Судьба Оберона

Осенью 1985 г. Вирт и его коллега Юрг Гуткнехт начинают проект Oberon. Вновь создавалась триада «язык — компьютер — ОС». На этот раз акцент переносится на ОС и происходит более четкое разделение труда. Вирт проектировал язык и писал компилятор, Ганс Эберле конструировал компьютер, а Гуткнехт создавал систему Oberon. На самом деле работы над новым компьютером начались немного раньше. Дальнейшее развитие Lilith поставило, по словам Вирта, задачу создания «современной, гибкой и эффективной операционной системы для однопользовательской рабочей станции». Поначалу казалось, что этого можно добиться в рамках Medos и Modula-2. Лишь затем стало ясно, что нужны более кардинальные шаги.
Если Lilith (архитектор Ричард Оран) создавался на основе микропроцессоров AMD2901 фирмы Advanced MicroDevices, то Ceres (так назвали новый компьютер, в честь богини Цереры) использовал 32-разрядный процессор NS32032 фирмы National Semiconductor (затем уже NS32532 и NS32GX32). Вслед за серией Ceres в ETH был разработан компьютер Chameleon (Хееб и Пфистер). Первой ОС была Medos, да и первый компилятор Оберона создавался на языке Modula-2 (Вирт).
Системе Oberon предшествовали исследования, которые проводились в ETH в 1981—1985 гг. на Lilith Юргом Гуткнехтом и его коллегами, Винигером и Шером. Сначала появился редактор Andra с поддержкой всевозможных окон, шрифтов, средств композиции страницы, а затем и редактор Lara. Примерно в тот же период Вирт разработал графический редактор и завершил работы над новым однопроходным компилятором языка Modula-2.
К середине 1988 г. уже был готов компилятор для экспериментальной рабочей станции Ceres-2 (на базе NS-32532) и прошли первые публикации Вирта (в апреле и июле; сначала «Type Extensions» в ACM Transactions on Programming Languages and Systems, а затем «From Modula to Oberon» в Software Practice Experience).
Вторая стадия проекта Oberon наступила летом 1991 г., когда было положено начало так называемой Oberon System 3.
О системе Oberon следует говорить куда более обстоятельно, чем это позволяют рамки данной статьи. Здесь же упомяну, что многие ключевые идеи взяты на вооружение современной ИТ-индустрией из системы Oberon: динамическая компиляция и аплеты, смарт-теги и Digital Dashboard, концепция интеллектуального документа и веб-службы.
Подобно тому как в свое время ОС UNIX начала ветвиться (System V и BSD), в ETH возникли две конкурирующие группы — Oberon V4 и Oberon System 3. Да и сама система Oberon оказалась непростой для самостоятельного изучения: интерклики мышкой — почти азбука Морзе. Спроектирована она была хорошо, а вот реализация подкачала (главным архитектором проекта был Гуткнехт; главного инженера, увы, не было). Удобной система становится после длительного освоения и только для посвященных — тех, кто сумел набраться терпения и преодолеть все издержки экспериментального программирования. Система Oberon оказалась Великой Китайской стеной, отделяющей новаторов-затворников от остального мира. Будучи хорошей базой для исследований, Oberon System сыграла роковую роль в судьбе самих языков Оберон-семейства. Она затмила собой одноименный язык, созданный Виртом с участием Гуткнехта, окружив его «теплом и заботой».
«Перечислить все идеи, на основе которых сформировалось то, что сегодня называется Обероном, — писал Вирт, — просто нет возможности. Большинство этих идей родилось в ходе применения или изучения существующих языков (таких, как Modula-2, Ada, Smalltalk, Cedar), которые часто показывали нам, каких решений следует избегать». На сегодняшний день компиляторы канонического Оберона доступны только внутри системы Oberon и системы Juice (Oberon System для Netscape и Internet Explorer), а также представлены транслятором COP2 (трансляция в Си). В контакт с агрессивным внешним миром коммерческих систем вступили последователи Оберона: Oberon-2 и Component Pascal, а затем Active Oberon и Zonnon.
Силы в ETH в 1990-е годы были сосредоточены на создании переносимых и перенацеливаемых компиляторов для разных платформ. Этим занимались преимущественно аспиранты Вирта и Гуткнехта. Кадры выросли очень сильные, апробированные идеи можно плодотворно изучать до сих пор (диссертации почти все как на подбор), а вот результат их работы практически неизвестен даже специалистам.
К февралю 1990 г. был готов переносимый компилятор OP2. Кстати, именно его брали за основу в начале работ над компилятором Oberon-2 Алексей Недоря и его новосибирские коллеги по XDS.
В июне 1989 г. Ханспетер Мессенбок спроектировал Object Oberon, добавив ООП-расширения в канонический Оберон. Именно Мессенбока, пожалуй, и следует считать автором Oberon-2, в который вылился Object Oberon. Вирт не возражал против соавторства в языке, поскольку расхождения по сравнению с Обероном были не фатальными, хотя и не лежали в рамках того критического взгляда на ООП, который исповедовал сам Вирт. Весной 1991 г. в журнале Structured Programming (издательство Springer-Verlag, в редколлегии состояли Н. Вирт и Д. Кнут) в одном номере вышли две статьи, давшие публичную жизнь языку Oberon-2, — «The Programming Language Oberon-2» и «Differences between Oberon and Oberon-2», под которыми стояли фамилии Мессенбока и Вирта.
К моменту появления Oberon-2 в 1991 г. информация об Обероне только-только стала выходить из стен ETH. Сторонние разработчики компиляторов сделали ставку именно на Oberon-2, считая, что это просто улучшенный Оберон. При этом важно отметить, что распространение пошло не по линии Open Source — едва ли не каждый сторонний разработчик компиляторов хотел сделать на новом языке свой бизнес.
В июне 1993 г. в Кройдоне, что в предместье Лондона, в отеле Oakwood собрались заинтересованные лица, многие из которых имели горький опыт затяжной промышленной ISO-стандартизации Modula-2. Присутствовали там и главные архитекторы лучших Оберон-компиляторов: Алексей Недоря (XDS), Гюнтер Дотцель (ModulaWare), Куно Пфистер (Oberon microsystems), Джон Гуг (John Gough, QUT, GPCP). В ходе дискуссий были выработаны рекомендации и стандартная библиотека для Oberon-2. Ее следы вы теперь найдете в компиляторах XDS и JOB.

