Модели информации и данных. Атом и универсум информации. Александр Михайлович Горбачев
Читать онлайн книгу.
данных. Поскольку управляющие данные, то есть программы, хранятся ровно так же, как и операционные данные, возникает вопрос, могут ли смешиваться эти виды данных.
Если проанализировать историю программных и аппаратных архитектур, программных продуктов и парадигм программирования, то можно найти различия в подходах реализации хранения данных обработки и программных кодов.
Идеи, основанные на автоматном программировании, явно разделяют инструкции и память. Самые известные примеры автоматного программирования – это машина Тьюринга и машина Поста.
Аналогичная ситуация складывается и с продукционным программированием (нормальные алгоритмы Маркова). Продукции описываются одной структурой, а операционные данные рассматриваются как другая структура. Функциональное программирование (лямбда-исчисление) также разделяет описательную и операционную часть.
Ещё в 1946 году фон Нейманом при проектировании первых процессоров были сформированы несколько принципов построения ЭВМ. Одним из его принципов был принцип однородности памяти, в котором говорилось, что программы и данные хранятся в одной и той же памяти. С командами можно выполнять такие же действия, как и с данными. Альтернативой фон Неймановской архитектуре является гарвардская архитектура, которую отличает раздельное хранение команд и данных.
В практическом применении процессоры в начальной стадии развития разделяли общую область памяти на отдельные сегменты. В одном сегменте хранились управляющие данные, то есть коды команд, другой сегмент был областью памяти для хранения операционных данных. С развитием архитектуры процессоров для защиты программы от некорректных операций и, следовательно, для поддержания целостности управляющих инструкций процессора (команд), сам процессор контролировал область памяти с программным кодом и не позволял записывать в нее какие-либо значения.
В высокоуровневых языках программирования транслятор обычно ограничивает доступ к памяти, где хранится исполняемый код, а в интерпретируемых языках и вовсе отсутствует возможность не то, что скорректировать текст программы, но и даже получить этот текст. Одним из исключений является инструкция List некоторых реализаций языка программирования Basic, выводящая на экран исходный код программы. В других языках программирования для этих целей специально придумывают специальные программы, называемые «квайн» (quine). Аналогично, в скриптовых языках типа bat-файлов в dos/windows и *sh в Unix-системах код существует в текстовых файлах, а соответственно и доступ к ним может осуществляться через операции с файлами. В части языков программирования такая возможность реализуется через возможности интерпретатора или p-кода (пи-кода).
Другим исключением является операции аналогичного вида со встраиваемыми языками и скриптами. Первые – это SDK VBA, которые позволяют вызывать интерпретируемые VBA-процедуры