Метод сборки разнородных модулей

Данный метод базируется на теории абстрактных типов данных ЯП и подходах к формальному преобразованию типов данных ЯП связываемых программ, различающихся функциями, данными, их значениями и форматами представления их трансляторами и формой представления в памяти ЭВМ.

Модули, интерфейсный связник, библиотека интерфейсных функций и метод сборки — основа нового сборочного программирования, реализованные в автоматизированной системе АПРОП [24, 26]. В первой публикации по системе АПРОП и методу сборки модулей приведена концепция В. М. Глушкова на представление фабрик программ на машинах ЕС, автоматизирующих связи разноязычных модулей (1976).

Метод сборки задавался операторами Link &. На основе такого оператора генерировался модуль-связник, в функции которого входило отображение фактических параметров модуля в типы другого модуля, проверка соответствия параметров (количество и порядок), форматов данных в ЯП и в памяти машины и др. Сгенерированный модуль-связник как посредник содержал обращения к элементам библиотеки интерфейса, которые выполняются в момент перехода связника от одного модуля к другому и обратно.

Процесс сборки реализован компонентами системы:

• 1) обработка паспортных данных модулей;
• 2) анализ операторов Call и Link и составление задания на их обработку;
• 3) генерация модуля-посредника, составление таблицы матрицы соответствия пар компонентов и преобразование ТД связанных модулей (b-boolean, сcharacter, i-integer, г-real, a-array, z-record и др.) через обращение к функциям библиотеки интерфейса;
• 4) интеграция пар модулей и их размещение в базе данных системы для сборки всех пар в сложную структуру ПС;
• 5) трансляция и компиляция модулей агрегата к виду готовой программной структуры БП;
• 6) трассировка интерфейсов и отладка функций модулей в каждой паре БП;
• 7) тестирование БП в целом;
• 8) формирование готового ПП для запуска БП и руководства инсталляцией и выполнением.

Разработка системы выполнялась по договору с Министерством радиопромышленности СССР, как составная часть программных проектов «РУЗА» и «Прометей» (В. В. Липаев). Система АПРОП стала первой апробацией автоматизации взаимосвязи разноязычных модулей с помощью модулей-посредников для языков четвертого поколения.

Разработанный метод сборки и программные средства его поддержки стали базисом автоматизированной инженерии программирования модулями, получившей название АПРОП. В публикации по методу сборки модулей были приведены основные пути реализации индустрии разноязыковых программ на машинах ЕС (1976) [24].

Главные объекты системы АПРОП: модуль, модуль-посредник, межмодульный интерфейс, Банк модулей и метод проектирования систем снизу-вверх с выбором готовых модулей из Банка модулей и их сборки в новые программные структуры. Базовая концепция системы интерфейс как аппарат связи ЯП и модулей, записанных в разных ЯП (Фортран, ПЛ/1, Алгол-60, Ассемблер, Кобол). Каждый исходный интегрируемый («погружаемый») в АПРОП прикладной модуль имел паспорт, в котором описывались сведения о назначении, объеме, параметрах и др. Среда была одна для всех — ОС ЕС.

Множество троек из вызываемого и вызывающего модулей в разных ЯП и модуля-посредника объединялись в системе АПРОП в агрегат — монолитный продукт на ЕС ЭВМ, предназначенный для решения класса прикладных задач. В функции посредника входило отображение формальных и фактических параметров, проверка соответствия передаваемых параметров (количества и порядка расположения), а также их типов данных. Типовая схема связи разноязычных объектов показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема вызовов модулей, А и В через интерфейсы А' и В'.

На схеме приведена программа С, в которой содержатся два вызова — Call, А () и Call В () с параметрами. Эти вызовы «проходят через» интерфейсные модулипосредники А' и В', которые осуществляют функции преобразования данных и их передачу модулям, А и В. После выполнения модулей, А и В результаты преобразуются обратно к виду программы С. Если типы данных параметров — не релевантные (например, передается целое, а результат — вещественное или наоборот), то в функции посредника входит прямое обратное их преобразование. Сгенерированный модуль-посредник включал операции обращения к вызываемому модулю, передаваемые параметры и функции их преобразования из библиотеки интерфейса.

В общую структуру системы АПРОП входят следующие компоненты:

• 1) обработка паспортных данных модулей в ЯП;
• 2) анализ описания параметров модулей и составление задания на обработку несоответствующих типов данных, проверка правильности передачи параметров как по их количеству, так и по соответствию типов данных в классе ЯП;
• 3) преобразование типов данных в ЯП (b-boolean, c-character, i-integer, r-real, аarray, z-record и др.) путем обращения к функциям библиотеки интерфейса;
• 4) генерация модулей-посредников и составление таблицы связи пар готовых модулей;
• 5) интеграция пар модулей и их размещение в структуре программного агрегата;
• 6) трансляция и компиляция модулей в ЯП агрегата в виде готовой программной структуры;
• 7) трассировка интерфейсов и отладка функций модулей в каждой паре агрегата;
• 8) тестирование программного агрегата в целом;
• 9) формирование программ запуска программного агрегата и документации.

В системе реализовано два типа интерфейса — интерфейс модулей и пары ЯП, т. е. межмодульный и межъязычный интерфейсы.

Межмодульный интерфейс — компонент системы для генерации интерфейсных модулей-связок взаимодействующих между собой модулей.

Межъязычный интерфейс — компонент системы, содержащий набор функций и макроопределений в классе типов данных и структур множества ЯП, а также метод их релевантного преобразования.

Теоретическое обобщение концепции и метода в системе АПРОП — теория сборочного программирования, защищена в докторской диссертации Лаврищевой Е. М. («Модели, методы и средства сборочного программирования», 1989), кандидатской диссертации В. Н. Грищенко («Реализация межмодульного интерфейса в системе АПРОП», 1991) и отображена в монографиях [5, 6].

Таким образом, интерфейс модулей как средство связи разных типов объектов в ЯП — это отечественная парадигма интерфейса в программировании практически реализована в системе АПРОП (1974;1985 гг.). Интерфейс развивался за рубежом в проектах MIL, SAA, OBERON для комплексирования модулей на разных вычислительных машинах. В настоящее время идея связи программ через интерфейс для класса языков ОС ЕС описана в [5].

Система АПРОП передана в ЕрНУВЦ с документацией объемом более 1000 стр., внедрена в 52 организациях бывшего СССР и отмечена премией Совета министров СССР (1987г.) Липаека В. В. и других его сотрудников, включая Е. М. Лаврищеву. Теоретические аспекты сборочного программирования отображены в ряде статей и монографий [4−11, 61−69]. В монографии реализованы типы данных ЯП и методика их преобразования друг к другу.