|
|
@@ -0,0 +1,75 @@
|
|
|
+# Концепция бесшовной системной среды
|
|
|
+
|
|
|
+Настоящая концпеция является либо близким цитированием, либо творческой переработкой идей Н. Вирта в отношении построения компьютерных систем.
|
|
|
+
|
|
|
+## Проблема первородного греха
|
|
|
+
|
|
|
+Типичной ситуацией при создании языка программирования является некая идея, которая более точно выражает концепты реального мира. Реже, но тоже достаточн очасто такая идея не выражает идеи конкретного мира, но ориентирована на некии абстракции, которые в конечном итоге реализуются не реально существующие объекты.
|
|
|
+
|
|
|
+Так, например в `golang` есть абстракция каналов, которая отражает практическую реализацию обмена сообщениями между облегчёнными процессами внутри программы. С другой стороны, тот же `golang` через структуры и привязанные к ним функции отражает абстракции отношений объектов и их поведения. Всё это абстракции реально существующих процессов и объектов для облегчения программирования.
|
|
|
+
|
|
|
+Также есть абстракции другого типа: отражение аппаратных механизмов в понятиях языка. Например, при сложении двух операндов целочисленного типа, у которых размер равен машинному слову -- фактически, это некоторое обёртывание низкоуровневых операций. напрмиер:
|
|
|
+
|
|
|
+```bash
|
|
|
+add eax, rax // Сложить содеримое регистров {eax, rax} и поместить результат в rax
|
|
|
+rax += eax // Тоже самое, выраженное средствами языка C-- (условно)
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+В таких формах явно прослеживается просачивание абстракции машинной операции на уровень языка высокого уровня (впрочем, в указанном примере, `C--` на таковой не претендует; но подобные примеры наверняка можно найти во многих языках).
|
|
|
+
|
|
|
+В расширение приведённого примера (по второй его части) при всей схожести операциии сложения на уровне ассемблера и языка высокого уровня -- сложение на языке высокогоуровня носит концептуально другое содержание. Операндами оператора `+` являются символы оснащённые семантикой, которой нет на уровне ассемблера. При всём том. что базовый тип операндов всё ещё является `int` -- на высоком уровне операнды могут обладать семантикой типа `метр`, `яблоко`, `кг`. И таким образом, не смотря на есьма похожую форму концептуально высокоуровневая операция сложения не может быт ьадекватно отражена на уровень ассемблера без потери сути.
|
|
|
+
|
|
|
+_Форма одна, суть разная_.
|
|
|
+
|
|
|
+Такая протечка высокоуровневых абстракций в языках высокого уровня имеют под собой вполне определённую причину: язык был сконструирован, как производный продукт от процессора. Это и называется **первородный грех языка**.
|
|
|
+
|
|
|
+## Подвал
|
|
|
+
|
|
|
+Семантический разрыв между средствами языка и возможностями аппаратуры порождает некоторое пространство, которое условно называется _подвал_. Подвал, как и любое помещение с затруднённым доступом -- не является пустым. Там присутствуют различные существа, смутные тени которых и пугающие звуки создаваемые ими -- пугают нас. Мы не любим спускаться в подвалы, наводить там порядок и ещё хуже -- оставаться в одиночку в темноте.
|
|
|
+
|
|
|
+Эта метафора точно отражает состояние семантического разрыва между аппаратными возможностями и возможностями высокоуровневого языка программирвоания, который подвержен первородному греху языка.
|
|
|
+
|
|
|
+Подвал населяют сущности, которые запонляют собой такой семантический разрыв. В подавляющем большинстве случаев житель подвала -- аппаратно-зависимый ассемблер. Кроме него там же могут проживать различные аппаратные особенности конкретной аппаратуры, которые могут не входит в семантику языка и с высокой вероятностью также непереносимы между аппаратными платформами.
|
|
|
+
|
|
|
+Кроме того, выход на уровень ассемблера отсекает почти все абстракции языка высокого уровня оставляя программиста с химерами желаемых возможностей в полной беспомощности. Почти нет типов, нет структур, нет контроля за состониянием, нет линтеров, нет проверок на выходы за пределы структур. Память не имеет встроенной проверки на выход за границы (не считая аппаратных возможностей, но их срабатывание как правило фатально).
|
|
|
+
|
|
|
+## Шкаф со скелетами
|
|
|
+
|
|
|
+На том этаже, на котором находится язык высокого уровня есть встроенные меахнизмы, которые направлены на облегчение руда программистов. Это различный синтаксический сахар, различные правила видимости, владения, мутабельности и т.п. И чем больше таких возможностей -- тем больше скрытая часть языка ,которая постоянно наблюдает за программистом. Эта скрытая часть и есть **шкаф со скелетами**. И чем больше язык предоставляет таких возможностей -- тем больше этот шкаф. И тем больше в нём скелетов.
