Предисловие

В последнее время наблюдается постоянный интерес программистов к написанию собственных языков программирования. Одни видят в этом хороший способ повысить свою квалификацию, другие делают это из интереса, третьи -- из желания сделать язык, отвечающий их личному пониманию того, каким же должен быть Идеальный Язык Программирования. Так или иначе, и те и другие пытаются найти компромисс между теми знаниями о языках которые были у них на момент начала работы и того что они ожидали получить в итоге.

Некоторые программисты пытаются сделать своего рода конгломерат мыслей и идей, объединив в одном языке лучшие черты нескольких других; другие же пытаются создать что-то принципиально новое, не похожее ни на один из существующих языков программирования. Иногда это удается, тогда язык может стать новым словом в программировании и в понимании самого процесса написания программы. Таким примером может послужить идея "гарфического" или "визуального" программирования. В этом случае программист не пишет программу в обычном понимании этого слова, а "рисует" ее, так же как художник пишет картину. Подобно тому как художник берет краски с палитры и переносит их на холст, программист пишущий на визуальном языке, работает с палитрой компонентов, перенося их на рабочее поле, соединяя их связями и тем самым получая готовый Образ программы. Такой подход дает существенный выигрыш в том плане, что мозг программиста работает в естественной для него среде -- среде образов, объектов и взаимосвязей, что в конечном счете положительно сказывается на эффективности работы программиста и на сокращении трудозатрат, необходимых на получение качественной программы. Конечно, многие могут оспорить это заявление и привести тысячу доводов в защиту "классического" подхода, при котором программист оперирует только текстовым редактором и, конечно, собственным воображением. Каждая задача, каждая проблема может быть решена несколькими путями, с использованием различных инструментов. Какие из них более эффективные или удобные, решать все же самому программисту.

Однако, такие нововведения случаются сравнительно редко. Гораздо чаще происходит своеобразное "изобретение велосипеда", при котором новоиспеченный язык программирования не претендует на место таких "монстров" как С++ или Perl. Взамен, он решает некоторые конкретные проблемы, предлагает свои решения по обеспечению удобства написания кода и его последующей отладки.

В этом смысле, язык К++ не является исключением. При написании его мы не старались сделать что-то принципиально новое, а скорее хотели переосмыслить наше понимание языков программирования. Мы хотели сохранить лучшие черты, что мы нашли в других языках и в то же время постараться органично совместить их в нашем языке. Совместить так, чтобы они не противоречили друг другу и представляли собой цельную и законченную систему. Часто это было довольно сложно, поскольку исходные языки представляли собой принципиально различные системы, "исповедующие" разные идеологии.

Язык К++ вобрал в себя строгость Паскаля, лаконичность С++, удобство Ruby, гибкость Perl и в чем то даже "совершенство в простоте", присущее языку Smalltalk. На самом деле, этот список можно продолжить и дальше, однако наибольшее влияние оказали именно вышеперечисленные языки. Если вы знаете один или несколько из этих языков, то по ходу изложения материала вы скорее всего будете подмечать знакомые места. Разумеется, чем больше вы знакомы с программированием на этих языках, тем легче вам будет освоить язык К++.

Надеюсь, уважаемый Читатель еще не был утомлен потоком моего красноречия. Если это все таки случилось, то вы можете вздохнуть спокойно, потому что самая философская часть книги закончилась. В будущем "воды" будет меньше, однако мы все же постараемся сохранить доверительный стиль изложения и не свалиться в пучину бездны так называемого сухого научного стиля...

Роль K++ в проекте Диптаун

На этот язык была возложена большая ответственность. Фактически, он является вторым языком после С++ который будет использоваться в повседневной работе разработчика платформы Диптауна. К++ будет применяться практически во всех сферах, начиная от пользовательского интерфейса и заканчивая объектами виртуального пространства (программирование ботов и аватаров, ai и др.). Отдельно стоит подчеркнуть задачу динамической генерации моделей и текстур, что в конечном счетете позволит использовать Диптаун даже пользователям обладающим медленным сетевым соединением (вплоть до модемного). Можно даже сказать, что этот язык является основным языком программирования под платформу Диптауна, поскольку С++ подразумевает решение задач по расширению и интеграции самой платформы в отличие от К++, который используется непосредственно для ее программирования.

Почему именно K++?

