Введение к работе
Актуальность темы. Специализация (смешанные вычисления) программ является одним из наиболее мощных и перспективных мі і од.iij автоматического построения качественного программно! о обеспечения, позволяющим совместить надежность универсальных алгоритмов с эффективностью алгоритмов, ориентированных на заданный контекст использования, и, в конечном итоге, шиноляющим быстро разрабатывать корректные программы ('мешанные вычисления теоретически применимы в любом языке программирования. Но для практического программирования особенно важны смешанные вычисления для ал: nt.ранги анш языков, наиболее интенсивно используемых при решении реальных задач. В го же время, те результаты теории '.метанных вычислений, на основе которых стала возможной разработка аффективных инструментов программирования, были получены для функциональных и логических языков, а для к (.юса императивных языков известны лишь экспериментальные разработки для отдельных представителей этого класса, характеризующиеся ограниченностью специализируемого языка и области приложения. Результаты применения таких пропегсоров для решения реальных задач оказываются неудовлетворительными.
Одной ні основных причин, объясняющих это положение, является назкая эффективность собственно процесса специализации, которая, в отличие от эффективности получаемой при специализации остаточной программы, не являлась до .сих пор предметом отдельного исследования. Второй причиной, препятствующей созданию универсальных и одновременно содержательных методов смешанных вычислений для класса императивных языков, оказывается большое разнообразие отдельных представителей этого класса. Но среди императивных языков выделяется класс языков с общей концептуальной основой, для которой возможна разработка единых методов специализации — класс алголоподобпыг языков, использующих одинаковые методы построения программ, управляющие конструкции, систему типов Одновременно эти языки являются наиболее широко используемыми среди императивных языков.
Таким образом, приобретает большую актуальность задача нахождения методов эффективной специализации для класса алголоподобпыг языков и построения на основе этих методов практичі-
ских программных процессоров для реальнь'х я ыков.
Целью диссертационной работы являются месте. 'ание принципов эффективных смешанны.- вкчисгений алголої г лобных программ, построение основанной на этих іринципач -.еоре-тической схемы специализации, нахождение алгоритмов pea..- озации этой схемы, не снижающих ее эффективность, и создание практического специализатора для реального языка пр .гі'аммирсчания.
Научная новизна работы состоит в след; ю.дем:
разработана новая схема поливариантнои ^.пециализац . ^ алго-лоподобных программ, основанная на максимальні м приближении процесса смешанных вычислений к пр' цессам трансляции и интерпретации и позволяющая суы> ствен-но уменьшить размеры и количество используемы» состояний памяти,
развит анализ конфигураций — новый вид анализа ал голо-подобных программ, целью которого является аппроксимация поведения программы в термиьах различий между порождаемыми во время поливарилі гной специализации вариантами исполнения;
разработаны методи специализации вычислений над динамически размещаемыми и внешними данными.
разработаны миподы специализации модульных программ
Практическая ценность работы. На основе разработанных методов смешанных вычислений были созданы специализа-тор MixLan для модельного языка, включающего все основные свойства класса алголоподобных языков, и практический спе-циализатор М2Міх для языка Modula-2, не изучавшегося ранее в контексте смешанных вычислений. На базе этих процессоров был построен прототип операционной среды смешанных вычислений. Проведенная в рамках обоих проектов серия экспериментов показывает, что разработанная в диссертации схема позволяет успешно применять смешанные вычисления для решения реальных задач в самых различных предмелных областях
от научных вычислений до трансляции программ.
Апробация работы и публикации Результаты работы докладывались и обсуждались на объединенном семинаре ИСИ СО РАН, НФ ИТМ и ВТ, НГУ "Системное программирование"
(май 1995 г., сентябрь 1995 г.). По теме диссертации опубликованы 3 научные рй5оты. Работа частично поддерживалась грантом РФФИ N <М-і'1-0Ш7.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ия введения, рех глал, заключения, списка литературы из 64 наименований и л iyx приложений. Объем основной части рабо і — 149 страниц, оСьем приложений — 20 страниц. Работа включает 14 таблиц и 11 рисунков.
