Extensible Languages for Flexible and Principled Domain Abstraction

Die meisten Programmiersprachen werden als Universalsprachen entworfen. Unabhängig von der zu entwickelnden Anwendung, stellen sie die gleichen Sprachfeatures und Sprachkonstrukte zur Verfügung. Solch universelle Sprachfeatures ignorieren jedoch die spezifischen Anforderungen, die viele Softwareprojekte mit sich bringen. Als Gegenkraft zu Universalsprachen fördern domänenspezifische Programmiersprachen, modellgetriebene Softwareentwicklung und sprachorientierte Programmierung die Verwendung von Domänenabstraktion, welche den Einsatz von domänenspezifischen Sprachfeatures und Sprachkonstrukten ermöglicht. Insbesondere erlaubt Domänenabstraktion Programmieren auf dem selben Abstraktionsniveau zu programmieren wie zu denken und vermeidet dadurch die Notwendigkeit Domänenkonzepte mit universalsprachlichen Features zu kodieren. Leider ermöglichen aktuelle Ansätze zur Domänenabstraktion nicht die Entfaltung ihres ganzen Potentials. Einerseits mangelt es den Ansätzen für interne domänenspezifische Sprachen an Flexibilität bezüglich der Syntax, statischer Analysen, und Werkzeugunterstützung, was das tatsächlich erreichte Abstraktionsniveau beschränkt. Andererseits mangelt es den Ansätzen für externe domänenspezifische Sprachen an wichtigen Prinzipien, wie beispielsweise modularem Schließen oder Komposition von Domänenabstraktionen, was die Anwendbarkeit dieser Ansätze in der Entwicklung größerer Softwaresysteme einschränkt. Wir verfolgen in der vorliegenden Doktorarbeit einen neuartigen Ansatz, welcher die Vorteile von internen und externen domänenspezifischen Sprachen vereint um flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion zu unterstützen. Wir schlagen bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprachen als Grundlage für Domänenabstraktion vor. In einer erweiterbaren Sprache kann Domänenabstraktion durch die Erweiterung der Sprache mit domänenspezifischer Syntax, statischer Analyse, und Werkzeugunterstützung erreicht werden . Dies ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Flexibilität wie externe domänenspezifische Sprachen. Um die Einhaltung üblicher Prinzipien zu gewährleisten, organisieren wir Spracherweiterungen als Bibliotheken und verwenden einfache Import-Anweisungen zur Aktivierung von Erweiterungen. Dies erlaubt modulares Schließen (durch die Inspektion der Import-Anweisungen), unterstützt die Komposition von Domänenabstraktionen (durch das Importieren mehrerer Erweiterungen), und ermöglicht die uniforme Selbstanwendbarkeit von Spracherweiterungen in der Entwicklung zukünftiger Erweiterungen (durch das Importieren von Erweiterungen in einer Erweiterungsdefinition). Die Organisation von Erweiterungen in Form von Bibliotheken ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Prinzipientreue wie interne domänenspezifische Sprachen. Wir haben die bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprache SugarJ entworfen und implementiert. SugarJ Bibliotheken können Erweiterungen der Syntax, der statischen Analyse, und der Werkzeugunterstützung von SugarJ deklarieren. Eine syntaktische Erweiterung besteht dabei aus einer erweiterten Syntax und einer Transformation der erweiterten Syntax in die Basissyntax von SugarJ. Eine Erweiterung der Analyse testet Teile des abstrakten Syntaxbaums der aktuellen Datei und produziert eine Liste von Fehlern. Eine Erweiterung der Werkzeugunterstützung deklariert Dienste wie Syntaxfärbung oder Codevervollständigung für bestimmte Sprachkonstrukte. SugarJ Erweiterungen sind vollkommen selbstanwendbar: Eine erweiterte Syntax kann in eine Erweiterungsdefinition transformiert werden, eine erweiterte Analyse kann Erweiterungsdefinitionen testen, und eine erweiterte Werkzeugunterstützung kann Entwicklern beim Definieren von Erweiterungen assistieren. Um eine Quelldatei mit Erweiterungen zu verarbeiten, inspizieren der SugarJ Compiler und die SugarJ IDE die importierten Bibliotheken um die aktiven Erweiterungen zu bestimmen. Der Compiler und die IDE adaptieren den Parser, den Codegenerator, die Analyseroutine und die Werkzeugunterstützung der Quelldatei entsprechend der aktiven Erweiterungen. Wir beschreiben in der vorliegenden Doktorarbeit nicht nur das Design und die Implementierung von SugarJ, sondern berichten darüber hinaus über Erweiterungen unseres ursprünglich Designs. Insbesondere haben wir eine Generalisierung des SugarJ Compilers entworfen und implementiert, die neben Java alternative Basissprachen unterstützt. Wir haben diese Generalisierung verwendet um die bibliotheksbasierten erweiterbaren Programmiersprachen SugarHaskell, SugarProlog, und SugarFomega zu entwickeln. Weiterhin haben wir SugarJ ergänzt um polymorphe Domänenabstraktion und Kommunikationsintegrität zu unterstützen. Polymorphe Domänenabstraktion ermöglicht Programmierern mehrere Transformationen für die selbe domänenspezifische Syntax bereitzustellen. Dies erhöht die Flexibilität von SugarJ und unterstützt bekannte Szenarien aus der modellgetriebenen Entwicklung. Kommunikationsintegrität spezifiziert, dass die Komponenten eines Softwaresystems nur über explizite Kanäle kommunizieren dürfen. Im Kontext von Codegenerierung stellt dies eine interessante Eigenschaft dar, welche die Generierung von impliziten Modulabhängigkeiten untersagt. Wir haben Kommunikationsintegrität als weiteres Prinzip zu SugarJ hinzugefügt. Basierend auf SugarJ und zahlreicher Fallstudien argumentieren wir, dass flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion ein skalierbares Programmiermodell für die Entwicklung komplexer Softwaresysteme darstellt

