Введение к работе
Актуальность проблем*. Среди факторов, затрудняющих в настоящее время адекватное удовлетворение потребности в программном обеспечении С ПО) в целом, следует выделить недостаточность производительности труда программистов и надежности разрабатываемого ими ПО.
Вместе с тем, в текущей ситуации основным этапом существования ПО. обеспечивающим повышение его надежности, стала фаза сопрововдения, на которую приходится от 50% до 70% общего объема затрат.
Перечисленные факторы, с учетом экспоненциального характера зависимости себестоимости разработки от объема ПО, обуславливают возможность решения проблем производительности и надежности путем переиспользования системного и прикладного ПО и обеспечения развитой технологии производства программ.
Именно такое решение используется в известном проекте STARS с акцентом на язык АДА и обеспечением распространяемой технологии разработки ПО на его основе (Ada Programming Support Environment) и родственном ему западноевропейском проекте (Portable Соптоп Tool Environment), учитывающем аспект многоя-зыковости разработок, в том числе в плане переиспользования накопленного ПО.
Определенный вклад в решение'обсуддаемых проблем был внесен при разработке и реализации . многопроцессорных вычислительных комплексов (ЫВК) ряда "Эльбрус" и их обшего системного программного обеспечения. Особенности системы "Эльбрус" состоят:
- в аппаратной ориентации на поддержку языков высокого
уровня;
. - переходе на высокоуровневое системное программирование;
переносимости системного ПО в рамках ряда;
реализации интегрированной многоязыковой системы программирования (МОЮ и т.д.
МСП МВК "Эльбрус" характеризуется.ориентацией на обеспечение повышенного уровня межъязыкового сопряжения, многодиалект-
- 4 -ность включаемых в ее состав языков программирования. Она предоставляет многоязыковую технологию поддержки жизненного цикла разрабатываемого в вей ПО. которая основывается на унификации текстового» кодового и, в определенном смысле, оперативного представлений программных объектов, представления соответствия текста и кода, на предоставлении унифицированных средств ведения перечисленных представлений (пакеты ИНТЕРТЕКСТ, ИНГЕРКОД, ИНТЕРПАМ, ИНТЕР&Ж) и предоставлении интегрированных многоявы-ковых компонентов (ИМК) поддержки технологии.
Таким образом, в ПСЕ ЫВК "Эльбрус" вопросы производительности и надежности программирования также решаются через организацию переисподьэования прикладного и системного ПО, обеспечение развитой технологической поддержки фаз существования программ.
Проект "Эльбрус" обеспечивает эволюцию, составляющего его системного ГО. Еа этой основе проводится развитие в процессе внедрения языков в МСП (в том числе вновь создаваемых языков) всех ее.составляющих: поддержки технологии, поддержки трансляции, динамической поддержки исполнения и т.д.
Данная диссертационная работа,посвящена проблемам развития МСП и связана, в основном, с развитием средств реализации современных языков модульного программирования. Этот этап развития предполагает решение следующих актуальных проблем:
- унификация средств организации и ведения собственно прог
раммных . комплексов (ПК) в рамках разработки' многоязыковых
программ, снижение уровня сложности этих средств путем скрытия
деталей системного отображения Ж и их отдельных элементов,
вывода на уровень оперирования языковыми модульными понятиями,
предоставления автоматизированных средств комплексной обработ
ки ПК на основе использования семантических связей составляю
щих их модулей;
- модификация существующей интегрированной структуры ШП,
связанная с унификацией средств ведения модульных многоязыко
вых ПК (МПЮ;
- развитие динамической поддержки модульного программирова
ния с учетом семантической близости модульных^средств совре
менных языков;
- Б -
-"унификация поддержки механизмов исключений как средства межъязыкового межмодульного взаимодействия, интегрального решения этой проблемы в комплексе с многоязыковыми компонентами обеспечения динамического диагностирования и отладки программ;
- наконец, .обеспечение версионной дисциплины ведения модульных МПК,' как естественное завершение средств их организации и ведения.
Цель работы - на основе анализа многоязыковой системы прог-п раммирования МВК "Эльбрус" и учета опыта внедрения в нее распространенных языков традиционного процедурного ряда; учета современных тенденций развития языков модульного программирования расширить механизмы поддержки фаз разработки многоязыковых программных комплексов, усилить степень интегральности. системы, скорректировать требования к. ее отдельным инструментальным многоязыковым компонентам. Целью работы является также упрощение интерфейса взаимодействия пользователей с МСП и расширение предоставляемых им возможностей.
К практическим целям работы относится реализация разработанных принципов в рамках систем программирования на базе языков КОБОЛ и Ада-Эльбрус.
Научная новизна. Разработана модель высокоуровневого ведения модульных многоязыковых комплексов, учитывающая традиционные формы связывания программ, обеспечивающая взаимодействие с пользователем в терминах языковых модульных понятий. Специфицирована структура системы реализации модели, функции ее элементов.
На основе модели разработан подход к версионному программированию многоязыковых комплексов, рассмотрены основные проблемы его реализации.
Предложен подход к созданию интегрированной поддержки высокоуровневой системы динамического диагностирования и отладки, решаемый в комплексе' с поддержкой языковых механизмов исключений. ,
В рамках впервые разработанных и реализованных для МВК "Эльбрус" СП КОБОЛ и СП Ада-Эльбрус создан значительный ряд входящих в их состав программных подсистем.
Практическая ценность. В рамках диссертационной работы раз-
- 6 -работай ряд подсистем СП КОБОЛ и СП Ада-Эяьбрус, функционирующие на МВК "Эльбрус" и внедренных в эксплуатацию.
Jfcr-игый вклад автора. Автором разработана модель организации н ведения МПК, а на ее основе - модель версионного программирования. Спроектированы механизмы их реализации. Разработан интегрированный подход к обеспечению динамической диагностики и отладки МПК, динамической поддержки языковых механизмов исключений. Ряд теоретических положений моделей и подхода апробированы при реализации систем программирования КОБОЛ и Ада-Ель-брус, где автором разработан, запрограммирован и отлажен ряд алгоритмов общим объемом 30500 строк на языке Эль-76.
Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались на конференции молодых специалистов и членов НТО РЭС имени А.С. Попова (Москва, 1985), I Всесоюзной конференции "Применение и реализация языка программирования Ада" (Рига, 1987), Всесоюзной конференции "Методы трансляции и конструирования программ" (Новосибирск, 1988), конференции "Язык программирования Ада" (Тбилиси,1988).
Структура диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 127 названий.
