С этого момента Министерство обороны США перевело язык в общественное достояние. К 1990 году в мире существовало уже около 200 компиляторов, соответствовавших стандарту языка Ада. В 1995 году был принят новый стандарт Ады, известный как Ada95. В язык были введены средства объектного программирования. Кроме того, язык был дополнен более развитыми средствами для взаимодействия с программами, написанными на других языках. В марте 2007 года опубликованы[10] изменения в стандарте Ады. Они коснулись, в основном, возможностей объектно-ориентированного программирования: введены интерфейсы, принят обычный для большинства гибридных языков синтаксис вызова метода, внесён ещё ряд дополнений. В 2012 году ISO принят и опубликован новый стандарт языка[11]. Ада в СССР и России
В 1980-х годах была организована рабочая группа по языку Ада при Госкомитете СССР по науке и технике. Группа занималась изучением всех открытых (а также, по слухам, добытых разведкой закрытых) данных по языку Ада и исследовала возможность и целесообразность развития и использования Ады в СССР. Деятельность этой группы привела к концу 1980-х годов к разработке компиляторов Ады для практически всех применявшихся в СССР компьютеров. Было выпущено несколько книг по языку Ада на русском языке. В МГУ проводилась работа по созданию собственных пакетов тестирования ада-трансляторов на соответствие стандартам. В ЛГУ для создания ада-системы была использована ранее разрабатывавшаяся для реализации Алгола-68 система «Паллада», которую перевели на Аду. Система содержит интегрированную среду разработки, компилятор, текстовый редактор, отладчик, библиотеки, систему контроля версий и командный интерпретатор. После распада СССР работа по распространению Ады практически прервалась. Правда, были приняты три программы развития разработки ПО на Аде (в Министерстве обороны, Министерстве гражданской авиации и Министерстве образования и науки), но разработка их ведётся медленно и нескоординированно. В результате в России язык Ада малоизвестен, большинство современных российских программистов считает его «мёртвым языком» и ничего о нём не знает. Ада используется в России и СНГ отдельными энтузиастами. Тем не менее, язык применяется для промышленной разработки ПО. Известно несколько разработанных на Аде проектов, работающих в России. Среди них:
КритикаС момента появления Ада подвергся критике некоторых признанных авторитетов в области разработки языков программирования, в первую очередь — за сложность синтаксиса и большой объём. В частности, язык критиковали Чарльз Хоар и Никлаус Вирт (участвовавшие со своим проектом в данном конкурсе, но выбывшие после первого этапа), а также Эдсгер Дейкстра. Дейкстра усомнился, что язык такой сложности, как Ада, может быть обозрим и управляем.
Хоар выразил своё сожаление тем, что «погремушки и побрякушки возобладали над фундаментальными требованиями надёжности и безопасности» и предостерёг от «армады ракет, летящих не туда из-за не обнаруженной вовремя ошибки в компиляторе Ады». Никлаус Вирт высказался более сдержанно, но тоже негативно. Он сказал: «Слишком много всего вываливается на программиста. Я не думаю, что, изучив треть Ады, можно нормально работать. Если вы не освоите всех деталей языка, то в дальнейшем можете споткнуться на них, и это приведёт к неприятным последствиям»[12]. Жан Ишбиа, руководитель группы разработчиков Ады, выразив своё «уважение и восхищение» Виртом, не согласился с ним, сказав: «Вирт верит в простые решения сложных проблем. Я не верю в такие чудеса. Сложные проблемы требуют сложных решений». Вызывает сомнения и процедура проверки соответствия компилятора стандарту языка путём тестирования. Из общих соображений ясно, что тестирование может найти несоответствие, но не может гарантировать правильность. Практическим подтверждением этого является тот факт, что сертифицированные компиляторы, будучи проверены на другом наборе тестов, обнаруживали несоответствие стандарту[13]. Сторонники Ады утверждают, что единственная альтернатива большому и сложному языку в больших проектах — это применение нескольких компактных языков, неизбежно порождающее проблемы с совместимостью, для избавления от которых и была придумана Ада. Они замечают также, что представление о сложности разработки на Аде верно лишь отчасти: написание простой программы на Аде действительно требует больше времени, чем на других, менее формальных языках, типа Си, но отладка и сопровождение программ, особенно крупных и сложных, значительно упрощается. По утверждению Стефена Цейгера из Rational Software Corporation[14], разработка программного обеспечения на Аде в целом обходится на 60 % дешевле, а разработанная программа имеет в 9 раз меньше дефектов, чем при использовании языка Си. Распространение, перспективыНа практике оказалось, что Ада, заняв предназначенную ей нишу в военных и родственных им разработках встроенных систем, за пределы данной ниши так и не вышла ни на Западе, ни в СССР, ни на постсоветском пространстве. Причин этому называется много. Противники языка упирают на его сложность и недостатки, сторонники говорят, прежде всего, об объективных обстоятельствах появления языка и негативных сторонах процесса его внедрения. По мнению С. И. Рыбина, старшего научного сотрудника НИВЦ МГУ, консультанта компании AdaCore EU, эксперта по языку Ада рабочей группы ISO по стандарту языка[13], своими неудачами Ада обязана двум основным причинам:
Тем не менее, по некоторым осторожным прогнозам, с удешевлением аппаратуры и распространением встроенных систем со сложным ПО рынок для программ на Аде может заметно вырасти:
Кроме того, Ада имеет, пусть и весьма ограниченное, применение в сфере высшего образования. В МГУ и Харьковском университете читаются спецкурсы по Аде. Однако, по словам того же С. И. Рыбина,
Операционные системыНа Аде написан ряд операционных систем, среди них — MaRTE Архивная копия от 10 июля 2017 на Wayback Machine, RTEMS (система с открытым исходным кодом, разработанная DARPA МО США, используется в ракетных системах и на борту автоматической межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter как управляющая радиомодулем «Electra»), Ravenskar[англ.], RTOS-32. В разработке находится ещё несколько проектов создания операционных систем на Аде, среди них — AuroraUX — проект по переписыванию ядра OpenSolaris, а потом — DragonFly BSD, а также проект по созданию на микроядре L4 системы Lovelace. Ранее существовали и другие операционные системы, написанные на Аде, среди них — BiiN, Pulse, AdaOS. В настоящее время развивается операционная система Muen[15], написанная на Ada и SPARK, используются учебные ОС Ada Bare bones[16], Microkernel Ada (TAMP[17]). Компиляторы Ады
За исключением LLVM, GNAT и XGC (для некоторых платформ) вышеперечисленные компиляторы являются платными. Некоторые фирмы, например Aonix, предлагают бесплатные демонстрационные версии, ограниченные либо по времени использования, либо по функциональности. Среды разработки NetBeans[18] и Eclipse имеют плагины для работы с Ада. ВлияниеСинтаксис Ады в значительной степени воспроизведён в таких языках, как PL/SQL (и впоследствии PL/pgSQL), VHDL, SPARK. В языках программирования Е[19] и Clarity[20], затем - во множестве других: например, в языках Erlang, Fortress, Chapel, X10, D и Go получили дальнейшее развитие идеи распределённых, многозадачных, многопоточных вычислений, которые реализованы самим языком, а не внешними библиотеками, впервые широко применённые на практике именно в языке Ада. Инструменты
Архивы материалов
Организации
Примечания
Ссылки
Литература
Стандарты
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Portal di Ensiklopedia Dunia
