Язык программирования POP 2 и его диалекты

Введение

Язык программирования POP 2 (также называемый POP2) — это язык программирования, разработанный около 1970 года на основе более раннего языка POP 1 (разработанного Робином Попплстоуном в 1968 году, изначально под названием COWSEL) Робином Попплстоуном и Родом Берсталлом в Эдинбургском университете. Он унаследовал идеи из различных источников: языков Lisp и ALGOL 60, а также теоретических разработок Питера Дж. Ландина. В нем использовался инкрементальный компилятор, который обеспечивал некоторую гибкость, характерную для интерпретируемых языков, включая возможность определения новых функций во время выполнения и изменения определений функций в процессе работы программы (оба эти свойства присущи динамической компиляции), но без издержек, свойственных интерпретируемым языкам.

История

Первоначальная версия POP 2 была реализована на компьютере Elliott 4130 в Эдинбургском университете (с оперативной памятью всего 64 КБ, увеличенной до 128 КБ в 1972 году). POP 2 был портирован на серию ICT 1900 на машине 1909 в Ланкастерском университете Джоном Скотом в 1968 году. В середине 1970-х годов POP 2 был портирован на БЭСМ-6 (система POPLAN). Более поздние версии были реализованы для Computer Technology Limited (CTL) Modular One, PDP 10, серии ICL 1900 (с операционной системой George). Джулиан Дэвис в Эдинбурге разработал расширенную версию POP 2, которую он назвал POP 10, для компьютера PDP 10 под управлением TOPS 10. Это был первый диалект POP 2, в котором регистр символов имел значение в именах идентификаторов, использовались строчные буквы для большинства системных идентификаторов и поддерживались длинные идентификаторы, состоящие более чем из 8 символов. Вскоре после этого Роберт Рей и Аллан Рамси в Эдинбурге реализовали новую версию, известную как WPOP (от WonderPop), в рамках проекта, финансируемого исследовательским советом. Эта версия представила огражденные адресные пространства, некоторую синтаксическую типизацию во время компиляции (например, для целых и вещественных чисел) и некоторые конструкции сопоставления с образцом для использования с различными структурами данных. Параллельно с этим Стив Харди из Университета Сассекса реализовал подмножество POP 2, которое он назвал POP 11, для компьютера PDP 11/40 производства Digital Equipment Corporation (DEC). Изначально он был разработан для работы на операционной системе DEC RSX 11D в режиме разделения времени для обучения, но это вызвало так много проблем, что была установлена и использована ранняя версия Unix. Эта версия Pop 11 была написана на языке ассемблера Unix, а код постепенно компилировался в промежуточный байт-код, который затем интерпретировался. Этот порт был завершен примерно в 1976 году, и в результате Pop 11 использовался во многих учебных заведениях. Для поддержки учебного процесса многие синтаксические особенности POP 2 были изменены, например, замена на и добавление более разнообразных конструкций циклов с закрывающими скобками, соответствующими открывающим, вместо использования для всех циклов в POP 2. Pop 11 также представил сопоставление с образцом для списков, что значительно упростило обучение программированию искусственного интеллекта (ИИ). Около 1980 года Стив Харди и Джон Гибсон портировали Pop 11 на компьютер VAX 11/780, а вскоре после этого он был заменен полноценным инкрементальным компилятором (генерирующим машинный код вместо интерпретируемого промежуточного кода). Наличие компилятора и всех его подпрограмм во время выполнения позволило поддерживать гораздо более широкие языковые расширения, чем с помощью макросов, и в результате Pop 11 был использован (Стивом Харди, Крисом Меллишем и Джоном Гибсоном) для создания реализации Prolog со стандартным синтаксисом Prolog, и объединенная система стала известна как Poplog, к которой позже были добавлены Common Lisp и Standard ML. Эта версия была портирована на различные машины и операционные системы, и в результате Pop 11 стал доминирующим диалектом POP 2, который до сих пор доступен в системе Poplog. Около 1986 года новая компания по ИИ Cognitive Applications Ltd. сотрудничала с сотрудниками Университета Сассекса для создания варианта Pop 11 под названием AlphaPop, работающего на компьютерах Apple Mac с интегрированной графикой. Он использовался для многих коммерческих проектов и для обучения программированию ИИ в нескольких университетах. Реализация на раннем диалекте C с использованием своеобразного компилятора затрудняла его поддержку и обновление до новых версий операционной системы Mac. Кроме того, AlphaPop не был "32-битным", поскольку использовал старшие биты адреса в качестве теговых битов для обозначения типа объектов, что было несовместимо с использованием памяти объемом более 8 МБ на более поздних Macintosh.

