موضوع مقاله: اسمال‌تاک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # اسمال‌تاک | مقدمه: منبع استاندارد انسی برای اسمالتاک بخش ۳ اسمال تاک برای پشتیبانی از دنیای جدید حاصل از فهماندن محاسبات با مثال توسط «هم‌زیستی میان انسان و کامپیوتر» به وجود آمد. | ## بخش 1: اسمال‌تاک | این زبان اولین بار تحت عنوان اسمالتاک-۸۰ عرضه شد و پس از آن به صورت گسترده به کار برده شد. زبان‌هایی مشابه اسمالتاک همچنان در حال توسعه هستند و کاربران وفادار بخود را دارند. نسخه انسی اسمالتاک در سال ۱۹۹۸ معرفی شد و این نسخهٔ استاندارد از اسمالتک را نشان می‌دهد. اولین نسخه‌ای از این زبان که به‌طور عمومی قابل استفاده بود در سال ۱۹۸۰ ساخته شد اسمالتاک محصول تحقیقات گروه پژوهشی زیر نظر الن کی د ر شرکت زیراکس پارک بوده‌است. آلن کی بیشتر نسخه‌های اولیه این زبان را طراحی نموده‌است که توسط دان اینگالس پیاده شده‌اند. اولین نسخه این زبان یعنی اسمالتاک-۷۱ در اثر یک شرط‌بندی در مورد امکان به وجود آوردن یک زبان با کد یک صفحه‌ای براساس ارسال پیام همانند سیمولا در عرض چند صبح به وجود آمد. نسخه بعدی که بیشتر در کارهای تحقیقاتی به کار رفت و تأثیری روی ایجاد مدل بازیگر داشت اسمالتاک-۷۲ بود. این نسخه دارای دستورها و مدل اجرایی متفاوتی از بیشتر انواع این زبان در حال حاضر بود. با وجود مسدود نمودن بخشی از مدل اجرایی و به وجود آوردن سلسله مراتب کلاس‌ها همانند سیمولا نسخه اسمالتاک-۷۶ به وجود آمد. محیط توسعه نرم‌افزار برای این زبان بیشتر ویژگی‌های معمول کنونی در مورد ویرایش کد کتابخانه کلاس‌ها را شامل می‌گشت. اسمالتاک ویژگی متاکلاس را افزود تا بینش همه چیز جز متغیرها کلاس هستند را پیاده‌سازی نماید و حتی این مورد را برای مفاهیم پایه مانند اعداد صحیح و منطقی به کار برد و ویژگی‌ها و رفتارها را با این کلاس‌های مجزا مرتبط نمود. اسمالتاک-۸۰ اولین نسخه استفاده شده خارج از شرکت بود و نسخه اول آن را به تعدادی شرکت (هیولت پاکارد، کامپیوتر اپل، تکترونیکس، DEC) و دانشگاه برکلی داشت تا مرور لازم بر آن انجام شود و محیط‌های مناسب برای آن توسعه یابد. نسخه عمومی تر که اسمالتاک-۸۰ نسخه دوم نام داشت به صورت فایل تصویری و مستقل از محیط با تعریف اشیا که ماشین مجازی مناسب خود داشت عرضه گشت. نسخه استاندارد انسی در سال ۱۹۹۸ عرضه شد که تاکنون نسخه رسمی مورد استفاده بوده‌است. دو نسخه مشتق شده از اسمالتاک هم‌اکنون مورد استفاده است یکی از آن‌ها اسکویک (Squeak) که از اسمالتاک-۸۰ نسخه اول به وجود آمده‌است و به شیوه اپل تولید شده و یک نرم‌افزار متن باز است؛ و دیگری ویژوال‌ورکس (VisualWorks) از اسمالتاک-۸۰ نسخه دوم و اسمالتاک-۸۰ ۲٫۵ و ابجکتورکس (ObjectWorks)ساخته شده توسط شرکت سیستم‌های پارکپلیس (شرکت تابع از زیراکس پارک برای عمومی‌سازی زبان اسمالتاک) اشتقاق یافت. به عنوان پیوند جالب بین نسل‌ها در سال ۲۰۰۲ واسیلی بایکف هابز را ساخت تا زبان اسمالتاک-۸۰ در ویژوالورکس عمل نماید. در اواسط دهه ۱۹۹۰ محصولات مربوط به اسمالتاک توسط دو شرکت رقیب پارکپلیس و دیجیتاک عرضه می‌گشت. هر دو شرکت به دلیل قابلیت خوانایی کد منبع در سیستم‌های توزیع شده و محدودیت‌های موجود در بهبود عملکرد و عدم وجود ارتباط با یک پایگاه داده منطبق بر SQL دست به گریبان بوده‌اند. تأثیرات بر روی زبان‌های دیگر برنامه‌نویسی زبان