Simula


Simula w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Simula – dwa języki programowania, Simula I oraz Simula 67, opracowane w latach 60. XX w. w Norweskim Ośrodku Obliczeniowym w Oslo przez Ole-Johana Dahla , Bjørna Myhrhauga i Kristena Nygaarda. Syntaktycznie jest to rozszerzenie języka ALGOL 60[1].

Simula 67 wprowadziła obiekty[2], klasy[3], dziedziczenie oraz podklasy[4], metody wirtualne[5] i współprogramy[6].

Simulę uważa się za pierwszy obiektowy język programowania. Simula została stworzona z myślą o tworzeniu symulacji komputerowych.

Simula miała bezpośredni wpływ na wygląd takich języków jak C++, Object Pascal, Java, C#.

Spis treści

Historia | edytuj kod

Poniższy opis bazuje na eseju historycznym Jana Rune Holmevika[7][8].

Kristen Nygaard zaczął pisać symulacje komputerowe w 1957 roku. Dostrzegł on potrzebę znalezienia lepszego sposobu na opisywanie symulowanych procesów i interakcji. Postanowił stworzyć język programowania, który mu w tym pomoże. Uświadomił sobie, że potrzebuje kogoś bardziej od siebie biegłego w programowaniu. Ole-Johan Dahl dołączył do niego w styczniu 1962. Krótko po tym postanowili, że tworzony przez nich język będzie rozszerzeniem kompilowalnym do ALGOLA 60. W maju 1962 został stworzony język „SIMULA I”, służący do tworzenia symulacji komputerowych.

Pod koniec maja 1962 Kristen Nygaard został zaproszony do firmy UNIVAC w ramach promowania jej nowego komputera – UNIVAC 1107. Podczas swojej wizyty Nygaard przedstawił koncepcje zawarte w Simuli Robertowi Bemerowi, dyrektorowi programowania systemów w UNIVAC. Bemer był wielkim zwolennikiem ALGOLA i koncepcja Simuli bardzo do niego przemawiała. Bemer przewodniczył również spotkaniu na drugiej międzynarodowej konferencji o przetwarzaniu informacji, organizowanej przez International Federation for Information Processing (IFIP). Zaprosił Nygaarda, który zaprezentował swój referat „SIMULA - rozszerzenie ALGOLA do opisu sieci zdarzeń dyskretnych” („SIMULA - An Extension of ALGOL to the Description of Discrete-Event Networks”).

Norweski Ośrodek Obliczeniowy nabył po obniżonej cenie UNIVACA 1107 w sierpniu 1963. Dahl zaimplementował na nim kompilator języka SIMULA I w ramach umowy z firmą UNIVAC. Implementacja bazowała na kompilatorze ALGOLA 60. Prace zostały zakończone w styczniu 1965. Kilka następnych lat Dahl i Nygaard spędzili na uczeniu Simuli. Rozprzestrzeniła się ona na wiele krajów. SIMULA I została później zaimplementowana na komputer B5500 firmy Burroughs oraz na rosyjski komputer URAL-16.

W 1966 C.A.R. Hoare wprowadził koncepcję klasy rekordowej, którą Dahl i Nygaard nieco rozszerzyli (wprowadzając m. in. prefiksowanie), tak by pasowała ona do pojęcia procesu w ich systemie. Dahl i Nygaard zaprezentowali swój artykuł na temat deklaracji klas i podklas na konferencji IFIP dotyczącej języków symulacji w Oslo w maju 1967. Artykuł ten stał się pierwszą formalną definicją Simuli 67. W czerwcu 1967 odbyła się konferencja mająca na celu standaryzację języka oraz rozpoczęcie jego implementacji. Dahl zaproponował połączenie koncepcji typu oraz klasy w jedno. Doprowadziło to do poważnych dyskusji i propozycja została odrzucona przez komitet. SIMULA 67 została formalnie ustandaryzowana na pierwszym spotkaniu organizacji SIMULA Standards Group w lutym 1968.

Pod koniec lat sześćdziesiątych i na początku siedemdziesiątych istniały cztery główne implementacje Simuli:

  • UNIVAC 1100 Norweskiego Ośrodka Obliczeniowego
  • IBM System/360 i IBM System/370 Norweskiego Ośrodka Obliczeniowego
  • CDC 3000 Uniwersytetu w Oslo
  • TOPS-10 Szwedzkiego Instytutu Badań dla Obrony Narodowej (Swedish Research Institute for National Defence)

Implementacje te zostały przeniesione na wiele różnych platform. W implementacji dla systemu TOPS-10 zostały zaimplementowane koncepcje publicznych, prywatnych i chronionych zmiennych i metod. Koncepcje te zostały później wcielone do Simuli 87. Simula 87 jest to ostatni standard, przeniesiony na wiele różnych platform. Istnieją jego trzy główne implementacje:

  • Simula AS
  • Lund Simula
  • GNU Cim[9]

W listopadzie 2001 Dahl i Nygaard zostali odznaczeni Medalem Johna von Neumanna (IEEE John von Neumann Medal) „za wprowadzenie koncepcji będących podstawą dla programowania obiektowego przez zaprojektowanie i implementację SIMULI 67”. W lutym 2002 odebrali Nagrodę Turinga przyznaną im w 2001 roku „za współtworzenie koncepcji obiektowych języków programowania i opracowania języka Simula”.

