Поява і розвиток технології програмування (1952–2012)

Програмування почало розвиватися з появи перших електронних обчислювальних машин (ЕОМ) і мов представлення алгоритмів і програм, їх перетворення в коди машин за допомогою перших програмуючих програм, систем програмування (трансляторів, відлатчиків, редакторів тощо) і засобів їх автоматизації. У перших монографіях [1–5] дано опис сутності програмування і прийомів написання програм рішення різних задач на ЕОМ. Вони відкрили еру алгоритмізації завдань і їх представлення мовами близькими до ЕОМ. Наукові інститути СРСР займалися розробкою засобів автоматизації: система «Приз» (ЕРСР, Тиугу Е.Х.), система «Альфа» (Новосибірськ, Єршов А.П.), система автоматизації математичних задач (ІПМ АН СРСР, Шура-Бура М.Р.), система модульного програмування (МГУ, Жоголєв Е.А.), система автоматизації програм (АПРОП, Лавріщева К.М.), трансляторів (МРСР, Гонца М.А.), система пошарового проектування ПЗ (Ростов, Фуксман В.І.) та багато інших [6–20]. Перші роботи з програмування висвітлювали прийоми програмування на вітчизняних ЕОМ, які створювалися в СРСР і в Україні [21–32].Вони склали головні напрями з програмування та з технології програмування (ТП), що надаються на далі у підручнику.

Програмуюча програма. Перша ідея програмуючої програми у СРСР виникла в 1953 р. А.А.Ляпунов читав курс по теорії представлення алгоритмів за допомогою операторних граф-схем в Московському університеті. Відповідно цієї мови схема програми завдається програмою з графових структур з управлінням і сукупністю специфікацій операторів, якими були арифметичні з опису формул в обчислювальних завданнях, логічні оператори для управління розрахунками, оператори переходу і нестандартні оператори з подання їх машинним кодом. Спеціальних засобів опису даних у мові не було, вони з'являться пізніше. З цієї мови була розроблена перша програмуюча програма ПП-1 (1954) Э.З.Любимским, А.П.Єршовим в МГУ під керівництвом М.Р.Шура-Бура. Це була одна з перших ПП у світовій практиці створення трансляторів. Вона використовувалася надалі як прототип для проектування інших ПП на

машинах БЕСМ, Стріла та ін. В результаті ПП-1 російськими вченими були створені фундаментальні алгоритми трансляції на рівні світових ідей. Це поклало початок системному і теоретичному програмуванню у СРСР. Перша теоретична монографія по теорії програмуючих програм була опублікована А.П.Єршовим двома мовами – в Москві і Лондоні (1958).

Бібліотеки стандартних програм. Е.А.Жоголев (МГУ) розробив важливу стандартну складову бібліотечну програму, яка здійснювала статичне завантаження і зв'язування стандартних програм з великої створеної бібліотеки числових методів. Кульмінацією цього підходу була система ІС-2 (М.Р.Шура-Бура), яка використовувалася всюди на машинах М-20 і враховувалася усіма трансляторами того часу, як спосіб динамічного підключення різних бібліотечних підпрограм, реалізованих загальних функцій майбутніх ОС, здійснюючи динамічне зв'язування, підкочування і заміну використовуваних підпрограм. В результаті система ІС-2 стала невід'ємною програмою для застосування у користувачів і тому вона стала частиною комплекту системних програм ОС при постачанні ЕОМ на різні підприємства.

Системне та технологічне програмування. Почало розвиватися у ВЦ АН УРСР Києва з моменту його створення В.М.Глушковим (1958) і пов’язано воно з побудовою нових машин МЕСМ, М-20, Київ, Дніпр та ін.

Основними напрямами досліджень при Глушкові сталі і залишились надалі такі:

– мови програмування (адресна, Аналітик, мови Автокоди нових ЕОМ;

– системне програмування (транслятори, системи програмування, системи автоматизації програм і систем);

– технологія розроблення ППП різного призначення (математичного, економічного, транспортного, будівельного і др.);

– технології побудови АСУ і інформаційних систем (Systems Engineering) ;

– технологія побудови комп’ютерів (Computer Engineering).

На початку В.М. Глушков в статті "Про один метод автоматизації програмування" і А.А.Стогній в статті "Про принципи побудови спеціалізованої програмуючої програми" (ж. Програмування, 1958) обґрунтували бібліотечний метод створення ПП і продемонстрували алгоритм рішення систем з диференціальних рівнянь.

