ALGOL

АЛГОЛ
Парадигмапроцедурна, імперативна, структурна
Дата появи1958
ТворціРозроблена комітетом інженерів
Під впливом відFortran
Вплинула наПаскаль, Ada

АЛГОЛ або ALGOL (скорочення від англ. ALGOrithmic Language — алгоритмічна мова) — сімейство імперативних мов програмування, першу версію розроблено в середині 1950-х, і стала де факто стандартною мовою публікації алгоритмів на наступні 30 років. АЛГОЛ було розроблено для подолання деяких проблем, які були притаманні для Фортрана та дала поштовх для розвитку багатьох інших мов (серед них — Паскаль). У АЛГОЛ застосовувались операторні дужки, це перша мова, яка для їх розмежування застосувала пару begin та end. Фрагменти АЛГОЛ-подібного синтаксису досі використовуються у деяких нотаціях алгоритмів (Pidgin Algol).

Офіційні версії АЛГОЛу називають за роками, коли вони вперше були опубліковані. Існує три великі офіційні гілки сімейства АЛГОЛ:

  1. АЛГОЛ 58 — спочатку відомий як IAL (англ. International Algorithmic Language — Міжнародна Алгоритмічна Мова);
  2. АЛГОЛ 60 — версія 1963 року;
  3. АЛГОЛ 68 — версія 1973 року;

Ніклаус Вірт взяв АЛГОЛ 60 за основу для свого АЛГОЛ-В, перед тим як перейти до розробки Паскалю. АЛГОЛ-В мав би стати наступним поколінням АЛГОЛ, але комітет АЛГОЛ 68 віддав перевагу більш складному й розвиненому дизайну, перед спрощеним і прозорішим АЛГОЛ 60.

Історія

АЛГОЛ було розроблено спільним комітетом європейських та американських вчених на зустрічі 1958 року у Швейцарському Федеральному Інституті Технологій. Комітет визначив три різні синтаксиси: основний, публікації та реалізації. Різні синтаксиси дозволяли використовувати різні ключові слова та розділові знаки (коми та дефіси) для різних мов.

АЛГОЛ переважно використовувався для наукових досліджень у США та Європі. Його широке застосування було ускладнене відсутністю в його специфікації стандартного рішення для вводу-виводу даних та відсутністю інтересу з боку великих постачальників комп'ютерів. АЛГОЛ 60, попри те, став стандартом публікації алгоритмів та зробив вагомий внесок у розвиток подальших мов програмування.

Джон Бекус розробив нотацію Бекуса — метод опису мов програмування, прив'язаний до АЛГОЛу 58. Цей метод було переглянуто й розширено Пітером Науром для АЛГОЛу 60. За пропозицією Дональда Кнута його назву було змінено на нотацію Бекуса — Наура.

Як редактор першого бюлетеня АЛГОЛу, я брав участь у міжнародному обговоренні мови, та був обраний членом Європейської групи розробників у листопаді 1959. На цій посаді я був редактором звіту про АЛГОЛ 60, який став результатом зустрічі у Парижі у січні 1960 року.

— Пітер Наур

На зустрічі в Парижі (з 1 по 16 січня) також були присутні:

  • З Європи: Фрідріх Бауер, Пітер Наур, Гайнц Рутішаузер, Клаус Замелсон, Бернард Вакуі, Адріан ван Війнгаарден та Майкл Вуджер;
  • Зі Сполучених Штатів: Джон Бекус, Джулі Грін, Чарльз Катц, Джон Маккарті, Алан Перліс, Джосеф Генрі Вегстейн
Зустріч була виснажлива, довга та весела. Хтось нервував коли його гарні ідеї відкидались разом з поганими ідеями інших. Але старанність панувала весь період роботи. «Робота тринадцяти» була чудовою.

— Алан Перліс

І Джон Бекус, і Пітер Наур були також в комітеті, який розробив АЛГОЛ 60, як і Веллі Ферціг, який пізніше створив мову програмування Лого.

