АЛГОЛ-68

— международный универсальный алгоритмический язык. Разработан в 1968 коллективом ученых под руководством рабочей группы по АЛГОЛу Международной федерации по обработке информации. В А.-68 проведено четкое различие между «внешними объектами», т. е. синтаксически определяемыми составными частями программы, и «внутренними объектами», являющимися «значениями» того или иного «вида» (целого, вещественного, логического и т. д.). Считается, что внутр. объекты сами по себе в языке не изобразимы, но внеш. объекты могут «обладать» ими. Примерами внеш. объектов могут служить «изображения». Так, изображение вещественного числа 2,87 всегда обладает внутр. объектом — вещественным значением «две целых восемьдесят семь сотых», а изображение логического истина — логич. значением «истина». Другими примерами внеш. объектов могут служить «идентификатор», напр. и «описание тождества», напр, После «исполнения» описания тождества идентификатор, стоящий в левой части, начинает обладать тем внутр. объектом, которым обладает внеш. объект, стоящий в правой части этого описания тождества. Идентификатор продолжает обладать этим значением (т. е. не меняет его) до конца выполнения того «блока» программы, в котором он был «описан» данным описанием тождества.

Для повышения точности вычислений численные значения могут иметь увеличенную «длину», напр, длин цел х или длин длин длин вещ у и т. д. Имеется в виду, что с увеличением длины повышается точность представления соответствующих величин. К числу внутр. объектов А.-68 относятся «имена», которые внешне не представимы, поскольку в языке не существует изображений, обладающих именами. Каждое имя «именует» некоторое другое значение, которое само может быть именем. Именование можно рассматривать как аналог косвенной адресации в языках машинных (см. Адресный язык). Каждое имя именует значение определенного вида.

Описание тождества цел к (с опущенными знаком равенства и правой частью) равносильно по определению такому описанию тождества, в левой части которого стоит имя цел к, а правая часть вырабатывает некоторое новое имя, которым и начинает обладать к. Однако описания тождества цел и цел в том же блоке заставляют обладать соответственно единицей и текущим — к моменту исполнения описания — значением s, а не их именами. Это, в частности, означает, что в данном блоке могут иметь место «присваивания» , которые заставят имя, обладаемое идентификатором к, именовать сначала число десять, а затем число одиннадцать; однако конструкции или в этом случае синтаксически недопустимы. Т. о., на уровне различий между некоторым видок и именем этого вида в А.-68 вводятся различия между константами и переменными любого вида. Прямоугольные массивы произвольной размерности сами являются значениями и носят в А.-68 название «мультизначений». Так, напр., описывает матрицу с вещественными элементами, а [4 : 13] имя [1 : подв] лит — вектор, состоящий из. десяти элементов, пронумерованных, начиная с номера 4, каждый из которых является именем мультизначения. Последние, т. е. одномерные массивы литерных с подвижной верхней границей, наз. «строковыми» значениями, и для них в А.-68 существуют изображения, напр, «это-строка». А.-68 дает возможность работать с «вырезками» из массивов, выделяя отдельные элементы мультизначения и под-массивы, которые рассматриваются как мультизначения.

В отличие от мультизначения, все элементы которого имеют один и тот же вид, «структурное значение» есть упорядоченная

последовательность своих элементов, называемых «полями», которые могут быть различных видов. Они выбираются, в отличие от мультизначений, не по индексам, а с помощью «указателя поля», напоминающего идентификатор. Вид структурного значения включает в себя информацию о видах его полей и об их указателях. В частности, комплексные значения в определены с помощью «описания вида» как структуры с двумя вещественными полями,

Описание вида

позволяет моделировать списки в смысле, напр., языка ЛИСП. Подпрограммы являющиеся аналогами тел процедур также суть значения. Вид подпрограммы включает в себя информацию о видах всех ее параметров (если они есть), а также о том, вырабатывает ли подпрограмма значение и если вырабатывает, то какого вида. Внеш. объектами, обладающими подпрограммами, являются «изображения подпрограмм» и «идентификаторы процедур», напр., описание тождества

заставляет идентификатор процедуры обладать подпрограммой, изображение которой стоит в правой части. Передача параметров фактических при обращении к процедурам обеспечивается описаниями тождества. Так, напр., «вызов» равносилен по определению, в некотором контексте, исполнению следующего блока

Этот подход делает ненужным подчеркивание в семантике А.-68 разницы между вызовом по имени и по значению.

В А.-68 существуют также имена, которые могут именовать значения разных видов. Так, описание тождества дает возможность присвоить переменной х целое значение и мультилогич. значение. Для того, чтобы выяснить, какой текущий вид имеет значение, именуемое именем надо воспользоваться спец. «отношениями согласуемости». Только при их явном использовании программистом возникает необходимость в динамической проверке видов. Операторы и выражения в А.-68 носят общее название «предложений», причем между ними нет четкой границы. Любой оператор, в т. ч. блок, считается вырабатывающим то значение, которое было получено последним перед его завершением. Напр., блок (1), а следовательно и вызов процедуры , вырабатывает в качестве значения имя, обладаемое идентификатором у (или, что то же — идентификатором с). Выработанное оператором значение может быть проигнорировано, а может быть и использовано, если оператор входит в более сложное выражение.

Напр., присвоит единицу не только верхнему левому элементу матрицы , но и неременным а описание тождества

заставит идентификатор обладать числом десять. Неявные, задаваемые не программистом, а синтаксисом языка, преобразования исходных видов значений к видам, требуемым контекстом, При наличии описаний цел присваивание потребует «обобщения» целой единицы до вещественной единицы; в с единицей складывается не имя, обладаемое идентификатором , а значение, именуемое этим именем, т. е. подразумевается «разыменование» ; при присваивании подразумевается «укрупнение» скаляра 2 до одноэлементного вектора; присваивание включает в себя, кроме разыменования, «объединение» вещественного значения до вида, объединенного из целого и вещественного.

