Modula-2 es un lenguaje de programación procedimental estructurado desarrollado entre 1977 y 1985/8 por Niklaus Wirth en ETH Zurich . Fue creado como lenguaje para el sistema operativo y el software de aplicación de la estación de trabajo personal Lilith . [1] Posteriormente se utilizó para programación fuera del contexto de Lilith.
Wirth vio a Modula-2 como un sucesor de sus lenguajes de programación anteriores Pascal y Modula . [2] [3] Los conceptos principales son:
El diseño del lenguaje fue influenciado por el lenguaje Mesa y el Xerox Alto , ambos de Xerox PARC , que Wirth vio durante su año sabático de 1976 allí. [4] La revista informática Byte dedicó el número de agosto de 1984 al lenguaje y su entorno. [5]
Wirth creó la serie de lenguajes Oberon como sucesor de Modula-2, mientras que otros (particularmente en Digital Equipment Corporation y Acorn Computers , más tarde Olivetti ) desarrollaron Modula-2 en Modula-2+ y más tarde en Modula-3 .
Modula-2 es un lenguaje de procedimientos de propósito general adecuado tanto para la programación de sistemas como para la programación de aplicaciones. La sintaxis se basa en el lenguaje anterior de Wirth, Pascal , con algunos elementos y ambigüedades sintácticas eliminados. El concepto del módulo , diseñado para admitir la compilación y la abstracción de datos por separado; y se agregó soporte directo de lenguaje para multiprogramación .
El lenguaje permite el uso de compiladores de un solo paso . Un compilador de este tipo de Gutknecht y Wirth era aproximadamente cuatro veces más rápido que los compiladores de pasadas múltiples anteriores . [6]
A continuación se muestra un ejemplo del código fuente del programa "Hola mundo":
MÓDULO Hola ; DESDE STextIO IMPORTAR WriteString ; COMENZAR WriteString ( "¡Hola mundo!" ) FINALIZAR Hola .Se puede utilizar un módulo Modula-2 para encapsular un conjunto de subprogramas y estructuras de datos relacionados y restringir su visibilidad desde otras partes del programa. Los programas Modula-2 se componen de módulos, cada uno de los cuales consta de dos partes: un módulo de definición , la parte de interfaz, que contiene solo aquellas partes del subsistema que se exportan (visibles para otros módulos), y un módulo de implementación . que contiene el código de trabajo interno del módulo.
El lenguaje tiene un estricto control de alcance . A excepción de los identificadores estándar, ningún objeto externo es visible dentro de un módulo a menos que se importe explícitamente; ningún objeto del módulo interno es visible desde el exterior a menos que se exporte explícitamente.
Supongamos que el módulo M1 exporta los objetos a, b, cy P enumerando sus identificadores en una lista de exportación explícita.
MÓDULO DE DEFINICIÓN M1 ; EXPORTACIÓN CALIFICADA a , b , c , P ; ...Entonces, los objetos a, b, cy P del módulo M1 se conocen fuera del módulo M1 como M1.a, M1.b, M1.c y M1.P. Se exportan de forma cualificada al exterior (asumiendo que el módulo M1 es global). El nombre del módulo exportador, es decir, M1, se utiliza como calificador seguido del nombre del objeto.
Supongamos que el módulo M2 contiene la siguiente declaración IMPORT
MÓDULO M2 ; IMPORTAR M1 ; ...Entonces esto significa que los objetos exportados por el módulo M1 al exterior de su programa adjunto ahora se pueden usar dentro del módulo M2. Están referenciados de forma calificada : M1.a, M1.b, M1.c y M1.P. Ejemplo:
... M1 . un := 0 ; M1 . c := M1 . P ( M1.a + M1.b ) ; _ _ _ ... La exportación calificada evita conflictos de nombres. Por ejemplo, si otro módulo M3 exporta un objeto llamado P, entonces los dos objetos se pueden distinguir ya que M1.P difiere de M3.P. No importa que ambos objetos se llamen P dentro de sus módulos exportadores M1 y M3.
