Язык ada был разработан для написания программ для компьютеров apple

Обновлено: 04.07.2024

А́да (Ada) — язык программирования, созданный в 1979—1980 годах в ходе проекта Министерством обороны США с целью разработать единый язык программирования для встроенных систем (то есть систем управления автоматизированными комплексами, функционирующими в реальном времени). Имелись в виду прежде всего бортовые системы управления военными объектами (кораблями, самолётами, танками, ракетами, снарядами и т.п.).

Содержание

Библиотека и компилируемые модули

В общем случае, программа на языке Ада представляет собой один или несколько программных модулей, которые могут компилироваться как совместно, так и раздельно. Кроме того, программные модули являются основой построения библиотек Ады, поэтому их также называют библиотечными модулями. Программные модули бывают четырех видов:

Подпрограммы - Являются основным средством описания алгоритмов. Различают два вида подпрограмм: процедуры и функции. Процедура - это логический аналог некоторой именованной последовательности действий. Функция - логический аналог математической функции - используется для вычисления какого-либо значения.
Пакет - Основное средство для определения набора логически взаимосвязанных понятий. В простейшем случае в пакете специфицируются описания типов и общих объектов. В более общем случае в нем могут специфицироваться группы взаимосвязанных понятий, включающих подпрограммы, причем, некоторые описываемые в пакете сущности могут быть "скрыты" от пользователя, что дает возможность предоставления доступа только к тем ресурсам пакета, которые необходимы пользователю и, следовательно, должны быть для него доступны.
Задача или задачный модуль - Средство для описания последовательности действий, причем, при наличии нескольких таких последовательностей они могут выполняться параллельно. Задачи могут быть реализованы на многомашинной или многопроцессорной вычислительной конфигурации, либо на единственном процессоре в режиме разделения времени. Синхронизация достигается путем обращения ко входам, которые подобно подпрограммам могут иметь параметры, с помощью которых осуществляется передача данных между задачами.
Настраиваемые модули - Средство для параметризации подпрограмм или пакетов. В ряде случаев возникает необходимость обрабатывать объекты, которые отличаются друг от друга количеством данных, типами или какими-либо другими количественными или качественными характеристиками. Если все эти изменяемые характеристики вынести из подпрограммы или пакета, то получится некоторая заготовка (или шаблон), которую можно настроить на конкретное выполнение. Непосредственно выполнить настраиваемый модуль нельзя. Но из него можно получить экземпляр настроенного модуля (подпрограмму или пакет), который пригоден для выполнения.

Каждый программный модуль обычно состоит из двух частей: спецификации и тела. Спецификация описывает интерфейс к модулю, а тело - его реализацию. Примечательно, что спецификация и тело программного модуля являются самостоятельными компилируемыми модулями, то есть, они могут компилироваться раздельно. Разбиение модуля на спецификацию и тело, а также возможность раздельной компиляции позволяют разрабатывать, кодировать и тестировать любую программу или систему как набор достаточно независимых компонентов. Такой подход полезен при разработке больших программных систем.

Методы Ады: подпрограммы, операции и знаки операций

Методами Ады являются подпрограммы (процедуры и функции), а также операции и знаки операций (возможно более корректно будет звучать: с помощью подпрограмм осуществляется реализация действий, выполняемых операциями и знаками операций). Необходимо отметить, что стандарт Ады строго различает понятия знаков операций (operators) и операций (operations).

Знаки операций представляются следующими символами (или комбинациями символов): "=", "/=", "<", ">", "<=", ">=", "&", "+", "-", "/", "*". Другие знаки операций выражаются зарезервированными словами: "and", "or", "xor", "not", "abs", "rem", "mod", - или могут состоят из нескольких зарезервированных слов: "and then", "or else". Ада позволяет осуществлять программисту совмещение (overloading) знаков операций (в современной литературе по Си++ это часто называется как "перегрузка операторов").

В общем случае, совмещением (overloading) называют механизм, который позволяет различным сущностям использовать одинаковые имена.

Использование "use type" делает знаки операций именованных типов локально видимыми. Кроме того, их можно сделать локально видимыми используя локальное переименование.

Операции включают в себя присваивание, проверку принадлежности диапазону и любые другие именованные операции. Операции, также как и знаки операций, допускают совмещение.

Следует заметить, что Ада накладывает некоторые ограничения на использование совмещений: совмещения не допускаются для операций присваивания и проверки принадлежности диапазону, а также для знаков операций "and then" и "or else".