АЛГОЛ 60 надихнув розвиток багатьох мов, які його наслідували; вислів Тоні Гоара про нього, згодом став афоризмом:

Це мова, яка настільки випередила час, що стала не тільки розвитком її попередників, але й майже всіх її наступників

. Цей вислів інколи приписують Едсгеру Дейкстрі, який також брав участь у розробці першого компілятора для АЛГОЛ 60[джерело?].

Офіційні специфікації АЛГОЛ 60 та його реалізації

Існувало близько 70 поліпшень, розширень, розгалужень та підмов АЛГОЛ 60[1].

Великі системи Бюрро — стекові машини, розроблені для програмування на розширеному варіанті АЛГОЛ 60, відомому як Elliot ALGOL; їхня операційна система, MCP, була написана на Elliot ALGOL ще 1961 року. Корпорація Unisys досі[коли?] продає машини з цією назвою, які використовують MCP та підтримують набір компіляторів Elliot ALGOL.

Властивості

Офіційна специфікація АЛГОЛ 60 не містила можливостей вводу-виводу даних; різні реалізації компілятора визначали свої власні методи, які рідко були сумісні один з одним. На відміну, АЛГОЛ 68 мав розширену бібліотеку transput, для вводу-виводу даних.

АЛГОЛ 60 дозволяв два методи передачі параметрів: за значенням, та за назвою. Передача за назвою мала певні обмеження, на відміну від передачі за посиланням, що робило її небажаною для програмування на імперативних мовах. Наприклад, в АЛГОЛ 60 неможливо зробити процедуру, яка обмінює значення двох параметрів, якщо фактичними параметрами можуть бути цілі змінні та масив цілих.

Приклад коду (АЛГОЛ 60)

(Те, як виділений текст має бути написаний, залежить від конкретної реалізації, наприклад 'INTEGER' (включно з лапками) замість integer.) 

procedure Absmax(a) Size:(n, m) Result:(y) Subscripts:(i, k);
    value n, m; array a; integer n, m, i, k; real y;
comment Найбільший по-модулю елемент матриці а, розміром n на m
заноситься до y, а його індекси до i та k;
begin integer p, q;
    y := 0; i := k := 1;
    for p:=1 step 1 until n do
    for q:=1 step 1 until m do
        if abs(a[p, q]) > y then
            begin y := abs(a[p, q]);
            i := p; k := q
            end
end Absmax

Це приклад того, як реалізувати таблицю, використовуючи Elliott 803 ALGOL . 

 FLOATING POINT ALGOL TEST'
 BEGIN REAL A,B,C,D'

 READ D'

 FOR A:= 0.0 STEP D UNTIL 6.3 DO
 BEGIN
   PRINT PUNCH(3),££L??'
   B := SIN(A)'
   C := COS(A)'
   PRINT PUNCH(3),SAMELINE,ALIGNED(1,6),A,B,C'
 END'
 END'

PUNCH(3) направляє вивід на телетайп, а не на перфокарту.
SAMELINE запобігає поверненню каретки та забезпечує нормальне виведення рядка аргументів.
ALIGNED(1,6) форматований вивід 1 цифри до і 6 після коми.

Виведення Hello world у різних версіях

Варіативність та неможливість перенесення програм з однієї реалізації АЛГОЛ на іншу легко демонструється класичною програмою hello world.

АЛГОЛ 58 (IAL)

ALGOL 58 не мав методів вводу-виводу.

Сімейство АЛГОЛ 60

Оскільки АЛГОЛ 60 не мав стандартнизованих методів вводу-виводу інформації, на АЛГОЛі не існує програми hello world, яку можна було б переносити. Наступна програма може бути скомпільована та виконана на реалізації АЛГОЛ на мейнфреймі Unisys A-Series, і є спрощенням коду взятого з цього сайту (англ.). 

BEGIN
  FILE F(KIND=REMOTE);
  EBCDIC ARRAY E[0:11];
  REPLACE E BY "HELLO WORLD!";
  WRITE(F, *, E);
END.