Програмуючі програми були реалізовані для вітчизняних машин фахівцями ВЦ АН УРСР (Т.А.Крайова, Л.П.Бабенко, Н, М.Грищенко та ін., 1958) із застосуванням адресної мови Е.Л.Ющенка і спеціалізованих мов Автокоду.

Адресна мова призначена для запису алгоритмів програм. Вона близька до мови математики і використовує прийняті в математиці символи і позначення. Алгоритми в цій мові записуються набором рядків операторів з декількох формул ( в = с або а ¹ с.), які завершуються крапкою з комою або комою. Порядок операторів порушується операторами безумовного переходу. Адреса змінних можуть бути і другого рангу ²а = ¹в = ²с. Зміна значень змінної завдається операцією засилання а® в, а обмін даними а « с.

Звернення до підпрограм має вигляд: Õ{a₁, a ₂, a₃, a_n ) a, d, де a₁, a ₂, a₃, a_n формули П з вхідними і вихідними параметрами; a – ім'я (номер) підпрограми для обчислення; d – метка переходу після виконання підпрограми Õ. Предикатна формула P{d<a}означає "істина" при виконанні заданої умови і "фальш" інакше. Формула P{J=I} c®a, c«b означає істину I = J та виконання а ® c, інакше b « c.

Повторення операцій задається циклом у виді: Ц {a {b} c ®r} a, d. Таким чином,

приведені формули, деякі операції адресної мови дозволяли описувати будь-яку програму обчислювального і системного характеру при реалізації програмуючої програми та інших програм для машин Київ, М-20, Урал тощо.

Загальні мови програмування. Період з 1960 р. характеризувався появою нових МП загального типу. Одною з першої мови була мова Алгол-60. Потів були – Фортран, ПЛ/1, Алгол-68, Ада, Пролог і багата інших. У інститутах АН СРСР почали розробляти транслятори (ТА) з мови: Алгол-60, а саме ТА-1 (С.С.Лавров, ЛГУ, 1962); ТА-2 (М.Р. Шура-Бура і Э.З.Любімський, ІПМ, 1963), ТА-3 (Альфа-система російсько мовний Алгол-60, 1964), ТА-4 (Ющенко Е.Л., Лавріщева К.М. для комплексу УОК "Днепр-2" (ІК АН СРСР, 1965).

В цей час отримала розвитку нова мова алгебраїчного програмування «Аналітик», що створена за ідеями Глушкова. Для неї розроблялися інтерпретатори і транслятори зі схемною реалізацією для серії машин «Мір», яка була першою машиною для інженерів всесвітнього рівня з першою схемною інтерпретацією МП алгебраїчного типу. Одночасно розроблялися транслятори з адресної мови і Автокоду для нових ЕОМ, що будувалися в Україні для застосування в технологічних процесах металургійної промисловості.

Системи програмування. У цей період створювалися системи програмування, що включали не лише власне транслятор, засови редагування програм для віддалення помилок в них, налагоджувальні, верифікації тощо. Для поліпшення процесу створення трансляторів в цей час з'явилася ідея проміжної мови – АЛМО (Э.З.Любімський, 1963), як посередник перетворення універсальної МП до будь-якої вже існуючий, а потім її в код ЕОМ (М-20, М-50, БЄСМ, Дніпро-2 та ін.). Такі мови - АЛМО, Эпсилон і Сигма стали одними з перших у світі мов системного програмування. Зокрема, мова АЛМО мала у своїй основі деяку абстрактну машину, що відбивала особливості класу існуючих тоді машин, була мовою системного програмування, тобто посередником при трансляції з різних МП в проміжний чи вихідний код машини. Сутність її була в тому, щоб замінити трансляцію з m вхідних мов в n машинних мов трансляцією "з m в один" і "з одного в n". У мові існували засоби визначення багатьох процесів, регістрових об'єктів, префісних записів виразів, оперування з бітами машинних слів і тому подібне. Створено реалізацію мови АЛМО для основних вітчизняних машин того часу (М-20, БЄСМ-6, Мінськ 2, Урал 1) і нових трансляторів з Алголу-60, Фортрану в АЛМО та самі транслятори також були написані цією мовою.