Еще одной разновидностью операций является операция проверки принадлежности диапазону, которая обозначается с помощью зарезервированного слова "in". Для выполнения проверки на не принадлежность "in" может комбинироваться с "not" - "not in". Проверка на принадлежность диапазону разрешена для всех типов Ады, включая лимитированные.

Другие операции могут быть описаны программистом. Как правило, описания таких операций выполняются в спецификации пакета, а реализация операций выполняется с помощью соответствующих подпрограмм.

Типы данных

Целочисленные типы

Предопределенный тип Integer

Предопределенный целочисленный тип Integer описан в пакете Standard (пакет Standard не нужно указывать в инструкциях спецификации контекста with и use). Точный диапазон целочисленных значений, предоставляемых этим типом, зависит от конкретной реализации компилятора и/или оборудования. Однако, стандарт определяет минимально допустимый диапазон значений для этого типа от -(2 ** 15) до +(2 ** 15 - 1) (например, в случае 32-битных систем, таких как Windows или Linux, для реализации компилятора GNAT диапазон значений типа Integer будет от -(2 ** 31) до +(2 ** 31 - 1)).

Тип Universal_Integer

Для предотвращения необходимости явного преобразования типов при описании целочисленных констант, Ада предлагает понятие универсального целого типа - 'Universal_Integer'. Все целочисленные литералы принадлежат типу 'Universal_Integer'. Многие атрибуты языка (обсуждаемые позже) также возвращают значения универсального целого типа. Установлено, что тип 'Universal_Integer' совместим с любым другим целочисленным типом, поэтому, в арифметических выражениях, компилятор будет автоматически преобразовывать значения универсального целого типа в значения соответствующего целочисленного типа.

Описание целочисленных констант

При хорошем стиле программирования, принято присваивать целочисленным значениям символьные имена. Это способствует улучшению читабельности программы и, при необходимости, позволяет легко вносить в нее изменения. Приведем простой пример описания константы (именованного числа):

Тип Root_Integer

Модель целочисленной арифметики Ады базируется на понятии неявного типа 'Root_Integer'. Этот тип используется как базовый тип для всех целочисленных типов Ады. Другими словами - все целочисленные типы являются производными от типа 'Root_Integer'. Диапазон значений типа Root_Integer определяется как 'System.Min_Int..System.Max_Int'. Все знаки арифметических операций описаны так, чтобы они могли выполняться над этим типом.

При описании нового целочисленного типа возможны два различных подхода, которые можно проиллюстрировать на следующем примере:

Здесь, тип X описывается как производный от типа Integer с допустимым диапазоном значений от 0 до 100. Исходя из этого, для типа X базовым типом будет тип Integer.

Тип Y описывается как тип с допустимым диапазоном значений от 0 до 100, и при его описании не указан тип-предок. В таком случае, он будет производным от типа 'Root_Integer', но его базовый диапазон не обязательно должен быть таким же как у 'Root_Integer'. В результате, некоторые системы могут размещать экземпляры объектов такого типа и его базового типа в одном байте. Другими словами, определение размера распределяемого места под объекты такого типа возлагается на компилятор.

Примеры целочисленных описаний

Предопределенные знаки операций для целочисленных типов

Модульные типы

Все целочисленные типы, которые мы рассматривали ранее, известны как целые числа со знаком. Для таких типов соблюдается правило - если в случае вычисления результат выходит за диапазон допустимых значений типа, то генерируется ошибка переполнения. Такие целочисленные типы были представлены стандартом Ada83.

Стандарт Ada95 разделяет целочисленные типы на целые числа со знаком и модульные типы. По существу, модульные типы являются целыми числами без знака. Характерной особенностью таких типов является свойство цикличности арифметических операций. Таким образом, модульные типы соответствуют целочисленным беззнаковым типам в других языках программирования (например: Byte, Word. - в реализациях Паскаля; unsigned_short, unsigned. - в C/C++).

В качестве простого примера рассмотрим следующий фрагмент кода:

Здесь не производится генерация ошибки в результате выполнения сложения. Вместо этого, переменная Count, после выполнения сложения, будет содержать 0.

Кроме этого, с модульными типами удобно использовать знаки битовых операций "and", "or", "xor" и "not". Такие операции трактуют значения модульного типа как битовый шаблон. Например:

Поскольку модульные типы не имеют отрицательных значений, для них допускается смешивание знаков битовых операций со знаками арифметических операций в одном выражении.

