程序设计语言的抽象及语言族模型.pdf

( ) 北京大学学报 自然科学版 , 第 33 卷, 第 5 期, 1997 年 9 月 A cta Scien t iarum N atu ra lium , . 33, . 5 ( , 1997) U n iver sitat is P ek in en sis V o l N o Sep 1) 程序设计语言的抽象与语言族模型 张　乃　孝 郑　红　军 (北京大学数学科学院信息科学系, 北京, 10087 1) (北京大学计算机科学技术系, 北京, 10087 1) 摘　要　程序设计语言的模型对于研究语言的性质具有重要作用。基于语言的抽象这一概念, 在 建立的语言之代数模型下, 给出了程序设计语言间的3种关系: 继承、扩充、屏蔽的语义, 并提出了 在这3种关系下构成的语言族模型, 作为研究语言间的关系和面向模型的变换型软件开发方法的 一种理论基础。 关键词　程序设计语言; 语言抽象; 语言族模型 中图分类号　T P 30 1 0　引　言 ( ) 通过研究软件与程序的本质区别以及一类软件 专用软件 与程序设计语言的内在联系, [ 1 ] 我们提出了一种系统的软件开发方法——“面向模型的变换型软件开发方法” 。该方法根据 面向对象的原理, 发展了V DM 的模型概念, 将数据抽象的概念升华到语言抽象的层次; 把程 序设计语言作为软件理论研究的基本对象, 把软件的规范抽象成语言的规范, 把软件的实现抽 象成语言的变换。由于程序设计语言在这种软件开发方法中的核心地位, 因此有必要从方法学 的角度探讨程序设计语言的本质和语言之间的联系。本文就是在研究面向模型的变换型软件 开发方法的基础上, 通过对程序设计语言本质的研究, 提出了语言的一种抽象模型, 并以此为 基础, 给出了语言的继承、扩充、屏蔽的语义及上述开发方法中语言族的语义。 1　语言的抽象 用代数方法描述程序设计语言, 能够使得程序设计语言具有清晰性、层次性和可操纵 [2 ] ( ) 性 , 是对研究程序设计语言之间的联系的一个有益尝试 提供语言的一个抽象模型 。具体的 [3 ] ( ) 由它的类集 (语言的基本语 描述方法是: 用基调描述语言的抽象语法 , 一个基调 = , S F S ) ( ) 法元素 和操作集 F 语法元素间的组合关系 两部分组成。通过引进一组语义规则, 为基调 指定语义, 也即为基调 所对应的语言指定语义, 这样, 基调与引进的语义规则构成语言的一 个抽象模型, 语言的这种抽象模型独立于一个语言的具体表示。许多研究者[4～ 6 ] 都曾以不同的 ) ( ) ( ) 　1 国家自然科学基金 和国家863计划 863306503 资助项 目 收稿 日期: 修改稿收到日期: 19970 115 第 5 期　　　　　　　　　　张乃孝等: 程