UNIX — универсальная среда программирования

Историческая и библиографическая справка

Детального описания реализации системы UNIX не существует отчасти потому, что программа является собственностью фирмы. В статье К. Томпсона "UNIX implementation" (BSTJ, July, 1978) описываются основные идеи. Другие статьи, в которых обсуждаются связанные с UNIX темы, это "The UNIX system — a retrospective" (BSTJ, July, 1978) и "The evolution of the UNIX timesharing system" (Symposium on Language Design and Programming Methodology, Springer — Verlag, Lecture Notes in Computer Science #79, 1979). Обе статьи принадлежат Д. Ритчи.

Программа readslow была разработана П. Вейнбергером как недорогое средство, позволяющее следить за успехами шахматной машины "Белла" К. Томпсона и Дж. Кондона во время шахматных турниров. "Белла" записывала позиции своей игры в файл, а зрители просматривали файл с помощью readslow, не отнимая драгоценного времени у машины. (Новейшая версия "Беллы" лишь небольшую долю вычислений выполняет на основной машине, так что проблема снята.)

На создание spname нас вдохновил Т. Дафф. Статья А. Дархема, Д. Лэмба и Дж. Сакса "Spelling correction in user interfaces" (CACM, October, 1983) представляет иной способ коррекции написания в контексте программы почты.

Глава 8 Разработка программ

Первоначально системе UNIX предназначалась роль среды для разработки программ. В настоящей главе мы обсудим некоторые применяемые с этой целью программные средства на примере солидной программы — интерпретатора языка программирования, сравнимого по мощности с Бейсиком. Мы выбрали реализацию языка, потому что возникающие здесь проблемы характерны для больших программ. Более того, многие программы полезно рассматривать как языковые процессоры, преобразующие входной поток определенной структуры в последовательность действий и выходной поток, т. е. мы хотим продемонстрировать вам программные средства разработки языков.

В частности, вашему вниманию предлагаются следующие программы:

• yacc — генератор синтаксических анализаторов; программа, которая по описанию грамматики языка порождает анализатор;

• make — программа, определяющая процесс компиляции сложных программ и управляющая им;

• lex — программа, аналогичная yacc, но создающая лексические анализаторы.

Мы покажем вам приемы разработки программ в несколько этапов — от простого к сложному. Ниже описаны шесть этапов реализации языка, каждый из которых поучителен уже сам по себе. Эти этапы отражают реальный процесс написания программы:

1. Создание калькулятора с четырьмя действиями: +, -, *, / (и со скобками). Калькулятор выполняет операции над числами с плавающей точкой, каждая строка состоит из одного выражения; полученное значение печатается сразу.

2. Добавление переменных с именами от а до z. В этой версии есть также унарный минус и некоторые средства защиты от ошибок.

3. Добавление переменных с именами произвольной длины, встроенных функций для sin, exp и т.п., полезных констант типа  (обозначается как PI) и операции возведения в степень.

4. Внесение внутренних изменений: оператор вычисляется не непосредственно, а порождает код, который впоследствии интерпретируется. Новые возможности не добавляются, но подготавливается переход к п. 5.

5. Добавление структур управления: if-else и while — группирование операторов с помощью и и операции отношений типа , = и т.п.

6. Добавление рекурсивных процедур и функций с параметрами, а также операторов для ввода-вывода строк и чисел.

Окончательная версия языка описана в гл. 9 как пример программных средств подготовки документации системы UNIX. В приложении 2 приводится справочное руководство по калькулятору.