Secure extensible languages, design of

The basic premise of this thesis is that extensible languages afford the user considerable power and flexibility. We argue that this flexibility can, and should, be provided in a secure and error-resistant manner, but that this objective is not realised in existing extensible languages. This thesis first investigates the nature of security in programming languages, building up a simple and informal theory of the design of secure languages, and relating this theory to the notions of structured programming and .transparency. We use this theory to build a conceptual model for a secure extensible language and its physical realisation. We show that existing extensible languages fail to meet the ideals of this model in total, and proceed to design an alternative and secure system which builds upon, but attempts to avoid the pitfalls of existing systems. We base this system on a string processing language (Snip) which is itself extensible. The remainder of this thesis discusses the design and implementation (based on an abstract machine, SAM) of this language

Adaptable Systems Linguistic and Processing Properties. Part Two

As continuation of the research results [Tod-05.3] in this paper metalinguistic tools used in the process of introduction of new constructions (data, operations, instructions and controls) are developed. It was done the overview of extensible languages according used extension mechanisms, presented by different types of extenders. Extensions in languages and systems are defined according different phases of translation such as lexical analysis, syntactical control, semantic analysis, translation into intermediate language, and link phase. It was presented a lot of extensible languages and systems and examples of usage of different types of extenders. The generalization schemes of evaluation of adaptable languages and systems are discussed. Development of the research in Adaptable Programming Basis [Tod-05.1,2,3] is presented. These results analogically with [Tod-05.2,3] are obtained by the team, composed from the researchers D. Todoroi [Tod-05.4], Z. Todoroi [ZTod-05], and D. Micusa [Mic-03]. Present results are included in the book [Tod-06]processor, adaptable systems, linguistic processing

Fine-grained Language Composition: A Case Study

Although run-time language composition is common, it normally takes the form of a crude Foreign Function Interface (FFI). While useful, such compositions tend to be coarse-grained and slow. In this paper we introduce a novel fine-grained syntactic composition of PHP and Python which allows users to embed each language inside the other, including referencing variables across languages. This composition raises novel design and implementation challenges. We show that good solutions can be found to the design challenges; and that the resulting implementation imposes an acceptable performance overhead of, at most, 2.6x.Comment: 27 pages, 4 tables, 5 figure

Information Era. Conscience Society. Creativity

ttendees will learn about the research and development which will be effected by scientists in the branch of Conscience Society creation in next decades of XXI century. Conscience is usually seen as linked to a morality inherent in all humans, to a beneficent universe and/or to divinity. It is increasingly conceived of as applying to the world as a whole and as a main feature of conscience society. It has motivated its numerous models, characteristics and functions of Conscience for creation the societal intelligent adaptable information systems in Conscience Society. The moral life is a vital part for the world to maintain a Conscience (civilized) Society, so always keep in mind to: accept differences in others; respond promptly to others; leave some "free" time; care about others as if they were you; treat everyone similarly; never engage in violent acts; have an inner sense of thankfulness; have a sense of commitment. Creativity is a result of brain activity which differentiates individuals and could ensure an important competitive advantage for persons, for companies, for Society in general, and for Conscience Society in special. Very innovative branches – like software industry, computer industry, car industry – consider creativity as the key of business success. Natural Intelligence’ Creativity can develop basic creative activities, but Artificial Intelligence’ Creativity, and, especially, Conscience Intelligence’ Creativity should be developed and they could be enhanced over the level of Natural Intelligence. The basic idea for present communication represent the research results communicated at the last two annual AESM conferences [1] [2].Conscience, Adaptability, Creativity, Intelligence, Conscience Society