比較プログラム言語論平成１７年４月２７日森田彦レポート（4/20）総括＜テーマ＞あなたが最も興味・関心のあるプログラミング言語はどのような言語ですか？どれか一つ挙げて、そう選んだ理由を述べて下さい。＜回答結果＞アセンブリ＜質問＞ Prolog ALGOL BASIC C++ & C Java Java C++ & C BASIC ALGOL Prolog アセンブリ PASCAL COBOL LGP 機械語 Java言語派僕が最も興味・関心がある言語はJAVA言語です。それは今もっとも注目されている言語だからです。JAVA言語の特徴であるOSに依存しないという点が重要であると思います。JAVA言語を習得出来ればWindows、Linuxなどパソコン用のプログラムの作成はもちろんのこと、携帯電話などアプリケーションや家電製品のプログラムまでも作成できてしまいます。・・・（中略）JAVAプログラミングにさらなる関心を持ちました。私の使っている携帯電話はドコモですが、iアプリを起動したときに、Javaと出てきます。知らないうちに日常の中でプログラム言語が出てきているんだなと驚きました。なので、Java言語という言葉は良く聞くが、きっと色々な用途、意味があるのだろうと思いました。一体どのようなときに使われ、どんな意味を持つか、どんな役割をするのか、もっと詳しく知りたいと思いました。 Java言語で作成できるプログラム通常のアプリケーション Javaアプリケーションブラウザ上で動作するプログラムアプレットサーバ上で動作するプログラムサーブレット、JSP（Java Server Pages）携帯端末上で動作するプログラム Java ME（Micro Edition） C++ & C言語派自分が最も興味関心のあるプログラミング言語はC言語です。1973年からそれまで主流だったアセンブリ言語を押しのけるほどの汎用性。そして90年代、Cがわからないエンジニアはいらないとまでいわれるほどのものであったこと。そして、自分がこの学校に入ってなんども耳にしてとても気になっていました。Java言語を勉強しているときに先輩からC言語のことを聞いてわかっていたほうが良いのではないかなどと考えていました。 C言語はプログラミング言語の歴史上、とてもすごい物だったのではないでしょうか。（前略）C++は、よく聞くプログラミング言語であるということから、かなりメジャーであるのは明らかですが、一体どのような理由からここまでメジャーなものになったのか、というのが興味を持った一番大きな理由です。またその他にもC 言語の派生であるC++とはC言語とどのような違いを持っているのか、またC言語とC++の互換性はどのようなものなのかといったような疑問があります。 BASIC言語派僕が、一番興味を持ったプログラミング言語はBASICです。これは、どこかの大学が作った言語でコンピュータは専門家しか扱わなかった時代に、あえて将来パソコンの時代を見据えて初心者用の言語を作った。目の付け所がよいと思う。わたしが今日の講義で一番関心を持ったのは、PASCAL やBASICといった初心者向け教育用のプログラミング言語でした。今までは科学技術計算向けや事務処理計算など、専門の分野でのプログラミング言語を中心に発展していったのだと思っていましたが、その一方で一般個人を対象にした易しいプログラミング言語も開発されていたということに驚きましたし、また、未来を見据えて初心者用プログラミング言語を開発した人のその着眼点もなかなか容易には出来ないことだと思いすばらしいものだと感じました。 PASCAL派も同様の意見 PASCAL派今回の講義で興味を持った言語は PASCALです。それまでの実用的なプログラム言語と違い、プログラミング教育に適したこの言語がなぜ開発されたのか、またこの言語が後の言語にどのように影響しているのかを詳しく知りたいと思いました。この言語の元になっているALGOLやこの後に出てくるC言語やJAVAの関連を学ぶことで現在使用している言語の背景を理解しこの先の学習に役立てたいと思います。 ALGOL派 ALGOrithmic Languageに興味を持ちました。