Симула - Simula

Эта статья о языке программирования. О деревне в Эстонии см. Симула, эстония.
Не путать с Симулия.
Симула
Симула - logo.svg
ПарадигмыМультипарадигма: процедурный, императив, структурированный, объектно-ориентированный
СемьяАЛГОЛ
РазработаноОле-Йохан Даль
РазработчикКристен Найгаард
Впервые появился1962; 58 лет назад (1962)
Стабильный выпуск
Симула 67, Симула I
Печатная дисциплинаСтатический, именительный падеж
ОбъемЛексический
Язык реализацииАЛГОЛ 60 (в первую очередь; некоторые компоненты Simscript )
Операционные системыUnix-подобный, Windows, z / OS, ТОП-10, MVS
Интернет сайтwww.simula67.Информация
Под влиянием
АЛГОЛ 60, Simscript
Под влиянием
Языки объектно-ориентированного программирования

Симула это имя двух симуляция языки программирования, Simula I и Simula 67, разработанные в 1960-х гг. Норвежский вычислительный центр в Осло, к Оле-Йохан Даль и Кристен Найгаард. Синтаксически, это довольно верный суперсет из АЛГОЛ 60,[1]:1.3.1 также под влиянием дизайна Simscript.[2]

Представлена ​​Simula 67 объекты,[1]:2, 5.3 классы,[1]:1.3.3, 2 наследование и подклассы,[1]:2.2.1 виртуальные процедуры,[1]:2.2.3 сопрограммы,[1]:9.2 и дискретное моделирование событий,[1]:14.2 и особенности вывоз мусора.[1]:9.1 Также другие формы подтип (помимо наследования подклассов) были введены в производные от Simula.[нужна цитата ]

Simula считается первый объектно-ориентированный язык программирования. Как следует из названия, первая версия Simula к 1962 году была разработана для симуляции; Simula 67 была разработана как язык программирования общего назначения.[3] и обеспечил основу для многих возможностей объектно-ориентированных языков сегодня.

Simula использовалась в широком спектре приложений, таких как моделирование очень крупномасштабная интеграция (СБИС) конструкции, моделирование процессов, протоколы связи, алгоритмы, и другие приложения, такие как наборный, компьютерная графика, и образование. Влияние Simula часто недооценивается, и объекты типа Simula повторно реализуются в C ++, Object Pascal, Ява, C #, и многие другие языки. Компьютерные ученые, такие как Бьярне Страуструп, создатель C ++ и Джеймс Гослинг, создатель Java, признали, что Simula оказала большое влияние.[4]

История

Следующий отчет основан на историческом эссе Яна Руне Холмевика.[5][6]

Кристен Найгаард начал писать программы компьютерного моделирования в 1957 году. Найгаард увидел необходимость в лучшем способе описания неоднородности и операция системы. Чтобы продолжить свои идеи о формальный компьютерный язык для описания системы Найгаард понял, что ему нужен кто-то с большим компьютерное программирование навыки, чем он имел. Оле-Йохан Даль присоединился к нему в его работе в январе 1962 года. Решение связать язык с АЛГОЛ 60 был сделан вскоре после этого. К маю 1962 г. основные концепции симуляция язык Были установлены. SIMULA I родился язык программирования специального назначения для моделирования дискретных систем событий.

Кристен Найгаард пригласили посетить Eckert – Mauchly Computer Corporation в конце мая 1962 г. в связи с выходом на рынок новых UNIVAC 1107 компьютер. Во время этого визита Найгаард представил идеи Симулы Роберт Бемер, директор по системному программированию в Univac. Бемер был великим АЛГОЛ поклонник и нашел проект Simula привлекательным. Бемер был также председатель заседания второй международной конференции по обработке информации, организованной Международная федерация обработки информации (ИФИП). Он пригласил Найгаарда, который представил доклад «SIMULA - Расширение Алгола для описания сетей с дискретными событиями».

В Норвежский вычислительный центр Получил UNIVAC 1107 в августе 1963 года со значительной скидкой, на которую Даль реализовал SIMULA I по контракту с UNIVAC. Реализация была основана на UNIVAC АЛГОЛ 60 компилятор. К январю 1965 года SIMULA I полностью работала на UNIVAC 1107. В следующие несколько лет Даль и Найгаард потратили много времени на обучение Simula. Simula распространилась в нескольких странах по всему миру, а SIMULA I позже была реализована на других компьютерах, включая Берроуз B5500 и русский Урал-16.

В 1966 г. К. А. Р. Хоар представил концепцию конструкции класса записи, которую Даль и Найгаард расширили концепцией префикса и других функций для удовлетворения своих требований к общей концепции процесса. Даль и Найгаард представили свой доклад о Учебный класс и Подкласс декларации на Рабочей конференции ИФИП по языки моделирования в Осло, Май 1967 г. Эта статья стала первым формальным определением Simula 67. В июне 1967 г. была проведена конференция по стандартизации языка и инициированию ряда реализаций. Даль предложил объединить тип и концепция класса. Это привело к серьезным обсуждениям, и это предложение было отклонено советом директоров. Simula 67 была официально стандартизирована на первом собрании Simula Standards Group (SSG) в феврале 1968 года.