Следует заметить, что хотя при описании модульных типов зачастую используют степень двойки, использование двоичной системы счисления при описании модульных типов не является обязательным требованием.

Ада допускает выполнение преобразований беззнаковых чисел модульных типов в числа со знаком и обратно. При этом, производится проверка результата преобразования на допустимость диапазону значений типа назначения. В случае неудачи будет сгенерировано исключение 'Constraint_Error'. Например:

Этот код будет вызывать генерацию исключения 'Constraint_Error'.

Дополнительные целочисленные типы системы компилятора GNAT

Стандарт языка Ада допускает определять в реализации Ада-системы собственные дополнительные целочисленные типы. Таким образом, в пакете 'Standard' системы компилятора GNAT определены дополнительные целочисленные типы:

Вещественные типы

Ада предусматривает два способа представления вещественных чисел: представление вещественных величин с плавающей точкой и представление вещественных величин с фиксированной точкой. Кроме этого вы можете использовать типы вещественных величин с десятичной фиксированной точкой.

Вещественные типы с плавающей точкой, тип Float

Вещественные типы с плавающей точкой имеют неограниченный диапазон значений и точность, определяемую количеством десятичных цифр после запятой. Представление чисел с плавающей точкой имеет фиксированную относительную погрешность.

Пакет Standard предоставляет предопределенный вещественный тип с плавающей точкой Float, который обеспечивает точность в шесть десятичных цифр после запятой:

В пакете Standard компилятора GNAT, для 32-битных систем Linux и Windows, дополнительно представлены еще несколько вещественных типов с плавающей точкой (фактические значения констант для различных платформ отличаются):

Ниже следуют примеры описаний вещественных величин с плавающей точкой.

Следующие знаки операций предопределены для каждого вещественного типа с плавающей точкой.

Вещественные типы с фиксированной точкой, тип 'Duration'

Представление чисел с фиксированной точкой имеет более ограниченный диапазон значений и указанную абсолютную погрешность, которая задается как 'delta' этого типа.

В пакете Standard предоставлен предопределенный вещественный тип с фиксированной точкой 'Duration', который используется для представления времени и обеспечивает точность измерения времени в 50 микросекунд:

Ниже следуют примеры описаний вещественных типов с фиксированной точкой.

Последний пример показывает полезную способность вещественных типов с фиксированной точкой - четкое определение насколько тип должен быть точным. Например, это позволяет контролировать ошибки, возникающие при округлении.

Вещественные типы с десятичной фиксированной точкой

Следует учитывать, что поскольку от реализации компилятора Ады не требуется обязательное обеспечение поддержки вещественных величин с десятичной фиксированной точкой, то это может вызвать трудности при переносе программного обеспечения на другую систему или при использовании разных компиляторов. Примером описания вещественного типа с десятичной фиксированной точкой может служить следующее:

Типы Universal_Float и Root_Real

Подобно тому как все целочисленные литералы принадлежат универсальному классу 'Universal_Integer', все вещественные численные литералы принадлежат универсальному классу 'Universal_Float'. Этот универсальный тип совместим с любым вещественным типом с плавающей точкой и любым вещественным типом с фиксированной точкой. Такой подход избавляет от необходимости выполнения различных преобразований типов при описании вещественных констант и переменных.

Модель вещественной арифметики Ады основывается на анонимном типе 'Root_Real'. Этот анонимный тип используется как базовый тип для всех вещественных типов. Тип 'Root_Real' имеет точность, которая определяется значением константы 'Max_Base_Digits' пакета System (System.Max_Base_Digits). Такой подход использован для облегчения переносимости программ.

Пакеты для численной обработки

Полное обсуждение поддержки численной обработки в Аде - весьма обширная тема. Здесь приведем список пакетов для численной обработки, которые предоставляются поставкой компилятора GNAT:

Следует заметить, что пакет 'Ada.Numerics.Aux', который указан выше, не предназначен для непосредственного использования в программах пользователя, и упоминается только с целью полноты показанного выше списка.