なぜなら、現在学んでいるJavaはC言語から C言語はALGOLに、と影響をうけて出来た言語だからです。その土台となるプログラム言語を理解することでどのような特性を受け継いだのか、つまりどの部分が必要で、どの部分が不必要だったのかを知りたいです。厳密な構文規約が採用され、後のプログラミング言語に大きな影響を与えた歴史がありますが、なぜ「厳密な構文規約」が広く普及したのでしょうか。とっつきにくい・わかりにくいなどの理由から、もし自分だったら敬遠してしまうかもしれないです。構造として優れているという点が専門家には使いやすかったのでは、と推測しています。 Prolog派私はプログラム言語の中でprologという言語に興味を持ちました。この言語は、おおまかに言うと、ある命題を提示するとその命題に対して推論をし、答えを導きだすものだという説明を受けました。私がこのprologという言語に興味を持った理由は、本当にコンピュータが人間のように推論ができるのか、その推論した結果、導き出された答えはどれほど信用できるのかということが知りたいと思ったからです。また、この言語はどのようなときに使われて、どんな成果をあげていたのかということも気になりました。これは私の想像なのですが、天気予報や占いなどの結果を出すために利用できるのではないかと思いました。＜質問＞森田先生はどの言語が一番興味がありますか。 FORTRANですか。ぜひ教えてください。森田先生は今まで使ってきた言語の中で一番使いやすい言語と一番使いにくい言語はなんですか?? プログラミング言語というのは、ほとんどがアルファベットの並びですがとても難しく見えます。日本語の言語というのはないのでしょうか？参考日本語プログラミング言語「なでしこ」 http://nadesi.com/ ＜本日のテーマ＞プログラミング言語の理論＜内容＞高水準プログラミング言語のルーツは？プログラミング言語はどのように作られたのか？プログラミング言語の理論的基盤は？（プログラミング言語発展の歴史における） ALGOL60の位置づけとは？ノイマン型コンピュータの登場 ENIACの限界：処理（計算の種類）毎にスイッチを切り替える→膨大な作業→ハードウェアのみの世界ノイマン：プログラム内蔵型コンピュータを提唱 1949年モーリス・ウィルクス（英国ケンブリッジ大） EDSAC完成世界初のプログラム内蔵型コンピュータ（ノイマン型コンピュータ）ウィルクスの苦悩機械語プログラミングを実行→“恐ろしい考え”「残りの人生はプログラムのバグ探しで費やされるのでは・・・。」もっと簡単に（分かりやすく）入力できるプログラミング言語はできないものか？ →アセンブリ言語の開発・利用 → まだまだ手間のかかる作業高水準言語の必要性ウィルクスの苦悩もっと楽にならないか・・・？＜アセンブリ言語プログラム＞ LOAD R1,100 LOAD R2,101 ADD R3,R1,R2 STORE R3,110 メモリ 10 LOAD R1,100 11 LOAD R2,101 12 ADD R3,R1,R2 13 STORE R3,110 命令・・・レジスタ R1 R2 100 R3 101 ３５・・・ 110 １０２５データ最初の高級言語A-0の誕生アセンブリ言語よりも、もっと人間に近い言語を・・・。例えば a=10 b=25 c=a+b のように簡単に計算できるような・・・。 1952年グレース・ホッパー（レミントン・ランド社）らがA-0を開発。ところが・・・翻訳されたプログラムの性能は、アセンブリ言語のものの1/5～1/10程度→最適化の不十分さ→ 実用には向かず。 FORTRANの誕生 1953年ジョン・バッカス（IBM社）が、 FORTRAN開発プロジェクトの提案ＩＢＭ社（当時は、コンピュータに関しては新興企業）の社運をかけたプロジェクトに発展 1957年FORTRAN（Formula Translation system）完成。数学的計算（科学技術計算）向けに設計→最初に普及したコンパイラ。しかし・・・、会計処理などの事業用には不向き。ホッパーらがCOBOLを開発→広汎に普及。