جهاز جنسن

جهاز جنسن هو تقنية برمجة حاسوبية تستغل خاصية الاستدعاء بالاسم . ابتكره عالم الحاسوب الدنماركي يورن جنسن ، الذي عمل مع بيتر نور في مركز الأبحاث Regnecentralen . وقد عملا معًا على مُصرّف GIER ALGOL ، وهو أحد أوائل التطبيقات الصحيحة للغة ALGOL 60. استخدمت ALGOL 60 خاصية الاستدعاء بالاسم. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} وخلال خطابه عند استلام جائزة تورينج، أشار نور إلى عمله مع جنسن على GIER ALGOL.

يستغل جهاز جنسن خاصية الاستدعاء بالاسم وتأثيراتها الجانبية . الاستدعاء بالاسم هو أسلوب لتمرير الوسائط يؤجل تقييم الوسيط حتى استخدامه فعليًا في الإجراء، وهو نتيجة لقاعدة النسخ الخاصة بالإجراءات. وقد قدمت لغة ALGOL خاصية الاستدعاء بالاسم.

من الأمثلة الكلاسيكية على جهاز جنسن إجراء يحسب مجموع متسلسلة.${\displaystyle \textstyle \sum _{k=\ell }^{u}a_{k}}$: ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

إجراء حقيقي Sum(k, l, u, ak) القيمة l، u؛ عدد صحيح k، l، u؛ عدد حقيقي ak؛ تعليق: يتم تمرير k و ak بالاسم؛ ابدأ عدد حقيقي s؛ s := 0; for k := l step 1 until u do s := s + ak; المجموع := s نهاية ؛

في هذه العملية، يتم تمرير متغير الفهرس kومعامل الجمع akبالاسم. يُمكّن الاستدعاء بالاسم العملية من تغيير قيمة متغير الفهرس أثناء تنفيذ الحلقة for. كما يؤدي الاستدعاء بالاسم akإلى إعادة تقييم الوسيط في كل تكرار للحلقة. عادةً، akيعتمد ذلك على التغيير (التأثير الجانبي) k.

V[]على سبيل المثال، سيكون الكود لحساب مجموع أول 100 عنصر من مصفوفة حقيقية كما يلي :

Sum(i, 1, 100, V[i]).

أثناء تنفيذ ، ستزداد Sumقيمة الوسيط الفعلي خلال كل خطوة من خطوات الحلقة ، وسيستخدم كل تقييم من تقييمات الإجراء القيمة الحالية للوصول إلى عناصر المصفوفة المتتالية .iforakiV[i]

جهاز جنسن عام. يمكن إجراء عملية الجمع المزدوج على النحو التالي:

Sum(i, l, m, Sum(j, l, n, A[i,j]))

يمكن استخدام هذه Sumالدالة مع أي دالة أخرى بمجرد استخدام التعبيرات المناسبة. فإذا أردنا مجموع أعداد صحيحة، يكون التعبير هو Sum(i,1,100,i);، وإذا أردنا مجموع مربعات أعداد صحيحة، يكون التعبير Sum(i,1,100,i*i);هو ، وهكذا. ^{[ 7 ]} ويمكن استخدام تعديل بسيط لبدء التكامل العددي لتعبير ما بطريقة مشابهة جدًا لطريقة Sum.

akيتم تنفيذ عملية التقييم باستخدام دالة ثنك ، وهي في الأساس روتين فرعي ذو بيئة. دالة الثنك عبارة عن إغلاق بدون وسائط. في كل مرة يحتاج فيها إجراء ما إلى قيمة وسيطه الرسمي، فإنه يستدعي دالة الثنك. تقوم دالة الثنك بتقييم الوسيط الفعلي في نطاق الكود المُستدعي (وليس في نطاق الإجراء).

في غياب هذه الخاصية للتمرير بالاسم، سيكون من الضروري تحديد وظائف تجسد تلك التعبيرات المراد تمريرها وفقًا لبروتوكولات لغة الكمبيوتر، أو إنشاء وظيفة مجمعة مع بعض الترتيبات لاختيار التعبير المطلوب لكل استخدام.

إجراء حقيقي GPS(I, N, Z, V)؛ حقيقي I، N، Z، V؛ ابدأ من أجل I := 1 خطوة 1 حتى N افعل Z := V؛ GPS := 1 نهاية ؛

I := GPS(I, إذا كان I=0 فإن -1.0 وإلا I, P, إذا كان I=1 فإن 1.0 وإلا إذا GPS(A, I, Z, إذا كان A=1 فإن 1.0 وإلا إذا كان entier(A)×(entier(I)÷entier(A))=entier(I) ∧ A<I فإن 0.0 وإلا Z) = Z ثم ( إذا كان P<m فإن P+1 وإلا I×GPS(A, 1.0, I, -1.0)) وإلا P)

يعتمد جهاز جنسن على الاستدعاء بالاسم، لكن هذه الطريقة دقيقة وتتضمن بعض المشاكل. ونتيجةً لذلك، لا تتوفر هذه الطريقة في معظم لغات البرمجة. ويشير كنوت إلى أن لغة ALGOL 60 لا تستطيع التعبير عن increment(n)إجراء يزيد وسيطه بمقدار واحد؛ إذ increment(A[i])لا يؤدي الاستدعاء الوظيفة المتوقعة إذا iكان وسيطًا دالةً تتغير مع كل وصول. ^{[ 9 ]} ويقول كنوت: "إن استخدام إمكانيات تعريف "الماكرو" لتوسيع اللغة، بدلًا من الاعتماد كليًا على الإجراءات لهذا الغرض، ينتج عنه برنامج تشغيل أكثر كفاءة."

يشير آخرون إلى أن إجراء الاستدعاء بالاسم الذي يُبدّل وسيطه قد ينطوي على مشاكل دقيقة. ^{[ 10 ]} ومن أمثلة إجراءات التبديل الواضحة ما يلي:

إجراء تبديل (أ، ب) عدد صحيح أ، ب؛ ابدأ عدد صحيح مؤقت؛ temp := a; أ := ب؛ b := temp; نهاية ؛

يُنفّذ الإجراء العملية بشكل صحيح في العديد من الحالات، لكن استدعاءه swap(i,A[i])يُمثّل إشكالية. استخدام قاعدة النسخ يؤدي إلى عمليات الإسناد التالية:

temp := i; i := A[i]; A[i] := temp;

المشكلة تكمن في أن التغيير في المهمة الثانية سيؤدي iعلى A[i]الأرجح إلى اختلاف عنصر المصفوفة في المهمة الثالثة عن العنصر في البداية. أما إذا تمت برمجة الإجراء بالعكس (بحيث يتم حفظ b في متغير مؤقت بدلاً من a )، فسيتم تنفيذ الإجراء المطلوب، إلا إذا تم استدعاؤه بطريقة أخرى swap(A[i],i). (يُفضل swap()استخدام طريقة أكثر أمانًا  ).

temp1 := i; temp2 := A[i]; i := temp2; A[i] := temp1;

.)

• مكدس الاستدعاءات ، وإطار المكدس، والرابط الثابت، والعرض (الإغلاق بما في ذلك رابط البيئة)
• جهاز داف
• مشكلة أساسية تتعلق بكيفية تمرير الدوال وإرجاعها كقيم
• اختبار الرجل أو الصبي ، اختبار البيئة

• دلالات قياسية غير مخزنة لبنية الكتل على نمط ALGOL والاستدعاء بالاسم