PDF de programación - Tesis: Hector Jimenez - UN MODELO DE HERENCIA MULTIPLE PARA TM

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E S T U D I O S A V A N Z A D O S BE L

I. P. N.

B I B L I O T E C A
IN G EN IER IA E L E C T R IC *

CENTRO DE INVESTIGACION Y ESTUDIOS AVANZADOS

DEL

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

SECCION DE COMPUTACION

UN MODELO DE HERENCIA MULTIPLE PARA TM

CENTRO DE INVESTIGACION Y DE

ESTUDIOS AVANZ/DOS DEL

i . P . N .

B I B L I O T E C A

Tesis que presenta el Sr. Héctor Jiménez Salazar para
obtener el erado de MAESTRO EN CIENCIAS en la especialidad de
INGENIERIA ELECTRICA. Trabajo dirigido por el Dr. Miguel Gerzso
Cady.

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ESTUDIOS ¿V A N A D O S DFL

I. P. N.

® 1 B L I o T E C A
'^ G E N IE R I* E LE C T R IC A

México D. F. Mayo de 1990.

asradec ±m± <ant:oa

Al Consedo Nacional de Ciencia y Tecnología por brindarme el
apoyo para realizar los estudios de posarado.

A la Universidad Autónoma de Puebla por otorgarme todas las
facilidades necesarias.

Al Centro de Investigación y de Estudios Avanzados por todas
las atenciones que me fueron ofrecidas durante mi estancia.

Al asesor de esta tesis Dr. J. Miguel Gerzso Cady.

Al coasesor de esta tesis Dr. Renato Barrera Rivera.

A los profesores Adolfo Guzmán A., Manuel GuzmAn R., Joseph
Kolar, Sergio Chapa V. y Oscar Olmedo A., por sus valiosos
consejos.

A todos mis compañeros y amigos, especialmente a: Guillermo B.
Morales Luna, Isidro Romero Medina y Miguel A. Soriano J. por
sus
Mädy Fuerbringer Bermeo por
transmitirme su gran motivación} Angel Martínez P. y Margarita
Rivera (qepd) por su hospitalidad; Yolanda Martínez Rivera por
su constante ayuda.

comentarios;

sensibles

A MIS PADRES

A MIS HERMANOS

Max y Concep

Alma, Arianna, Ricardo, AxuL y David,

contenido

PROLOGO

1.
1 . 1

1.2
1.2.1
1.2.2

PRINCIPIOS DE DISEÑO Y TM.
principios cié diseño en lenguajes
de programación.
TM.
Elementos del lenguaje.
Estructura del sistema.

2. LENGUAJES ORIENTADOS A OBJETOS.
2.1
2.2
2.3
2.a

SMALLTALK.
FLAVORS.
TRELLIS/OWL.
LOOPS.

3.

HERENCIA.

11
11

13
1^
20

25
2 5
29
32
35

38

3ti
UO
42
44

49
50
51
52
53
53
54
54
55

59

62
70

73

3.1
3.1.1
3.2
3.2.1

4.
4.1
4.1.1
4.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.4

Análisis de la herencia.
Herencia múltiple.
Un modelo de herencia múltipla.
Combinación.

PRUEBAS.
Descripción general.
Mensajes.
Restricciones al modelo.
Consecuencias de la combinación.
Exploración de la red.
Verificación de tipos.
Generación de código.
Algoritmo de exploración

EPILOGO

A . 1
A. 2

Ed emplos
Instrucciones de la
máquina virtual de TM

Bibliografía

C M T M DE INVESTIS A CI®N Y 6E

e s t u d i o s A v » N z < e o s e n

I. P. N.

b i b l i o t e c a
IN G EN IER IA E L E C T R IC *

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ESTUDIOS AVANZADOS DEL

I. P. N.

B I B L I O T E C A
ING EN IER IA E LE CT R IC A

L O G O

La "crisis del software" estimuló la formulación de nuevos
principios que sin duda han influido en la definición de los
lenguajes actuales, y la construcción de "programas grandes" es
una de las problemáticas que enfrentan muchos de los lenguajes.

Ya que la implantación de un programa estará fuertemente
marcada por los principios del lenguaje, es natural atacar el
problema de construir programas grandes con lenguajes que sigan
una metodología cimentada en la actividad de administrar
grandes volúmenes de código, su clasificación y adecuada
explotación.

Los

lenguajes

orientados

a

objetos presentan una
metodología para construir "software" de una menera uniforme y
sencilla. En éllos la herencia se considera como una de las
características más importantes.
requiere
concebir los elementos que maneja un sistema agrupados en
clases, de modo tal que la herencia apoya a la metodología
cuando se define una nueva clase con base en las ya existentes.
Al organizar un sistema con este enfoque se tienen diversas
consecuencias.
Por ejemplo la reusabilidad, que ofrece mayor
explotación
de
Desafortunadamente la herencia continúa sin una definición
general y estandar -casi cada lenguaje orientado a objetos
define de manera diferente la herencia llegando inclusive a
debilitar algunos de sus principios de diseño.

Esta propiedad

previamente

definido.

código

un

La programación orientada a objetos promete ahorrar
camino en el desarrollo de proyectos ambiciosos. Es por lo
tanto tarea ineludible presentar una alternativa encaminada
hacia el desarrollo de este tipo de proyectos. Se justifica

asi el diseño de un lenguaje que atienda a estas demandas y se
sienten bases para su ulterior desarrollo.
Empero. para
conseguirlo no basta con el diseño de un lenguaje sino que es
necesario emprender el camino poco explorado del diseño e
implantación de lenguajes.
semántica de los lenguajes de
programación e ingeniería de software, que a su vez requiere de
ingentes esfuerzos para formar grupos de investigación en las
Areas mencionadas.

TM es un lenguaje que ha sido desarrollado en el Instituto
de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y Sistemas de la
UNAM y pretende dar una alternativa al esfuerzo en
la
construcción de grandes proyectos en programación. Hasta ahora
se han implantado dos versiones del compilador de TM. Sin
embargo, ninguno de éstos incluye un manejo de herencia acorde
con las necesidades establecidas en el proyecto.

El presente trabajo aborda el problema de definir un
modelo de herencia para TM, problema que se encuentra ubicado
dentro del diseño de una de las características del lenguaje.
Para resolverlo se tomaron como base los principios de diseño
establecidos en el proyecto TM y la experiencia que ofrecen
otros lenguajes de programación.

En el primer capitulo de este trabajo se presenta el
lenguaje TM, sus principios, en el marco general del diseño de
los lenguajes de programación.

En el capitulo dos se hace una revisión panorámica de los
lenguajes
como
representativos, destacando los rasgos esenciales acerca de su
herencia.

considerados

orientados

a

objetos

En el capitulo tres se analizan los problemas que acarrea
trabajar con herencia múltiple. Al esclarecer la esencia de
este tipo de herencia y la manera de atenderla con los
principios de diseño, se formula un modelo de herencia para TM.
Por último. en el cuarto capitulo se presentan pruebas
realizadas con un prototipo.
tomando como base el modelo
formulado en el capitulo tres. Se describen dos módulos,
editor de vistas públicas y compilador de mensajes. que sirven
para definir nodos en la red de herencia y verificar la
correctitud de los mensajes, respectivamente.

C E NTR O DE I N V E S T 16 A C t®N y Bí

E S T U D I O S a v * n z < d o s D f t

I. P. N.

b i b l i o t e c a
IN G E N IE R IA ELE C T R IC A

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I. P. N.

b i b l i o t e c a
IN G EN IERIA E LE CT R IC A

X.

X IM O X X OS DE DISEÑO V TM

X. X Pr»i n c iplos d e <3± sefto
en Xenscuad ©e d e procr am ac lón

El diseflo de los lenguajes de programación se encuentra en
permanente retroalimentación. Los nuevos lenguajes vienen a
suplir las deficiencias de los anteriores. de acuerdo con la
experiencia que se haya obtenido.

Resulta inevitable la especialización de los lenguajes.
Habrá los que enfaticen más en los aspectos de la sencillez de
los elementos que manejan. su significación teórica u otros.
Todo ello se fundamenta en las necesidades generadas por el uso
del lenguaje frente a una problemática. Tales necesidades se
sintetizan en un criterio, útil en la decisión a lo largo de la
elaboración del futuro lenguaje.
que
determinan la esencia del significado o utilidad se le llama
"principio”. Debe señalarse que los principios persiguen una
norma de programación como refinamiento de pasos, medularidad,
eficiencia, legibilidad, separación de niveles de abstracción,
etc. [10].

criterios

A

los

Generalmente el diseño de los lenguajes se basa en
principios, aunque no todos los principios tendrán la misma
Los principios básicos podrían
importancia para cada lenguaje.
expresarse coraos
1) claridad,
2) economía y
3) seguridad.
10 De acuerdo al enfoque que da Tennent [Ten-81].

11

Sencillez.

Se

en reglas de construcción y

de acuerdo a su especificación.

La especlallzaclon y la combinación de estos principios básicos
conduce a enunciar otros principios más precisos. Actualmente
se cuenta con principios que dan las pautas a seguir en el
diseño e implantación para que en un determinado campo de
aplicación, facilite al programador la expresión de la solución
que le da a su problema. Algunos principios son excluyentes,
otros antagónicos y algunos se reducen a ser corolarios. A
continuación se listan aquellos principios que
estaremos
refiriendo a lo largo del presente trabado [11]:
1. Abstracción. Significa que es posible separar y definir
cierto« elementos relacionados a los cualeB se les hace
referencia
Tenemos asi
expresiones con un nivel de síntesis mayor. Un c