Применение динамических языков высокого уровня

Динамические языки высокого уровня – это языки программирования, которые имеют мощные средства контроля данных во время выполнения программы. Они упрощают разработку программ, так как уменьшают число проблем, связанных с распределением памяти и управлением ею. Такие языки имеют средства, которые обычно должны быть построены из более примитивных конструкций в языках, подобных Ada или С. Примеры языков очень высокого уровня – Lisp (основанный на структурах списков), Prolog (основанный на алгебре логики) и Smalltalk (основанный на объектах).

До недавнего времени динамические языки высокого уровня широко не использовались для разработки больших систем, поскольку они нуждаются в основательных средствах динамической поддержки. Эти средства увеличивали объем необходимой памяти и уменьшали скорость выполнения программ, написанных на этих языках. Однако возрастание мощности и снижение стоимости компьютерного оборудования сделало эти факторы не столь существенными!

Таким образом, для многих деловых приложений эти языки могут заменить такие традиционные языки программирования, как С, COBOL и Ada. Язык Java, несомненно, является основным языком разработки, имеющим корни в языке C++, но с включением многих средств языка Smalltalk наподобие платформенной независимости и автоматического управления памятью. Язык Java объединяет в себе многие преимущества языков высокого уровня, совмещая это с точностью и возможностью оптимизации выполнения, обычно предлагаемой языками третьего поколения. В языке Java много компонентов, доступных для повторного использования, все это делает его подходящим для эволюционного прототипирования.

В табл. 8.1 представлены динамические языки, которые более всего используются при разработке прототипов. При выборе языка для написания прототипа необходимо ответить на ряд вопросов.

1. Каков тип разрабатываемого приложения? Как показано в табл. 8.1, для каждого типа приложения можно применить несколько различных языков. Если необходим прототип приложения, которое обрабатывает данных на естественном языке, то языки: Lisp или Prolog более подходят, чем Java или Smalltalk.

2. Каков тип взаимодействия с пользователем? Различные языки обеспечивают разные типы взаимодействия с пользователем. Некоторые языки, такие как Smalltalk и Java, хорошо интегрируются с Web-броузерами, в то время как язык Prolog лучше всего подходит для разработки текстовых интерфейсов.

3. Какую рабочую среду обеспечивает язык? Развитая рабочая среда поддержки языка со своими инструментальными средствами и легким доступом к повторно используемым компонентам упрощает процесс разработки прототипа.

Таблица 8.1. Языки высокого уровня, используемые при прототипировании

Динамические языки высокого уровня для создания прототипа можно использовать совместно, когда различные части прототипа программируются на разных языках. В работе [350] описывается разработка прототипа телефонной сетевой системы, где были использованы четыре различных языка: Prolog для макетирования баз данных, Awk [5] для составления счетов, CSP [163] для спецификации протоколов и PAISLey [351] для имитирования работы системы.

Не существует идеального языка для прототипирования больших систем, поскольку обычно различные части системы разнотипны. Преимущество многоязычного подхода в том, что для создания каждого компонента можно подобрать наиболее подходящий язык и таким образом ускорить разработку прототипа. Недостаток такого подхода в том, что трудно разработать коммуникационные связи для компонентов, написанных на разнородных языках.