اسمالتک در ۴ محیط اصلی بر سایر زبان‌های برنامه‌نویسی تأثیر گذاشت. اسمالتک اولین برنامهٔ گرافیگی با محیط ویندوز در کامپیوترهای شخصی را در اواخر قرن ۲۰ و اوایل قرن ۲۱ ابداع کرد. در پایان محیط توسعه جامع برای ایجاد دسترسی به ابزار دیداری برنامه‌نویسی شبیه اشکال زدایی کد اسمالتک به وجود آمد. همچنین زبان امری شبیه اسمالتک توسط دیوید سیمنس به وجود آمد که طراحی‌ها را با نوشتن سند انجام می‌دهد. برنامه‌نویسی شی‌گرا همانند سایر زبان‌های برنامه‌نویسی شی‌گرا زبان اسمالتاک-۸۰ (نه اسمالتاک-۷۲) دارای مفهوم مرکزی شی است. برای مثال کلاس پنجره باید تعیین نماید که ایا دارای برچسب است یا نه و اعمال مورد نیاز برای پنجره‌ها همانند بازکردن، بستن، و حرکت دادن را برای آن تعریف نماید. هر نمونه از کلاس پنجره مقادیر مخصوص به خود را داراست و در صورت نیاز می‌تواند اعمال تعریف شده در کلاس مربوطه را انجام دهد. یک شی در اسمالتاک می‌تواند دقیقاً سه عمل انجام دهد: ۱- وضعیت را نگهداری نماید (مرجعی برای سایر اشیا باشد) ۲- پیامی را از خود یا شی دیگری دریافت دارد. دیگر اشیا می‌توانند به آن دسترسی داشته باشند یا آن را تغییر دهند در صورتی که یک درخواست (پیام) برای آن شی ارسال نمایند. (نظر آلن کی در این باره این است: در حالی که شی اهمیت زیادی در اسمالتاک داشته‌است اما پیام‌ها اهمیت بالاتری دارند) اسمالتاک کاملاً شی‌گراست یعنی تمام موجودیت‌ها در این زبان از قبیل انواع داده اولیه و ساختارهای دیگر شی هستند. | ## بخش 2: اسمال‌تاک | انواع داده اولیه به کلاس مربوط به خود اشاره کرده و عمل متناسب را با توجه به ساختار کلاس خود انجام می‌دهند و پیام مناسب را ارسال می‌نمایند. برنامه‌نویسان قادر هستند تا رفتار و کلاس مربوط به نوع داده اولیه را تغییر دهند تا مطابق میل آن‌ها رفتار نماید این بدان معنی است که در صورتی که برنامه‌نویس ساختار کنترلی جدید را ایجاد نماید این ساختار کنترلی همانند قبلی رفتار ننموده و رفتار جدید تعریف شده در پیش خواهد گرفت. (البته به صوزت دقیق‌تر تمام مقادیر شی هستند و نه متغیرها) چون تمام مقادیر شی هستند کلاس‌ها نیز خود شی هستند. کلاس‌ها و متدها که یک شی را تعریف می‌نمایند خود شی هستند و کاملاً جز خود سیستم هستند. سلسله مراتبی که کلاس‌ها را تعریف می‌نماید خود می‌تواند کلاس‌های جدید اضافه نماید. سیستم از طریق کد اسمالتاک-۸۰ که کلاس‌های جدید تعریف می‌کند یا تغییر می‌دهد گسترش می‌یابد. بدین طریق سیستم‌های نوشته شده به اسمالتاک-۸۰ سیستم‌های زنده هستند و می‌توانند در زمان اجرا خود را تغییر دهند و بهبود یابند. به دلیل کلاس بودن کلاس‌ها می‌توان از آن‌ها سؤال نمود که دارای چه متدهایی هستند و چه فیلدهایی تعریف می‌نمایند؛ بنابراین اشیا می‌توانند از طریق کد جنریک هر شی بررسی شوند، کپی گردند، و به صورت سریال به کار روند. اسمالتاک-۸۰ یک سیستم محاسباتی انعکاسی فراهم می‌سازد تا وضعیت محاسباتی سیستم قابل مشاهده باشد. این امکانات برنامه‌نویس را قادر می‌سازد روتین‌های کمکی و بازگشت همانند پرولوگ پیاده‌سازی نماید بدون آنکه ماشین مجازی را تغییر دهد. یکی از استفاده‌های جالب این ویژگی در سیساید است که این قالب کار برای وب توسط ایوی برایانت نوشته شده و طراحان را با از پیچیدگی‌های دکمه‌های بازگشت رها نموده و حرکات او را ذخیره کرده و امکان حرکت بین آن‌ها را برای او