Forth *

Конструирование оснастки для обработки оконных сообщений Windows

Язык Форт большинству кажется наименее подходящим, чтобы программировать на нем, да еще и под Windows. Ведь в нем нет никакой графики, только унылая черная текстовая консоль.
Попробуем преодолеть этот миф.

Во-первых, программировать под Windows оказывается очень легко, достаточно открыть любую инструкцию по WinAPI.

Во-вторых, сама Windows управляет всей своей графикой, нам достаточно лишь вызывать нужные функции и правильно обрабатывать сообщения.

Перед созданием окна необходимо создать свой класс. В структуре WNDCLASS есть поле WNDPROC lpfnWndProc, которое содержит ссылку на процедуру обработки сообщений, поступающих от окон данного класса.

Создатель 144-ядерного процессора GA144 и языка программирования Forth, известный программист Чарльз Мур (Charles H. Moore), известный также под именем Чак Мур (Chuck Moore), в своей лекции рассказывает о перспективах применения 144-х ядерного асинхронного чипа, созданного его компанией, GreenArrays, а также его программировании. Ведь его чип потребляет всего лишь 7 пДж энергии (при выполнении базовой инструкции ALU, что занимает 1.5 наносекунды), что делает его незаменимым в случаях, когда процессор может питаться лишь от автономного источника энергии без возможности подзарядки, начиная от разработок в сфере медицины и заканчивая робототехникой. Незадействованные ядра потребляют всего 100 нановатт, в то время, как активным, требуется всего 4 милливатта при обработке 666 MIPS: плотный код сводит к минимуму количество выполняемых инструкций, уменьшая количество выборки команд, переключения транзисторов и рабочего цикла.

Так как лекция еще не публиковалась ранее, мы опубликовали её для Вас на youtube:



Если кто-то будет в состоянии сделать субтитры — пишите, добавим, будем очень признательны, если кто-то найдет время для выполнения столь важной работы.

Сам процессор поступил в продажу в 2011-м году, по цене $20. В этой публикации мы постарались систематизировать имеющуюся новую информацию и заполнить пробелы, которые могут возникнуть после чтения документации от GreenArrays.

 
           Какая медлительная страна! — сказала Королева. — Ну, а здесь,
знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться
на том же месте! Если же хочешь попасть в другое место, тогда
нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее! 
 
                        Льюис Кэрролл "Алиса в Зазеркалье" 

Сегодня, я хочу рассказать об удивительной и недооценённой игре, с которой я познакомился чуть менее двух лет назад. В каком-то смысле, именно с этой игры, а также с Ура, началось моё знакомство с Дмитрием Скирюком. В те дни я только начинал интересоваться настольными играми. Мои познания были скудны и, во многом, наивны. Такие игры как "Чейз", буквально открыли для меня новый необъятный мир. Даже сейчас, работа над этой игрой, в большой степени, напоминает детективную историю. В этом отношении, игра "Chase" полностью оправдала как своё название так и сходство с псевдонимом известного американского писателя.

          Круг танцующих извивался, как живое существо. Но среди них было свободное место и оно двигалось. Она знала, это место для нее. Мисс Тенета запретила ей. Но когда она это говорила? И потом, куда ей понять. Что она вообще понимает? Когда она танцевала в последний раз? Танец был в крови Тиффани, он манил ее. Шести танцующих недостаточно! 
          … Танцоры не сводили с нее глаз, а она подпрыгивала и кружила между ними, каждый раз оказываясь там, где никого не было.  

           сэр Терри Пратчетт "Зимних дел мастер" 

Несмотря на всю свою неказистость, "Крестики-нолики" являются краеугольным камнем мира настольных игр. Принцип "N в ряд" настолько прост и естественен, что был независимо изобретён сразу несколькими древними народами. В Китае и Японии он лёг в основу таких игр как "Рендзю" и "Хасами Сёги", в древней Европе — породил "Мельницу" — прародительницу "Алькуэрка" и, в конечном итоге, всего разнообразия современных шашек.

В своём исходном виде, «Крестики-нолики» не кажутся игрой сколь нибудь интересной. В самом деле, беспроигрышная стратегия, для каждого из игроков, в этой игре, совершенно очевидна, а победить, при правильной игре, совершенно невозможно. Подобная игра может привлечь к себе младших школьников, но никак не серьёзных игроков. Впрочем, есть несколько способов всё исправить…

Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые;
иначе такое бросание будет пустою забавою.