Альтернативний приклад із застосуванням Elliott Algol I/O. В Elliott Algol для позначення початку та кінця символьних констант вживають різні символи: ' та ’. 

 program HiFolks;
 begin
    print 'Hello world’;
 end;

Наступна версія для Elliott 803 Algol (A104). Стандарт Elliott 803 використовував перфокарти з п'ятьма отворами, таким чином у коді було всього 25=32 символи. В ньому були лише літери верхнього регістру, майже не було розділових знаків, тому £ (англійський знак фунта) застосовувався для позначення початку рядка, а ? (знак питання) — для позначення кінця. Особливі послідовності брались у подвійні лапки (наприклад, ££L?? означало новий рядок на телетайпі). 

  HIFOLKS’  
  BEGIN
     PRINT £HELLO WORLD££L??’
  END’

Версія вводу-виводу ICL 1900 Algol дозволяла введення інформації з паперової стрічки чи перфокарт. «Повний» режим паперової стрічки дозволяв літери нижнього регістру. Вивід здійсювався на принтер. 

  'BEGIN'
     'WRITE TEXT'("HELLO WORLD");
  'END'

АЛГОЛ 68

«Algol 68 Report» було перекладено російською, німецькою, французькою та болгарською мовами.

У мові АЛГОЛ 68 методи вводу-виводу були узагальнено названі «Transput». 

begin
  print(("Hello, world!",newline))
end

Або викорстовуючи спеціальний канал обміну: 

begin
  putf((stand out,$gl$,"Hello, world!"))
end

Також АЛГОЛ 68 дозволяв програмувати із використанням ширших наборів символів, наприклад кириличного алфавіту, на БЕСМ-4. 

begin
  print(("Вітання світу!",newline))
end

Примітка: радянський стандарт 1964 року ГОСТ 10859 дозволяв кодування 4-, 5-, 6- та 7-бітних символів на АЛГОЛ.

У публікаціях АЛГОЛ 68 зарезервовані слова були в нижньому регістрі, але друкувались напівжирним шрифтом чи підкреслено. Для полегшення програмування 7-бітних комп'ютерів, були «офіційні» методи виділяти зарезервовані слова, наприклад, використовуючи верхній регістр: 

BEGIN
  print(("Hello, world!",newline))
END

Іноді програмісти були змушені повністю «ДУМАТИ У ВЕРХНЬОМУ РЕГІСТРІ» на комп'ютерах, які мали тільки 6-бітні символи, наприклад суперкомп'ютери CDC. В цьому випадку вищенаведений код мав писатися так: 

'BEGIN'
  PRINT(("HELLO, WORLD!",NEWLINE))
'END'

Зарезервовані слова та заборонені ідентифікатори АЛГОЛ 60

Існує 35 зарезервованих слів у мові Великої системи Бюро: ALPHA, ARRAY, BEGIN, BOOLEAN, COMMENT, CONTINUE, DIRECT, DO, DOUBLE, ELSE, END, EVENT, FALSE, FILE, FOR, FORMAT, GO, IF, INTEGER, LABEL, LIST, LONG, OWN, POINTER, PROCEDURE, REAL, STEP, SWITCH, TASK, THEN, TRUE, UNTIL, VALUE, WHILE, ZIP.

Є 71 заборонений ідентифікатор: ACCEPT, AND, ATTACH, BY, CALL, CASE, CAUSE, CLOSE, DEALLOCATE, DEFINE, DETACH, DISABLE, DISPLAY, DIV, DUMP, ENABLE, EQL, EQV, EXCHANGE, EXTERNAL, FILL, FORWARD, GEQ, GTR, IMP, IN, INTERRUPT, IS, LB, LEQ, LIBERATE, LINE, LOCK, LSS, MERGE, MOD, MONITOR, MUX, NEQ, NO, NOT, ON, OPEN, OR, OUT, PICTURE, PROCESS, PROCURE, PROGRAMDUMP, RB, READ, RELEASE, REPLACE, RESET, RESIZE, REWIND, RUN, SCAN, SEEK, SET, SKIP, SORT, SPACE, SWAP, THRU, TIMES, TO, WAIT, WHEN, WITH, WRITE а також назви всіх внутрішніх функцій.

Джерела

  1. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 27 вересня 2011. Процитовано 8 листопада 2007.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

Посилання