Existe un método alternativo. Supongamos que el módulo M4 está formulado de la siguiente manera:
MÓDULO M4 ; DESDE M1 IMPORTAR a , b , c , P ;Esto significa que los objetos exportados por el módulo M1 al exterior pueden volver a usarse dentro del módulo M4, pero ahora mediante meras referencias a los identificadores exportados de manera no calificada como: a, b, cy P. Ejemplo:
... un := 0 ; c := P ( a + b ); ...Este método de importación se puede utilizar si no hay conflictos de nombres. Permite que las variables y otros objetos se utilicen fuera de su módulo de exportación de la misma manera no calificada que dentro del módulo de exportación.
Las reglas de exportación e importación no sólo protegen los objetos contra accesos no deseados, sino que también permiten una referencia cruzada de la definición de cada identificador en un programa que se va a crear. Esta propiedad ayuda con el mantenimiento de programas grandes que contienen muchos módulos.
El lenguaje proporciona concurrencia de un solo procesador ( monitores , corrutinas y transferencia explícita de control) y acceso al hardware (direcciones absolutas, manipulación de bits e interrupciones ). Utiliza un sistema de tipo nominal .
Hay dos dialectos principales de Modula-2. El primero es PIM , llamado así por el libro Programación en Modula-2 de Niklaus Wirth. [4] Hubo tres ediciones principales de PIM: la segunda, la tercera (corregida) y la cuarta. Cada uno describe ligeras variantes del idioma. El segundo dialecto importante es ISO , llamado así por el esfuerzo de estandarización de la Organización Internacional de Normalización . Estas son algunas de las diferencias entre ellos.
EXPORTen los módulos de definición.SIZEdebe importarse desde el móduloSYSTEMEXPORTcláusula de los módulos de definición luego de la observación de que todo lo que está dentro de un módulo de definición define la interfaz para ese módulo, por lo que la EXPORTcláusula era redundante.SIZEes omnipresente (visible en cualquier ámbito sin importación)MODoperador cuando los operandos son negativos.ARRAY OF CHARlas cadenas terminen en ASCII NUL, incluso si la cadena encaja exactamente en su matriz.COMPLEXy LONGCOMPLEXexcepciones, terminación del módulo ( FINALLYcláusula) y una biblioteca estándar completa de entrada/salida (E/S) . Hay muchas diferencias y aclaraciones menores. [7]Hay varios superconjuntos de Modula-2 con extensiones de idioma para dominios de aplicación específicos:
Hay varios lenguajes derivados que se parecen mucho a Modula-2 pero que son lenguajes nuevos por derecho propio. La mayoría son lenguajes diferentes con diferentes propósitos y con fortalezas y debilidades propias:
Muchos otros lenguajes de programación actuales han adoptado características de Modula-2.
PIM [2,3,4] define 40 palabras reservadas :
Y REPETIR EL BUCLE ELSIFMODO FINAL DE ARRAY VOLVERCOMENZAR SALIR CONFIGURACIÓN DEL MÓDULOPOR EXPORTACIÓN NO ENTONCESCASO PARA DE ACONST DE O TIPODEFINICIÓN SI PUNTERO HASTAPROCEDIMIENTO DE IMPLEMENTACIÓN DIV VARIMPORTAR CALIFICADOS MIENTRASOTRA VEZ EN EL REGISTRO CON
PIM [3,4] define 29 identificadores integrados :
ABS EXCL LONGINT REALBITSET FALSO TAMAÑO LONGREALFLOTADOR BOOLEAN MAX VERDADEROCAP DETENER MIN TRUNCCARDENAL ALTO VAL NILCHAR INC IMPARCHR INCLUIDOPROCESO ENTERO DEC
Modula-2 se utiliza para programar muchos sistemas integrados .
Cambridge Modula-2 de Cambridge Microprocessor Systems se basa en un subconjunto de PIM4 con extensiones de lenguaje para desarrollo integrado. El compilador se ejecuta en DOS y genera código para microcontroladores integrados basados en la serie Motorola 68000 (M68k) que ejecutan un sistema operativo MINOS.
Mod51 de Mandeno Granville Electronics se basa en ISO Modula-2 con extensiones de lenguaje para desarrollo integrado siguiendo IEC 1131 , un estándar industrial para controladores lógicos programables (PLC) estrechamente relacionado con Modula-2. El compilador Mod51 genera código independiente para microcontroladores basados en 80C51.
