भाषा द्वारा विश्वसनीय प्रोग्रामिंग - नॉब समीक्षा। भाग 1

एक बार फिर, सिस्टम लाइब्रेरी कोड की केवल चार सौ पंक्तियों को लिखने और डिबग करने के लिए दो दिन लग गए, यह विचार उत्पन्न हुआ - "जैसे कि यदि कार्यक्रम कम दर्दनाक तरीके से लिखे गए थे तो यह अच्छा था"।

और सबसे पहले, चूंकि डिबगिंग कोड लिखने की तुलना में अधिक समय लेता है - आपको लेखन चरण में मूर्ख (स्वयं सहित) से सुरक्षा की आवश्यकता होती है। और मैं इसे प्रयुक्त प्रोग्रामिंग भाषा (YP) से प्राप्त करना चाहूंगा।

बेशक, हमें एक नया, सबसे अच्छा YaP का आविष्कार करने की आवश्यकता है!
नहीं, पहले हम अपनी इच्छाओं को व्यक्त करने और जो हमने पहले ही आविष्कार किया है उसे देखने की कोशिश करेंगे।

तो, मैं क्या प्राप्त करना चाहूंगा:

• मानव त्रुटियों का प्रतिरोध, संकलन के दौरान अस्पष्टता का उन्मूलन
• इनपुट प्रतिरोध
• कार्यक्रम या डेटा को नुकसान का प्रतिरोध - मीडिया की विफलता, हैकिंग
• इसी समय, सभी के पास कम या ज्यादा सहनीय वाक्य रचना और कार्यक्षमता होती है

आवेदन के क्षेत्र मशीनरी, परिवहन, औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली, IoT, टेलीफोन सहित एम्बेड हैं।

यह वेब के लिए शायद ही आवश्यक है, इसे (अभी के लिए) "छोड़ दिया और पुनः आरंभ" (आग और भूल) के सिद्धांत पर बनाया गया है।

जल्दी से, आप इस निष्कर्ष पर आ सकते हैं कि भाषा को संकलित किया जाना चाहिए (कम से कम पाई-संकलित) ताकि सभी जांचों को अधिकतम रूप से वीएस (वर्सस, इसके बाद नकारात्मक विरोध के बिना) पर निष्पादित किया जाए। "ओह, इस वस्तु में ऐसी संपत्ति नहीं है" क्रम में। यहां तक ​​कि इंटरफ़ेस विवरण की स्क्रिप्टिंग पहले से ही ऐसी स्क्रिप्ट को पूरी तरह से परीक्षणों के साथ कवर करना अनिवार्य बनाती है।

व्यक्तिगत रूप से, मैं व्याख्या के लिए अपने संसाधनों (तेज, अधिक महंगा हार्डवेयर सहित) के साथ भुगतान नहीं करना चाहता हूं, इसलिए, न्यूनतम जेआईटी संकलन होना उचित है।

तो, आवश्यकताओं।

मानवीय भूल सहनशीलता

पीवीएस-स्टूडियो से टैल्मड्स के माध्यम से परिश्रम से फ़्लिप होने के बाद, मुझे पता चला कि सबसे आम त्रुटियां टाइपो और अपूर्ण कॉपी-पेस्ट हैं।

मैं अपने अनुभव से कई घटनाओं को जोड़ूंगा और विभिन्न साहित्य में नकारात्मक उदाहरणों के रूप में मिला। इसके अतिरिक्त स्मृति में MISRA C नियमों को अद्यतन किया गया।

इसे थोड़ा सोचने के बाद, मैं इस नतीजे पर पहुंचा कि लिंटर्स ने पूर्व-वास्तव में "उत्तरजीवी की त्रुटि" से पीड़ित हैं, क्योंकि पुरानी परियोजनाओं में गंभीर त्रुटियां पहले से ही तय की गई हैं।