The original version of POP 2 was implemented on an Elliott 4130 computer in the University of Edinburgh (with only 64 KB RAM, doubled to 128 KB in 1972). POP 2 was ported to the ICT 1900 series on a 1909 at Lancaster University by John Scott in 1968. In the mid 1970s, POP 2 was ported to BESM 6 (POPLAN System). Later versions were implemented for Computer Technology Limited (CTL) Modular One, PDP 10, ICL 1900 series (running the operating system George). Julian Davies, in Edinburgh, implemented an extended version of POP 2, which he named POP 10 on the PDP 10 computer running TOPS 10. This was the first dialect of POP 2 that treated case as significant in identifier names, used lower case for most system identifiers, and supported long identifiers with more than 8 characters. Shortly after that, a new implementation known as WPOP (for WonderPop) was implemented by Robert Rae and Allan Ramsay in Edinburgh, on a research council funded project. That version introduced caged address spaces, some compile time syntactic typing (e. g., for integers and reals), and some pattern matching constructs for use with a variety of data structures. In parallel with that, Steve Hardy at University of Sussex implemented a subset of POP 2, which he named POP 11 which ran on a Digital Equipment Corporation (DEC) PDP 11/40 computer. It was originally designed to run on the DEC operating system RSX 11D, in time shared mode for teaching, but that caused so many problems that an early version of Unix was installed and used instead. That version of Pop 11 was written in Unix assembly language, and code was incrementally compiled to an intermediate bytecode which was interpreted. That port was completed around 1976, and as a result, Pop 11 was used in several places for teaching. To support its teaching function, many of the syntactic features of POP 2 were modified, e. g., replacing with and adding a wider variety of looping constructs with closing brackets to match their opening brackets instead of the use of for all loops in POP 2. Pop 11 also introduced a pattern matcher for list structures, making it far easier to teach artificial intelligence (AI) programming. Around 1980, Pop 11 was ported to a VAX 11/780 computer by Steve Hardy and John Gibson, and soon after that it was replaced by a full incremental compiler (producing machine code instead of an interpreted intermediate code). The existence of the compiler and all its subroutines at run time made it possible to support far richer language extensions than are possible with Macros, and as a result Pop 11 was used (by Steve Hardy, Chris Mellish and John Gibson) to produce an implementation of Prolog, using the standard syntax of Prolog, and the combined system became known as Poplog, to which Common Lisp and Standard ML were added later. This version was later ported to a variety of machines and operating systems and as a result Pop 11 became the dominant dialect of POP 2, still available in the Poplog system. Around 1986, a new AI company Cognitive Applications Ltd., collaborated with members of Sussex university to produce a variant of Pop 11 named AlphaPop running on Apple Mac computers, with integrated graphics. This was used for many commercial projects, and to teach AI programming in several universities. That it was implemented in an early dialect of C, using an idiosyncratic compiler made it very hard to maintain and upgrade to new versions of the Mac operating system. Also, AlphaPop was not "32 bit clean" due to the use of high address bits as tag bits to signify the type of objects, which was incompatible with the use of memory above 8 Mb on later Macintoshes.