Какие есть книги/руководства по разработке «простого языка программирования» для новичка?

Question

[Анна Г]

Здравствуйте!

Руководитель дипломной работы предложил разработать "простой язык программирования для целей обучения". Я поняла его так - многие учебные задачи с использованием современных языков теряют смысл. (перевернуть массив? для этого есть готовая функция. написать сортировку - тоже есть. а если задача на динамических списках - студент сложит их в массив и радуется) только вручную проверять, правильно ли написал. А хорошо если есть язык в котором опцией выключаются массивы например или циклы. И конечно минимум готовых функций.

Проблема что я умею программировать на базовом уровне но про "разработку языков программирования" идей ноль. Гугл подсовывает мегасложные трактаты и статьи, или может не так ищу. Если подскажете какую-нибудь книжку или статью ориентированную на новичков - буду благодарна. Пока разобралась только что делать буду интерпретируемый а не компилируемый язык, для упрощения. Руководитель сказал это ок.

Comments

[d'Ivan]

Какова целевая аудитория? Студенты 2-3 курса, школьники старших классов? Младших классов?
Язык Скретч не подходит?

[Saboteur]

Новичок должен хотя бы научиться пользоваться уже готовым языком программирования.
Писать свой должен НЕ новичок.
Если преподу кажется что это задача для новичков, то препод застрял в глубокие 80-е, когда не было современных операционных систем, и не требовалось соблюдать необходимость выполнять определенные стандарты.

[Анна Г]

Everything_is_not_so_bad, ну если речь о задачах про динамические списки - наверное это не про скретч, да :) старшие школьники и студенты... разных курсов в зависимости от направления.

Answer 1

[Александр Нестеров]

Компиляторы: принципы, технологии и инструменты

ориентированную на новичков

Вряд ли такие есть. Точнее статьи есть, полно их, но во всех что я видел сразу же приводится реализация этого компилятора.

Answer 2

[VoidVolker]

Рекомендую начать с Форта: минимальный интерпретатор пишется за один-два вечера за чашкой чая. Форт очень простой, гибкий и очень мощный. Он позволяет реализовывать достаточно простым способом проблемно-ориентированные ЯП (DSL). У него крайне простой синтаксис - это просто слова, отделенные разделителем (пробелом). И всё! Проще не бывает. Для передачи аргументов используется стек. Математика реализуется обратной польской записью: число, число, оператор. Типа 1 2 +. Если смотреть с классической позиции, то Форт - это интерпретируемый И компилируемый процедурный ЯП высокого И низкого уровня. Почему одновременно и высокого и низкого? Потому что существуют Форт-процессоры в кремнии, для которых Форт - ассемблер (т.е. все слова сразу интерпретируются/компилируются в машинные коды без дополнительной прослойки). А ассемблер - это ЯП низкого уровня. Процедурный - потому что слово может как забрать любое число элементов со стека, так и оставить на стеке любое их число (а не только один аргумент как в функциях). Гибкость же языка реализуется открытостью его движка - можно на лету менять правила интерпретации, компиляции и даже в рантайме все это переписывать, перекомпилировать и прочее. Например, знаменитое сишное определение #define TRUE FALSE заиграет новыми красками, ибо его можно провернуть в рантайме не особо напрягаясь. А еще можно управлять стеком возвратов (это список адресов, куда продолжается поток управления после завершения процедуры) - GOTO в сравнении с этим в ужасе трясется под лавкой. Самое известное приложение для Windows, в котором раскрыты все возможности форта - это nnCron: один из мощнейших автоматизаторов для Windows.
В качестве дипломной работы реализация Форта подойдет великолепно и чего-то лучше вы вряд-ли найдёте (проверено лично, если что).

Литература

• Лео Бpоуди "Hачальный куpс пpогpаммиpования на языке Фоpт": www.nncron.ru/download/sf.chm
  
• Лео Бpоуди "Думаем на форте": https://archive.org/download/Broudie2/Broudie-2.pdf
  
• Баранов С. Н., Ноздрунов Н. Р. Язык Форт и его реализации

Ссылки на англоязычные ресурсы из мана ннкрона:

• Forth Tutorial - www.softsynth.com/pforth/pf_tut.htm
  
• An Introduction to Forth Using StackFlow - https://www.softsynth.com/pforth/pf_tut.php
  
• Thinking Forth by Leo Brodie - thinking-forth.sourceforge.net
  

И наше русское Форт-сообщество находится вот тут: fforum.winglion.ru

Comments

[Анна Г]

спасибо, но честно говоря сомневаюсь - Форт не очень сложен в реализации - зато использование создаст головняка. студентам ну и плюс нет какой-то прямолинейной возможности удобно внедрить высокоуровневые структуры (для упражнений на списках, хэшмэпах и т.п.)

