Активный оберон язык программирования

Active Oberon

Актив Оберон — язык программирования высокого уровня, на операционной системе Bluebottle OS или A2 , написанной на этом же языке. Его цель — введение в язык свойств для выражения параллелизма посредством активных объектов (active objects). Это исследовательский проект, выполняемый группой проф. Гуткнехта (ETH, Цюрих).

Концепции языка [ править | править код ]

В нём существенно расширен синтаксис, введены конструкции для описания классических «свойств» (property) с контролем чтения/записи, числовых типов с задаваемым размером в битах. Введена поддержка «активных объектов» (active object), обменивающихся сообщениями в формате, определяемом РБНФ-описанием, обработка исключений. Добавлены объектно-ориентированные расширения: указатель на безымянные типы записей, объектные типы, cвязанные с типом процедуры, инициализаторы, self, делегаты, «описания» (definition). Приняты конструкторы «статических модулей» (static module).

Совместимость [ править | править код ]

Актив Оберон обратно совместим с языком Oberon. Поддерживает работу в Win32, Linux и на «голой» машине (PC), сосуществует с Java и .NET. Показал отличную эффективность в специфических областях (мультимедиа, повсеместный компьютинг).

Особенности [ править | править код ]

• Защита от одновременного доступа при помощи модификатора EXLUSIVE более читабельна, если методы принадлежат одной области видимости.
• Важное отличие продиктовано решением позволить компилятору обрабатывать опережающие ссылки (forward reference).
• Используется оператор AWAIT, концептуально простотой и элегантный.
• Ключевое слово SELF может быть использовано в любом методе или в любой локальной процедуре метода объекта.
• Делегаты подобны процедурным типам; они совместимы как с процедурами так и с методами, в то время как процедурные типы совместимы только с процедурами. Делегаты процедурных типов помечаются модификатором DELEGATE.
• Описание (definition) — это синтаксический контракт, определяющий набор сигнатур методов.
• Ключевое слово IMPLEMENTS используется для указания описаний, реализованных объектным типом. Объетный тип может реализовать несколько описаний.
• Связи IMPORTS и REFINES используются для описания зависимостей статических модулей.
• Тело объекта помечается модификатором ACTIVE. Во время размещения объекта так же размещается новый процесс, который исполняет тело параллельно; такой объект называется активным объектом (active object).
• В язык был добавлен 64 битный знаковый целый тип HUGEINT.
• Нетрассируемые указатели — это указатели, которые не отслеживаются сборщиком мусора.

• Некоторые расширения из Oberon-2 были адаптированы для Active Oberon:
  • ASSERT
  • FOR
  • экспорт только для чтения
  • динамические массивы
  • Переменные указатели автоматически инициализируются значением NIL.

  Влияние Active Oberon на другие языки [ править | править код ]

  Язык Zonnon является форком языка Active Oberon.

  Ссылки [ править | править код ]

  • Сообщение о языке Active Oberon (Перевод Андреева М. В.)
  • Active Oberon Language Report (англ.)
  • Welcome to Bluebottle (ОС A2) (англ.)
  • Видео о способе программирования под ОС A2 (англ.)
  • Форум об ОС A2 и языке Active Oberon
  • Download AOS aka A2 (Active Oberon Community Platform) (англ.)
  • «Active Oberon for NET : An Exercise in Object Model Mapping.» Jurg Gutknecht (англ.)
  • ETH: Oberon (англ.)
  • Вирт Н. Долой «жирные» программы // Открытые системы. 1996. № 6.
  • Язык Оберон. Краткий путеводитель. Руслан Богатырев, Мир ПК, октябрь 2005
  • Мёссенбёк, Н. Вирт. Язык программирования Оберон-2, Институт компьютерных систем, ETH, Цюрих,1996. pdf
  • Язык программирования Оберон- первый российский ресурс (1998)
  • Портал OberonCore.ru
  • Форум программистов >Oberon
  • Руслан Богатырев. Оберон как эсперанто программирования, Мир ПК, сентябрь 2005

  Источник

  Оберон умер, да здравствует Оберон! Часть 1. Некоторые любят поактивней

  Языкам программирования семейства Оберон не суждено было прорваться в мейнстрим, хотя они и оставили заметный след в IT-индустрии. Однако, и операционные системы, написанные на этих языках (являясь одновременно и программными каркасами различных решений и средами разработки), и сами языки программирования используются в учебной, исследовательской и промышленной сферах и по сей день, понуждая к творчеству и экспериментам, развиваясь и впитывая новые веянья индустрии и влияя на неё.