Преобразование численных типов

Поскольку тип Float и тип Integer - различные типы, то Ада не допускает смешивания величин этих типов в одном выражении. Однако, встречаются случаи, когда нам необходимо комбинировать значения этих типов. В таких ситуациях нам необходимо производить преобразование значений одного численного типа в значения другого численного типа. Ада позволяет явно указывать необходимость преобразования значения типа 'Float' в значение типа 'Integer', и наоборот. Для выполнения такого преобразования используется синтаксис подобный синтаксису вызова функции:

В этом случае компилятор, во время трансляции, добавит необходимый код для преобразования типов. Такое преобразование типов всегда возможно, и будет успешным если значение результата не будет нарушать границ допустимого диапазона значений.
Следует заметить, что при преобразовании вещественного значения Float в целое значение Integer Ада использует традиционные для математики правила округления.

Организация циклических вычислений

При решении реальных задач часто возникает необходимость в организации циклических вычислений. Все конструкции организации циклических вычислений в Аде имеют форму "loop . end loop" с некоторыми вариациями. Для выхода из цикла может быть использована инструкция 'exit'.

Простые циклы (loop)

Примером простейшего цикла может служить бесконечный цикл:

Цикл while

Во многих случаях, прежде чем выполнять действия которые описываются инструкциями тела цикла, необходимо проверить какое-либо условие. Для таких случаев Ада предусматривает конструкцию цикла 'while'.

Цикл 'while' идентичен циклу 'while' в языке Паскаль. Проверка условия выполнения цикла производится до входа в блок инструкций составляющих тело цикла. При этом, если результат вычисления логического выражения будет 'True', то будет выполнен блок инструкций тела цикла. В противном случае, тело цикла - не выполняется.

Необходимо заметить, что результат вычисления логического выражения должен иметь предопределенный тип 'Standard.Boolean'

Цикл for

Еще одним распространенным случаем является ситуация когда необходимо выполнить некоторые действия заданное количество раз, то есть организовать счетный цикл. Для этого Ада предусматривает конструкцию цикла 'for'.

Конструкция цикла for Ады аналогична конструкции цикла 'for', представленной в языке Паскаль.

Существует несколько правил использования цикла for:

тип переменной-счетчика цикла for определяется типом указываемого диапазона значений счетчика, и должен быть дискретного типа, вещественные значения - недопустимы счетчик не может быть модифицирован в теле цикла, другими словами - счетчик доступен только по чтению область действия переменной-счетчика распространяется только на тело цикла Примечательно также, что тело цикла не будет выполняться если при указании диапазона значений переменной-счетчика величина значения "нижней границы" будет больше чем величина значения "верхней границы".

Возможен перебор значений диапазона в обратном порядке:

Любой дискретный тип может использоваться для указания диапазона значений переменной-счетчика.

Здесь, тип 'List' был использован для указания диапазона значений переменной-счетчика 'Count'. Подобным образом также можно использовать любой перечислимый тип.

Инструкции exit и exit when

Инструкции 'exit' и 'exit when' могут быть использованы для преждевременного выхода из цикла. При этом, выполнение программы будет продолжено в точке непосредственно следующей за циклом. Два варианта, показанных ниже, имеют одинаковый эффект:

Именованые циклы

Инструкции преждевременного выхода из цикла 'exit' и 'exit when', обычно, осуществляют выход из того цикла, который непосредственно содержит данную инструкцию. Однако, мы можем именовать циклы и модифицировать инструкцию выхода из цикла так, чтобы осуществлять выход сразу из всех вложенных циклов. Во всех случаях, следующая выполняемая инструкция будет следовать сразу за циклом из которого был осуществлен выход.

Примечательно, что в случае именованого цикла 'end loop' также необходимо именовать меткой.

Инструкция перехода goto

Инструкция перехода goto предусмотрена для использования в языке Ада, в исключительных ситуациях, и имеет следующий вид:

Использование инструкции goto очень ограничено и четко осмысленно. Вы не можете выполнить переход внутрь условной инструкции 'if', внутрь цикла '(loop)', или, как в языке Паскаль, за пределы подпрограммы.

Стандартизация

Язык обзавелся стандартом ANSI в 1983 (ANSI / MIL-STD 1815), и стандартом ИСО в 1987 (ISO-8652: 1987). Эта версия языка широко известна как Ada 83 (исходя из даты его принятия ANSI).

Ada 95, совместим с ISO / ANSI стандарт (ISO-8652: 1995), это последний стандарт для Ады. Он был принят в феврале 1995 года (выпущен Ada 95 - первый стандарт по ИСО для объектно-ориентированного языка программирования). ВВС США финансировали развитие GNAT компилятора для языка Ада, чтобы помочь ему стать стандартом разработки программного обеспечения для военных целей.