                      Козьма Прутков "Плоды раздумья" 
 

Эта игра — самый настоящий долгострой. Я начал работать над ней ещё в июне! Нельзя сказать, чтобы я каждый день надрывался, но крови она мне попортила немало. На сегодняшний день, это мой самый сложный проект в Axiom. По объёму (весьма нетривиального) кода, MarGo сопоставима, разве что, с Ритмомахией.

Что особенного в этой игре? Стоило ли из за неё так мучиться? Я расскажу, а вы сами судите.

             Хотя этикетка была не того цвета и содержала немало орфографических ошибок, большая ее часть находилась на месте, включая сделанную крошечным шрифтом надпись «Может содержать орехи».
                                                         сэр Терри Пратчетт 

Го или Ур? Можно долго спорить, какая из игр древнее, но победит, в этом противостоянии, скорее всего, Манкала. Археологи предпочитают иметь дело с материальными свидетельствами, но как только речь заходит о настольных играх, всё быстро уходит в область предположений. Было найдено немало досок, но гораздо меньше сведений о том, как на них играть. Древние не утруждали себя детальным описанием правил.

С Манкалой ситуация прямо противоположная. Это не одна игра, а весьма многочисленное семейство. В одной только Западной Африке, счёт идёт на десятки (если не на сотни) разновидностей. Доска (как материальный артефакт) для таких игр не обязательна. Достаточно взять пригоршню камушков и выкопать несколько ямок в песке. Не удивительно, что археологи испытывают затруднения с определением возраста этих игр. Им попросту нечего искать! Но для внимательного исследователя «настольных игр», манкалы не менее интересны, чем птицы семейства пересмешниковых для Чарлза Дарвина.

Всем привет!

На этих выходных в Санкт-Петербурге прошёл очередной фестиваль Chaos Constructions, на котором собрались фанаты, программисты и разработчики, чтобы посоревноваться в мастерстве создания demo.

О том, что такое demo, можно почитать на сайте организаторов. А если вкратце, то участникам даётся задача сделать что-то впечатляющее на spectrum'е или аналогичном ретро-железе, и при этом ставятся ограничения на размер программ и длительность демки. Например, меня очень впечатлила вот эта на Spectrum'е, которая уместилась всего в 256 байт! Да, демка выводится на большой экран с отличным звуком, поэтому зрелище впечатляет!

Наша компания выступила спонсором фестиваля, а мы с коллегами организовали и провели конкурс hardware hack, целью которого стало определить архитекутуру процессора, имея минимум знаний о ней и скромный набор инструментов.



О том, как проходил конкурс, как и что мы к нему готовили и будет моя статья. Кому интересно, прошу под кат.

… И повторится все, как встарь:
Ночь, ледяная рябь канала,
Аптека, улица, фонарь. 

                 Александр Блок 
 

Сегодня, я хочу рассказать о проблеме, традиционно игнорируемой большинством разработчиков настольных игр. Если компьютерная реализация игры, наподобие шашек или шахмат, корректно обрабатывает ситуации выигрыша (или проигрыша) игроков (а это тоже бывает непросто), результат считается вполне удовлетворительным. Но как быть, если игра зашла в тупик? Игроки двигают фигуры, без всякой надежды на победу (и могут продолжать делать это до бесконечности).

При игре человека с компьютером, это не проблема (понятно кто устанет первым), но что делать если играют два бота? Для сравнения «силы» различных вариантов AI, например, требуется провести в автоматическом режиме большое количество игр. Корректная обработка «ничьих», в такой ситуации, жизненно необходима. И крайне желательно, чтобы она выполнялась в точном соответствии с правилами игры.

Эта статья о том, как элементы функционального программирования помогают в реальной жизни. Таких статей на Хабре много, но, насколько я помню, про Forth, на эту тему, ещё никто не писал. Кроме того, я не собираюсь разводить по этому поводу теорию (теоретик из меня ещё тот). Я расскажу о сугубо практической задаче, с которой столкнулся буквально вчера. Надеюсь, мой рассказ будет интересен.
 

Рэндзю — удел простолюдинов,
в шахматы играют герои,
Го — игра богов

       Японская пословица.

Против глупости сами боги бороться бессильны.

       Айзек Азимов.