  Этой обзорной статьёй я открываю серию статей, посвящённых языку Активный Оберон и операционной системе A2, написанной на этом языке.

  Итак, встречайте — Активный Оберон

  Первая публикация по Активному Оберону появилась в 1997 году, но понятно, что язык и его реализация появились несколько раньше. За эти годы произошло много изменений в языке, переработана среда времени выполнения, написана операционная система A2…

  Особенностью языка, отличающей его от других языков программирования, является концепция Активных Объектов — объектов, инкапсулирующих поток выполнения. Активный Оберон расширяет язык Оберон, вводя объектный тип Объект, понятие Активность, связанная с объектом (поток), а также механизмы синхронизации и защиты от одновременного доступа. Реализация таких механизмов на уровне языка позволяет упростить разработку и реализацию многопоточных приложений и снижает количество ошибок, связанных с проблемой защиты и синхронизации.

  В секции импорта подключаемые модули могут иметь псевдонимы, различные модули могут иметь один и тот же псевдоним, формируя из нескольких модулей некое подобие пространства имён. В таких модулях имена экспортированных сущностей не должны пересекаться.

  IMPORT Example := Example1, Example := Example2;

  В Активном Обероне реализованы улучшенные массивы (математические и тензорные), структурные массивы (объекты, совместимые с улучшенными массивами), комплексные типы, операции для объектов, улучшенных массивов и комплексных типов, делегаты, совместимые как с процедурами модуля так и с методами объекта. Вместо множественного наследования используется концепция множественного наследования интерфейсов.

  Синтаксис языка в процессе развития практически не изменяется — вместо этого вводятся семантические модификаторы, изменяя семантику синтаксических конструкций, присутствующих в языке. Список модификаторов заключаются в фигурные скобки <>.

  Так, для описания делегата используется модификатор процедуры DELEGATE:

  Example1 : PROCEDURE ( VAR parameter : LONGINT ) : BOOLEAN;

  В примере описана процедурная переменная Example1, указывающую на делегат — процедуру или метод реального времени, принимающие переменную типа длинное целое по ссылке и возвращающие значение логического типа.

  Методы описываются внутри объекта. Все методы в Активном Обероне являются виртуальными. Методы, перед именем которых стоит знак & являются конструкторами и вызываются автоматически при создании объекта. Компилятор выбирает требуемый конструктор по сигнатуре вызова встроенной процедуры NEW, предназначенной для создания сущностей ссылочного типа. Объекты и методы могут также иметь модификаторы ABSTRACT и FINAL с понятной семантикой. Операции (операторы) могут описываться как на уровне объекта, так и на уровне модуля, за исключением некоторых операторов, описываемых только на уровне объекта (по крайней мере в текущей реализации).

  Активные Объекты и модель многопоточности

  Объект может иметь тело — завершающий блок операторов, выполняемый после инициализации объекта. Если тело объекта помечено модификатором ACTIVE (возможно с указанием приоритета), то такой объект называется активным. Как уже говорилось, активность (поток) инкапсулирована в объекте и создаётся в момент инстанцирования активного объекта. Активность существует пока выполняется тело активного объекта. Активный объект продолжает существовать, пока существует его активность, даже если на него нет ссылок, после чего он становится пассивным и может быть утилизирован в обычном порядке.

  Коммуникация между активностями производится через вызовы методов активных и не активных объектов.

