Модула-3 | это... Что такое Модула-3? (original) (raw)
Modula-3
| Семантика: | императивный, структурный, модульный, объектно-ориентированный, обобщённое |
|---|---|
| Тип исполнения: | компилируемый |
| Появился в: | 1986-1988 |
| Автор(ы): | DEC SRC, Olivetti |
| Типизация данных: | строгая, статическая |
| Основные реализации: | CM3, PM3, EzM3, HM3 |
| Испытал влияние: | Modula-2+, Modula-2, Pascal, Algol |
| Повлиял на: | Python, Java, Ocaml, C |
| Сайт: | modula3.org |
Мо́дула-3 (Modula-3, M3) — это системный язык программирования, который является продолжением языка Модула-2. Разработан в исследовательском центре System Research Center (SRC) корпорации Digital Equipment Corporation (DEC), совместно с Olivetti. Разработчики: Лука Карделли (Luca Cardelli), Джим Донахью (Jim Donahue), Мик Джордан (Mick Jordan), Билл Калсоу (Bill Kalsow) и Грег Нельсон (Greg Nelson). Язык не получил широкого распространения в промышленности, хотя используется в академических кругах. Во время разработки, на язык было оказано значительное влияние со стороны языка Modula-2+, использующегося в то время в SRC для написания ПО для многопроцессорной рабочей станции DEC Firefly.
Основными особенностями Модулы-3 являются: простота, типобезопасность и возможность применения для написания системного ПО. Модула-3 поддерживает обобщённое программирование, многозадачность, автоматическое управление памятью (сборка мусора), обработку исключений, объектно-ориентированное программирование (включая сокрытие данных и методов). Разработчики языка преследовали цель дополнить Модулу-2 новыми средствами современных языков программирования. В то же время, потенциально опасные и сложные средства, такие как множественное наследование и перегрузка операторов, не были включены в язык.
Содержание
- 1 История
- 2 Возможности языка
- 3 Свойства языка
- 4 Примеры
- 5 Некоторые модули, входящие в стандартную библиотеку
- 6 Низкоуровневое программирование
- 7 Основные реализации
- 8 Литература
- 9 Проекты, использующие Модулу-3
- 10 Ссылки
История
Разработка Модулы-3 началась в 1986 году. Морис Уилкс (Maurice Wilkes) написал Никлаусу Вирту некоторые идеи по созданию новой версии Модулы. Уилкс, до этого работавший в DEC, вернулся в Англию и устроился в исследовательский центр Olivetti. Вирт в это время был занят разработкой нового языка программирования Oberon, но не отказал Уилксу в помощи. Описание Модулы-3 было закончено в августе 1988 и исправлено в январе 1989 года. Тогда же появились компиляторы от DEC SRC и Olivetti, а также начали появляться компиляторы от сторонних фирм.
В девяностые годы прошлого века Модула-3 получила распространение преимущественно в академической среде, как язык для обучения программированию, и почти не использовалась в промышленности. Причиной этого могла послужить гибель DEC — основного разработчика языка. В то же время корпорацией Critical Mass был предложен коммерческий компилятор CM3 и интегрированная среда разработки Reactor. В 2000 году Critical Mass прекратила свою деятельность. В настоящее время техническую поддержку Модулы-3 предоставляет корпорация Elego Software Solutions GmbH, которая унаследовала от Critical Mass исходные коды компилятора CM3. Интегрированная среда Reactor сейчас переименована в CM3 IDE и распространяется с исходными текстами. В марте 2002 года Elego получила исходные тексты компилятора PM3, до этого разрабатывавшегося в Ecole Polytechnique de Montreal.
Возможности языка
Обработка исключений в блоках TRY … EXCEPT … END и TRY … FINALLY … END. Конструкция EXCEPT реализована подобно конструкции CASE. Modula-3 также поддерживает цикл LOOP … EXIT … END.
Реализована поддержка объектно-ориентированного программирования. Объектным типом является OBJECT. Этот тип отличается от записей (RECORD) тем, что является ссылочным, и позволяет создавать процедуры, связанные с типом (методы), а также, поддерживает перегрузку методов. Все методы являются виртуальными. Например, конструкция:
TYPE A = OBJECT a: INTEGER; METHODS p():=AP END;
определяет объектный тип, содержащий поле a целого типа и метод p. Процедура AP является реализацией метода p и имеет следующий вид:
PROCEDURE AP(self: A) = BEGIN … END AP;
Вызов метода осуществляется так: o.p();, где o — переменная (объект) типа A.
Конструкция REVEAL обеспечивает простой, но в то же время очень мощный механизм сокрытия деталей реализации объекта от клиентов.