В А.-68 оставлены лишь операторы цикла простейшего вида. Параметр цикла может быть только целым и может изменяться только регулярным образом, причем его идентификатор считается локализованным в теле цикла. Начальное значение, шаг и конечное значение параметра должны быть целыми и не могут изменяться в ходе исполнения оператора цикла. Окончание цикла может происходить по достижении параметром конечного значения и по некоторому логич. условию. Напр., оператор цикла может быть таким:

В простейших случаях некоторые части заголовка могут быть опущены, напр, от 1, шаг 1, пока истина.

Порядок выполнения операций в формуле определяется их приоритетом и расстановкой скобок. Стандартные бинарные операции ( и т. д.) распределены по девяти приоритетам, а унарные операции ( и т. д.) имеют десятый, самый высший, приоритет. Имеется возможность ввести в блоке, в частности во всей программе, новую операцию или переопределить старую. Это достигается описанием операции и (для новых бинарных операций) описанием приоритета. Описание операции вводит или переопределяет операцию только для операндов тех видов, которые специфицированы в описании. Так, описание операции

приведет к тому, что разность вещественных чисел в соответствующем блоке всегда будет браться по модулю.

В А.-68 условные предложения позволяют выбирать для исполнения одно из двух

предложений в зависимости от текущего значения некоторого логич. выражения. Каждое из двух альтернативных предложений может, конечно, тоже быть условным. Введение спец. концевого символа «илсе» устраняет двусмысленности, возникающие в связи с условными операторами АЛГОЛа-60.

Действия, составляющие исполнение частей программы, могут происходить либо последовательно, либо «совместно». Последнее означает, что взаимный порядок этих действий не определен языком. Практически это может также допускать возможность их параллельного исполнения. Совместно, как правило, могут исполняться операнды в формулах и фактические параметры в вызовах процедуры. Кроме того, в языке предусмотрены спец. «совместные предложения». Так, в следующем описании тождества справа стоит совместное предложение, заполняющее элементы константного массива:

Совместное предложение может моделировать параллельный процесс, если перед ним ставится символ пар, а внутри используются операции t и 4-, обеспечивающие синхронизацию исполнения отдельных ветвей этого процесса.

Программа А.-68 состоит из «собственно программы», которую пишет программист и которая заключается между «стандартным вступлением» и «стандартным заключением». Стандартное вступление содержит, в частности, описания всех операций, допустимых языком, многих стандартных видов и «запросы к обстановке», позволяющие программе обращаться к некоторым стандартным ф-циям или константам, запрашивая их о конкретной машинной «обстановке» данной реализации, напр., о практически доступном удлинении величин, о максимальных размерах величин той или иной длины и т. д. Это позволяет писать программы, автоматически настраивающиеся на разные машины. Обмен с внеш. средой также обеспечивается в А.-68 стандартными вступлением и заключением, в которых имеются процедуры, точно описывающие различные режимы ввода и вывода информации, а также редактирования этой информации в соответствии с желаемым форматом. Внеш. среда понимается при этом как некоторая совокупность «фондов», открываемых программой на каналах обмена. Физ. свойства каналов определяются реализацией и учитываются в процедурах обмена.

Язык А.-68 определен на трех уровнях: как «строгий язык», «расширенный язык» и «язык представлений». Грамматика ван Вейнгаардена, примененная для задания синтаксиса строгого языка, предусматривает наличие двух конечных семейств порождающих правил. С помощью правил первого семейства для «метапонятий» (представленных как последовательности больших букв, напр. ВИД) порождаются их «терминальные порождения», составленные из одних малых букв. Напр., для метапонятия ВИД терминальными порождениями оказываются целый, вещественный и бесконечное мн-во других видов (некоторые из них упоминались выше). Правила второго семейства содержат в себе вкрапленные метапонятия. При замене в данном правиле всех вхождений каждого такого метапонятия на одно и то же его терминальное порождение получается одно из порождающих правил строгого языка. Так, из правила

получится бесконечное мн-во правил строгого языка, если в одном случае заменить все вхождения слова ВИД на целый, в другом случае — на имя логического, в третьем — на мульти длинное вещественное и т. д. Последовательность малых букв, начинающаяся с символ, напр, символ присвоить, наз. «символом», а прочие последовательности, напр, источник вида логический — «понятиями».

С помощью правил строгого языка из понятия программа порождаются программы строгого языка как последовательности символов. Семантика строгого языка формулируется словами в терминах операций некоторой гипотетической машины, интерпретирующей синтаксические единицы программы строгого языка. Программы расширенного языка получаются из программ строгого языка применением некоторых локальных преобразований. В частности, циклы и описания тождества без правой части отсутствуют в строгом языке и возникают в расширенном как некоторые сокращения конструкций строгого языка.

В языке представлений символы как последовательности малых букв заменяются на их «представления». Так, напр., для символа присвоить рекомендуются представления «:=», «.. = », «.=»; в конкретной реализации может быть выбрано одно из них или какое-то совершенно новое. Вынесение языка представлений на отдельный уровень обеспечивает независимость А.-68 от особенностей печатающих устройств конкретных реализаций.

Лит.: Алгоритмический язык АЛГОЛ-68. «Кибернетика», 1969, № 6; 1970, №1; Васильев В. А. Язык АЛГОЛ-68. М., 1972. А. Ф. Рар.