فراهم می‌سازد. پس از ذخیره‌سازی این حرکات می‌توان ظراحی وب را به آسانی به یکی از ویژگی‌های معمول ادامه داد. از این طریق می‌توان دلیل و زمینه خطا را شناخت و این اشکال را در داخل سیستم برطرف نمود و با استفاده از سیستم انعکاسی یه کار ادامه داد. اگر این اشیا به‌درستی به کار روند می‌توانند پیام‌ها را به سیستم‌های دیگر هدایت بنمایند و سیستم‌های توزیع‌شده به خوبی عمل نمایند. دستور دستورها اسمالتاک-۸۰ درصدد کوچک بودن است و تنها از تعدادی کلمات کلیدی و اعلامات استفاده می‌نماید. (این‌ها در واقع کلمات کلیدی نیستند تنها شبه کلمات کلیدی است که شی‌هایی به عنوان تنها نمونه کلاس‌های خود هستند. اسمالتاک در حقیقت اصولاً کلمه کلیدی را به عنوان یک مفهوم نپذیرفته‌است) تنها ساخته‌های داخلی زبان ارسال پیام‌ها، انتصاب، بازگشت مقدار در متد، و ثابت برای بعضی اشیا. باقی‌مانده زبان، دستورها کنترلی همانند انتخاب شرطی و دستورها تکرارپذیر توسط استاندارد اسمالتاک در کتایخانه کلاس‌ها پیاده می‌شود. به دلیل بهینه‌سازی ممکن است بعضی پیاده‌سازی‌ها به بعضی از پیام‌ها اهمیت زیادی داده ولی باید دقت کرد که این اهمیت دادن در داخل زبان نوشته نشده و تنها یک بهینه‌سازی است. ثابت‌ها مثال پایین نشان‌دهنده تمام ثابت‌های معمول اشیا را در متدهای اسمالتاک-۸۰ است. علاوه بر رشته‌ها اسمالتاک دارای یک کلاس توالی کاراکترهای دیگر به نام symbol است. به دلیل منحصربه‌فرد بودن آن‌ها را می‌توان به راحتی مقایسه نمود و برای انتخاب‌کننده پیام‌ها و سایر مصنوعات زبان به کار رود. اشتقاق‌های دیگر اسمالتاک دستورها اضافه‌تر را تعریف می‌کند اما موارد توضیح داده شده در بالا مهم‌ترین ثابت‌هاست. اعلام متغیرها دو نوع متغیر معمول استفاده شده در اسمالتاک متغیرهای نمونه و متغیرهای موقت هستند. به عنوان مثال ویژوالورکس دارای متغیرهای به اشتراک گذاشته در کلاس و فضای نام است در حالی که اسکویک و پیاده‌سازی‌های دیگر متغیرهای کلاس، حوضچه، و جهانی است. رشته یک شی است (توالی کاراکترها در بین '' نشان‌دهنده ثابت رشته‌ایست) که در زمان کامپایل ایجاد می‌شود. گیرنده پیام با بازگرداندن مقداری (در اینجا احتمالاً فاکتوریل عدد ۴۲) پاسخ می‌دهد. پیام‌ها می‌توانند چندین شی را به عنوان آرگومان خود حمل کنند: 2 raisedTo: 4 در این عبارت دو شی نقش داشته‌اند: ۲ به عنوان گیرنده و ۴ به عنوان آرگومان. | ## بخش 3: اسمال‌تاک | چنین کلمات کلیدی درهمتنیده خوانایی کد را بالا برده و آرگومان‌ها به‌وسیله کلمات کلیدی پیش از خود توصیف می‌گردند. این به برنامه‌نویس اجازه می‌دهد تا عملگرهای ریاضی را به شکل سنتی بنویسد: 3 + 4 که پیام + را به گیرنده ۳ به همراه آرگومان ۴ می‌فرستد (که پاسخ برابر با ۷) است. به‌طور مشابه: 3> 4 پیام <را به ۳ به همراه آرگومان ۴ را می‌فرستد (پاسخ false است). خروجی تنها بستگی به نحوه پاسخ‌دهی گیرنده (در این‌جا نمونه Number) در برابر پیام <و + پاسخ می‌دهد. یک پیام <را بقیه اشیا هم می‌توانند بفهمند که این امکان را می‌دهد تا از عبارت a>b برای مقایسه آن‌ها بکار می‌رود. پیام‌های یگانه اولویت بیشتری داشته و پس از آن پیام‌های دوگانه و پیام‌های کلمات کلیدی قرار دارند. به دلیل این که پیام‌های دوگانه در اسمالتاک-۸۰ درون‌ساخت نیستند اولویت برابر با یکدیگر داشته و به سادگی از چپ به راست ارزیابی می‌گردند. به همین دلیل