Язык Ада более-менее всегда был на слуху. На школьной скамье мы посмеивались над его названием, в университетской программе он сухо упоминался в качестве языка, разработанным по требованию Министерства Обороны США, но непосредственно до изучения синтаксиса или применения дошли лишь редкие программисты. Отсюда сложилось ошибочное мнение, что язык Ада функционирует лишь на прошловековом оборудовании, и потребность в нем пропадет вместе с естественной модернизацией.

И это очень далеко от правды.

Появление

В 70-х годах 20 века, в разгар холодной войны, Министерство Обороны США устроило международный конкурс, по результатам которого необходимо было выбрать язык программирования для использования в военных целях. Однако ни один из существующих языков не устроил членов комиссии, поэтому путём долгого выбора и нескольких доработок на свет появился язык Ада, названный так в честь Ады Лавлейс. Далее началась многолетняя волокита со стандартизацией, регистрация торговой марки, запреты на кастомные трансляторы и прочие действия, отбившие желание массовой аудитории работать с Ада.

На выходе же получился достаточно нишевый язык, предназначенный для сложных вычислительных систем с повышенными требованиями по безопасности. Опять-таки из-за требований Пентагона и строгих стандартов взаимодействие с другими языками программирования крайне затруднено, поэтому до недавнего времени перейти на массовый рынок у Ада практически не было шансов. Но с удешевлением техники и усложнением используемых технологий такой шанс появляется.

Синтаксис

Изначально, Ада — модульный язык программирования со строгой типизацией, унаследовавший синтаксис от Паскаль и Алгол. Если вы учили первый в школе или институте, то глядя на «Hello, World!» должны испытать ностальгию:

procedure Hello is
use Ada.Text_IO;
begin
Put_Line("Hello, world!");
end Hello;

Одним из главных требований к языку была надёжность его использования. Соответственно, это повлекло за собой строгие ограничения по структуре, типам, написанию и многому другому. Кроме того, почти все ошибки здесь улавливаются на этапе компиляции.

Другим требованием была максимальная читаемость кода в распечатанном виде, что повлекло за собой тяжеловесность полученного языка и невысокую гибкость.

Более поздние стандарты частично решали эти проблемы, но по понятным причинам, они не сделали из Ада второй Python.

Ада сегодня

Вопреки мнению широкой аудитории, язык Ада до сих пор активно используется, не только в США и не только в военной индустрии. Так, например, часть ПО самолёта-амфибии Бериев Бе-200 написана как раз на Ада. Поезда метрополитена без машиниста, которые курсируют во многих крупных городах (Париже, Лондоне, Нью-Йорке и др.), также используют оборудование с американским военным языком.

И да, конечно, среди «клиентов» была военная и гражданская авиация (в частности, Боинг-777), ракеты, шаттлы, спутники — в общем, практически весь перечень бесконечно дорогой американской продукции, предполагающей высшую степень безопасности.

Перспективы

Язык Ада критиковался и в момент появления, и когда стало понятно, что грандиозные планы Пентагона не вполне стыкуются с реальностью, и тем более сейчас. Причиной тому является неудобный язык, сложность стандартов, написанных в 1983 и 1995 году, а также недальновидность разработчиков, лишивших язык Ада массовой аудитории.

Впрочем, почти 40 лет активного использования подтверждают, что пожалуй со своей главной задачей язык Ада справился — с его помощью всё ещё можно создавать надёжный код для систем с повышенными требованиями к безопасности. При этом, если вы посмотрите на современные тенденции, количество таких изделий неуклонно растёт: автомобили с автопилотом и гибридными двигателями, частные космические аппараты и малые летательные средства, скоростные поезда, а также огромное количество встраиваемых систем. Всё это потенциальное поле для деятельности языка Ада. Добавьте сюда тот факт, что стандарт был серьёзно переработан и модернизирован в 2012 году, инструменты для работы тоже выходят и обновляются.

Таким образом, язык Ада — это и фрагмент из не самого приятного прошлого, и один из инструментов для строительства яркого будущего. И он точно не собирается на пенсию.

Несмотря на свое американское происхождение, в разгар холодной войны ада использовалась и в СССР. На нее даже существует ГОСТ, который стоит почитать ради одной только терминологии: например, исключения там «возбуждаются».