В 1993 г. в ETH приехали представители Sun Microsystems во главе с Биллом Джоем. Они приобрели лицензию на систему Oberon и пригласили выступить у них с ответным визитом лучших учеников Вирта — Микаэль Франц сразу после защиты соответствующей диссертации в ETH делал доклад по динамической кодогенерации в Sun Labs в марте 1994 г., за 14 месяцев до выхода Java и за полгода до разработки браузера HotJava.
В 1994 г. Франц, разрабатывавший ранее кодогенератор Оберона для MC680x0 (Macintosh), завершил кодогенератор в промежуточный код — OMI (Oberon Module Interchange). Впервые на русском языке информация об этом была опубликована в альманахе «Технология программирования» (№1/1995). Идея Франца была проста — вместо традиционной схемы «компилятор — компоновщик — загрузчик» получить схему «компилятор — кодогенерирующий загрузчик», иными словами, совместить генерацию кода с компоновщиком и загрузчиком в одном флаконе.
Концепция «code-generation on-the-fly» (динамическая кодогенерация, кодогенерация на лету) с использованием компактного древовидного представления вместо классического байт-кода была положена в основу одноименной диссертации М. Франца, которую он защищал в ETH в феврале 1994 г. Его научными руководителями были Никлаус Вирт и Юрг Гуткнехт. Крайне интересная диссертация. Помню, как о ней в среде Modula- и Оберон-сообщества только и говорили (почти с придыханием). Редкий случай — в Цюрихе в марте 1994 г. она была переиздана в виде книги.
В Sun не рискнули сразу копировать все из Oberon (идеи браузерной среды языка, аплетов и трансляции в мобильный код взяли, а вот путь реализации мобильного кода выбрали свой). В 1991 г. автор Java Джеймс Гослинг при реализации Oak (прототипа языка Java) взял старую идею P-кода, которую хорошо знал: в 1975 г. Гослинг вместе с Недом Китлицем и Бобом Сайдботемом участвовал в построении среды программирования Pyxis/Multics Pascal, способной по быстродействию кода и удобству интеграции на равных конкурировать в Multics c родным для этой ОС языком ПЛ/1. А начинали они с поддержки компилятора ETH/Zurich Pascal, разработанного в Цюрихе группой профессора Вирта. В 1979 г. Гослинг реализовал PERQ — транслятор с P-кода в машинный код DEC VAX.
В 1994 г. в Sun не стали рисковать и включать новейшую хитроумную реализацию мобильного кода в древовидном представлении, что предлагал в диссертации Франц, а сохранили готовый подход Гослинга. Для всей отрасли модель Sun на долгие годы стала эталоном.
К тому моменту широкой аудитории доступ к Оберон-компиляторам был заказан: даже при нынешнем уровне пиратского тиражирования столь специфичный инструментарий, имеющий единичные продажи, заполучить нереально.
Единственный игрок, способный cделать массовый коммерческий компилятор Оберона, — компания TopSpeed (JPI) в те годы шла к закату. Ее последним движением в сторону новых языков Вирта было включение в Modula-2 собственных ООП-расширений. (Напомню, что фирма JPI/TopSpeed вышла из недр Borland. Ее, увы, короткая жизнь началась после того, как в знак протеста против замораживания проекта Turbo Modula-2 в угоду рыночным перспективам раскрученного Turbo Pascal компанию Borland покинула группа вице-президента Йенсена.)
Брюс Баррингтон, основатель и глава Clarion Software, приобрел компанию TopSpeed, где основным рабочим языком был Modula-2, для перевода своего детища, языка Clarion, на рельсы лучших в ПК-отрасли компиляторов TopSpeed (Assembler, Modula-2, Pascal, Cи/C++). В связи с этим был заморожен проект TopSpeed Ada, а затем и все остальные компиляторы (они остались на 16-разрядной платформе). Мало кто знает, что внутри среды Clarion (теперь этот бизнес ни шатко ни валко ведет фирма SoftVelocity) до сих пор запрятан 32-разрядный компилятор TopSpeed Modula-2, так никогда и не вышедший на рынок.
Это был еще один удар по Оберонам.
Но самой мощной волной, накрывшей Обероны с головой и на долгие годы предавшей их забвению, стала Java. Она стремительно ворвалась в ту нишу, которую подготовил себе Оберон, нахраписто и без какого-либо упоминания вырвала многие его идеи, высосала лучшие кадры. Но если бы еще это делалось с умом. А так... С другой стороны, прошло десять лет с момента появления Java, и теперь после ревизии ошибок прошлого можно взглянуть на Обероны по-новому. Как и Smalltalk, cлишком уж они опередили свое время.