Теорія програмування. В.М.Глушков, як алгебраїст і кібернетик дав формалізований опис теорії автоматів, алгоритмів, кібернетики, систем АСУ і др. [25-32]. Він ініціював побудову алгебраїчного програмування з застосуванням математики, теорії автоматів та принципів доказу теорем. Ці ідеї і концепції сталі в центрі уваги проф. Ющенко К.Л. Вона разом з аспірантами розробила теоретичні аспекти програмування на МП, а також нові результати з концепцій побудови трансляторів для різних ЕОМ і системи алгоритмічних алгебр (САА). Ці результати відображені в монографії за ініціативою академіка Глушкова «Алгебра. Мови програмування» [1972, 15]. В ній подано формальну теорію універсальних алгебр, контексно-свободних МП, метамову опису семантики граматик (СМ) МП на прикладі опису реалізації семантики мови Алгол–60 для машин «Днепр-2», яка захищена у дисертації автора «Метод розробки семантики контекстної МП розпізнаваного типу (1972) і опублікована окремо у статті ж. «Кібернетика». САА постійно розвивалися усі ці роки під керівництвом Цейтліна Г.Є. аспірантами і студентами у напряму підтримки паралельного програмування [33].

Автоматизація програмування.Одним з перших засобів автоматизації була система «ПРИЗ» як інструмент побудови прикладних пакетів програм (ППП) Е.Х.Тиугу. Вона базувалася на синтезу програм із готових модулів в PL/1, Fortran, Assembler шляхом завдання семантичної моделі з поняттями предметної області і відношеннями між ними. Вхідною мовою цієї системи є мова «Утопіст» з операторами постановки прикладних задач засобами систем програмування МП та директив керування ОС ЄС.

Графічна Р–метамова для конструювання деяких програм, опис апаратної реалізації МП та побудова на її основі семантики МП була підтримана академіком Глушковим. Р–графи в той час вперше в практиці програмування були затверджені у вітчизняному та міжнародному стандарті ISO/IEC, а також запатентований пристрій синтаксичного контролю Р–програм та впроваджений у технологічному комплексі автоматизації програм на машинах ЄС ЕОМ і БЄСМ [18, 19]. В даному комплексі вперше реалізовано апаратно інтерпретація синтаксису і семантики МП в системі реалізації графічної Р–метамови. Ці формальні засоби, методи реалізації Р–метамови в РТК були захищені в докторської дисертації (1977) І.В.Вельбіцького під науковим керівництвом академіка Глушкова. Все це знаменувало фактичне затвердження Р-графічного програмування в СРСР.

Система автоматизації АПРОП відкрила напрям збирального програмування різномовних модулів в рамках ОС ЄС, базований на введеному понятті інтерфейсу для забезпечення зв’язку цих модулів. Було розроблено бібліотеку інтерфейсу і операцію генерації модулів посередників для підготовки, перебудови і передачі нерелевантних даних від одного модуля до іншого і зворотно. Ця система була потрібно багатьом спеціалістам, хто писав програми різними мовами і використовував її практично при об’єднані модулів автоматично. Передана в 52 організації СРСР.

Композиційне програмування В.Н.Редька орієнтовано на створення програми з функцій за ланцюжком: «дані – функція–ім'я функці–композиція–дескрипція». Тріада «дані–функція–композиція» задає семантичний аспект програми, а «дані–ім'я функції–дескрипція» – синтаксичний аспект. Системи ДЕФІПС, як підтримка цього програмування містила способи побудови функцій за заданими ланцюжками та множинами іменованих даних, дескрипцій і денотатів (значення, зміст). Вони використовуються для семантичного конструювання програм з використанням функцій декомпозиції, ординарних функцій обробки операцій та інтерфейсних функцій для зв’язку арних функцій і іменованих даних. До основних операцій композиції віднесені підстановки, композиції, декомпозиції та підклас стандартних композицій. Система забезпечує зв'язок з сучасними СУБД для обробки даних реляційного типу в композиційних програмах.

Виробництв ППП проводилося в ІК АН УСРС під керівництвом І.В. Сергієнко по різним напрямам от статистичних, численних методів до створення ППП для рішення задач оптимізації, залізних доріг і др. Наукові методи їх побудови подані у монографії [22].

Напрям індустрії програм.Глушков В.М. ініціював алгебраїчні перетворення, доказ теорем, системне проектування рекурсивних, конвеєрних і макроконвеєрних машин для організації високоефективних обчислень та побудови систем АСУ, АСУ ТП, ОГАС з використанням готових програм, що накопичувалися в фондах програм.