Симула сыграл важную роль в разработке Болтовня и позже объектно-ориентированного программирования языков. Это также помогло вдохновить актерская модель параллельных вычислений, хотя Simula поддерживает только сопрограммы и неправда параллелизм.[7]

В конце шестидесятых - начале семидесятых было четыре основных реализации Simula:

Эти реализации были перенесены на широкий спектр платформ. В ТОП-10 реализовала концепцию общедоступных, защищенных и закрытых переменных и процедур-членов, которая позже была интегрирована в Simula 87. Simula 87 - это последний стандарт, перенесенный на широкий спектр платформ. В основном есть четыре реализации:

  • Simula AS
  • Лунд Симула
  • GNU Cim[8]
  • Возвращение к Portable Simula[9]

В ноябре 2001 года Даль и Найгаард были награждены IEEE Медаль Джона фон Неймана посредством Институт инженеров по электротехнике и электронике «За представление концепций, лежащих в основе объектно-ориентированного программирования, посредством разработки и реализации SIMULA 67». В апреле 2002 года они получили сертификат А.М. Премия Тьюринга посредством Ассоциация вычислительной техники (ACM), с цитатой: «За идеи, лежащие в основе появления объектно-ориентированного программирования, посредством разработки языков программирования Simula I и Simula 67». К сожалению, ни Даль, ни Найгаард не смогли попасть на лекцию ACM Turing Award,[10] планируется поставить в ноябре 2002 г. OOPSLA конференции в Сиэтле, поскольку они умерли в июне и августе того же года соответственно.[11]

Исследовательская лаборатория Simula это исследовательский институт назван в честь языка Simula, и Найгаард работал там неполный рабочий день с момента открытия в 2001 году. Новое здание компьютерных наук в Университет Осло назван Домом Оле Йохана Даля в честь Даля, а главный зал - Симула.

Образец кода

Минимальная программа

Пустой компьютерный файл минимальный программа в Simula, измеряемый размером исходный код. Он состоит только из одного; манекен утверждение.

Однако минимальную программу удобнее представить в виде пустого блока:

НачинатьКонец;

Он начинает выполнение и сразу же завершается. В языке нет возвращаемое значение из программы.

Классический Привет, мир

Пример Привет, мир программа в Simula:

Начинать   OutText ("Привет, мир!"); Outimage;Конец;

Симула это без учета регистра.

Классы, подклассы и виртуальные процедуры

Более реалистичный пример с использованием классов,[1]:1.3.3, 2 подклассы[1]:2.2.1 и виртуальные процедуры:[1]:2.2.3

Начинать   Учебный класс Глиф; Виртуальный: Процедура Распечатать Является Процедура Распечатать;; Начинать   Конец; Глиф Учебный класс Char (c); Характер c; Начинать      Процедура Распечатать; OutChar (c); Конец; Глиф Учебный класс Линия (элементы); Ссылка (Глиф) Множество элементы; Начинать      Процедура Распечатать; Начинать         Целое число я; За я: = 1 Шаг 1 До того как UpperBound (элементы, 1) Делать            elements (i) .print; OutImage; Конец;   Конец;      Ссылка (Глиф) rg; Ссылка (Глиф) Множество rgs (1: 4); ! Основная программа;   rgs (1): - Новый Char ('А'); rgs (2): - Новый Char ('b'); rgs (3): - Новый Char ('b'); rgs (4): - Новый Char ('а'); rg: - Новый Линия (rgs); rg.print;Конец;

В приведенном выше примере есть один супер класс (Глиф) с двумя подклассы (Char и Линия). Существует один виртуальная процедура с двумя реализации. Выполнение начинается с выполнения основной программы. В Simula отсутствует концепция абстрактные классы, поскольку классы с чистым виртуальные процедуры возможно созданный. Это означает, что в приведенном выше примере могут быть созданы все классы. Однако вызов чистой виртуальной процедуры приведет к время выполнения ошибка.

Звоните по имени

Simula поддерживает позвонить по имени[1]:8.2.3 Итак Устройство Дженсена может быть легко реализован. Однако режим передачи по умолчанию для простого параметра - вызов по значению, вопреки АЛГОЛ который использовал позвонить по имени. Исходный код устройства Jensen должен поэтому указывать позвонить по имени для параметров при компиляции компилятором Simula.

Другой гораздо более простой пример - это функция суммирования который может быть реализован следующим образом:

Настоящий Процедура Сигма (к, м, п, и); Имя k, u; Целое число к, м, н; Настоящий u;Начинать   Настоящий s; k: = m; Пока к <= п Делать Начинать s: = s + u; к: = к + 1; Конец; Сигма: = s;Конец;

В приведенном выше коде используется позвонить по имени для управляющей переменной (k) и выражения (u). Это позволяет использовать управляющую переменную в выражении.

Обратите внимание, что стандарт Simula допускает определенные ограничения на управляющую переменную в для цикла. Поэтому приведенный выше код использует цикл while для максимальной переносимости.

