Аппликативный компьютинг: попытки установить природу вычислений


ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА


КОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ                              2009. Вып. 2



УДК 004.07(063)

© В. Э. Вольфенгаген, Л. Ю. Исмаилова, С. В. Косиков, А. Д. Лаптев,
В. И. Назаров, В. В. Рословцев, И. С. Сафаров, А. Л. Степанов

АППЛИКАТИВНЫЙ КОМПЬЮТИНГ:




                ПОПЫТКИ УСТАНОВИТЬ ПРИРОДУ ВЫЧИСЛЕНИЙ




В настоящей работе отражены результаты, полученные при выполнении проектов 93-01-00943-а (ЛАМБДА), 96-01-01923-а (КООАМ), 05-01-00736-а, 06-07-99005-с, 05-07-90236-в, 07-07-00298-а, 07-07-00355-а, 07-07-12098-офи, поддержанных грантами РФФИ. Если на ранних стадиях программирование представляло собой вид искусства, когда программист писал программу для решения определенной задачи и сопровождал ее более или менее подробно составленной документацией, то теперь создана мощная индустрия программирования с сопутствующей ей инженерией программирования. В настоящее время в исследованиях по программированию или в сфере компьютерных наук, как правило, поддерживаются работы, в которых вносится некоторое небольшое улучшение в решение уже хорошо известной проблемы. Вместе с тем из виду упускаются действительно важные и фундаментальные исследования, ведущие к поиску новых концепций вычислений на компьютере и недостаточное внимание уделяется накоплению знаний в области программирования.
   В настоящей работе основное внимание уделено вычислениям с объектами, удельный вес и роль которых в данной области все более возрастает, превращаясь в доминирующую тенденцию.

Ключевые слова-, комбинаторная логика, компьютинг, аппликативная среда, погруженные вычислительные системы.




                Введение




   Для компьютинга центральным вопросом является установление того, что и как может быть эффективно автоматизировано. Это нередко связывают в применением компьютеров, осуществляющих те или иные вычисления. Термин «вычисление» предполагает, что речь пойдет об использовании чисел, об оперировании числами, получении числовых результатов.
   В случае же аппликативных систем применим термин «компьютинг», поскольку в них среди исходных понятий нет чисел. Для них самое общее толкование компьютинга, по-видимому, все еще работает, хотя в этом и нет абсолютной уверенности. Выражаясь более точно, с появлением аппликативных систем вопрос о границах представления о компьютинге требует нового изучения. Как оказывается, причин тому имеется несколько.
   Если все же соглашаемся говорить о вычислениях, то нужно отдавать себе отчет в том, что аппликативное вычисление не похоже на обычное. Оно выполняется на переплетении цепочек возможных путей вычислений, которые представляют собой связи конвертируемости, отражающие трансформации объектов. При этом одни объекты могут редуцироваться к другим, либо подвергаться экспансии до других объектов.
   Рассматриваемые объекты не похожи на те сущности, которыми оперируют в объектноориентированном подходе (см. [4]). В процессе конверсии участвует па,ра, объектов, первый из которых играет роль редекса, а второй — контракта. Процесс конверсии является двунаправленным, представляя собой редукцию в одном направлении и экспансию в другом. Таким образом, пара объектов ‘редекс-контракт’ участвует в процессе ‘редукции-экспансии’, обеспечивающем взаимные переходы между редексами и соответствующими им контрактами. Ком-плексирование редекс-контракт подчиняется законам аппликативных вычислений.
   Объекты, участвующие в вычислении, не обязательно находятся в нормальной форме. Они могут иметь вид редекса, который может быть заменен на соответствующий контракт, т. е. участвовать в процессе редукции. В то же время каждый контракт может быть заменен на