|
|
|
+
|
|
|
+Это порождает проблему реализации компилятора такого языка. Первая реализация (очевидно) будет сделана. Она с высокой вероятностью будет содержать ошибки, какие-то странные компромиссы, пыльный омертвевший код и никому ненужные возможности. В какой-то момент всё это приведёт к тому, что шкаф займёт всё помещение, что занимает язык высокого уровня. И помещение превратится в склеп с мертвецами.
|
|
|
+
|
|
|
+## Исцеление от первородного греха
|
|
|
+
|
|
|
+Чтобы максимально сузить разрыв (устранить подвал) -- язык высокого уровня должен максимально точно отражать свои абстракции на аппаратуру. В идеале -- не должно даже мельчайшей щели не остаться для ассемблера. Как показывает опыт из разных сфер: 20% усилий даёт 80% результата. Можно достигат ьи большей степени соответствия, но оставшиеся 20% потребуют 80% усилий, что будет экономически нецелесообразно. Но для каких-то _особых_ применений, наверное, потребуется и такое соответствие.
|
|
|
+
|
|
|
+Общий вывод по разделу: язык должен быть максимально простым и _программирующим_ логику аппаратуры. Простота нужна, чтобы не испытывать сложности в проектировании аппаратуры. При этом язык не должен скатываться до притивного уровня, в противном случае -- это будет ассемблер в другой форме.
|
|
|
+
|
|
|
+## Устранение шкафа
|
|
|
+
|
|
|
+Хватит разводить пауков шкафу и прятать в нём скелеты. Язык не должен развращать программиста вкусовыми добавками. Язык программирования в зависимости от его объема может выступать как яд. а может как лекарство -- всё зависит от дозы. Очевидно, что отсутствие всяких дополнительных возможностей языка сделает ег окрайне неудобным с практической точки зрения. Слишком большой шкаф -- будет выкручивать руки программисту. Поэтому, тут тоже следует поьлзоваться правилом: 20% усилий дают 80% результата. Какие-то вещи _должны_ остаться в шкафу, чтобы не захламлять пространство языка. Но при этом он не должен превращаться в недвижимое имущество. Иначе язык будет неспособен к портированию на другие платформы.
|
|
|
+
|
|
|
+## Системный язык
|
|
|
+
|
|
|
+Язык следует считать системным при выполнении ряда условий. Часто приходится слышать в корне ошибочное обывательское мнение о свойствах такого языка.
|
|
|
+
|
|
|
+Один из таких мифов: _язык должен позволять работать с сырой памятью машины. чтобы считаться системным_. Нет, такое архитектурное решение приведёт к тому, что такой язык будет _опасным_.
|
|
|
+
|
|
|
+Другой миф гласит: _если у языка нет ассемблера -- значит это несистемный язык_. Существует достаточное число примеров, когда сначала был разработан язык, а потом был разработан процессор. Т.е. прослойка в виде ассемблера была сведена к минимуму. Такие примеры есть и у Интел, и у АРМ, и у СССР, и у Японии.
|
|
|
+
|
|
|
+Ещё один такой миф гласит: _в языке есть рантайм, поэтому это не системный язык_. Наличие рантайма на самом деле никак не влияет на свойства системности языка. Существует масса примеров. когда рантайм не называется рантаймом ,но по факту таковым является на все 100%. Например, ОС является рантаймом процесса. С той лишь разницей, что ОС и процесс как правило разделяет огромный семантический разрыв. Или. например, драйвер и процесс. Фактически, драйвер -- это рантайм потоков ввода-вывода по отношению к процессу. но их точн отакже разделяет семантический разрыв. И везде, где встречается семантический разрыв -- это отличное место для разведения различных паразитов.
|
|
|
+
|
|
|
+Таким образом системный язык должен отвечать следующим требованиям:
|
|
|
+
|
|
|
+- маленький по объёму; но достаточный для практического использования;
|
|
|
+- не должен зависеть от аппаратуры; аппаратура должна зависеть от языка;
|
|
|
+- должен предоставлять достаточное число высокоуровневых абстракций и герметизировать программу в своей среде;
|
|
|
+- в силу своег омалого размера системный язык должен позволять относительно лёгкий перенос языка с платформы на платформу; при этом, по понятным причинам появляетсяч подвал, но размер подвала должен оставаться небольшим, и он не должен протекат ьна уровень языка;
|
|
|
+
|
|
|
+## Итого
|
|
|
+
|
|
|
+Существующий мейнстрим ИТ давно идёт широкими шагами в пропасть. Безопасность, переносимость. управляемость ПО -- стоят крайне дорого. Бизнес _не желает_ тратить свои ресурсы на эти вопросы. Бизнес желает приватизировать доходы и национализировать расходы. Бизнес покупает то, что ему продают. Увы, то что рекламируют не является тем, что стоит бизнесу покупать.
|
|
|
+
|
|
|
+Это не означает .чт отеперь нужно расслабиться и получать от жизни удовольствие. Любая рыба, которая желает плават ьв чистой воде -- должна плыт ьпротив течения. Другого пути нет. Путь указан, цели поставлены -- за работу, товарищи!
|
|
|
+
|
|
|
+2023-08-02, SVI.
|
SVI