Модула-3 — один из немногих языков, который требует, чтобы программные единицы, импортированные из внешних моделей, строго квалифицировались. Например, если модуль A использует переменную x из модуля B, обращение к этой переменной должно быть записано в такой форме: B.x. Другими словами, Модула-3 не позволяет импортировать все объекты, экспортируемые каким-либо модулем. Благодаря этому, практически невозможно вывести из строя программу, добавив в неё новую функциональность. Большое количество пользователей могут одновременно расширять программу, не боясь, что это приведёт к сбоям. Также, Модула-3 устанавливает различие между объявлением сигнатуры метода (блок METHODS) и его перегрузкой (блок OVERRIDES).
Свойства языка
- Модули состоят из интерфейса (INTERFACE) и тела (MODULE);
- Модули, содержащие небезопасный код, помечаются ключевым словом UNSAFE;
- Автоматическое управление памятью (сборка мусора);
- Строгая типизация, составные (RECORD) и расширяемые (OBJECT) типы;
- Обработка исключительных ситуаций;
- Поддержка многопоточности;
- Обобщения (GENERIC, аналог шаблонов С++).
Примеры
Программа Hello World! может выглядеть так:
MODULE Main; IMPORT IO; BEGIN IO.Put ("Hello World\n") END Main.
или так (используется модуль работы с потоком вывода):
MODULE Hello EXPORTS Main; IMPORT Wr, Stdio; BEGIN Wr.PutText(Stdio.stdout, "Hello, World!\n"); Wr.Close(Stdio.stdout); END Hello.
Некоторые модули, входящие в стандартную библиотеку
Аналогично языку C, большинство процедур для написания программ на Модуле-3 реализованы в стандартной библиотеке. Операции ввода/вывода также реализованы в стандартной библиотеке.
- IO — интерфейс ввода/вывода.
- Rd/Wr — интерфейсы, реализующие потоки чтения/записи соответственно.
- Text — интерфейс для работы со строками (тип TEXT).
- Word — процедуры для работы с беззнаковыми целыми.
- Fmt — форматирование данных различных типов для печати.
Также, в состав стандартной библиотеки входят интерфейсы для работы с числами с плавающей точкой, словарями, списками и т. д.
Низкоуровневое программирование
Модула-3, помимо ссылок, также поддерживает и указатели. Тип ADDRESS является аналогом типа void* в Си. Указатель на переменную целого типа будет выглядеть так:
TYPE IntPtr = UNTRACED REF INTEGER;
Для получения адреса переменной используется встроенная функция ADR(), которая является аналогом операции & в Си. Важно отметить, что сборщик мусора не следит за указателями (об этом говорит слово UNTRACED). Все указатели нужно освобождать вручную, используя встроенную процедуру DISPOSE.
Также, Модула-3 поддерживает все типы данных, имеющиеся в языке Си. Благодаря этому, код на Модуле-3 может свободно компоноваться с кодом на языке Си. Все определения типов содержатся в модуле Ctypes.
Основные реализации
Большинство компиляторов имеют статус Open Source.
- DEC SRC M3 — оригинальный компилятор Модулы-3 от DEC.
- Critical Mass CM3 — наиболее развитый преемник DEC SRC M3.
- Polytechnique Montreal Modula-3 PM3 — другой преемник DEC SRC M3 (сейчас слился с CM3).
- EzM3 — легковесный независимый компилятор, построенный на основе PM3. Развивается совместно с CVSup
- HM3 — преемник PM3 (версии 1.1.15), с поддержкой POSIX Threading (NPTL).
Все реализации поддерживают большое количество платформ (более 20). Типы данных бинарно совместимы с типами языка C, что позволяет использовать совместно эти два языка.
Литература
Некоторые из этих книг можно найти в зарубежных интернет-магазинах. Большинство из них доступно бесплатно в сети Интернет.
- Greg Nelson, ed. Systems Programming with Modula-3 The definitive reference on the Modula-3 language with interesting articles on object-oriented systems software construction and a documentation of the discussion leading to the final features of the language.
- Samuel P. Harbison, Modula-3 Easy to use class textbook.
- Robert Sedgewick, Algorithms in Modula-3
- Laszlo Boszormenyi & Carsten Weich, Programming in Modula-3: An Introduction in Programming with Style
- Renzo Orsini, Agostino Cortesi Programmare in Modula-3 : introduzione alla programmazione imperativa e a oggetti an italian book of the language explaining its main features.
Проекты, использующие Модулу-3
- Операционная система SPIN (en) была написана на Модуле-3. Интерфейсы ядра совместимы с DEC Unix.
- CVSup — программа для синхронизации репозиториев, также написана на Модуле-3.
Ссылки
- Modula-3 resource page — ресурсы по языку Modula-3 (англ.)
- Open CM3 — сайт компилятора CM3 (англ.)
- Elego Software Solutions (англ.)
- Группа новостей, посвящённая Модуле-3 (англ.)
