Lisp на "Эльбрусе" (первая предыстория)

ое первое знакомство с Лиспом относится еще к студенческим годам. Я был тогда активен и любопытен, бросался на все, что удавалось найти в печати о языках программирования и компиляторах, и, разумеется, у меня была тоненькая книжка (практически брошюрка) под названием Обработка списков. Язык Лисп и его реализация. Долгое время эта книга была единственным источником знаний о языке - ничего другого не выходило. Прочитал я ее несколько раз и долгое время находился под впечатлением совершенно иной философии программирования. Не помню, употреблялся ли тогда (в семидесятых годах) термин "функциональное программирование", но сама парадигма в этой книге была описана вполне отчетливо, хотя и очень лаконично.

Надо понимать: в университете нас учили Алголу и Фортрану, начав работать, я программировал на низком уровне для БЭСМ-6, потом два-три года на PL/I (ЕС ЭВМ), потом пришел Паскаль, потом на горизонте замаячила Ада... Все, в общем, шло в русле одной хорошо известной и понятной императивной парадигмы. Скромный и элегантный Лисп со своей нестандартной "ориентацией" стоял в уголке сознания, внимания к себе особо не требуя, но и не давая о себе забыть. Да и особого повода серьезно им заняться не было: и текущей работы полно, и других интересных вещей вокруг много.

Все изменилось, когда я перешел на "Эльбрус". Хотя работы стало еще больше, и проекты возникали все масштабнее и амбициознее, но, видимо, выдающаяся архитектурная элегантность и рекордная по тогдашним меркам производительность системы сами по себе стимулировали творческое воображение и прямо-таки подталкивали к различным дерзновенным программным экспериментам.

Конкретным толчком послужили исходные тексты системы Reduce-2, которые я случайно обнаружил на излете своей работы на ЕС.

Тем, кто эти баснословные времена не застал, надо объяснить специально. Тогда не было совершенно ничего похожего на теперешнюю свистопляску и накал страстей вокруг "открытого кода", "свободного или проприетарного ПО", копирайтов и "копилефтов" и прочего. Программы товаром не являлись, отдельно от компьютеров, для которых были предназначены, не распространялись и потому отдельной ценности (кроме, разве что, аспектов секретности) не имели. Под "программой", как правило, понималась ее исходная форма. Исходники очередных версий операционной системы "Эльбруса" вместе с компиляторами и прочими программами мы регулярно привозили от разработчиков (инсталляция системы на машине пользователя безусловно подразумевала этап компиляции) и могли сколько угодно их распечатывать, изучать и обсуждать. Хотя с исходниками ОС ЕС ситуация была не столь благостной (все-таки, система-то ворованная), но тексты отечественных программ для ЕС никто не думал ни от кого скрывать. Так что на системных дисках и там попадалось кое-что интересное.

Там я и наткнулся на Reduce-2 - программу символических манипуляций над формулами. Можно было производить различные операции над формулами, брать производные и интегралы, и все это аналитически, без реальных вычислений, по формальным математическим правилам! - тогда это поражало воображение. И написана эта программа была, как вы догадываетесь, на Лиспе. И исходники - вот они... Красивая и по виду не очень сложная программа.

Идея созрела довольно быстро: перенести исходники на "Эльбрус", по-быстрому (ох уж это "по-быстрому"! - сколько раз в жизни дебильный оптимизм меня подводил...) реализовать Лисп на "Эльбрусе", руководствуясь той книжечкой, оттранслировать Редьюс и играть с ним, так сказать, по месту основной работы.

Почему нельзя было перенести вместе с Редьюсом и сам Лисп - уже не помню: то ли не было его исходников, то ли написан он был на чем-то, чего не было на "Эльбрусе"... В общем, сказано - сделано. Через общий для двух машин накопитель на магнитных лентах (кто-нибудь помнит эти двухметровые шкафы, неспешно дергающие толстые бобины туда-сюда? Там был даже специальный механизм, который засасывал конец ленты с одной бобины, чтобы автоматически намотать его на приемную кассету. А в PL/I на уровне языка был определен специальный вид файлов и соответствующих операций обмена, ориентированный на работу с лентопротяжками...) Reduce оказался у меня на "Эльбрусе".

И я принялся писать интерпретатор Лиспа. Именно тогда и очень скоро я понял, как надо изучать новые языки: чтобы до конца понять его семантику, надо его реализовать! Только после этого приходит настоящее понимание. Конечно, я утрирую, и глупо требовать подобного от всех, но доля истины в этом определенно есть. В самом деле, приходится предельно конкретно и совершенно строго (в виде программы) описывать смысл каждой конструкции языка: что она означает, что происходит при ее выполнении и как это отражается на всей программе и на компьютере в целом.