думала аналогично в сторону Lisp / Scheme, даже какую-то простую реализацию стала набрасывать (вот где синтаксис-то примитивный) - но даже их обозвать юзер-френдли сложно

[VoidVolker]

anna_gp, вообще-то, как раз возможностей по расширению там больше, чем где-либо как раз за счёт его гибкости. Про долгосрочное использование можно даже не задумываться - тут можно только в реальной работе отполировать его, так что это вообще не имеет значение. Главное - чтобы просто работало. Если не заморачиваться с усложнением синтаксиса, то любые фичи реализуются очень просто, в т.ч. высокоуровневые (всё же форт - высокоуровневый ЯП). Списки делаются очень просто (словарь слов - уже односвязный список). Есть готовые реализации - да, проблемы совместимости есть и никуда не деваются. Да, в долгосрочной перспективе использование форта может создать проблемы. Ну так и у вас задача именно учебная - написать реализацию ЯП, реализовать там какие-то простые стандартные вещи типа переменных, циклов, ветвления и прочего. Внедрять какие-то сложные структуры, деревья и другие алгоритмы нет никакой необходимости. После сдачи диплома в скорее всего положите этот проект на дальнюю полочку и больше не вернётесь к нему. Зато, у вас будет реальный опыт в реализации пусть даже простого и примитивного, но ЯП и понимание, как оно работает на низком уровне. Преимущества форта - именно в его простоте и открытости. На защите диплома в исходный код смотреть и уже точно вникать никто не будет - там надо только красивую презентацию показать и красиво рассказать. Может какое просто демо показать. Особенно если у вас ВУЗ не из топ-10 нерезиновой. Рассматривайте цели этого проекта как учебные - получить интересный опыт и галочку в виде "диплома".

думала аналогично в сторону Lisp / Scheme, даже какую-то простую реализацию стала набрасывать (вот где синтаксис-то примитивный) - но даже их обозвать юзер-френдли сложно

Ну, тоже в принципе неплохой вариант. Про "юзер-френдли" и всякий синтаксический сахар на текущем этапе можно тоже не заморачиваться - лишняя трата времени.

Answer 3

[Сергей Карбивничий]

Build your own Programming Language

Comments

[Анна Г]

огнь, спасибо :))) мне понадобится время безусловно чтобы просто пролистать, но выглядит круто...

Answer 4

[Saboteur]

Руководитель дипломной работы предложил разработать "простой язык программирования для целей обучения". Я поняла его так - многие учебные задачи с использованием современных языков теряют смысл. (перевернуть массив? для этого есть готовая функция. написать сортировку - тоже есть. а если задача на динамических списках - студент сложит их в массив и радуется) только вручную проверять, правильно ли написал. А хорошо если есть язык в котором опцией выключаются массивы например или циклы. И конечно минимум готовых функций.

А кто мешает написать свою структуру данных, и методы для работы с ней, и не "отключать массивы", а просто не пользоваться ими?

Писать свой язык проблематично с начальными знаниями, потому что нужно хотя бы знать как примитивы работают.
Опять же какой язык - компилируемый или интерпретируемый? Написать свой компилятор непростая задача, как минимум нужно разобраться с архитектурой ОС, разобрать форматы исполняемых файлов, это куча дополнительной работы.

Я бы на твоем месте уточнил бы детали у препода, на каком уровне требуется это сделать.

Comments

[Анна Г]

ну а как проверять что студент "не воспользовался"? либо лезть и смотреть в код, либо если 300+ студентов на потоке и у каждого по 5 заданий - это для проверки на глаз оверкилл - придётся писать какой-то синтаксический анализатор и проверять кто чем воспользовался. это не выглядит легче :)

[Saboteur]

ну да, а как еще проверять????
простите, вы собираетесь заставить студентов писать свой язык программирования, чтобы не проверять руками умеют ли они писать типичные структуры и методы работы со структурами??

Answer 5

[mayton2019]

Я отметил совет Нестерова как решение. Но добавлю.

Тебе нужно подойти к преподавателю и задать ему макимальное число вопросов
по поводу того что он хочет на самом деле видеть. Желательно сузить постановку
до такого уровня чтоб ты успела за семестр это сделать. Например делать
транслятор сразу без файлов и сетевого I/O. Пускай это будет просто REPL
консоль как в ранних версиях Haskell.

Есть софистические языки наподобие Brainfuck и Нормальных алгоритмов Маркова.
Они тоже являются языками но скорее экспериментом доведенным до крайности
чем практически полезным. Их можно реализовать за пару дней на любой другом
императивном языке.

Разработка Форт-подобного языка мне тоже кажется набиолее выгодной с точки
зрения цена/производительность но Форт это достаточно нишевый язык и препод
может быть недоволен. Возможно он хотел какие-то более развитые грамматики
а не токько words and spacers.

Можно разработать простейший Лисп но я не уверен что тут в семестр уложишся. Тем
более что у тебя только базовый уровень всего остального. Но Лисп транслятор
на минималках был бы самой красивой курсовой работой на потоке.

Answer 6

[Василий]

Как фундаментальную работу. Я бы советовал книгу "дракона".
https://www.ozon.ru/product/kompilyatory-printsipy....
Если нет особых требований то можно реализовать не сложную "Машину Тьюринга" с небольшим набором команд.

Comments

[Анна Г]

любопытно, никогда не слышала хотя фамилии знакомые отчасти, спасибо, посмотрю о чем там

машину тьюринга где-то когда-то реализовывала, наверное, как и многие в ходе какого-то упражнения - но для практических целей упомянутых это малопригодно