Delco Electronics , entonces una subsidiaria de GM Hughes Electronics , desarrolló una versión de Modula-2 para sistemas de control integrados a partir de 1985. Delco lo llamó Modula-GM. Fue el primer lenguaje de programación de alto nivel utilizado para reemplazar el código de máquina (lenguaje) para sistemas integrados en las unidades de control del motor (ECU) de Delco . Esto fue significativo porque Delco producía más de 28.000 ecus por día en 1988 para GM. Éste era entonces el mayor productor de ecus del mundo. [18] El primer uso experimental de Modula-GM en un controlador integrado fue en el controlador del sistema de frenos antibloqueo de 1985, que se basó en el microprocesador Motorola 68xxx, y en 1993 la ECU Gen-4 utilizada por los equipos de carreras de autos del campeonato Champ Car World Series. (CART) y los equipos Indy Racing League (IRL). [19] El primer uso en producción de Modula-GM fue su uso en camionetas GM a partir del módulo de control de vehículos (VCM) del año modelo 1990 utilizado para administrar los motores Vortec de GM Powertrain . Modula-GM también se utilizó en todas las ECU de la familia de motores Buick V6 de 90° 3800 Serie II de GM utilizados en el modelo Buick Park Avenue del año 1997-2005 . Los compiladores Modula-GM y las herramientas de gestión de software asociadas fueron obtenidas por Delco de Intermetrics .
Modula-2 fue seleccionado como base para el lenguaje de alto nivel de Delco debido a sus muchas ventajas sobre otras opciones de lenguaje alternativo en 1986. Después de que Delco Electronics se escindiera de GM (con otras divisiones de componentes) para formar Delphi Automotive Systems en 1995, el abastecimiento global requería que se utilizara un lenguaje de software de alto nivel no propietario. El software integrado en la ECU desarrollado ahora en Delphi está compilado con compiladores comerciales para el lenguaje C.
Los satélites del sistema ruso de radionavegación por satélite GLONASS , similar al Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de Estados Unidos, están programados en Modula-2. [20]
Turbo Modula-2 era un compilador y un entorno de desarrollo integrado para MS-DOS desarrollado, pero no publicado, por Borland . Jensen and Partners, que incluía al cofundador de Borland, Niels Jensen, compraron el código base inédito y lo convirtieron en TopSpeed Modula-2. Finalmente se vendió a Clarion, ahora SoftVelocity, quien luego ofreció el compilador Modula-2 como parte de su línea de productos Clarion en ese momento. [43]
Echelon comercializó brevemente una versión Zilog Z80 CP/M de Turbo Modula-2 bajo licencia de Borland. Micromint vendió una versión complementaria para Hitachi HD64180 como herramienta de desarrollo para su computadora de placa única SB-180. [44]
IBM tenía un compilador Modula-2 para uso interno que se ejecutaba tanto en OS/2 como en AIX , y tenía soporte de primera clase en el editor E2 de IBM . [45] IBM Modula-2 se utilizó para partes del código interno con licencia vertical de OS/400 (efectivamente, el núcleo de OS/400). [46] Este código fue reemplazado en su mayor parte por C++ cuando OS/400 fue portado a la familia de procesadores IBM RS64 , aunque algo permanece en las versiones modernas del sistema operativo. [47] [48] También existía un backend Motorola 68000 , que puede haber sido utilizado en productos de sistemas integrados. [45]
Modula-2 se utiliza para programar algunos sistemas operativos (SO). La estructura y el soporte del módulo Modula-2 se utilizan directamente en dos sistemas operativos relacionados.
El sistema operativo llamado Medos-2 , para la estación de trabajo Lilith, fue desarrollado en ETH Zurich por Svend Erik Knudsen con el asesoramiento de Wirth. Es un sistema operativo orientado a objetos de un solo usuario construido a partir de módulos Modula-2. [49] [50] [51]
El sistema operativo llamado Excelsior , para la estación de trabajo Kronos , fue desarrollado por la Academia de Ciencias de la Unión Soviética , sucursal de Siberia, el Centro de Computación de Novosibirsk , el proyecto de Sistemas Modulares Desarrollables Asíncronos (MARS), y el Grupo de Investigación Kronos (KRG). Es un sistema monousuario basado en módulos Modula-2. [52]
Foto del disquete