Мифы об аде

Миф об устаревшем языке опровергается одним запросом к поисковику: последняя редакция вышла в 2012 году. Если судить о сложности языка по внешним признакам, то все тоже не так страшно: спецификация ады содержит чуть менее тысячи страниц, тогда как спецификация C++ — около 1400 страниц.

Миф о низкой производительности пошел со времен первой редакции 1983 года, когда массовому пользователю были доступны разве что ZX Spectrum и IBM PC с i8086, на которых любой современный язык был бы медленным. Ада компилируется в машинный код, и любители успешно пишут на ней для Arduino с ATmega328 и прочих микроконтроллеров.

Распространенный миф о том, что по вине ады упала ракета Ariane 5 в 1996 году, нужно рассмотреть отдельно. Ракета действительно упала из-за ошибки, но проблема была в другом: компьютер, который управлял траекторией полета, был взят из Ariane 4 без изменений, несмотря на то что Ariane 5 поддерживала более широкий диапазон траекторий. Хуже того, проверка на выход значений за возможный диапазон была намеренно отключена, поэтому, когда навигационный компьютер выдал недопустимую с точки зрения Ariane 4 команду, закончилось все предсказуемо. От этой проблемы, увы, не смог бы защитить ни один язык или какое-либо программное решение вообще. Сама Ariane 4 совершила 113 успешных полетов из 116 за свою историю, а Ariane 5 уже 96 успешных из 101.

Языки и надежность программ

Ракеты — это предельный случай требований к надежности программ, но и в куда более приземленном коде ошибки могут обойтись пользователям очень дорого. В уязвимостях вроде Heartbleed можно винить разработчиков, но разве смысл компьютеров не в том, чтобы автоматизировать нудную работу и позволить людям сосредоточиться на творческих задачах?

Ада разрабатывалась именно для написания надежных и безопасных программ. Когда говорят о безопасности, прежде всего думают, какие ограничения язык или другой инструмент накладывает на пользователя. На мой взгляд, в первую очередь нужно говорить о том, какие выразительные средства инструмент дает разработчику, чтобы точно отразить объекты реального мира в коде и определить законы их взаимодействия. Наблюдение за выполнением этих законов лучше поручить компилятору — он не устает к концу рабочего дня.

В первую очередь, конечно, инструмент не должен делать работу человека сложнее, чем она и так есть. Когда Министерство обороны США разрабатывало требования к новому языку для конкурса, в котором победила ада, они в первую очередь упомянули об этом. Документ с требованиями известен как Steelman и содержит, например, такую фразу: «Одни и те же символы и ключевые слова не должны иметь разные значения в разном контексте». Почти вся первая часть рассказывает о необходимости однозначности синтаксиса, удобочитаемости кода, определенности семантики и поведения (вспомним i++ + ++i ).

Но и требования к выразительным средствам для своего времени там передовые. Любопытно, что обработка исключений и средства обобщенного программирования были еще в первой редакции, задолго до С++.

Давай напишем первую несложную программу, а потом рассмотрим, какие средства ада предоставляет, чтобы точнее выразить в коде свои намерения.

Реализации

Далеко идти за реализацией не придется: компилятор ады включен в GCC под названием GNAT (GNU New [York University] Ada Translator) и доступен на всех системах, где есть GCC.

Если у тебя Linux или FreeBSD, можешь ставить из стандартных репозиториев. В Debian/Ubuntu пиши apt-get install gnat , в Fedora — dnf install gnat .

Компания AdaCore предоставляет коммерческую поддержку для GNAT и занимается другими связанными проектами. Например, там работают над графической средой разработки GNAT Programming Studio (GPS). AdaCore является, по сути, основным разработчиком GNAT и распространяет две версии компилятора: сертифицированный GNAT Pro за деньги и GNAT Libre бесплатно, но с рантайм-библиотекой под лицензией GPLv3.

Использование GPLv3 не позволяет разрабатывать программы с любыми лицензиями, кроме GPL. Однако в дистрибутивы свободных ОС включена версия FSF GNAT, лицензия которой делает исключение для библиотек. Так что ее можно использовать для разработки программ с любой лицензией.

Есть еще проприетарные реализации ады вроде Irvine и Green Hills, но для пользователей вне аэрокосмической отрасли и ВПК они малодоступны и особого интереса не представляют.