(И, кстати, реализация интерпретатора языка для целей его изучения гораздо полезнее, нежели разработка компилятора: в случае интерпретатора приходится сосредотачиваться именно на аспектах выполнения программ, не отвлекаясь на детали синтаксического разбора и архитектурных аспектов целевой машины. Именно понимание динамической семантики дает истинное знание языка.)

Это все хорошо и правильно, и действительно дало мне понимание Лиспа, значительно более глубокое, нежели при чтении. Плохо другое: я быстро понял, что мне не хватает информации. Реализовать язык в объеме книжки удалось достаточно быстро. Правда, я делал прямую честную (вариант: тупую) реализацию, в которой все конструкции непосредственно интерпретировались. Богатые архитектурные возможности "Эльбруса" я практически никак не использовал, мне просто хотелось быстро получить работающую систему. Однако та маленькая книжечка явно не тянула на строгое описание языка, и некоторые конструкции в исходниках Reduce так и остались для меня загадкой. Да ведь к тому же диалектов Лиспа уже тогда образовалось достаточно, и у Reduce и у книги были определенно "разные" Лиспы. Несколько позже я где-то раздобыл знаменитую программу Elisa - остроумный имитатор диалога пациента и психоаналитика. Программа работала в диалоговом режиме, и в качестве пациента выступал человек за клавиатурой. Так в этой программе я увидел вызовы функций, которых не было ни в книге, ни в Reduce...

Удивятся: за чем же дело стало, неужели трудно найти нормальное описание Лиспа? Друзья, рассказать, как было с технической информацией (да и с любой другой) в восьмидесятых? Прежде всего, не было Интернета. Во-вторых, часто не было возможности купить нужную книгу - дефицит (знаете такое слово?). Каждой осенью издательства публиковали тематические планы выпуска книг на следующий год. В день выхода этих планов магазины технической книги брались штурмом, и попав туда, нужно было быстро разжиться экземпляром плана, бланками заказов, после чего умудриться за рекордное время заполнить бланки, вписав в них реквизиты выбранных книг и свой адрес, и успеть их сдать быстрее других (счет шел на минуты), пока магазин не исчерпает лимит приема заказов (еще одно канувшее слово...), выделенный ему сверху. Одна радость - стоили книги совсем недорого. Заказать нужную книгу зарубежом было труднее, чем слетать на Луну (второе технически вполне реально, первое было невозможно просто по определению).

Если книга все-таки как-то доставалась, проблемой было сделать копию. Немногочисленные "ксероксы" и "множительные машины 'Эра'" охранялись как ядерные боеголовки, а чтобы получить разрешение на копирование, нужно было пройти несколько кругов бюрократического ада, детально и доходчиво объясняя вдумчивым и молчаливым сотрудникам первых отделов свою крайнюю нужду в этой вот книге, составленной целиком из иностранных букв и загадочных знаков...

Конечно, не все было уж так безысходно. Найти и получить нужную книгу при желании или нужде и некоторой настойчивости было вполне реально, как и обойти идиотские препоны. Люди, работавшие на "Ксероксах" (специальная должность имелась!) были зачастую неплохими ребятами, к тому же не могли похвастаться высокими окладами... В крайнем случае можно было и переписать самое нужное (я в своей юности не одну запрещенную статью и книгу руками, как в восемнадцатом веке, переписал, и на пишущей машинке перепечатывал, и ничего...)

Настоящая проблема была в другом: я понял, что сила моего желания "добить" реализацию недостаточно велика, чтобы тратить время и силы на поиск полного описания языка, а потом - не реализацию всех стандартных функций. Понять семантику ключевых понятий и механизмов Лиспа оказалось тогда достаточно, чтобы почувствовать себя вполне удовлетворенным. В самом деле, EVAL и APPLY у меня работали, подмножество функций первой необходимости в объеме "чистого" Лиспа - тоже. Я мог вполне обоснованно продолжать считать себя крутым программером. :-) К тому же впереди меня ждал жутко амбициозный проект "Эверест", для которого надо было придумывать собственный базовый язык (за основу была взята недавно вышедшая Ада, но сам язык - он назывался Глобус-2 - был задуман заметно более мощным)... В общем, тогда я посчитал, что задача полной реализации Лиспа мне, в принципе, по силам, свою крутизну я себе доказал, ну и отлично, перейдем к более насущным делам.

Но в объеме той книжки мой Лисп вполне работал, и тесты проходил. Только вот реально поиграть с ним было никак невозможно: "скушать" Reduce он был не в состоянии...

А документацию по Лиспу я в итоге достал! Это отдельная, короткая, но очень интересная в своем роде история. Давайте об этом в следующей части.