Продолжим краткий рассказ об истории языков Оберон-семейства. Новый виток в их жизни начался, когда в ETH созрела идея создания небольшой компании (Oberon microsystems), ориентированной на внутренний швейцарский рынок (в основном это были промышленные роботы). Главным мотором стал Куно Пфистер, а архитектором Component Pascal — Клеменс Шиперски.
К концу 1990-х годов на волне очевидно негативного отношения к Sun в ETH пришла Microsoft. Начались совместные проекты (по линии Microsoft Research), совпавшие по времени с проектированием платформы .NET. Клеменс Шиперски из Oberon microsystems перешел в Microsoft Research. К тому моменту он уже завоевал огромный авторитет в мире компонентно-ориентированного проектирования и программирования благодаря книге «Component Software — Beyond Object-Oriented Programming». Там есть глава, посвященная системе BlackBox (Component Pascal). Книга вышла в 1997 г., затем дважды стереотипно переиздавалась в 1998 г., затем дважды в 1999 г., наконец второе ее издание вышло в 2002 г.
Компонентный Паскаль проектировался так, чтобы иметь возможность работать, с одной стороны, с основной компонентной моделью — COM (Oberon/F, предвестник BlackBox, получил в конце 1990-х годов на CeBIT приз за технологическое совершенство — за реализацию Direct-to-COM Compiler), а с другой — с миром Java. При этом в Oberon microsystems (где, кстати, по заказу Borland был написан JIT-компилятор для JBuilder) начались работы по использованию Component Pascal для мира встроенных систем (ОС Portos, ныне JBed). Именно эти работы положили начало зарождению компании Esmertec — мирового лидера заказных решений для Java 2 Micro Edition.
От критиков Оберона можно услышать такой довод: дескать, если он обладал столь совершенными технологиями, то почему его не видно на рынке? Честно говоря, трудно привести примеры, когда за последнюю четверть века технологическое совершенство в инфраструктурном или инструментальном программном обеспечении предопределяло бы безусловное лидерство на рынке? Обратных примеров сколько угодно.
Чтобы понять ту пропасть, которая отделяет нынешнюю ИТ-индустрию от взвешенного научно-технологического подхода, стоит задаться вопросами:

