क्विपु - इंका गूढ़ प्रोग्रामिंग भाषा जो नोडल स्क्रिप्ट पर आधारित है

मेरे एक मित्र, जो कि पेशे से इतिहासकार हैं, ने मुझे आधुनिक क्रिप्टोग्राफी में प्राचीन महामारी और गिनती प्रणाली का उपयोग करने के बारे में एक अद्भुत विचार दिया। इंका गांठदार लेखन के बारे में उनकी कहानियों की प्रक्रिया में, मुझे यह महसूस करना शुरू हुआ कि नया सब कुछ अच्छी तरह से पुराना है और आधुनिक दुनिया में किसी भी तरह से प्राचीन अनुभव को लागू करना बुरा नहीं होगा। पहली बात जो दिमाग में आई वह थी क्रिप्टोग्राफी। यह सबसे स्पष्ट है - बस नोड्स को थ्रेड्स से बाइट्स में परिवर्तित करें और सिफर तैयार है। एक तरफ, सब कुछ स्पष्ट लग रहा था, लेकिन फिर मैंने क्रिप्टोग्राफिक ताकत और सिफर के अन्य मापदंडों को याद किया और महसूस किया कि मुझे क्रिप्टोग्राफी के क्षेत्र में एकल-बेहतर रूप से एक नया सिफर विकसित करने के लिए पर्याप्त अनुभव और ज्ञान नहीं था।

फिर मैंने कुछ गूढ़ प्रोग्रामिंग भाषा को पेश करने की कोशिश करने का फैसला किया, जिसके निर्माण को किपु की नोडल स्क्रिप्ट का उपयोग करके लिखा जा सकता है। पहले ऐसा लगता था कि यह असंभव था: मैंने एक भाषा का आविष्कार किया और उस पर एक तथ्यात्मक गणना कार्यक्रम लिखने की कोशिश की। पहले तीन मसौदा विनिर्देश बिन में गए: भाषाएं अच्छी नहीं थीं। वे गूढ़ भाषाओं की अपेक्षा रखते थे, लेकिन मुझे कार्य को हल करने में मदद नहीं की, क्योंकि ट्यूरिंग पूर्ण नहीं थे। उत्साह धीरे-धीरे दूर हो रहा था और यह कार्य मुझे बहुत अधिक लग रहा था। अपनी ताकत इकट्ठा करने के बाद, मैंने फैसला किया कि अगर मैं एक तथ्यात्मक गणना कार्यक्रम लिख सकता हूं, तो भाषा काम करती है।

भाषा का चौथा संस्करण सफल हुआ: मैंने एक तथ्य लिखा, फिर फिबोनाची अनुक्रम और आल्हा के एक दर्जन सरल उदाहरण "संख्याओं का योग 0 से 99 तक" उत्पन्न किया। भाषा सही निकली: असामान्य और एक ही समय में एक सरल स्पष्ट विचार के साथ। मुख्य बात यह है कि एक भाषा किसी भी (अच्छी तरह से, या लगभग किसी भी) समस्या को हल कर सकती है जिसे एक कम्प्यूटेशनल फ़ंक्शन के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

इंका और किपु

(विकिपीडिया पैराग्राफ)

किपू प्राचीन इंका महामारी और गिनती प्रणाली है, एक अजीब लेखन प्रणाली: यह एक जटिल रस्सी प्लेक्सस और दक्षिण अमेरिकी ऊंट ऊन (अल्पाका और लामा) या कपास से बना समुद्री मील है। 2000 तक कुछ लटके हुए धागों से हो सकता है। इसका इस्तेमाल दूतों के संदेशवाहकों द्वारा संदेश भेजने के लिए किया गया था, विशेष रूप से रखी गई शाही सड़कों के साथ-साथ सार्वजनिक जीवन के विभिन्न पहलुओं में (एक कैलेंडर, स्थलाकृतिक प्रणाली के रूप में, करों और कानूनों को ठीक करने के लिए)। ।

दशमलव संख्या प्रणाली का उपयोग ढेर में किया गया था, और मुख्य रूप से तीन प्रकार के नोड्स का उपयोग करके उन पर नंबर लिखे गए थे। पूर्व में दर्जनों दर्शाया गया था, बाद में इकाइयों का एक समूह (2-9), और तीसरा नोड एक इकाई का प्रतिनिधित्व करता था। इस प्रकार, नोड्स के समूह को एक संख्या के रूप में व्याख्या की गई थी, जिसमें हजारों, सैकड़ों, दसियों और इकाइयों के स्थान पर, संबंधित नोड्स लगाए गए थे।

हमने अंकन "7 डी" रखा है - दसियों का प्रतिनिधित्व करने वाले 7 नोड्स के अनुक्रम को दर्शाता है। "5i" 5 टुकड़ों की इकाई नोड्स का एक समूह है और "I" एक इकाई है, और "x" एक पास है। फिर संख्या 703 को नोड्स के निम्नलिखित अनुक्रम द्वारा दर्शाया जा सकता है: "7dx3i", संख्या 2013 2dx1d3i है, आदि।

इन विचारों ने कुछ परिवर्तनों के लिए क्विपु भाषा का आधार बनाया।

भाषा विनिर्देशों

क्विपु कार्यक्रम नॉट्स का एक मैट्रिक्स है, जिसमें से प्रत्येक कॉलम एक थ्रेड बनाता है। थ्रेड्स की संख्या 26 तक सीमित है, लैटिन वर्णमाला में वर्णों की संख्या के अनुसार (वास्तव में, 52 हैं, लेकिन उस पर बाद में अधिक)। प्रति धागे गांठों की संख्या सीमित नहीं है। प्रत्येक थ्रेड को कम से कम एक स्थान से पड़ोसी से अलग किया जाना चाहिए और इसकी लंबाई भर में फ़ाइल की शुरुआत से निश्चित संख्या में इंडेंट पर संरेखित किया जाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, एक स्तंभ के बजाय "सीढ़ी" के रूप में एक धागा शायद ही वैध कहा जा सकता है।

क्विपु दो प्रकार के डेटा को संभाल सकता है - पूर्णांक और तार।

कार्यक्रम को थ्रेड्स पर निष्पादित किया जाता है (पहले धागा, फिर दूसरा, आदि) ऊपर से नीचे तक। प्रत्येक निष्पादन कदम पर, वर्तमान नोड्यूल के मूल्य की गणना की जाती है। निष्पादन तब तक जारी रहता है जब तक कि पिछले धागे के अंतिम गाँठ का मूल्य गणना नहीं किया जाता है या एक स्टॉप गाँठ का सामना किया जाता है। "::"।

नोड्यूल्स को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है - सरल और यौगिक। साधारण लोगों में एक मैट्रिक्स सेल होता है (प्रति पंक्ति वर्णों की एक जोड़ी, उदाहरण के लिए "$ a")। यौगिक नोड्यूल एक धागे में सरल नोड्यूल का एक क्रम है। संख्या और तारों का प्रतिनिधित्व करने के लिए यौगिक नोड्यूल का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, Quipu में स्ट्रिंग "Habr" इस तरह से लिखा जा सकता है:

'H 'a 'b 'r 

और 2013 की संख्या इस तरह है:

 2# 1@ 3& 

प्रत्येक थ्रेड को प्रतीक चिह्न के साथ चिह्नित किया जा सकता है। यदि कोई निशान नहीं हैं, तो सभी धागे "ए" - "जेड" के निशान के साथ क्रमबद्ध हैं। इसके अलावा, प्रत्येक थ्रेड का अपना मूल्य होता है, जो इसमें अंतिम नोड्यूल के मूल्य के बराबर होता है। धागे के मूल्य को एक विशेष गाँठ की मदद से पहुँचा जा सकता है - "$ a" (धागे का मूल्य "a")। प्रत्येक धागे का मूल्य उसके शून्य गाँठ में दर्ज किया गया है, जो आपको अभिव्यक्ति में निहित तर्क के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।

धागे के दो घटक हैं - मुख्य और प्रारंभिक। उदाहरण के लिए, "a:" सूत्र का प्रारंभिक घटक है "a," a। "मुख्य है। एक धागे को दो घटकों के रूप में, या प्रत्येक को अलग-अलग रूप में दर्शाया जा सकता है। कार्यक्रम के अनुक्रमिक निष्पादन में, केवल मुख्य थ्रेड्स का उपयोग किया जाता है। प्रारंभिक थ्रेड्स को थ्रेड के मूल्य पर पहली स्पष्ट या अंतर्निहित कॉल पर एक बार निष्पादित किया जाता है। स्पष्ट अर्थ से गाँठ का निष्पादन "$", निहितार्थ - अभिव्यक्तियों में शीर्ष शून्य धागा गाँठ का उपयोग। यदि धागे में एक प्रारंभिक घटक नहीं है, तो इसका प्रारंभिक मूल्य शून्य है। थ्रेड को इनिशियलाइज़ करने में उपयोग किए जाने वाले नोड्यूल्स के प्रकारों पर प्रतिबंध है: प्रोग्राम निष्पादन के प्रवाह को बदलने वाले नोड्यूल्स का उपयोग करने के लिए मना किया जाता है, अर्थात। संक्रमण और एक बंद गाँठ।

कुछ नोड्स का अपना मूल्य नहीं है, इसलिए उनके मूल्य की गणना उनके सामने निकटतम महत्वपूर्ण नोड के मूल्य के रूप में की जाती है (यदि कोई नहीं है, तो धागे का मूल्य, जो शून्य नोड है)। ऐसे नोडल्स के उदाहरण आउटपुट नोड्यूल और सशर्त संक्रमण हैं।

नॉट्स टेबल (n - वर्तमान थ्रेड नोड)

गांठ	मूल्य
$ ए	धागे का मूल्य "ए" है।
>>	टर्मिनल से एक मान दर्ज करना।
<<	टर्मिनल के लिए नोड का मान (एन -1) आउटपुट।
1 # 4% 5 @ 1 &	संख्या 1451: "#" - हजारों, "%" - सैकड़ों, "@" - दसियों, "और" - इकाइयाँ।
-	(N - 2) और (n - 1) के बीच का अंतर।
++	(N - 2) और (n - 1) राशि का योग।
**	एक नोड्यूल (n - 2) और एक नोड्यूल (n - 1) का उत्पाद।
//	एक नोड्यूल (n - 2) के एक नोड में पूर्णांक विभाजन (n - 1)।
%%	पूरे नोड्यूल (n - 2) के विभाजन का शेष भाग एक nodule (n - 1) में।
<ग	यदि पिछले नोड का मान शून्य से कम है, तो थ्रेड "c" में सशर्त कूदें।
> सी	यदि पिछले नोड का मान शून्य से अधिक है, तो थ्रेड "c" में सशर्त कूदें।
= एस	यदि पिछले नोड का मान शून्य है, तो थ्रेड "c" के लिए सशर्त कूद।
? साथ	एक सूत्र "एस" के बिना शर्त संक्रमण।
::	बंद करो।
'	प्रतीक।
\ n	विशेष प्रतीक।

कार्यक्रम के उदाहरण

नमस्ते विश्व!

 a: a. 'H << 'e 'l 'l 'o ' 'W 'o 'r 'l 'd '! \n 

0 से 99 तक की संख्या

 sice $i 1& $i $s ++ ++ 1% << -- =e ?s 

कारख़ाने का

 a: a. b: be >> $a 1& $a $b =e 1& << 1& ++ -- $b =e ** ?a 

फाइबोनैचि

 sfd a: b: ab x: itoe $x $x ', 1& 1& $b $f >> 1& 1& 1& '. =e 2& ' ?i ++ << << << 1& -- << ?f ', ?e -- $i $f ' =o -- << ?o 1& =e -- $a =t $b 1& ++ << ', ' << 1& << 

कार्यान्वयन

अब कुछ समय के लिए मुझे इस विचार से घृणा हो गई है कि यह एक नई भाषा सीखने का समय है, ताकि मैं अपने क्षितिज को व्यापक बना सकूं, ताकि बोल सकूं। चुनाव स्काला पर गिर गया। मैं हमेशा उसके तथाकथित "अत्यधिक जटिलता" की ओर आकर्षित होता रहा हूं जिसके बारे में हर कोई बात कर रहा है। सरल उदाहरणों के एक जोड़े को "हैलो वर्ल्ड" लिखने के बाद, मैंने खुद को एक जले हुए चट्टानी की कल्पना करते हुए, क्विपु दुभाषिया का कार्यान्वयन किया। यह कार्य जितना मैंने सोचा था उससे कहीं अधिक कठिन हो गया, इस तथ्य के बावजूद कि मैंने शुरुआत में खुद को इंस्टॉलेशन दिया था - डिजाइन और कार्यान्वयन की सुंदरता पर ध्यान केंद्रित किए बिना, इसे सिर्फ काम करने के लिए।

नतीजतन, मुझे डेढ़ दिन में काम करने का प्रोटोटाइप मिल गया। समझ गया, वास्तव में मैं क्या चाहता था। एक तरह का प्रूफ-कांसेप्ट आइडिया। मैंने काफी कोड लिखा था और यह खासकर उन लोगों के लिए थोड़ा डराने वाला लगता है, जिन्हें स्काला के विकास का अनुभव है। हालांकि, मेरा मानना ​​है कि एक शुरुआत की गई है। पथ "विचार -> कार्यान्वयन" को न्यूनतम प्रयासों के साथ पूरा किया गया है और निम्नलिखित चरणों का उद्देश्य वर्तमान कार्यान्वयन में सुधार करना हो सकता है। मैं इस संभावना को भी नहीं छोड़ता कि मुझे खरोंच से सब कुछ फिर से लिखना होगा, लेकिन मुझे अभी भी उम्मीद है कि मूल कोड में एक उचित अनाज है और बड़े पैमाने पर रीफैक्टरिंग इसे बचा सकता है।

मौजूदा कार्यान्वयन में कुछ छोटे मुद्दे भी हैं जिन्हें मैंने "स्क्रैच से सभी पुनर्लेखन" की संभावना के मद्देनजर अभी तक तय नहीं करने का फैसला किया है। फिर भी, ये समस्याएं किसी भी बड़ी असुविधा का कारण नहीं बनती हैं, और इसके विपरीत, वे क्विपु प्रोग्रामर को अपने कार्यक्रमों को ठीक से प्रारूपित करने के लिए सिखाते हैं। निम्नलिखित वर्तमान कमजोरियों की एक सूची है:

1) प्रत्येक थ्रेड में एक लेबल होना चाहिए। टैग के बिना थ्रेड समर्थित नहीं हैं।
2) कार्यक्रम को एक खाली रेखा के साथ समाप्त होना चाहिए, अन्यथा - अंतिम पंक्ति पर स्थित नोड्स की व्याख्या नहीं की जाएगी।

So. दुभाषिया स्रोत कोड GitHub: github.com/vkostyukov/quipu पर उपलब्ध है। मुझे अपने कोडबेस के सुधार के साथ अनुरोधों को खींचने में बहुत खुशी होगी। इसके अलावा, मैं भाषा का उपयोग करने के नए उदाहरणों के लिए आभारी रहूंगा, जिन्हें मैं निश्चित रूप से परियोजना पृष्ठ पर पोस्ट करूंगा। मैं शिलालेख "% उपयोगकर्ता नाम%, पहला क्विपु हैकर" के साथ एक स्टाइलिड टी-शर्ट का भी वादा करता हूं। किसी ऐसे व्यक्ति के लिए जो क्विपु पर 99-बोतल-बीयर कार्यक्रम लिखता है। मजाक :)

क्यों?

ऐसी धारणा है कि एक नई प्रोग्रामिंग भाषा का आविष्कार करके, लेखक व्यावहारिक रूप से असफलता के लिए खुद को बर्बाद करता है। इससे मैं पूरी तरह सहमत हूं और मानता हूं कि अगले 3-5 वर्षों के लिए, मानवता का प्रोग्रामिंग भाषाओं पर एक संसाधन है। अब सभी को ज्ञात कॉफी दिग्गजों से कुछ नया, उपयोगी और अलग करना मुश्किल है। लेकिन यह शायद "बड़ी" और "गंभीर" भाषाओं के लिए सही है, जो डेवलपर को कथित रूप से सामना करने वाली सभी बोधगम्य और अकल्पनीय समस्याओं को हल करने की कोशिश कर रहे हैं।

गूढ़ भाषाएं अन्य समस्याओं को हल करती हैं - मस्तिष्क को गर्म करने की समस्याएं, अस्वास्थ्यकर जिज्ञासा और आत्म - आत्म शिक्षा का ध्वजारोहण । ऐसे मामलों के लिए, 1000+ भाषाओं का आविष्कार और कार्यान्वयन पहले ही हो चुका है, जिनमें से व्याकरण को मानक पीले स्टिकर पर रखा गया है। क्विपु एक ऐसी भाषा है। जो भाषाएं हमें प्रोग्रामर की मदद करती हैं वे ज्ञात समस्याओं पर नए सिरे से विचार करती हैं और उन्हें सुलझाने से नई संवेदनाएं और अनुभव प्राप्त करती हैं, जिससे हमारे अंदर "बॉक्स के बाहर सोचने" की क्षमता विकसित होती है।