  Защита от одновременного доступа к состояниям объекта осуществляется поддержкой на уровне языка монопольных областей (exclusive regions) — последовательности операторов, заключённых в операторные скобки BEGIN… END, помеченные модификатором EXCLUSIVE, — соответствующих концепции критических областей Бринча Хансена. Если монопольная область охватывает всё тело объекта, он называется монопольным и совмещает концепцию критических областей Хансена с концепцией процедуры монитора Хоара. В отличии от процедур монитора Хоара, методы объекта не обязаны быть монопольными, и могут наблюдать не синхронизированные состояния объекта. Модуль считается объектом с одним экземпляром. Компилятор и среда времени выполнения гарантируют, что в монопольной области может находиться не более одной активности одновременно.

  Таким образом, модель защиты в Активном Обероне — монитор, размещенный в экземпляре объекта (instance-based monitor).

  Главная идея монитора в том, что с ним связан инвариант — выражение, определяющее внутреннее, непротиворечивое состояние и доказывающее правильность его поведения. Инициализаторы объекта устанавливают инвариант, а монопольные методы его поддерживают.

  Для синхронизации в Активном Обероне используется оператор AWAIT, тогда, как большинство реализаций мониторов используют условные переменные Хоара на основе очередей Хансена. Оператор AWAIT принимает в качестве аргумента логическое условие продолжения выполнения, в случае несоблюдение которого активность приостанавливается, а захваченная монопольная область освобождается до момента, когда условие выражения станет истинным. Активность продолжит работу когда снова сможет войти в отпущенную ранее монопольную секцию. Условия продолжения пересчитываются только когда какая-либо активность выходит из монопольной секции.

  Пример описания активного объекта и использования монопольной секции:

  TYPE Timer* = OBJECT VAR timer: Objects.Timer; handler: Objects.EventHandler; timeout, running: BOOLEAN; PROCEDURE &Init*; BEGIN NEW(timer); timeout := FALSE; running := TRUE; END Init; PROCEDURE SetTimeout*(h: Objects.EventHandler; ms: LONGINT); BEGIN handler := h; Objects.SetTimeout(timer, HandleTimeout, ms) END SetTimeout; PROCEDURE CancelTimeout*; BEGIN Objects.CancelTimeout(timer); END CancelTimeout; PROCEDURE HandleTimeout; BEGIN timeout := TRUE END HandleTimeout; PROCEDURE Finalize*; BEGIN Objects.CancelTimeout(timer); running := FALSE END Finalize; BEGIN WHILE running DO LOOP BEGIN AWAIT(timeout OR ~running); IF ~running THEN EXIT END; timeout := FALSE END; handler() END END END Timer; 

  В Активном Обероне применяется автоматическое управление памятью, с использованием сборщика мусора реального времени. Это значит, что активности реального времени могут приостанавливать процесс сборки мусора. В участках кода реального времени запрещены операции выделения памяти за этим следит компилятор. Процедуры, методы и активности реального времени помечаются модификатором REALTIME. Не все реализации компилятора и среды выполнения поддерживают процессы реального времени.

  Переменные, помеченные модификатором UNTRACED относятся к нетрассируемым указателям и не отслеживаются механизмами автоматического управления памятью.

  В языке синтаксически поддерживается оператор DISPOSE, но его реализация может отсутствовать.

  На этом я завершаю обзорную статью языка Активный Оберон, начать знакомство рекомендую с классического Оберона.

  Ссылки:

  • Багтрекер, исходный код ОС A2, включая компилятор Активного Оберона. Также в репозитории находятся варианты A2, запускаемые под Windows и *nix
  • Документация и инструкции
  • Форум поддержки
  • Критика языка Оберон от отцов-основателей. Выдержка из диссертации Патрика Реали, создателя многопоточного компилятора языка Активный Оберон, JAOS JVM, работающей поверх рантайма ОС A2 и внёсшего значительный вклад в развитие Оберон-Технологий.

  Источник

  Читайте также:  Графы в программировании pascal