Limitaciones y ventajas de los idiomas completos que no son tesoros en el desarrollo de software
Los idiomas completos que no son tesor son idiomas deliberadamente restringidos que * no pueden * calcular cualquier cosa que una máquina de Turing pueda. Esta limitación, sorprendentemente, puede ser una fortaleza en ciertos contextos.
Ventajas:
* Terminación garantizada: Dado que no pueden ejecutar bucles arbitrarios, los idiomas completos que no sean completos garantizan que cualquier programa escrito en ellos eventualmente rescindirá. Esto es crucial en los sistemas en tiempo real, los sistemas críticos de seguridad y los sistemas donde los bucles infinitos son inaceptables.
* previsibilidad: Debido a su naturaleza restringida, el comportamiento de los programas escritos en estos idiomas a menudo es más fácil de predecir y analizar. Esto los hace valiosos para la verificación formal, demostrando propiedades sobre el comportamiento del sistema y la depuración.
* Seguridad: La naturaleza restringida limita el potencial para que el código malicioso realice acciones dañinas (por ejemplo, escribir a ubicaciones de memoria arbitrarias, hacer conexiones de red). A menudo son más seguros de ejecutar en entornos de arena. Esto es particularmente importante cuando se trata de entradas no confiables.
* Especificidad del dominio: Los idiomas completos que no son tesoros pueden diseñarse para ser altamente especializados para un dominio particular. Esta especialización puede conducir a un código más conciso, expresivo y más fácil de entender dentro de ese dominio. Por ejemplo, un lenguaje de configuración podría centrarse únicamente en definir estructuras y relaciones de datos, no en el cálculo general.
* Rendimiento: La naturaleza simplificada puede permitir ciertas optimizaciones que son imposibles o difíciles de lograr en los idiomas completos.
* Verificación formal: La naturaleza restringida de estos idiomas los hace susceptibles de verificación formal. Se pueden emplear técnicas matemáticas para probar propiedades sobre la ejecución del idioma, garantizando la ausencia de ciertos errores o comportamientos inesperados.
Limitaciones:
* Expresión limitada: La limitación más obvia es que no pueden expresar todos los cálculos posibles. Son fundamentalmente incapaces de realizar tareas que requieren bucles arbitrarios, recursión o algoritmos complejos.
* Incapacidad para resolver problemas complejos directamente: Los problemas que requieren el cálculo de uso general no pueden resolverse completamente dentro de un lenguaje completo que no sean completos.
* Dependencia de sistemas externos: Las tareas complejas a menudo requieren interacción con sistemas o idiomas externos de Turing-Complet. El lenguaje completo que no se puede utilizar para la configuración, la definición de datos o el procesamiento simple, mientras que el trabajo pesado se realiza en otro lugar.
* Aumento de la complejidad de los sistemas combinados: Si bien los módulos individuales pueden ser más simples, la integración de un lenguaje completo que no sean completos con uno completado puede aumentar la complejidad general del sistema, especialmente en términos de comunicación e intercambio de datos.
* Curva de aprendizaje para dominios específicos: Si bien los idiomas específicos del dominio pueden ser más fáciles de aprender dentro de su dominio, dominar múltiples idiomas para diferentes tareas podría representar una curva de aprendizaje más pronunciada que aprender un idioma de uso general.
Ejemplos de idiomas completos no titulados y sus casos de uso:
* Expresiones regulares (regex): Utilizado para la coincidencia de patrones en el texto. Garantizado para terminar, pero no puede realizar transformaciones arbitrarias de cadenas.
* html/xml/json: Los lenguajes de marcado utilizados principalmente para definir estructuras de datos. Describen *datos *, no *algoritmos *.
* SQL (sin procedimientos/recursiones almacenados): Si bien SQL puede realizar la manipulación de datos, las consultas SQL básicas (sin características que introducen bucles o recursión) no están completadas.
* Lenguajes de configuración (Yaml, Toml): Utilizado para especificar la configuración de configuración. Concéntrese en la definición y las relaciones de datos.
* Lenguas de sombreador (GLSL, HLSL): Inicialmente diseñado para tareas simples de procesamiento de gráficos, muchos han evolucionado hacia la integridad. Sin embargo, las versiones más antiguas y los perfiles restringidos eran intencionalmente no tensiones completos para garantizar una representación determinista y predecible.
* Lenguajes de descripción de datos (buffers de protocolo, Avro): Definir esquemas de datos para la serialización y el intercambio de datos.
En resumen:
Los idiomas completos que no son tesor son una herramienta poderosa para construir tipos específicos de sistemas donde la terminación, la previsibilidad, la seguridad y la especificidad de dominio son primordiales. Sin embargo, su expresividad limitada significa que a menudo deben integrarse con sistemas completos de Turing para crear aplicaciones más complejas y de propósito general. La clave es comprender las compensaciones y elegir la herramienta adecuada para el trabajo.