 
С приходом осени, хочется странного. Я задумался о том, какой должна быть игра, играть в которую максимально сложно? Меня интересует своего рода аналог Brainfuck-а из мира настольных игр. Хочется, чтобы правила игры были максимально простыми (Ритмомахия под это определение явно не подходит). Го — хорошая кандидатура на эту роль, но в неё люди играют довольно массово (хоть это и непросто). Если Го — игра богов, то хочется увидеть игру, играть в которую самим богам было бы затруднительно. Мощи богов я решил противопоставить своё безумие. В хорошем смысле…

Знание — сила.

       Фрэнсис Бэкон.

… во многой мудрости много печали;
    и кто умножает познания, умножает скорбь.

       Книга Экклезиаста.

Игры живут своей жизнью. Они возникают из ниоткуда, развиваются, порождают новые игры, забываются всеми и, порой, вновь возвращаются из забвения. В истории немало примеров игр, потерпевших поражение в этом процессе естественного отбора. Таковы разнообразные варианты Сёги, дошедшие до наших дней лишь благодаря трепетному отношению жителей Японии к своему культурному наследию. Партия в игру, подобную Taikyoku shogi, могла затянуться на месяцы (если не на годы). Но эти шахматные динозавры эпохи Хэйан не являются самыми яркими представителями «ископаемого» мира настольных игр.

Пытаясь освоить контроллеры и уже владея навыками программирования ПЛИС, мне пришла в голову дурная мысль. Пришла, постучала и вошла. Всем тем, к кому приходят дурные мысли, и кому интересно как с этим явлением справляются другие, посвящается.

Возникла идея нарисовать свой контроллер, не ограниченный по количеству периферии, ОЗУ и другим параметрам, кроме ёмкости ПЛИС. Скажем контроллер содержит 5 UARTов, а позарез нужен шестой, придётся изворачиваться. А зачем, если можно просто щёлкнуть мышкой и добавить необходимое? Или наоборот, задачка хорошо решается на пяти контроллерах с разрядностью 5, 32, 20, 32 и 20 с непредсказуемым количеством линий связи между ними. Жалко использовать пять 32 разрядников, ресурс всегда жалко, а совмещать две подзадачи на одно ядро – некрасиво, что ли.

Полно, голубь, не греши!
Убери свои гроши.
Я ведь это не для денег.
Я ведь это для души.

Леонид Филатов "Сказка про Федота-стрельца, удалого молодца"

Just for Fun.

Linus Torvalds

Не секрет, что люди получают удовольствие по-разному. Одним нравится смотреть телевизор, другие собирают квадрокоптеры. Я хочу поделиться своим рецептом. Вряд ли он будет полезен всем, но возможно кого-то заинтересует. Мне нравится писать программы (и думаю, что это не редкость, даже среди профессиональных программистов), но мне не очень нравится, когда этот процесс превращается в унылую рутину.

Чтобы быть интересным, программирование должно представлять собой, своего рода «зарядку для ума». Хорошим примером такого (полезного) развлечения является, известный многим ресурс, посвященный совершенствованию навыков составления SQL-запросов. Но не SQL-ем единым жив программист! Недавно, я нашел отличный способ усовершенствовать свои навыки владения Фортом. Axiom позволяет напрограммироваться на Форте вволю!

Мой рецепт получения Fun-а, при помощи Axiom, прост:

1. Выбираем любую игру, с правилами позаковыристее, из числа ещё не реализованных ZoG-сообществом
2. Пытаемся её воплотить в жизнь, используя Axiom
3. Получаем удовольствие, в процессе решения возникающих при этом задач
4. В случае, если в полученное приложение интересно играть, выработанный Fun автоматически удваивается!

          Старый серый ослик Иа-Иа стоял один-одинешенек в заросшем чертополохом уголке Леса, широко расставив передние ноги и свесив голову набок, и думал о Серьезных Вещах.

                  А. Милн «Винни-Пух и все-все-все»

— Видите ослика? — спрашиваю я милиционера. — Вон там маленький серый ослик… Артикул 2908. Цена тридцать две копейки. У него великое будущее.
— У осликов это бывает, — соглашается милиционер. — У них иногда бывает очень большое будущее.