Первая программа

Традиционный Hello world дает очень мало представления о языке, поэтому для первой программы мы возьмем что-нибудь более реалистичное, например алгоритм Пардо — Кнута. Дональд Кнут и Луис Трабб Пардо предложили его как раз для этой цели.

С помощью такой программы уже можно показать, как определить и заполнить массив, как написать и вызвать функцию, как использовать циклы и условия и как использовать ввод-вывод. Опять же, если Hello world у любого программиста выглядит почти одинаково, то тут уже есть возможность применить разные способы и показать разные возможности языка.

Мы немного усложним задачу и будем заодно проверять правильность ввода значения и запрашивать их заново, если ввод был некорректным. Вернее, на уровне системы типов ограничим диапазон допустимых значений и обработаем возникшие исключения.

Вот наша программа. Ее нужно будет сохранить в файл с названием pardo_knuth.adb . Несовпадение имени файла с именем основной процедуры, которая служит точкой входа, вызовет предупреждение компилятора.

Продолжение доступно только участникам

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Содержание

Особенности языка

Из особенностей синтаксиса можно отметить:

Для удовлетворения требованиям надёжности язык построен таким образом, чтобы как можно большее количество ошибок обнаруживалось на этапе компиляции. Кроме того, одним из требований при разработке языка была максимально лёгкая читаемость текстов программ, даже в ущерб лёгкости написания [1] . Результатом такого подхода стал несколько «тяжеловесный» синтаксис и множество ограничений, отсутствующих в наиболее распространённых промышленных языках (С и C++) и часто воспринимаемых профессиональными программистами как избыточные, например, та же строгая типизация. Это привело к формированию представления об Аде как о сложном, малопонятном и неудобном в использовании языке [2] .

«Hello, world!» на Аде

История

Разработка языка была проведена в рамках международного конкурса, организованного и профинансированного министерством обороны США. Целью разработки было получение языка программирования, который мог бы стать единым для разработки проектов по заказам военного ведомства, главным образом, для разработки встроенных систем военного назначения и для больших военных компьютеров (на базе процессора iAPX 432 от Intel). Работа началась в 1975 году, с формирования набора требований к языку, который бы в полной мере удовлетворил разработчиков систем указанного типа. Первоначальный список требований, выпущенный под кодовым наименованием «Соломенный», был представлен на рецензию в ряд организаций и фирм, в течение двух лет последовательно уточнялся, в конечном счёте превратившись в итоговый документ под названием «Стальной».

После завершения формирования требований был проведён анализ, который показал, что ни один из имеющихся языков программирования не удовлетворяет требованиям в достаточной мере, так что было принято решение разработать новый язык. Конкурс на его создание был объявлен в 1977 году, разработчикам было предложено базироваться на одном из трёх языков: Паскаль, Алгол-68 или PL/1.

В 1987 году язык Ада был официально стандартизован ISO. С этого момента МО США предоставило язык в публичное распоряжение.

К 1990 году в мире существовало уже около 200 компиляторов, соответствовавших стандарту языка Ада.

В 1995 году был принят новый стандарт Ады, известный как Ada95. В язык были введены средства объектного программирования. Кроме того, язык был дополнен более развитыми средствами для взаимодействия с программами, написанными на других языках.

В марте 2007 года опубликованы [3] изменения в стандарте Ады. Они коснулись, в основном, возможностей объектно-ориентированного программирования: введены интерфейсы, принят обычный для большинства гибридных языков синтаксис вызова метода, внесён ещё ряд дополнений.

Ада в СССР и России

В СССР в 80-х годах была организована Рабочая Группа по языку Ада при Госкомитете по науке и технике. Группа занималась изучением всех открытых (а также, по слухам, добытых разведкой закрытых) данных по языку Ада и исследовала возможность и целесообразность развития и использования Ады в СССР. Деятельность этой группы привела к концу 80-х годов к разработке компиляторов Ады для практически всех применяемых в СССР компьютеров. Было выпущено несколько книг по языку Ада на русском языке.

В МГУ проводилась работа по созданию собственных пакетов тестирования Ада-трансляторов на соответствие стандартам. В ЛГУ для создания Ада-системы была использована ранее разрабатываемая для реализации Алгола-68 система «Паллада», которую перевели на Аду. Система содержит интегрированную среду разработки, компилятор, текстовый редактор, отладчик, библиотеки, систему контроля версий и командный интерпретатор.