Следующее:

затем можно реализовать следующим образом:

Z: = Sigma (i, 1, 100, 1 / (i + a) ** 2);

Моделирование

Simula включает симуляция[1]:14.2 пакет для выполнения дискретное моделирование событий. Этот пакет моделирования основан на объектно-ориентированных функциях Simula и ее сопрограмма[1]:9.2 концепция.

Сэм, Салли и Энди покупают одежду. Они должны жить в одной примерочной. Каждый из них просматривает магазин около 12 минут, а затем использует исключительно примерочную около трех минут, каждый следуя нормальному распределению. Имитация их опыта в примерочной выглядит следующим образом:

Моделирование Начинать   Учебный класс Примерочная; Начинать      Ссылка (Голова) дверь; Булево в использовании; Процедура запрос; Начинать         Если в использовании потом Начинать             Подожди (дверь); door.First.Out; Конец; inUse: = Истинный;      Конец;      Процедура покинуть; Начинать         inUse: = Ложь;         Активировать door.First; Конец; дверь:- Новый Голова; Конец;      Процедура отчет (сообщение); Текст сообщение; Начинать      OutFix (Время, 2, 0); OutText (":" & сообщение); OutImage; Конец; Процесс Учебный класс Человек (имя); Текст pname; Начинать      Пока Истинный Делать Начинать         Удерживать (Нормальный (12, 4, u)); отчет (pname & "запрашивает примерочную"); примерочная1.request; отчет (pname & "зашел в примерочную"); Удерживать (Нормальный (3, 1, u)); примерочная1.leave; отчет (pname & "покинул примерочную"); Конец;   Конец;      Целое число u; Ссылка (FittingRoom) FittingRoom1; FittingRoom1: - Новый Примерочная; Активировать Новый Человек («Сэм»); Активировать Новый Человек («Салли»); Активировать Новый Человек («Энди»); Удерживайте (100);Конец;

Главный блок имеет префикс Моделирование для включения моделирования. Пакет моделирования можно использовать на любом блоке, и моделирование можно даже вложить при моделировании кого-либо, выполняющего моделирование.

Объект примерочной использует очередь (дверь) для доступа в примерочную. Когда кто-то запрашивает примерочную и она уже используется, они должны ждать в этой очереди (Подожди (дверь)). Когда кто-то выходит из примерочной, первый (если есть) освобождается из очереди (Активировать door.first) и соответственно удаляется из дверной очереди (door.First.Out).

Человек является подклассом Процесс и его активность описывается с помощью удержания (время просмотра магазина и времени, проведенного в примерочной) и вызывает процедуры в объекте примерочной для запроса и выхода из примерочной.

Основная программа создает все объекты и активирует все объекты-личности, чтобы поместить их в очередь событий. Основная программа длится 100 минут смоделированного времени до завершения программы.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Даль, Оле-Йохан; Myhrhaug, Bjørn; Найгаард, Кристен (1970). Общий базовый язык (PDF) (Отчет). Норвежский вычислительный центр. Архивировано 25 декабря 2013 года.. Получено 17 ноября 2020.CS1 maint: неподходящий URL (связь)
  2. ^ Найгаард, Кристен (1978). «Развитие Simula языков» (PDF). На разработку .. SIMULA I и SIMULA 67 ... повлиял дизайн SIMSCRIPT ...
  3. ^ Кристен Найгаард и Оле-Йохан Даль. 1978. Развитие языков SIMULA. История языков программирования. Ассоциация вычислительной техники, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 439–480. DOI:https://doi.org/10.1145/800025.1198392
  4. ^ Вонг, Уильям. "До C, что вы использовали?". Электронный дизайн. Получено 22 мая 2017.
  5. ^ Холмевик, Ян Руне (1994). «Компиляция Simula: историческое исследование технологического генезиса» (PDF). IEEE Annals of the History of Computing. 16 (4): 25–37. Дои:10.1109/85.329756. Получено 12 мая 2010.
  6. ^ Холмевик, Ян Руне. "Компиляция Simula". Осло, Норвегия: Институт исследований в области исследований и высшего образования. Архивировано из оригинал 20 апреля 2009 г.. Получено 19 апреля 2017.
  7. ^ Лерманн Мадсен, Оле (2014). «Построение безопасных абстракций параллелизма». В Аге, Гюль; Игараси, Ацуши; Кобаяси, Наоки; Масухара, Хидехико; Мацуока, Сатоши; Шибаяма, Эцуя; Таура, Кенджиро (ред.). Параллельные объекты и за их пределами. Берлин: Springer. п. 68. Дои:10.1007/978-3-662-44471-9. ISBN  978-3-662-44471-9.
  8. ^ "GNU Cim".
  9. ^ "Portable Simula Revisited". GitHub. Получено 17 июн 2019.
  10. ^ «Лекции, посвященные премии ACM Turing». Informatik.uni-trier.de. Получено 14 января 2012.
  11. ^ "ACM Оле-Йохан Даль и Кристен Найгаард - некролог". Acm.org. Архивировано из оригинал 19 июля 2011 г.. Получено 14 января 2012.

Источники

дальнейшее чтение

внешняя ссылка