Simula jest wciąż używana w ramach wielu różnych przedmiotów uniwersyteckich, na przykład Jarek Sklenar uczy Simuli studentów na University of Malta[10].

Przykładowy kod | edytuj kod

Hello world | edytuj kod

Przykładowy Hello world w Simuli:

Begin OutText ("Hello World!"); Outimage; End; 

W Simuli wielkość liter nie ma znaczenia.

Klasy, podklasy i metody wirtualne | edytuj kod

Bardziej realistyczny przykład z użyciem klas[3], podklas[4] i metod wirtualnych:[5]

Begin Class Glyph; Virtual: Procedure print Is Procedure print; Begin End; Glyph Class Char (c); Character c; Begin Procedure print; OutChar(c); End; Glyph Class Line (elements); Ref (Glyph) Array elements; Begin Procedure print; Begin Integer i; For i:= 1 Step 1 Until UpperBound (elements, 1) Do elements (i).print; OutImage; End; End; Ref (Glyph) rg; Ref (Glyph) Array rgs (1 : 4); ! Main program; rgs (1):- New Char ('A'); rgs (2):- New Char ('b'); rgs (3):- New Char ('b'); rgs (4):- New Char ('a'); rg:- New Line (rgs); rg.print; End; 

Powyższy przykład definiuje klasę Glyph z dwoma podklasami – Char oraz Line. Implementacja wirtualnej metody print jest zdefiniowana w podklasach. Wykonanie programu rozpoczyna się od wykonania bloku „Main program”. W Simuli nie istnieje koncepcja klas abstrakcyjnych – klasy z czystymi (pozbawionymi implementacji) metodami wirtualnymi mogą być zainicjowane. Jednak wywołanie takiej metody skutkuje błędem wykonania.

Symulacja | edytuj kod

Simula zawiera pakiet „simulation”[11], służący do tworzenia symulacji w systemie zdarzeń dyskretnych.

Sam, Sally i Andy kupują ubrania. Muszą dzielić między siebie jedną przymierzalnię. Każde z nich rozgląda się po sklepie przez około 12 minut, a następnie korzysta z przymierzalni przez 3 minuty (oba czasy pochodzą z rozkładu normalnego). Symulacja opisanej sytuacji może zostać zaimplementowana w ten sposób:

Simulation Begin Class FittingRoom; Begin Ref (Head) door; Boolean inUse; Procedure request; Begin If inUse Then Begin Wait (door); door.First.Out; End; inUse:= True; End; Procedure leave; Begin inUse:= False; Activate door.First; End; door:- New Head; End; Procedure report (message); Text message; Begin OutFix (Time, 2, 0); OutText (": " & message); OutImage; End; Process Class Person (pname); Text pname; Begin While True Do Begin Hold (Normal (12, 4, u)); report (pname & " is requesting the fitting room"); fittingroom1.request; report (pname & " has entered the fitting room"); Hold (Normal (3, 1, u)); fittingroom1.leave; report (pname & " has left the fitting room"); End; End; Integer u; Ref (FittingRoom) fittingRoom1; fittingRoom1:- New FittingRoom; Activate New Person ("Sam"); Activate New Person ("Sally"); Activate New Person ("Andy"); Hold (100); End; 

Główny blok jest poprzedzony słowem Simulation dla umożliwienia symulacji. Pakiet „simulation” może zostać użyty na każdym bloku. Można nawet zagnieżdżać w sobie bloki z symulacjami (by symulować wykonywanie symulacji).

Obiekt przymierzalni używa kolejki (door). Gdy ktoś żąda dostępu do przymierzalni, a jest ona zajęta, musi on poczekać w kolejce (Wait (door)). W momencie gdy ktoś opuszcza przymierzalnie, pierwsza osoba (o ile taka istnieje) jest budzona z oczekiwania (Activate door.first) i usuwana z kolejki (door.First.Out).

Person to podklasa klasy Process. Jej zachowanie jest zdefiniowane poprzez wywołania „hold” (gdy osoba rozgląda się po sklepie lub jest zajęta przymierzaniem) oraz wywołania metod na obiekcie przymierzalni w momencie próby wejścia do przymierzalni oraz wychodzenia z niej.

Główny program tworzy wszystkie obiekty oraz aktywuje wszystkie osoby. Następnie czeka 100 minut symulowanego czasu, zanim zakończy działanie.

Przypisy | edytuj kod

  1. Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 1.3.1.
  2. Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 2, 5.3.
  3. a b Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 1.3.3, 2.
  4. a b Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 2.2.1.
  5. a b Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 2.2.3.
  6. Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 9.2.
  7. Jan Rune Holmevik. Compiling Simula: A historical study of technological genesis. „IEEE Annals of the History of Computing”. 16 (4), s. 25–37, 1994. DOI: 10.1109/85.329756. [dostęp 2010-05-12]. 
  8. Jan Rune [1], Compiling Simula, Institute for Studies in Research and Higher Education, Oslo, Norway
  9. GNU Cim
  10. Jarek Sklenar Web Page. Staff.um.edu.mt. [dostęp 2016-02-16].
  11. Dahl, Myhrhaug i Nygaard 1970 ↓, 14.2.

Bibliografia | edytuj kod

Na podstawie artykułu: "Simula" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy