Обсуждая распределение памяти, мы считали, что нам удастся урвать большой аморфный кусок памяти, в котором можно хранить все, что нам будет угодно: литеры, указатели, целые числа, логические флажки и т. д. В языках программирования, по крайней мере в таких, как Паскаль или Алгол, это весьма затруднительно, если вообще возможно. Конечно, в языке ассемблера вся память аморфна, но платой за такую свободу обычно бывают ошибки в обращениях к памяти. Очень часто приходится выбирать между удобством и безопасностью; обычно находят какое-либо компромиссное решение. Вы неизбежно столкнетесь с этой проблемой при выборе языка программирования для реализации.
В вашем процессоре должен быть достаточный набор инструментов анализа, так чтобы процессор вычислял, записывал и выдавал такие величины, как число выполнений каждого шага алгоритма и каждой встроенной функции, максимальная длина каждой внутренней области памяти, число переупаковок памяти из-за переполнений и число вызовов каждой внутренней подпрограммы. Такие инструменты решают три задачи. Во-первых, они служат средством отладки. Если между выдаваемыми числами существует какая-либо априорная зависимость и она не выполняется или если значения некоторых счетчиков не лезут ни в какие ворота, то, вероятно, это указывает на ошибку. Во-вторых, значения счетчиков помогут вам усовершенствовать именно те подпрограммы, которые затрачивают наибольшее время, и настроить параметры алгоритма распределения памяти. И наконец, значения счетчиков, оформленные подходящим образом и с необходимыми разъяснениями, помогут пользователю Трака в правильном и эффективном использовании процессора. Вероятно, значения счетчиков следует сообщать пользователю в конце каждого сеанса.
Инструментовка. На примере этой задачи можно еще раз изучить влияние языка на программирование. Если вы изберете язык высокого уровня типа Паскаля с его многочисленными мерами безопасности, то обнаружите, что большую часть процессора до абсурда легко закодировать, но за эту легкость, вероятно, придется заплатить потерей эффективности и трудностями при реализации распределения памяти. Если, напротив, остановитесь на языке ассемблера, то вполне может случиться, что ваша программа будет эффективной как по памяти, так и по времени, но она будет очень длинной и трудной для отладки, причем вам придется написать многие из тех подпрограмм, которые предоставляются другими языками программирования. Использование языков промежуточного уровня: XPL, BLISS или Фортрана — быть может, объединит преимущества (и, возможно, недостатки) двух крайних подходов. Не исключено также, что некоторые части программы придется написать на одном языке, а остальную программу — на другом. Как бы то ни было, в документации необходимо обосновать выбор языка и привести соображения, которые возникнут у вас по окончании работы.
Длительность исполнения. Для решения этой задачи в одиночку потребуется 7 недель, вдвоем — 4 недели, втроем — 3 недели.
Развитие темы. Один очевидный способ расширить Трак — это допустить вызов бланка в виде функции с именем бланка в качестве первого аргумента, т. е. преобразовывать #(XYZ, ..., ... ) в #(вц, XYZ, ..., ). Если ввести правило, согласно которому телом неопределенного бланка считается пустая цепочка, то описанное выше преобразование автоматически обеспечивает пустое значение для неопределенной функции. Если, кроме того, просматривать бланки перед встроенными функциями, то пользователь сможет заменить какие-либо встроенные функции функциями, изготовленными специально для него. Еще один очевидный способ расширения — добавление новых встроенных функций. Предлагаем два набора встроенных функций. Первый дает дополнительные удобства при работе с цепочками и литерами. Второй набор расширяет возможности ввода/вывода.
#(зм) «Запрос металитеры» (один аргумент). Значением этой функции является однолитерная цепочка, состоящая из текущей металитеры.
#(дц,А) «Длина цепочки» (два аргумента). Значением функции является длина цепочки А в виде десятичной цепочки. Длина пустой цепочки равняется нулю.
#(нл,С) «Номер литеры» (два аргумента). Значением функции является десятичная цепочка, дающая номер первой литеры аргумента С в наборе литер конкретной реализации. Если цепочка С пуста, то и значение функции пусто.