Ідею індустріального принципу В.М.Глушков сформулював на науковому семінарі (5 березня 1975 р.) так: «Пройде 20–30 років, програми будуть випускатися, як на складальному конвеєрі фабрики Форда з готових «деталей». Фабрики програм будуть працювати за принципом зборки в автомобільній промисловості». Він передбачав, що в перспективі випуск ПП буде здійснюватися на індустріальній основі, як на конвеєрі. Фабрика буде устаткована ТЛ різного призначення, автоматизованими засобами підтримки операцій, в том числі і зборки.

Засоби автоматизації ТП почали розвивати спеціалісти з ІК АН УССР та інших інститутів Радянського союзу. Напрям ТП став стратегічним для відділу автора, починаючі з 1965 р., коли група з відділу Ющенко К.Л. по ініціативі Глушкова була направлена в СКБ ММС ІК АН УСРС з метою конструювання трансляторів з Алгол–60, Автокоду для нового збудованого УОК «Днепр–2». Наступним засобом автоматизації була система АПРОП.

Загальне обговорення проблем програмування. Наведені новації у програмуванні, а також підходи до розробки конкретних обчислень, прикладних і економічних завдань на ЕОМ обговорювалися на Всесоюзній конференції з програмування в Києві (1965–ВКП1, 1970–ВКП2) [13], у Новосибірську (1969) і в подальших конференціях з ТП з нових напрямів і розробок у галузі програмування. На конференціях обговорювалися нові ідеї і рішення з програмування та ТП. На першій

Всесоюзній конференції з ТП (Київ, 1979) брали участь більше 1000 чоловік, аналогічно було і на наступних трьох конференціях з ТП в Україні (1984, 1988, 1992), а також на конференціях з вужчих питань ТП, які проводилися щорічно в різних місцях СРСР і зокрема щорічно в Алушті під керівництвом проф. Е.Л.Ющенко.

Ці конференції з програмування і ТП проводилися державними організаціями -ГКНТ, ГКНТИ СРСР та провідними інститутами АН СРСР, зокрема ІК АН УРСР. Найбільший внесок у розвиток програмування і ТП внесли радянські вчені: А.П.Єршов, М.Р.Шура-Бура, В.М.Глушков, Э.З.Любімський, К.Л. Ющенко, Э.Х Тиугу, И.В.Вельбіцький та багато інших відомих фахівців, виконуючих роботи з ТП за їх керівництвом. Конференції фіксували рівень розвитку і появу нових теоретичних і прикладних питань з проектування, розробки, тестування різних прикладних систем на великих ЕОМ, а також проблем експлуатації і супроводу ПЗ, створення інформаційних систем, прикладних ПС і перших технологій індустріального типу. ГКНТ СРСР (з 1974) фінансував розробку засобів програмування і автоматизації програм, зокрема з індустріальною орієнтацією, які так необхідні були для проведення автоматизованих робіт на ЕОМ в різних напрямах господарства СРСР. В.М.Глушкова також ініціював постанови кабінету Міністрів СРСР, спрямовані на розвиток засобів обчислювальної техніки і технології виготовлення ПП, як продукції виробничо-технічного призначення. Розвиток ТП базувався на нових створених теоріях, досягнутих при практичному програмуванні на МП, автоматизації засобів і інструментів, необхідних при рішенні різнопланових завдань на ЕОМ.

В рамках ДКНТ СРСР в ІК виконувалися проекти автоматизації систем і ППП: формалізовані технічні завдання (Капітонова Ю.В., Летічевський О.А.); система автоматизації програм – АПРОП (Лавріщева К.М.); ППП методів чисельного аналізу (Молчанов І.М.); ППП статистики та оптимізації (Сергієнко І.В., Парасюк І.М.); ТКП програміста (Вельбіцький І.В.); система САА (Цейтлін Г.Є.); композиційне проектування ПС в ДЕФІПС (Редько В.Н.); діалогові системи навчання МП (Ющенко Е.Л., Довгяло А. І); система обробки даних Макробол (Бабенко Л.П.) та ін.

Таким чином, в СРСР сформувалися напрями ТП – комп’ютерна, системна і програмна технології, засоби їх автоматизації для побудови програмних і комп’ютерних систем індустріальними методами.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ЧАСТИНА 1.	\|	Формування технологічних напрямів (1965–1975)

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.