Modula-2

Modula-2 je flexibilní procedurální programovací jazyk s podporou multiprogramování. V roce 1978 ho vytvořil Niklaus Wirth na Spolkové vysoké technická škole v Curychu jako nástupce jazyka Modula. V roce 1980 byl jazyk implementován pro počítač Lilith, který byl uveden na trh roku 1982 společností DISER (Data Image Sound Procesor and Emitter Receiver System) pod jmény mC1 a mC2 (po celém světě prodáno 120 kusů). Jazyk Modula-2 vycházel podobně jako Modula z jazyka Pascal stejného autora. Jazyk byl ovlivněn jazykem Mesa a novými programovacími možnostmi osobního počítače Xerox Alto.

Popis 
Modula-2 je systémově flexibilní procedurální jazyk s širokými možnostmi uplatnění. Značná část syntaxe je založena na Wirthově starším a známějším jazyce Pascal. Jazyk Modula-2 byl navržen tak, aby byl podobný jazyku Pascal, ale některé prvky z Pascalu byly odstraněny a některé prvky z konceptu Modula naopak přidány. Byla též přidána přímá podpora pro multiprogramování.

Programy v jazyce Modula-2 se skládají z jednotlivých modulů, z nichž každý se dále skládá ze dvou částí: definice modulu (část rozhraní, které obsahuje pouze ty části subsystému, které jsou viditelné pro ostatní moduly) a implementační modul (obsahuje zdrojový kód, který je uvnitř modulu a není pro ostatní moduly viditelný). Modul Modula-2 může být použit k zapouzdření do souboru souvisejících podprogramů a datových struktur, a omezit jejich viditelnost z jiných částí programu.

Jazyk má přísnou kontrolu oblastí. Kromě standardních identifikátorů není žádný objekt viditelný uvnitř modulu, pokud není výslovně exportován.

Předpokládejme, že modul M1 má exportovány objekty a, b, c a P jako výčet identifikátorů v exportním listu:

DEFINITION MODULE M1;
  EXPORT QUALIFIED a, b, c, P;
  ...

Potom objekty a, b, c a P z modulu M1 jsou známy mimo modul M1 jako M1.a, M1.b, M1.c a M1.P. Exportní jméno objektu, tj. M1, je používáno jako kvalifikátor následovaný jménem objektu.

Předpokládejme modul M2 obsahující následující IMPORT deklarací:

MODULE M2;
  IMPORT M1;
  ...

To znamená, že objekty exportované modulem M1 do svého programu mohou být nyní použity i uvnitř modulu M2. Jsou potom odkazovány kvalifikovaným způsobem takto: M1.a, M1.b, M1.c, a M1.P. Například:

  ...
  M1.a := 0; M1.c := M1.P (M1.a + M1.b);
  ...

Kvalifikovaný export zabraňuje střetům ve jménech. Například, pokud by jiný modul M3 měl také objekt nazvaný P, pak můžeme ještě rozlišit dva objekty, protože M1.P se liší od M3.P. Díky kvalifikovanému exportu nevadí, že se oba objekty ve svých exportních modulech M1 a M3 jmenují P.

Verze 
Existují dvě hlavní verze Modula-2. První je PIM pojmenovaná po knize „Programování v Modula-2“ (Programming in Modula-2) od Niklause Wirtha. Takto vznikla druhá, třetí (opravená) a čtvrtá verze, z nichž každá popisuje mírné odlišnosti jazyka. Druhá hlavní verze je od organizace ISO.

 PIM2 (1983)
 povinné explicitní klauzule EXPORT v definicích modulů.
 PIM3 (1985)
 odstraněna klauzule EXPORT z definic modulů.
 PIM4 (1989)
 specifikováno chování MOD a REM operátorů při záporných operandech a ujasněno, že pole znaků musí být zakončeno znakem nula.
 ISO (1996)
 ISO Modula-2 vyřešila většinu nejednoznačností v PIM Modula-2. Byla přidána data typu COMPLEX a LONGCOMPLEX, výjimky, a přidány kompletní I/O standardní knihovny.

Jazykové prvky

Vyhrazená slova 
PIM3 obsahuje následujících 40 vyhrazených slov:

 AND         ELSIF           LOOP       REPEAT
 ARRAY       END             MOD        RETURN
 BEGIN       EXIT            MODULE     SET
 BY          EXPORT          NOT        THEN
 CASE        FOR             OF         TO
 CONST       FROM            OR         TYPE
 DEFINITION  IF              POINTER    UNTIL
 DIV         IMPLEMENTATION  PROCEDURE  VAR
 DO          IMPORT          QUALIFIED  WHILE
 ELSE        IN              RECORD     WITH

Hello World 
Ukázka jednoduchého programu, který na obrazovku vypíše "Hello word":

MODULE PrintHelloWorld;

(*This program prints "Hello world!" on the standard output device*)

FROM InOut IMPORT WriteString, WriteLn;

BEGIN
	WriteString('Hello world!');
	WriteLn;
END PrintHelloWorld.

Příbuzné jazyky 
Modula-2 zdaleka nejznámějším a nejrozšířenějším jazykem z rozsáhlejší skupiny vzájemně příbuzných jazyků, která zahrnuje jazyky Modula, Modula-2+, Modula-2*, ISO Modula-2, Modula-3, Oberon, Oberon-2 a řadu dalších.

Jazyk Modula-2 byl vyvinut jako systémový jazyk pro pracovní stanice Lilith a stal se předchůdcem jazyka Oberon a pracoviště projektu (systému Oberon) vyvinuté na ETH Curych. Některé rysy jazyka Modula-2 byly převzaty do mnoha novějších jazyků.

Modula-GM 
Delco Electronics a poté dceřiná společnost GM Hughes Electronics vyvinula verzi Modula-2 pro vestavěné systémy v roce 1985. Pojmenovali jej Modula-GM. Byl to první vyšší programovací jazyk používaný pro nahrazení používání strojového kódu pro programování vestavěných systémů v řídících jednotkách motorů (ECUs). To mělo velký význam, protože Delco vyráběly v roce 1988 pro GM více než 28000 ECU za den a staly se tak největším producentem ECU. První experimentální používání Modula-GM ve vloženém řadiči bylo v roce 1993 Gen-4 ECU v CART (Championchip Auto Racing Teams) a IRL (Indy Racing League).

Aktuální překladače 
 ACK Modula-2 pro Minix 2.0 (freeware)
 Cambridge Modula-2  pro různé regulátory a MINOS operační systémy (komerční + proprietární software)
 Canterbury Modula-2 generuje zdrojový kód v jazyce Java
 DEC Modula-2 pro BSD a Ultrix, oba VAX a MIPS (freeware)
 FST Modula-2 pro MS-DOS (freeware)
 Gardens Point Modula-2 pro BSD, Linux, OS/2, Solaris a .NET - ISO kompatibilní (freeware)
 GNU Modula-2 compiler pro GCC platformy, ISO a PIM kompatibilní, (free software)
 M2Amiga pro Amigu (free software)
 M2M autor N. Wirth z ETH Zurich, platformě nezávislý, generuje M-kód pro virtuální stroj (freeware)
 MacMETH autor N. Wirth z ETH Zurich pro Macintosh, ale pouze Classic (freeware)
 Mod51 pro řadu mikroprocesorů Intel 80x51
 ModulaWare pro OpenVMS, VAX a Alpha, ISO kompatibilní
 MTC překladač z Modula-2 do C, dostupný v Modula-2 a C zdrojových kódech (free software)
 Objective Modula-2 pro různé Unix platformy, Cocoa a GNUstep podpory, (free software)

 Native XDS-x86 pro Windows a Linux, ISO kompatibilní Modula-2 a Oberon-2, nativní kompilátory s volitelným TopSpeed Compatibility Pack (freeware)
 p1 Modula-2 pro Macintosh, a to jak Classic i Mac OS X ale bez Cocoa podpory, ISO kompatibilní
 The Karlsruhe Modula-2 Compiler MOCKA pro různé platformy, PIM kompatibilní freeware Linux/BSD versions)
 TERRA M2VMS pro OpenVMS, jak VAX tak i Alpha, PIM kompatibilní
 The Ulm Modula-2 System pro Solaris, jak SPARC tak i MC68K (free software, GPLed)
 XDS-C pro Windows a Linux, generuje ANSI nebo K&R C zdrojový kód většinou 16- a 32bitová platforma, ISO kompatibilní Modula-2 a Oberon-2 s možností TopSpeed Compatibility Pack (freeware)

Překladače s ukončeným vývojem 
 Benchmark Modula-2 for the Amiga
 Borland Turbo Modula-2 pro CP/M (abandonware)
 Borland Turbo Modula-2 pro MS-DOS (prodána Jensen and Partners, nyní TopSpeed Modula-2)
 epc Modula-2 (od bývalého Edinburgh Portable Compilers Limited; společnost už neexistuje, nyní je součást Analog Devices)
 FTL Modula-2 (v1.15 1986) pro MS-DOS, ATARI ST a CP/M Z80 autor Dave Moore, Cerenkof Computing. Distribuované v Austrálii firmou JED Microprocessors Pty Ltd.
 Logitech řadu kompilátorů Modula-2 pro CP/M a MS-DOS
 M2F  pro Linux, předchůdce na GNU Modula-2, generuje i386 kód, kompatibilní s PIM2 (GPL)
 M2S pro Amigu
 M2SDS (IBM PC), Interface Technologies Inc. (ITC) Houston, TX.
 Megamax Modula-2 pro Atari ST & TT computers. Pouze v němčině. Dokumentace i zdrojové kódy jsou dostupné zdarma ale nejsou příliš užitečné, většina je jich napsána v kódu assembler 68k.
 Metrowerks' první produkty byly kompilátory Modula-2 pro velké množství platform, včetně Macintosh
 Modula Corporation měl řadu kompilátorů Modula-2 pro MS-DOS (M2M-PC), Apple II a Macintosh
 Modula-2 PC (IBM PC), PCollier Systems, Tucson, AZ.
 Mosys Modula-2 System pro Sage / Stride 68000 computers. Brian Kirk, Robinson Systems Ltd. UK
 Stony Brook Modula-2
 TDI Modula-2 pro Amigu a Atari ST
 TopSpeed (aka Clarion, aka JPI, aka Jensen and Partners) měl několik dobrých 16bitových kompilátorů Modula-2 s pěknými IDE. Něco ve stylu "Turbo Pascal" z Modula-2. Trošku nestandardní, ale velice populární v podnikání i ve vzdělávání, vynikající toolchain. V současné době součástí Clarion ve vlastnictví SoftVelocity
 Volition Systems Modula-2 (UCSD p-System). Randy Bush, Richard Gleaves, Volition Systems Del Mar, CA.

Literatura 
 K. N. King, Modula-2, komplexní a jasně psaný text, i po dvaceti letech neustále v prodeji, 
 Richard J. Sutcliffe, Modula-2: Abstractions for Data and Programming Structures, (používá ISO-Standard Modula-2) 2004-2005 Edice

Externí odkazy 
 Modula-2 Internet directory
 The Modula-2 website ring
 Modula-2 FAQ autor Rick Sutcliffe, verze z 2005.09.09
 Lilith and Modula-2
 Free Modula-2 Pages News Portal
 Sources Store for Modula-2 and Oberon-2 

Programovací jazyky
Rodina programovacích jazyků Modula