数理言語理論の発展 1956年チョムスキー（米国の言語学者）が形式文法理論（言語文法の数学的モデル）を発表→言語学の革命形式文法で記述できる形式言語が研究対象→人工言語の研究が進む→プログラミング言語に反映（プログラミング言語の理論的基盤を与える）形式（生成）文法理論アルファベットの定義言語の記述に用いる記号を定義する。英語の場合：｛a,b,c,･･･,z｝文法Gの定義 G=(N,T,P,S) N:非終端記号、T:終端記号（単語） P:生成規則の組、S:開始記号 Gによって生成される文の集合→言語 Gの例：変数名を規定する文法GN アルファベット（大文字）と数字で変数名を規定する場合 GN=(NN,TN,PN,SN) NN={＜名前＞,＜文字＞,＜数字＞}∪TN TN={A,B,･･･,Z,0,1,･･･,9} PN={＜名前＞→＜名前＞＜文字＞, ＜名前＞→＜文字＞, ＜名前＞→＜数字＞, ＜文字＞→A,＜文字＞→B,･･･,＜文字＞→Z ＜数字＞→0,＜数字＞→1,･･･,＜数字＞→9｝ SN=＜名前＞文法の種類（チョムスキー階層）０．句構造文法生成規則に制約がない１．文脈依存文法生成規則：AbC→ABC と表せる文法 A,B,C：終端記号と非終端記号の和ｂ：非終端記号 ※ 書き換えが前後の記号（文脈）に依存２．文脈自由文法 a→A a:非終端記号３．正規文法 a→Ab または a→A プログラミング言語は文脈自由文法が主構成要素が決まったら文を生成できる。例：文脈依存文法（日本語） G=(N,T,P,S) N={＜主部＞,＜述部＞,＜名詞＞,＜動詞＞,＜助詞＞,＜文＞} T={私,彼,食べる,飲む,パン,牛乳,は} P={ ＜文＞→＜主部＞＜述部＞, ＜主部＞→＜名詞＞＜助詞＞＜述部＞→＜名詞＞を＜動詞＞, ＜名詞＞→私｜彼｜パン｜牛乳, ＜助詞＞→は, ＜動詞＞→食べる｜飲む } S=＜文＞＜文の生成＞＜文＞→＜主部＞＜述部＞ →＜名詞＞＜助詞＞＜述部＞ →私＜助詞＞＜述部＞→私は＜述部＞ →私は＜名詞＞を＜動詞＞→私は＜名詞＞を食べる →私はパンを食べるプログラミング言語の構成プログラムモジュール手続きと関数文式語文字処理の最小単位。「a=b+c;」など。演算子と非演算子からなる。a*b、a>bなど。名前、データ、演算子、予約語（for,ifなど）英数字、特殊記号等 ALGOL60プロジェクト 1960年IFIP（International Federation for Information Processing）「国際情報処理連盟」により、ALGOL（ALGOrithmic Language）制定欧米の研究者が共同で開発形式文法理論による文脈自由文法言語として制定→当時の言語研究の到達点ホア（プログラミング言語学者）「ALGOL60こそは、偉大な業績であって、それに続く何者も凌駕できないでいる。」 ALGOL68へ展開→言語規模の巨大化その後・・・ ALGOL60の構文規則「文の区切りに；を用いる」、「使用する変数は全て宣言する」などは、PASCALやC言語など後継言語に受け継がれる。プロジェクトの一部メンバーはプログラミング言語の構文解析の精密化、巨大化よりも、プログラミング手法そのものに関心を移した。→正しい（バグのない）プログラミングとはどういうものか？→プログラミング手法の研究へ発展第３回目レポート＜テーマ＞本日の講義で、あなたが最も興味を持った点はどのような点ですか？講義の全体的な感想と共に、できる限り具体的に、200字～400字程度で記述して下さい。なお、上の記述を行った上で,質問や以前のレポートに対するコメント等を付加しても結構です。提出先：[email protected] 件名：「学籍番号（半角）+半角空白＋氏名」を記入して下さい。例） s03xxxx 学院太郎プログラミング言語発展の歴史時間言語以前低水準言語機械語アセンブリ言語 FORTRAN COBOL ALGOL オブジェクト指向言語 Delphi 高水準言語 C++Builder PL/1 ビジュアル開発環境 ALGOL68 PASCAL BASIC C言語 Ada Lisp 超高水準言語参考：河村一樹、斐品正照 Object PASCAL C++ Java Prolog Smalltalk ノイマン型コンピュータＣＰＵ（中央処理装置）メモリプログラムレジスタデータ制御演算ＲＡＭ（読み書き可能）