عبارات مشابه در اسمالتاک ممکن است معنای متفاوت از آنچه که به صورت سنتی است داشته باشند. مثال پایین یک نمونه از window ایجاد کرده و آن را در یک متغیر ذخیره می‌نماید و به آن دو پیام می‌فرستد. اگر چندین پیام به یک گیرنده ارسال شود می‌توان آن‌ها را به صورت یک زنجیره جدا شده با؛ نوشت. بلوک کد یک بلوک از کد (تابع بدون نام) را می‌توان به صورت یک ثابت بیان داشت (که یک شی است چرا که هر مقدار شی است) که این هدف با استفاده از ممکن است. این بدان معنی است که کد زیر: [:x | x + 1] می‌تواند به صورت زیر باشد: f(x) = x + 1 (یا با استفاده از حساب لامدا): λx.(x+1) و f(3) = 3 + 1 ارزیابی خواهد شد: [:x | x + 1] value: 3 ساختار کنترل ساختار کنترل، دارای دستور خاصی در اسمالتک ناست. برای مثال شرط اجرا در صورتی که درست بود با فرستادن پیغام به شی بولی آن را انجام می‌دهد. سپس آن را به عنوان یک آرگومان بلاکی از کد شروع به اجرا کردن می‌کند اگر و تنها اگر دریافت شی بولی درست باشد. در خط آخر پیغامی که فرستاده می‌شود توسط select: با یک آرگومانی که به صورت بلاک کد ثابت است معین می‌شود. بلاک کد ثابت به عنوان خبر دادن به یک تابعی که باید جواب صحیح بودن را بدهد اگر و تنها اگر یک المان از رشته در مجموعه‌ای از رشته‌ها که توسط کد ثابت فرستاده شده موجود باشد. بعبارت دیگر در اسمالتک کلاس‌ها اول به صورت کلاس شی هستند که می‌توانند پیغام‌هایی را فقط توسط شی‌های دیگر دریافت نماید و به صورت داینامیک در زمان اجرا آن را به وجود می‌آورد. توابع زمانی که یک شی یک پیغامی را دریافت می‌کند تابع پیغام دریافتی را با اسم تابع تطبیق می‌دهد. مثال زیر یک تابع "Publish" را تعریف می‌کند و پس از آن آنچه را که اتفاق خواهد افتاد را در خود تعریف می‌کند. ^mul * 4 توجه کنید که شی برای تعیین اینکه در زمان اجرا به‌طور داینامیکی شروع به پاسخ دهی به پیغام نماید یا به‌طور استاتیکی در زمان کامپایل این کار را انجام دهد مسئول می‌باشد. تصویر براساس اصرار بیشتر سیستم‌های برنامه‌نویسی کد برنامه را از حالت برنامه جدا می‌کنند. زمانی که شروع به اجرا می‌کنند آن‌ها را بار می‌کنند و همه حالت برنامه قبلی را باید دوباره به‌طور صریح از فایل برنامه یا از منبع دیگر به وجود آورد. تنظیمات برنامه به‌طور صریح ذخیره نمی‌شوند و باید آن‌ها را بعد از هر راه اندازی تهیه کرد. یک فرمان تجارتی همچنین تعداد زیادی از سندهای اطلاعاتی را هروقت شما ذخیره می‌کنید، می‌بندید و دوباره راه می‌اندازید معین می‌کند. تصویر بر اساس اصرار شما را به تمامی ضایعاتی که شما به دلیل آن کامپیوتر را خاموش می‌کند یا راه اندازی می‌کند اجبار نمی‌کند در زبان اسمالتک اگرچه فرقی بین داده‌های اجرایی و کدها ندارند بیشتر سیستم‌های اسمالتک در پایان کار از برنامه یک تصویر می‌گیرند. این تصاویر می‌توانند توسط ماشین دیداری به برنامه اضافه شود و سیستم اسمالتک را به حالت قبلی تبدیل نمایند. برای مثال: دستگاه‌های کنترل درایو الکترونیکی یکپارچه می‌توانند بدون راه اندازی مجدد در زمانی که سیستم در حال اجرا است تغییر کنند. دستورها نحوی زبان یا اجرای داده‌های ناخواسته می‌توانند همچنین در جنبش تغییر یابند. | ## جمع‌بندی | کامپایل کردن اسمالتک اسمالتک به صورت بایت کد برنامه را کامپایل می‌کند که توسط ماشین دیداری یا به‌طور داینامیکی به زبان ماشین ترجمه می‌شود.