Естественные и формальные языки

Построение машинных языков

Рассмотрим некоторые требования к формальному машинному языку. Задача состоит в том, чтобы сообщить машине, что нужно делать. Язык не должен быть связан с конкретным типом машины, иначе это очень ограничит его применение.

Формальный язык строится из символов, слов, выражений и операторов. Символы — это основные неразделимые знаки, из которых составляются тексты. К ним относятся буквы (прописные и строчные), цифры, знаки препинания, математические символы, условные военные символы (танк, самолет, батальон, позиция), Этнические символы (устройство, напряжение и т. д.). Слова — - это минимальные структурные единицы, образованные из символов, имеющие смысл сами по себе. Число из нескольких цифр — это слово. Выражение — это группа слов или часть предложения, имеющая самостоятельное смысловое значение (примером может служить придаточное предложение) . Оператор представляет собой законченную мысль, полное описание некоторого вычисления, конкретного действия, технической процедуры.

В настоящее время существует несколько алгоритмических языков, которые имеют довольно широкое применение. Кроме того, имеются трансляторы для перевода машинных программ с одного языка на другой. Стремление сделать язык как можно более ограниченным по словарному составу и грамматических правилам, требует его ориентации на определенный круг задач.

В промышленности широкое применение находит мнемонический язык обмена информацией между оператором и системой управления производственным процессом. Абстрактное цифровое кодирование информации не является единственно возможным; в ряде случаев, особенно при необходимости принимать решения за очень короткое время — в течение секунд и даже долей секунды, целесообразно заменить его кодированием, учитывающим особенности конкретной войсковой и технической структуры.

Например, принятие решений командирами истребительных подразделений и частей, командирами подводных лодок, соединений кораблей, соединений ПВО требует такой быстроты восприятия и реагирования, при которой применение военного языка и цифрового кодирования может не обеспечить решения задачи в срок. Мнемонический язык - это язык условных знаков. Он обладает огромной информационной емкостью, но лишен гибкости и полноты, присущих естественному языку. Мнемонический язык пригоден для описания конкретных действий (если эти действия можно предусмотреть заранее), для хранения основной информации о состоянии войск и для запроса информации. Основными элементами (термами) языка являются наглядные условные знаки, каждый из которых охватывает целый комплекс действий, понятий, факторов, а грамматикой являются логические действия.

Можно записать любой алгоритм в виде логических схем, используя операции следования, безусловного и условного перехода. Такая грамматика идеально проста. Язык такого типа является не языком программирования, а лишь языком обмена оператора с техническим устройством.

Символика языка не должна быть слишком обширной, поскольку все знаки нужно помнить. Тем не менее она должна охватывать с возможной полнотой процессы, связанные с той областью деятельности, которая автоматизируется. Эти процессы представляются в виде мнемосхем: последовательности знаков, отображающих различные элементы и этапы процессов. Мнемосхемой можно представить расположение войск, порядок их следования на марше и ввода в бой, структуру ракетного комплекса. Каждый знак, поступив в ЭВМ, приводит в действие программу любой сложности. Программа вырабатывает серию команд, каждая из которых уже не предусмотрена заранее, а является результатом вычислений. Соответственно, комбинируя мнемознаки в известной последовательности, можно управлять боевым средством, отдать оперативный приказ или запросить информацию.

Формальные языки для подготовки решений должны быть специализированными: трудно в едином языке охватить все задачи. Необходимо обеспечить близость формального языка к естественному военному языку, а также органическое включение в него операций с математическими преобразованиями и вычислениями. Желателен также хороший контакт с вычислительными языками и с языками, предназначенными для решения других военных задач (распределения боевых ресурсов, транспортных и т. д.) . .Это даст возможность сократить объем программ на специальном языке. Эффективным способом осуществления межязыковых контактов является язык-посредник (транслятор-посредник) .

Современное состояние теории и практики построения машинных языков таково, что вопросы структуры и синтаксиса вряд ли вызовут большие трудности. Язык должен иметь несколько уровней абстракции, причем каждый уровень должен состоять из более общих (по сравнению с низким уровнем) понятий и, кроме того, структурно быть вполне завершенным. Тогда каждый уровень, являясь управляющим языком (метаязыком) по отношению к более низкому уровню, будет пригоден для самостоятельного использования (если не требуется большая детализация).

В.В. Дружинин, Д.С. Канторов