a) समान नामों से छुटकारा पाएं

- चर और कार्यों की दृश्यता पर एक सख्त जाँच की जानी चाहिए। एक बार सील करने के बाद, आप वांछित के बजाय अधिक सामान्य दायरे से एक पहचानकर्ता का उपयोग कर सकते हैं
- केस-असंवेदनशील नामों का उपयोग करें। (वीएस) "फ़ंक्शन को केवल कैमलकेस में एक चर के रूप में कॉल करें" और फिर कुछ के साथ तुलना करें - सी में यह किया जा सकता है (हम फ़ंक्शन का पता प्राप्त करते हैं, जो काफी संख्या में है)
- 1 अक्षर के अंतर वाले नामों को चेतावनी का कारण होना चाहिए (यकीनन, आप IDE में हाइलाइट कर सकते हैं) लेकिन एक बहुत ही सामान्य कॉपी-पेस्ट त्रुटि .x, .y, .w, .w, .h
- हम अलग-अलग संस्थाओं को एक ही तरह से नाम देने की अनुमति नहीं देते हैं - यदि उस नाम के साथ कोई स्थिरांक है, तो एक ही नाम या एक प्रकार का नाम नहीं होना चाहिए।
- सभी परियोजना मॉड्यूल के लिए नामकरण की जांच करना बहुत ही वांछनीय है - यह भ्रमित करना आसान है, खासकर यदि विभिन्न लोग अलग-अलग मॉड्यूल लिखते हैं

बी) एक बार उल्लिखित - एकरूपता होनी चाहिए और अधिमानतः पदानुक्रमित - एक निर्देशिका में 12,000 फ़ाइलों की वीएस परियोजना एक खोज नरक है।
अभी भी एक परियोजना के विभिन्न भागों (मॉड्यूल, कार्यक्रमों) के बीच डेटा विनिमय संरचनाओं का वर्णन करने के लिए मॉड्यूलरिटी की आवश्यकता होती है। VS मुझे रिसीवर और ट्रांसमीटर में विनिमय संरचना में संख्याओं के अलग-अलग संरेखण के कारण एक त्रुटि मिली।

- डुप्लिकेट लिंकिंग (लेआउट) की संभावना को बाहर करने के लिए।

c) एम्बिगुएटीज
- फ़ंक्शन कॉल का एक विशिष्ट क्रम होना चाहिए। X = funcA () + fB () या Fn (funcA (), fB (), callC ()) लिखते समय - आपको यह समझने की आवश्यकता है कि व्यक्ति लिखित आदेश में गणना प्राप्त करने की उम्मीद करता है, (VS) और आशावादी के रूप में नहीं सोचा गया है।
- समान ऑपरेटरों को छोड़ दें। और सी में पसंद नहीं: + ++, <<<, | ||, & &&, = ==
- कुछ समझने योग्य ऑपरेटरों और एक स्पष्ट प्राथमिकता के साथ होना उचित है। नमस्कार संचालक से नमस्ते।
- ओवरराइडिंग ऑपरेटर बल्कि हानिकारक हैं। आप i: = 2 लिखते हैं, लेकिन (VS) यह वास्तव में किसी ऐसी वस्तु के निहित निर्माण का कारण बनता है जिसके लिए पर्याप्त मेमोरी नहीं है, और स्वैप करते समय डिस्क क्रैश हो जाती है और आपका उपग्रह मंगल पर दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है :-(

वास्तव में, व्यक्तिगत अनुभव से, मैंने एक कनेक्शन देखा था LineString = "DSN" पर, यह एक सेटर निकला जिसने डेटाबेस खोला (और सर्वर नेटवर्क पर दिखाई नहीं दे रहा था)।

- हमें सभी वैरिएबल को डिफॉल्ट मान के साथ इनिशियलाइज़ करना होगा।
- इसके अलावा, OOP दृष्टिकोण कुछ नए सौवें समारोह में वस्तु के सभी क्षेत्रों के पुनर्मूल्यांकन से बचाता है।
- टाइप सिस्टम सुरक्षित होना चाहिए - आपको असाइन किए गए ऑब्जेक्ट्स के आयामों पर नियंत्रण की आवश्यकता है - मेमोरी ओवरराइटिंग से सुरक्षा, टाइप 65535 + 1 के अंकगणितीय अतिप्रवाह, कास्टिंग करते समय सटीकता और महत्व की हानि, अतुलनीय तुलनाओं को छोड़कर। क्योंकि पूर्णांक 2 सामान्य मामले में 2.0 के बराबर नहीं है।

और 0 से भी एक विशिष्ट विभाजन एक बहुत ही निश्चित + INF दे सकता है, एक त्रुटि के बजाय, परिणाम की एक सटीक परिभाषा की आवश्यकता है।

इनपुट प्रतिरोध

- कार्यक्रम को किसी भी इनपुट डेटा और अधिमानतः, लगभग उसी समय पर काम करना चाहिए। (वीएस) 0.2 से 5 एस तक हैंडसेट बटन की प्रतिक्रिया के साथ एंड्रॉइड को नमस्कार; यह अच्छा है कि Android ऑटोमोटिव ABS नहीं चला रहा है।

उदाहरण के लिए, किसी प्रोग्राम को सिस्टम के संसाधनों को समाप्त किए बिना 1KB डेटा और 1TB दोनों को सही ढंग से प्रोसेस करना चाहिए।

- RAII में एक विश्वसनीय और अस्पष्ट त्रुटि से निपटने के लिए बहुत ही वांछनीय है जो साइड इफेक्ट्स (संसाधन लीक, उदाहरण के लिए) के लिए नेतृत्व नहीं करता है। (वीएस) एक बहुत ही मजेदार चीज हैंडल का रिसाव है, जो कई महीनों के बाद खुद को प्रकट कर सकती है।
- खुद को स्टैक ओवरफ्लो से बचाने के लिए अच्छा होगा - रिकर्सन को डिसेबल करें।
- आवश्यक स्मृति के साथ उपलब्ध मात्रा से अधिक होने की समस्या, गतिशील आवंटन / डीक्लोकेशन के दौरान विखंडन के कारण खपत में अनियंत्रित वृद्धि। यदि भाषा में ढेर निर्भर रनटाइम है, तो बात सबसे खराब है - हैलो एसटीएल और फोबोस। (वीएस) माइक्रोसॉफ्ट से पुराने सी-टाइम के साथ एक कहानी थी, जो अपर्याप्त रूप से सिस्टम को मेमोरी लौटा देती थी, जिसके कारण एमएसबैकअप बड़ी मात्रा में (उस समय के लिए) क्रैश हो गया।
- हमें स्ट्रिंग्स के साथ अच्छे और सुरक्षित काम की आवश्यकता है - संसाधनों द्वारा सीमित नहीं। यह अत्यधिक कार्यान्वयन पर निर्भर है (अपरिवर्तनीय, गाय, आर / डब्ल्यू सरणियों)
- सिस्टम प्रतिक्रिया समय से अधिक, प्रोग्रामर से स्वतंत्र। यह एक सामान्य कचरा संग्रहकर्ता समस्या है। हालांकि वे कुछ प्रोग्रामिंग त्रुटियों से बचाते हैं - दूसरों को खराब निदान में लाते हैं।
- कार्यों की एक निश्चित श्रेणी में, यह पता चला है कि आप गतिशील मेमोरी के बिना या स्टार्टअप पर एक बार इसे चुनकर कर सकते हैं।
- सरणी की सीमाओं से परे निकास को नियंत्रित करने के लिए, और यह रनटाइम की चेतावनी लिखने और इसे अनदेखा करने के लिए पूरी तरह से स्वीकार्य है। बहुत बार ये गैर-महत्वपूर्ण त्रुटियां हैं।
- स्मृति अनुभाग तक पहुंच के खिलाफ सुरक्षा है, जो प्रोग्राम द्वारा प्रारंभ नहीं किया गया था, अशक्त क्षेत्र सहित, और किसी और के पते स्थान पर।
- दुभाषिए, जेआईटी - अतिरिक्त परतें विश्वसनीयता को कम करती हैं, कचरा संग्रह (एक बहुत ही जटिल उपप्रणाली - यह अपनी गलतियाँ करेगा) के साथ समस्याएं हैं, और एक गारंटीकृत प्रतिक्रिया समय के साथ। हम इसे बाहर करते हैं, लेकिन सिद्धांत रूप में जावा माइक्रो एडिशन है (जहां जावा से इतना कटौती की जाती है कि केवल मैं ही रहूं , वहां एक दिलचस्प लेख था dernasherbrezon (क्षमा करें, शॉट) और C # के साथ .NET माइक्रो फ्रेमवर्क।

हालाँकि, विचार से, ये विकल्प गायब हो गए हैं:

• .NET माइक्रो एक साधारण दुभाषिया निकला (गति से पार किया गया);
• जावा माइक्रो केवल एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, क्योंकि यह एपीआई द्वारा बहुत अधिक पतला है, और आपको विकास के लिए कम से कम एसई एंबेडेड पर स्विच करना होगा, जो पहले से ही बंद या सामान्य है जावा, जो प्रतिक्रिया में बहुत राक्षसी और अप्रत्याशित है।
  हालांकि, अभी भी विकल्प हैं , और यद्यपि यह एक काम करने योग्य नींव के लिए रिक्त नहीं दिखता है, इसकी तुलना अन्य भाषाओं के साथ की जा सकती है, यहां तक ​​कि पुरानी या कुछ नुकसान के साथ भी।

- बहु-थ्रेडेड कार्य का प्रतिरोध - धारा के निजी डेटा की सुरक्षा, और धाराओं के बीच गारंटीकृत विनिमय के लिए तंत्र। 200 थ्रेड वाला एक प्रोग्राम दो की तरह काम नहीं कर सकता है।
- कॉन्ट्रैक्ट प्रोग्रामिंग प्लस बिल्ट-इन यूनिट टेस्ट भी शांति से सोने में मदद करते हैं।

कार्यक्रम या डेटा को नुकसान का प्रतिरोध - मीडिया की विफलता, हैकिंग

- कार्यक्रम को पूरी तरह से मेमोरी में लोड किया जाना चाहिए - लोडिंग मॉड्यूल के बिना, विशेष रूप से दूरस्थ रूप से।
- रिलीज पर स्पष्ट मेमोरी (और सिर्फ आवंटन नहीं)
- स्टैक ओवरफ्लो की निगरानी, ​​चर क्षेत्रों, विशेष रूप से तार।
- एक विफलता के बाद पुनरारंभ करें।

वैसे, जब रनटाइम की अपनी लॉगिंग होती है, और न केवल यह दर्शाता है कि उत्तरी लोमड़ी और स्टैक्रेस, मैं बहुत प्रभावित हूं।

भाषाएँ - और अनुरूपता तालिका

पहली नज़र में, विश्लेषण के लिए, हम विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सुरक्षित PLs लेते हैं:

1. सक्रिय प्रेक्षक
2. एडीए
3. बेटरक (डलांग उपसमूह)
4. आईईसी 61131-3 एसटी
5. सुरक्षित-सी

और उपरोक्त मानदंडों के संदर्भ में उनके माध्यम से जाना।

लेकिन यह पहले से ही जारी लेख के लिए वॉल्यूम है, अगर कर्म अनुमति देता है।

उपरोक्त कारकों के साथ, तालिका में प्रकाश डाला गया है, ठीक है, शायद कुछ और समझदार टिप्पणियों से चमक जाएगा।

अन्य रोचक भाषाओं के लिए - सी ++, क्रिस्टल, गो, डेल्फी, निम, रेड, रस्ट, जिग (स्वाद में जोड़ें) तो मैं इसे उन लोगों के लिए छोड़ दूंगा जो पत्राचार तालिका भरना चाहते हैं।

अस्वीकरण:

• सिद्धांत रूप में, यदि कोई कार्यक्रम, पायथन में कहता है, 30 एमबी की खपत करता है, और प्रतिक्रिया की आवश्यकताएं सेकंड हैं, और माइक्रो कंप्यूटर में 600 एमबी मुफ्त मेमोरी और 600 मेगाहर्ट्ज प्रतिशत है, तो क्यों नहीं? केवल इस तरह का कार्यक्रम कुछ संभावना (यद्यपि 96%) के साथ विश्वसनीय होगा, और नहीं।
• इसके अलावा, भाषा को प्रोग्रामर के लिए सुविधाजनक होने का प्रयास करना चाहिए - अन्यथा कोई भी इसका उपयोग नहीं करेगा। इस तरह के लेख "मैं आदर्श प्रोग्रामिंग भाषा के साथ आया था, ताकि यह मेरे लिए लिखने के लिए केवल सुविधाजनक था" होबे में या तो असामान्य नहीं है, लेकिन यह कुछ और के बारे में है।