1. Зачем Borland в 1980-х годах утопила в своих недрах технологически наиболее совершенную среду Turbo Modula-2? Правильно, в угоду своему рыночному положению, дабы не убить свой же Turbo Pascal - курицу, несущую золотые яйца.
2. Почему в 1990-х годах элегантный Smalltalk так и не смог поколебать позиции уродливого C++, неумело поставившего крайне модные тогда идеи ООП на рельсы Си? Верно, восстановление былой мощи IBM в области инструментария противоречило интересам Microsoft и Borland.
3. Почему Microsoft не вывела на орбиту очень приличный Eiffel Бертрана Мейера? Помните, как Билл Гейтс лично хлопал мэтра по плечу и всячески расхваливал компилятор Eiffel for .NET? Книгу Мейера о .NET превозносили до небес. Но... мавр сделал свое дело - мавр должен уйти. Профессор Мейер был нужен Гейтсу лишь для раскрутки .NET. Мейер ушел в затворничество в швейцарский ETH - альма-матер виртовских языков.
4. Почему компания Esmertec, отпочковавшаяся от Oberon microsystems и сделавшая в конце 1990-х годов свою дуальную ОС Portos для встроенных систем (Оберон + Java), вынуждена была практически полностью перевести свою продукцию на рельсы Java? Точно, если рынок предпочитает для себя худший язык (Java) и худшую среду (Java 2 Micro Edition), пожалуйста, они сделали это просто лучше всех в отрасли и стали здесь лидерами. А вслед за этим реализовали и компактный Smalltalk для систем реального времени.

И все же самыми главными стали три момента:

1. Отсутствие четкой программы популяризации/вывода языков на рынок.
2. Колоссальный информационный голод.
3. Игнорирование резко выросшего потенциала OpenSource-движения.

Но язык не поворачивается обвинить во всем этом ETH. Он вел интенсивные исследования и совершенствовал свой учебный процесс, в чем достиг выдающихся результатов, а вот поддержка «народных масс» в Швейцарии и близлежащих европейских странах оказалась слабоватой. Америке же Оберон был чужд, и, наверное, наивно было бы полагать, что его подобно Паскалю начнут активно продвигать американцы, у которых был теперь свой «золотой телец» в лице Java.
И все же Оберон отнюдь не умер. Люди, продолжающие им заниматься, стараются не особо это афишировать. За примерами далеко ходить не надо. Ученик Вирта Микаэль Франц создал внутри университета Калифорнии в Ирвайне свою маленькую Оберон-империю. Вот только он об этом не кричит на каждом перекрестке. Все финансирование проектов идет для его группы только по линии Java. Ныне его команда — один из мировых лидеров в исследовании мобильного кода и проблем ИТ-безопасности для Java. Ирония судьбы: ярый противник Java ведет перспективные Java-проекты для американского ВПК.
Критики Оберона не ставят под сомнение элегантность языка (да и перспективность всего семейства), а считают устаревшим доступный для него инструментарий и неустойчивое положение компаний-разработчиков. С позиций таких IDE-систем, как Visual Studio, Delphi и Eclipse, он в самом деле выглядит по-спартански скромным, без «свисточков и звоночков». В то же время благодаря Клеменсу Шиперски (Microsoft Research) и группе Пола Ро в Квинслендском университете (Австралия) ориентированный на компонентное программирование диалект Оберона в лице Component Pascal имеет три актуальных реализации для Visual Studio (.NET 1.x и 2.0), Java (JVM) и Eclipse (JVM). Юрг Гуткнехт совместно с Евгением Зуевым (ETH) продолжают развивать компилятор Zonnon для .NET с интеграцией в Visual Studio. Наконец, в России ведутся работы по переносу, пожалуй, основной инструментальной среды для Оберонов — BlackBox (Component Pascal) с платформы Win32 на Linux.
Направление микромира — браузеров и встроенных систем (не только военного назначения, а чисто бытового: мобильные телефоны, коммуникаторы, КПК) — крайне выгодно отличает Oберон от всех остальных языков. И хотя в связи с коммерческой активностью на этом рынке компании Esmertec Оберон-технологии носят закрытый характер, часть инструментария публично доступна для дальнейшего развития.
Потенциал миниатюрного компилятора JOB (Oberon-2 для JVM), созданного Сергеем Свердловым, вполне пригодился бы для этого рынка. В области браузеров есть технология Juice (Oberon System для Netscape и IE), реализованная Микаэлем Францем и приостановленная в связи с переключением его группы на работы для Министерства обороны США по безопасности мобильного Java-кода. На ее основе можно делать замечательные вещи. Только представьте, что в любом современном браузере можно иметь Оберон-движок, который является полноценным компилятором с динамическим кодогенерирующим загрузчиком, имеет полный доступ к ОС и модули которого внешне (с точки зрения HTML) оформляются как Java-аплеты. Код аплетов получается примерно в 1,5—2 раза меньше, чем у Java, скорость исполнения — практически такая же. Все это выполнено еще в 1996 г. в виде подключаемого модуля для Netscape и Internet Explorer и занимает около 400 Кбайт. Есть все исходные тексты (на C++ реализована прослойка для ОС и браузера, на языке Оберон — все остальное). Очень перспективная вещь для задач, ориентированных на технологию тонких клиентов и требующих нешаблонных решений.
Поворотный этап в развитии Оберона начался с переводом BlackBox в категорию freeware и Open Source (конец 2004 г.). В мае 2005 г. новосибирская фирма Excelsior (XDS) перевела свою линейку компиляторов Modula-2/Oberon-2 в разряд freeware вслед за началом разработки нового компилятора Modula-2 для НПО ПМ им. Решетнева, ведущего российского центра по созданию спутников связи. В это же время профессор Никлаус Вирт приступил к адаптации своих бестселлеров для языка Оберон и переводу в открытый доступ своих лучших книг.
Важнейшую роль в возрождении интереса к Оберону сыграла растущая активность нарождающегося Оберон-сообщества в России, которую стимулировал проект «Информатика-21», стартовавший на физфаке МГУ в 2001 г. (автор Ф. В. Ткачев). Вокруг проекта сформировалась группа консультантов, представляющих аэрокосмическую индустрию, Российскую академию наук и МГУ. Весной 2004 г. на базе швейцарского CERN (Европейский центр ядерных исследований, Женева), откуда вышел World Wide Web, при участии России были инициированы работы по активному применению Component Pascal в фундаментальных научных исследованиях. С января 2003 г. в рамках «Студии программирования» журнала «Мир ПК» и CD-приложения «Мир ПК-диск» начались регулярные публикации работ по развитию Оберона и размещение соответствующего инструментария.
В сентябре-октябре 2005 г. Россию посетили Никлаус Вирт и Юрг Гуткнехт с визитами в наши крупнейшие университетские центры (Москва, С.-Петербург, Нижний Новгород, Новосибирск, Екатеринбург, Томск). Осенью этого года начнет выходить электронный журнал «Школа Оберона», ближе к концу года (к 35-летию Паскаля и 25-летию выпуска Lilith) запланировано открытие сайта http://www.oberon2005.ru, где будет собрана и систематизирована информация о прошлом, настоящем и будущем языков Вирта, в том числе о новых проектах в ETH и за его пределами.
Если говорить об интересе к Оберону в остальном мире, то сейчас он более чем сдержанный. Те, кто разобрался, в чем его плюсы, особенно это не афишируют, используя этот язык для достижения конкурентного преимущества в своем бизнесе.
Бытует мнение, что Оберон сродни объектным СУБД: выглядит красиво, а реально его почти не используют. Но разве то, что используют немногие, обязательно ущербно или непрактично? Конечно же нет. Вопрос в том, сумеем ли мы вопреки шумной рекламе и сложившемуся статус-кво ИТ-индустрии приподняться над ветреной модой и суетой рынка и взять Оберон на вооружение. Это зависит лишь от нас самих.
И если уж проводить параллели, то куда корректнее сравнивать Оберон с путеводной звездой (хоть это и самый дальний спутник Урана). Тихо светит и другим не мешает...

• электронный телефонный справочник;
• электронный справочник пассажира железной дороги;
  
• электронный словарь;
  
• фотосервис Digital Kodak;
  
• информационная система по географии Швейцарии;
  
• служба символьных вычислений Maple;
  
• служба TrueType-шрифтов;
  
• FTP;
  
• электронная почта;
  
• управляющая служба Telnet;
  
• поддержка World Wide Web;
  
• Teletext и Telenews.
  

Ю. Гуткнехт (1994)

Java на плечах Оберона

Согласно информации Sun [JavaSoft], идея переориентации Java на World Wide Web возникла в 1994 г. и принадлежала Биллу Джою, одному из основателей фирмы. Осенью 1994 г. началась работа по реализации Web-браузера HotJava с возможностью выполнения аплетов. В марте 1995 г. браузер был представлен избранному кругу стратегических партнеров Sun, включая руководство корпорации Netscape Communications, чья публичная поддержка впоследствии немало способствовала успеху новой технологии. В августе 1995 г. состоялся триумфальный выпуск Java, который происходил в довольно необычной для базовых технологий форме — в виде серии пресс-конференций.

...Может быть интересно то обстоятельство, что в марте 1994 г. автором был прочитан в Калифорнии ряд докладов по теме диссертации, причем один из них — в Sun Laboratories, Inc. Кроме того, упомянутый выше Билл Джой, который переориентировал проект Java на WWW, стал одним из первых обладателей лицензии на Oberon System из ETH, и в конце 1994 — начале 1995 г. он неоднократно связывался с ETH; в процессе контактов выяснилось, что он читал мою диссертацию.

Микаэль Франц (1996)

Руслан Богатырев 04.10.2005

Мир ПК, #10/2005