Когда мы разрабатывали платформу Диптауна, основными критериями были:

• Кроссплатформенность
• Расширяемость
• Распределенность
• Масштабируемость
• Гибкость
• Модульность Возможность изменения отдельных частей, независимо от остальной системы

То есть, система должна работать на максимально возможном количестве аппаратных платформ. При этом, для портирования на новую платформу трудозатраты должны быть минимальными. Система должна быть легко расширяемой, позволяя легко и быстро интегрировать новые возможности без необходимости внесения значительных модификаций в код. Система должна быть масштабируемой, то есть она должна предоставлять возможность ее выполнения в сети с использованием множества вычислительных систем. Добавление очередного "узла" должно быть прозрачным для остальной части системы, равно как и сбой одного из существующих узлов не должен оказать значительного влияния на функционирование оставшейся части системы. Система должна быть достаточно гибкой, чтобы одну и ту же задачу возможно было решать несколькими способами. Наконец, система должна быть построена таким образом, чтобы можно было свободно заменять некоторые ее части на другие, предоставляющими те же возможности, и чтобы эта замена так же осталась прозрачной.

Учитывая все эти факторы очевидно, что решить такую задачу традиционным образом практически невозможно. Различия в архитектурах систем и в особенностях их реализации сводят на нет все усилия по "обобщению" задач. Код написанный на одной платформе, не будет работать на другой и наоборот. Пришлось бы для каждой из платформ делать свою отдельную релизацию системы. Думаю что Читатель может себе представить во что обошлась бы разработка и самое главное поддержка подобной системы.

Решение проблемы кроется в системах абстракции виртуализации. Вместо написания множества реализаций одной и той же системы, пишется некая система абстракции. Которая представляет собой прослойку между низкоуровневым кодом конкретной платформы и высокоуровневым кодом нашей системы. Эту задачу решает библиотека OSA и ядро диптауна, которые вместе предоставляют удобный программный интерфейс для кроссплатформенной разработки пргорамм. Однако, платформа диптауна из соображений производительности написана на языке С++, который хоть и является в некоторой степени кроссплатформенным, все же не обеспечивает бинарной совместимости программ.

Таким образом, мы подходим к третьему уровню абстракции -- виртуальной машине. Виртуальная машина это вычислительная среда которая построена целиком на программной основе и поэтому не зависит от особенностей конкретной архитектуры, будь то x86, SPARC или ARM. Виртуальная машина, подобно реальной оперирует понятиями кода и данных. В отличие от реального процессора, кодом для виртуальной машины являются не инструкции, а байт код -- набор абстрактных инструкций. Достоинством такого подхода является то, что программа, транслированная в байт код будет выполняться на любой платформе где есть реализация виртуальной машины. А поскольку виртуальная машина сама написана на базе кроссплатформенного кода то это обеспечивает еще большие возможности по переносимости.

В рамках проекта Диптаун была написана своя собственная виртуальная машина gide. Она написана целиком на нашей платформе и учитывает ее осоебенности. Для программирования виртуальной машины используется свой язык, похожий на ассемблер, но его применение в практических задачах сильно затруднено (сложность написания программ, а главное их отладки). Было принято решение написать язык высокого уровня, который бы компилировался в gide ассемблер. В результате этого и появился язык К++.

Для кого эта книга

Эта книга написана в первую очередь для тех, кто желает использовать язык К++. Книга предназначена в первую очередь для обучения собственно языку (синтаксису, принципам программирования и т.д.), однако в ней так же будут затронуты вопросы решения конкретных практических задач, как например программирование аватаров или написание модулей для графического интерфейса системы. После прочтения этой книги вы сможете писать программы любой сложности начиная от простейших скриптов и заканчивая сложными программами, использующими все возможности платформы Диптаун. Мы постараемся затронуть как можно больше вопросов связанных с использованием платформы. Будут рассмотрены типовые задачи и приемы их решения.

Книга ориентирована на подготовленного читателя; предполагается что читатель уже знаком с программированием вообще и с объектно ориентированным программированием в частности, обладает навыками написания программ и некоторыми специальными знаниями.

Стиль изложения материала

Если вы дочитали до этого места, то уже должны примерно себе представлять в каком стиле написана книга. Тем не мене, стоит отметить, что авторы всячески будут стараться писать более живым языком, кое-где отходя от основной мысли и разбавляя сухой текст рассуждениями, историческими сведениями и др.

Тесная взаимосвязь с gide

Как уже отмечалось выше, язык К++ является высокоуровневым языком, компилирующемся в байт код gide. Хорошее понимание процессов, происходящих при компиляции и умение читать листинги gide ассемблера позволят вам писать более эффективные программы, а так же задействовать все возможости виртуальной машины.

Поэтому, по ходу изложения материала, в некоторых местах будут приводиться листинги как программ, написанных на К++, так и соответствующий им gide код. Это поможет более полно представлять себе, что же происходит на самом деле. Если же вы считаете что вы еще не достаточно квалифицированны для работы с ассемблером, то смело можете пропускать эти части. Все же, настоятельно рекомендуется впоследствии изучить и эти материалы.