После распада СССР работа по распространению Ады практически прервалась. Правда, были приняты три программы развития разработки ПО на Аде (в министерстве обороны, министерстве гражданской авиации и министерстве образования и науки), но разработка их ведётся медленно и нескоординированно. В результате в России язык Ада малоизвестен, большинство современных российских программистов считают его «мёртвым языком» и ничего о нём не знают. Ада используется в России и СНГ отдельными энтузиастами. Тем не менее, язык применяется для промышленной разработки ПО. Известно несколько разработанных на Аде проектов, работающих в России. Среди них:

Станция документальной связи МО РФ. Основной задачей является обеспечение обмена документальной информацией в сетях передачи данных Министерства Обороны Российской Федерации. Программно-аппаратный комплекс был совместно разработан Производственной организацией «Вычислительная техника и средства автоматизации» (аппаратное обеспечение) и группой программистов сектора вне трасс Северо-Кавказского центра управления воздушным движением «Стрела». Программное обеспечение комплекса написано на языке программирования Ada с использованием компилятора GNAT. Поддержка распределенных вычислений осуществляется дополнительным компонентом GLADE.
Комплекс стандартного пилотажно-навигационного и связного оборудования для российского самолета-амфибии БериевБе-200. Разработка проведена Научно-исследовательским институтом авиационного оборудования г. Жуковский, совместно с американской фирмой Allied Signal, Флорида, США. Использован комплекс разработки Ада-систем фирмы DDC-I на платформе Intel 80486.

Критика

Дейкстра усомнился, что язык такой сложности, как Ада, может быть обозрим и управляем.

Хоар выразил своё сожаление тем, что «погремушки и побрякушки возобладали над фундаментальными требованиями надёжности и безопасности» и предостерёг от «армады ракет, летящих не туда из-за не обнаруженной вовремя ошибки в компиляторе Ады». Никлаус Вирт высказался более сдержанно, но тоже негативно. Он сказал: «Слишком много всего вываливается на программиста. Я не думаю, что, изучив треть Ады, можно нормально работать. Если вы не освоите всех деталей языка, то в дальнейшем можете споткнуться на них, и это приведёт к неприятным последствиям» [4] . Жан Ишбиа, руководитель группы разработчиков Ады, выразив своё «уважение и восхищение» Виртом, не согласился с ним, сказав: «Вирт верит в простые решения сложных проблем. Я не верю в такие чудеса. Сложные проблемы требуют сложных решений».

Вызывает сомнения и процедура проверки соответствия компилятора стандарту языка путём тестирования. Из общих соображений ясно, что тестирование может найти несоответствие, но не может гарантировать правильность. Практическим подтверждением этого является тот факт, что сертифицированные компиляторы, будучи проверены на другом наборе тестов, обнаруживали несоответствие стандарту [5] .

Распространение, перспективы

Тем не менее, по некоторым осторожным прогнозам, с удешевлением аппаратуры и распространением встроенных систем со сложным ПО рынок для программ на Аде может заметно вырасти:

… Ада достаточно прочно занимает нишу больших встроенных систем с повышенными требованиями к надежности, и едва ли она уступит кому-либо эту нишу в обозримом будущем. Рост производительности аппаратных компонент при одновременном падении их стоимости ведет к тому, что встроенные системы становятся все сложнее и сложнее, и может так оказаться, что потенциальный рынок для Ада-приложений вскоре существенно вырастет.

… сейчас на пост-советском пространстве в области программной индустрии и образования сложился очевидный порочный круг: в индустрии практически не знают про Аду, соответственно, со стороны индустрии нет запроса к образованию по подготовке Ада-специалистов, и из вузов в индустрию приходят новые люди, которые практически ничего не знают про Аду.

Операционные системы, написанные на Аде

Встроенные системы

Системы в разработке

(проект по переписыванию ядра OpenSolaris, а потом DragonFly BSD на язык Ада) (операционная система на ядре L4)

Больше не существующие системы

Компиляторы Ада

За исключением GNAT и XGC (для некоторых платформ) вышеперечисленные компиляторы являются платными. Некоторые фирмы, например Aonix, предлагают бесплатные демонстрационные версии, ограниченные либо по времени использования, либо по функциональности.

Среды разработки NetBeans [7] и Eclipse имеют плагины для работы с Ада.

Производные языки

Синтаксис языка Ада использован в таких языках, как:

Интересные факты

Читайте также: