! "  # $ 

   ! "!

# $     ! 
! % ! 
  # % & 
%&'( )*+,)*-.++
' ()*+ ,  ,# -.( / )' (#  *()0(( (
$(1 (/   20(3  (1$  ( ,4#  ( 2 0( *5 ,4
/), $611( (/ 7 8( *5   (1 ( 2" */ / $(1 9
(- "  0( 3  1 ((# $)*/-. 3  $* 3 1  ()* 85
$ (12.   ':  9( ( 6 $"4"# 8 #   8 1
8 # $)*/ $ ( 5  )2*5 (2-.2- ,8(*( *5 2- 1" *5
8(  2 0( *5 6 ($
)*+ ( 1 (* $+" / " *5  )' ,1( $(9
1 1(#  ,  '+ , 11 (/1(# $16-.(1( 2/ ( 5
 *()0(-   20(3 )*(8 ,4 /),
 (62 1+  ($*5) 5  8   28 ' ( (*( $8 6 $9
'(/   '2" $* )    2" 1 ( $( 1#  ( $ (9
 *1  '* ( 1$5-  ,4 2# ( 10( ,4 4 *6(3
( $611( (/
  



  

     

    
   !    " #$ %  &'()
*+,- . /01 02&0& 3&4+56-    

#7


 


  8 $

 9 977 :! ;; 9 ! &&<2=



/  /  
/ 
/
,!  / 0 1
 )1+  ( 1" *( ,8(* (3                    
 ;( (#  1 ( ( $61 (                  
 <1*5 /  1 ( ( )1+  (             
   0( /  1 (                           
= '  , ':  ,                              
& > 4 *6(8 /                               
  ((0(/ *6(( $611 ( ( 1 ') " ,4   
2!     / 
   , (" ( (( ,8(* (3                   
 ,+ (/# $ " */-.( ?* 1 ,              
 >+"   / 2 0(/                      
    / 2 0(/                        
 @() " (                                
 ;211                                       
 @ " * ( "(6111(                        
 ,+ (/# $ " */-.( "(611,      
  ( 21 "*/ 2+" (/  "(6114     
   , 1 1 (8 ( $ / (/ ( $ " * (/    
= " / $ ,4 "(611                          
= @  ( ' $(1( ( ,4 2.  3    
& '  / $ / 1A(                      


 










=
&








=




=
&

>?

  $



& 7 8 ( ,+ (3                          
& 0 (-.  '+ (                     
& ) 8( ( BCDEF90(*                       =
 (*(8 ( "(611,                             =
G ;( (8 (3  *()                            &
3!   / 1  /   /  
0 1
&
 H 1*5 ,3 ( (                            &
 H 1*5 /  1 (                            &
 H 1*5 /  1 ( ,+ (3           &=
 H 1*5 /  1 ( 1 "               &
 <1*5 /  1 (                              &G
 ;( (                                    &G
 ; / ( # $1/ 5# 4"# ,4" ( ) 8 (      &G
 ; 1 (8 ( 2 0((                       &
 ; 1 (8 ( $ "*+ (/                   
= '  ( 1*5 3  1 ((            
4! 5 /    06   0 1 =
 '  ,3 ( (                              =
 @"4",  $  (-  1 ((                    
 1 ,                                             G
  2(  $ " * , 2 0((             G
  2(  $ " * , 1 +             G
 > (/ ,8(* (3                            G
  1 ()0(/  $611( ((            G
 $ " * ( "1                                 G
 ;  " , "1 ,                          G
  8 , "1 ,                             G
   2 , "1                         G
     "( "1                        G
= <2 0((                                            GG
= I1'"9') 8 (/                           G
= <2 0(( ,A(4 $/"                     
= ;6*A (/ ' $2 (( '               
= ( (                                 &
== * , 2 0((                            G
=& JKLF9  20(/                             


  $



>??

= <2 0((  0((                           
=G @+"-.( 2 0((                       
= ;$', $ " * (/ 2 0(3# *-8/  29
(-                                          
= *-8 ( $  1 ,4                       
= MCFNF9  20(/                            
= 1$)(0(/ ( $  ( $* " *5  (   =
)!  / $   /   /  0
1

= '  ,3 ( (                              
= ;( (8 ( "1 ,                        
= ;( (8 ( $ "*+ (/                  
= ; 1 (                                          
= ; 1 (8 ( "1 ,                        
= $16 *5 , 2 0((                     
= ; 1 (8 ( 2 0((                       
= ; 1 (8 ( $ "*+ (/                   
7! 8/ 

& @"*+ (/                                       
& @ " * ( O   $611,P             
& @"*+ (/ 1 "                          =
& @"*+ ( ,+ (/                      &
& H $ "  /  1 ( (  1 ( $9
"*+ (3                                     &
& )1 . ( # )$ (  "                           
& )" * (                                    
& @  1 / ( )1 . (                      G
& 7$                                         G
& ; "                                        
& ;  " , "1 , ) 8 (3                       
& *(# " *0(( ( "($) ,                      
&= ;  " , "1 , $"*+ (3                   
&= @"*+ ( 1 ",                         
&= @"*+ ( ,+ (/                      
&= @"*+ ( " *0((                      
&& ;  " ,  1 (8 ( 2 0((                 
& @ ') ( $"*+ (3                        =

>???

  $



&G @(( ( ( ) 8 (/ Q# R                        G
& @0 "2, ( 2 0((                               
& @0 "2,                                   
& <2 0((                                     
& ;"   ,4  A (3                   
.!  / $  1 
=
 @(1  ( (                                  &
 ;( (8 ( "1 ,                        &
 ;( (8 ( $ "*+ (/                  &
 @(1   1 ((                                   
 ; 1 (8 ( "1 ,                        
 ; 1 (8 ( 2 0((                       G
 ; 1 (8 ( $ "*+ (/                   G
 @(1  ) 8( (/                                 
*! 5 /  /0  
=
G ,4",                                            =
G ,4", () 1 "                            =
G ,4", () ,+ (3                         
G SKETU ( NFLVEWDL                                 G
G @  4",                                           
G ; 1 ( $  4"                          =
G $* ( *5 , $  ,  1 (( $  4"  =
G @(( ( $  1 ,1 1   8   ) 9
8 (3                                        ==
+!  /   $/  $1
=
 X(* $1                                    =G
 @0 "2, ( 2 0(( ' ) $1           =G
 @0 "2, ( 2 0(( '* # 8 1  " (1 $9
1 1                                       =
  2( , $0 "2, ( 2 0((                   &
 ;  (8  ( "( 1(8  /), (               &
 ; 1 ( /), (/                         &
 '  ( "( 1(8 6 /), (/         &
 4 ()1, $  "8( $1                      &
 ,) $ ) 8 (-                            &
 ,) $ ,*                              &&

  $



?@

 ,) $ ) 8 (- (  )2*5  2                &
4 ()1, ,) $0 "2                         &G
= ,) $ )1, (-                          &
= ,) $  2                               
= ,) $ ') 8 (-                         
=   20(( 0( ( (/                     
&  (3 ') 1 4 ()1 ,) ( $  "8(         
 ' 0((! ,+ (/# ') 8-.( $0 "2, (
2 0((                                            
G 4 ()1, /), (/ " *0(3                   =
,-! 8 /5

 $ 0(( " 1 +  1(                          G
 ;,*(                                             
 (,                                            
 7$((                                             G
= ,+ (/# (1 -.(  2 22 " ,4  8  
) 8 (/                                            G
& <3*,                                              G=
 ; 1 ( 3*                                   G&
,,! # $ $1
G
 NFYFKW J VZWDE [                                     G
 (*, FSFZW                                        G
 \TN9$ "*+ (/                                    
 ''. (/ UTN9$ "*+ (/                          
,2! 9
=
 ) ("  ( ($                                &
 @(*5  ($()( , $611, ( $  ($&
 @  ($                               
 ;4 1 "  0( 6 $( (/ $ ( ($ G
 ; 1 ( ($                                    
,3! : $     

 @'* 1 (                                       
   , 4 ( (( 2 0( *5 ,4 /),    
 @ " * ( $  ,4 2 0( *5 ,4 /),9
                                                 
=

@

  $



 ]FWK QKZ^VK^F                                
   , 1 ",  *()0((                        &
 _[J`91A(                                 &
  "20(/ 6                               
  6(*5 / '  / 1A(            G
= @* ) , 8   2 0( *5 6 $611( (/G
= @    1 ((                           
= @     ( $611,             
= @ ') ( $611,                    
& ;( ( 2$. 6 2 0( *5 6 /),       
& <2 0( *5 ,3 /), $ 6 $/"         
& <2 0( *5 ,3 /), ,A(4 $/"        
 @*28 ( () 9,+ (3 1A( ,4 (  20(3     =
 1$(*( ( $(* ,8(* (/           
 1$(*( ( 2$* (/  "3            
 *5A3 $(1                               
G I (, ( +" , ,8(* (/                       ==
;
=
/1 
&
 1



        

1$5-  , 2( abTcYVWFN LbDFZbFd ( ( 10( , 4 *9
6((  *(  )" 2.(1( ( $"*+- 2*( 5 $  1 ,#  , .
'*5A ) 6(- $ (8 (   , A 3 +() ( @ +"
 6 , 4 *6(( A(/- " 2$  ) ') 3 ( 9
10(( ( $"20(2- 12 ( 10((# $ " * 3  ?* 9
 3 1 # ()1 //  4  2"#  ( 6  )2*5  ,
 3 ( *5 # 1 6( $"2 ,# $*5)2-.( / 1,1 $1#
,$2- /  (" $* " *5  ( '( #  1$ (4 ()1 (3
',83  ,
)1 /- /   " *5 , $ ((#  ( 0 *,  *( ( "29
 (( (*( )  (/ @92 (# )( ( ( 10( ,4 4 *6(3 "9
* ( 2*5 2-  *5  5#   3  1  '.   *5
8(  "$ ( 5/ ( )1+  (  3 "  8  ', 
(- /
e*(   (4  "(/4 $611( ( $ " */* '3
(" (2 # 6" $611( $(* $6112 "*/  A (/
$ " * 3 )"8( ( $+"* '* (*( 1 $"'  9
 * 3 "21 0( 3#  $ 5 )"  1. / ( "2 (/ $9
611( (/  $2  2-. 3 3 ( + ( 3 $611( (/
 /.  1/  (* " (/4 $ $611( (- (*(   9
 1$5-  ,4 2#  $(*# $"" +(- / ' ,#   9
,4  ( /   '*5A 2*28A (   A (( 2+ 4A
()  3 $'* 1, 1   1 () ("2 2$2- / " 3 ( *5 
+ , ( 2 "1 *5 , (* " (/#  "2.(  $(2 ,4
 0 $0(3 ,8(* (3  1$5-  ( "  8   (1 ( 2" 9
*/ / $* (- )  (3  '* ( $611( (/
@2'*(0((  ? 3  (( )"21 ,  $"*+-.(3/ /" 9
'  '* ( 1$5-  ,4 2# ( 10( ,4 4 *6(3 (
$611( (/# $' 2-.(4 $* (- )  (3  ? (4 '*9


 




A 7$  7 !  

 /4 @ "$*6 /# 8  $2'*(2 1, ' , 162 ', 5 ($*5)9
 , "*/ ()*+ (/  " *5 ,4 2 ( 1   1 $'  5
28 ,1 (* " (/1  $(*#  (6(  (( $ " ) 8- 9
/ "*/ 2"*  (/ 8(  * 3 16 )*(8 6 2 / %   29
" #  /.(4 $  " '3 0 *5- $ (8  ) 1* (  1(1
$ "1 1# " $ 0(*(   )" *4 1$5-  ,4 2
>(1 ')1  $2'*(0(/4  (( $ "$*6 /  + 5 9
2.  / ( " *  " 3 '* ( ( " 5  2 "*/ ( 19
(8 6 ()28 (/ )" * 1$5-  ,4 2# ( 10( ,4
4 *6(3 ( $611( (/
   

Предисловие

Тот, кто вступает в разговор о языках программирования, обычно

предполагает удовлетворить определенные ожидания. На практике
ожиданий оказывается целый спектр

-

в полной зависимости от про­

фессиональных интересов пользователя. Прагматически настроенный
человек хотел бы усвоить определенный круг идей, пользуясь которы­
ми можно продвигаться в освоении конструкций конкретно выбран~
ного

-

для вполне определенных целей

-

языка программирования.

Действительно, на сегодня еще недавно популярная тема об уни­
версальных языках программирования отошла на задний план. поль­
зователю предлагается большой набор языков и обширных руководств
к каждому из них, настолько обширных, что изучение хотя бы одного
из них требует значительных усилий. Типичное руководство по язы­
ку программирования выглядит наподобие 'руководства пользовате­
ля' и оказывается построенным рецептурным способом по принципу:
делайте именно так, тогда получите определенный желательный эф­
фект, причем никогда не делайте некоторых вещей, поскольку полу­

чится нежелательный эффект. Во многих случаях это действительно
хорошая манера изложения, которая помогает сравнительно быстро
начать что-то практически записывать, компилировать и исполнять.

Однако в такого рода руководствах по языкам программирования
полностью обходится вопрос, ради чего строится язык как система

программирования и что же лежит в его основе. Между тем без чрез­
мерных усилий можно выделить некоторую центральную сущность,

которая подразумевается в каждом без исключения языке програм­
мирования, и этой сущностью оказывается процесс в математическом

смысле этого слова, называемый 'вычислением'. Вычисление как та­
ковое может быть вычленено и рассмотрено с точки зрения описыва­
ющих его конструкций конкретного языка.

Более того, вычисление как самостоятельный объект исследова­

ния давно подвергается массированным математическим "натискам".
По-видимому, каждое очередное поколение математиков от

science

computel'

пытается по-своему переосмыслить и переоткрыть основные

законы вычислений. Самое существенное, что содержание понятия
вычисления не остается чем-то неизменным, но периодическим меня­

ется. Тем самым вновь и вновь возникает необходимость выработки

надлежащих теоретических оснований, приемов и методов формали­
зации, которые хотя бы на время удовлетворяли новым требованиям.

Цель книги
Одна из основных идей книги

-

показать важность развития видения

программы в терминах объектов или функций. Даже если синтак­
сически это не очевидно, и программист имеет дело с конструкциями

выражений и команд, то семантика может быть построена на принци­

пах исчислений объектов. В этой связи описание конструкций языков
программирования средствами денотационной семантики характери­

зует именно объекты и их взаимосвязи, а ее возможности сравнитель­
но недавно осмыслены и только начали себя проявлять на практике.
Извлекаемый практический результат состоит в развитии навыка со­
ставления модели вычислений, кратко и вместе с тем исчерпывающе

описывающей все существенные черты разрабатываемого программ­

ного обеспечения.

Кому адресована книга
Эта книга написана в помощь тем программистам, которые хотят при­
вести свои знания в систему и переосмыслить тот круг идей, с кото­

рым приходится сталкиваться на практике. Книга призвана оказать
помощь в чтении и изучении оригинальных работ в области компыо­
терных наук, информационных технологий и программирования, а
также в случае необходимости произвести проработку вновь создава­
емых механизмов программирования.

Книгу можно использовать в качестве учебника или справочного

пособия. Она будет полезна как студентам и аспирантам, так и про­
фессионалам в этих областях.