                  Генрих Альтов «Ослик и аксиома»


Что самое сложное в разработке настольных игр? Очевидно, не анимация перемещения фигур по доске. Сложно придумать разумные и интересные игровые правила. Бывает очень сложно обеспечить игровой баланс. Если мы занимаемся компьютерной разработкой, зачастую, безумно сложно реализовать качественный AI (для таких игр как Го или Сёги эта проблема не решена до сих пор). И даже если нам удалось реализовать работающий AI, приходится проделать очень большой объем работ, чтобы оценить качество его работы и выбрать из нескольких возможных вариантов наилучший.

Я хочу рассказать об инструменте, способном существенно упростить решение всех этих вопросов. Axiom Development Kit задумывалась разработчиками как способ улучшения Zillions of Games. В частности, она ориентирована на реализацию игр, связанных с захватом территории (таких как Го), с которыми AI ZoG справляется очень плохо. Кроме того, Аксиома существенно расширяет возможности ZoG-разработчиков, предоставляя массу возможностей, практически не реализуемых в рамках традиционного ZRF (языка описания правил). При всём этом, Аксиома может работать совершенно самостоятельно, даже если ZoG на компьютер никогда не устанавливался и не покупался. Но, обо всём по порядку…

Пусть имеется некоторый проект на языке Форт, в котором используется достаточно большое число однотипных переменных.
Например: x, y, z, x', y', z', x'', y'', z'', s, m и так далее…
Для их определения придется каждый раз выписывать слово VARIABLE, а это громоздко, уныло и некрасиво. Можно ли как-то сделать повеселее?
Указать, что дальше будут определены переменные и выписать их имена.
Что-то вроде:

VARIABLES:
  x   y   z  
  x'  y'  z'
  x'' y'' z''
  s   m
;VARIABLES

«И плохой генератор ПСЧ на что-нибудь годится»

Полумесяц с ретортой

В процессе работы над одной задачей возник неожиданный побочный эффект. Визуализация хорошего генератора псевдослучайных чисел представляет собой шум и\или путаницу. Заведомо плохой никто не хочет применять даже для тестов. Мне было все равно, примененный очень простой генератор меня вполне удовлетворял и при аккуратном обращении с ним выдавал приемлемый результат. И вдруг будто-то кто-то уверенным росчерком стал выдавать изящные абстрактные рисунки.
Всего 22 точки соединены кривыми Безье и такой забавный результат. Загогулины можно бесконечно генерировать и за ними, как за облаками, не надоедает наблюдать. Можно придумать интересную игру — разгадать, что же выдала на сей раз нам случайность, какая в ней есть закономерность и придумать ей название.
Но у этих кривых есть и более практическое значение. Генератор представляет собой произведение младшей и старшей части счетчика тиков процессора, от которого взят беззнаковый остаток. Если генерировать числа достаточно редко, случайность получается терпимой. Здесь числа генерируются часто, случайность плохая, что и видно по формам загогулин. Несмотря на потенциальное количество 200 в 22 степени разных загогулин, чаще всего повторяются определенные элементы.
Предположительно, степень «лохматости» фигуры, зависит от нагрузки на систему в те микросекунды, когда генерировались числа. Диагональная линия, ака «путешественник» говорит о почти линейной зависимости случайных числе от времени и малой нагрузке на систему. «Скалярия» — о большей случайности, а значит достаточно высокой нагрузке…
Для тех, кто захочет развлечься лиловыми загогулинами, ниже приведен код и несколько ярких представителей.

Во второй части попробуем написать минимального POP3 клиента. Он будет уметь подключаться к серверу, логиниться в почтовый ящик, узнавать сколько там писем и скачивать последнее. Для иллюстрации этого будет достаточно.

Пришло время рассказать о еще одной стороне применения замечательного языка Форт.
Этим циклом статей я покажу, как с его помощью можно создавать крошечные клиент-серверные приложения. Каждое из которых можно использовать как исследовательский и обучающий инструмент.
Для развлечения нам понадобится Windows вплоть до семерки и пакет SP-Forth. Андрей Черезов декларировал возможность запуска его форт-системы под Линуксом, но я это не проверял.

Для начала попробуем создать простейшую серверную программку, которая будет отдавать присоединившемуся клиенту ну… скажем текущую дату и время на сервере.

Речь у нас пойдёт о поэзии. Минимализм языка программирования Forth и красота образов демосцены подтолкнули программиста Брэда Нельсона к идее Forth Haiku. Подражая японским хайку, Брэд писал свои первые программы из трёх строк, состояли они из пяти, семи, и снова пяти слов. Но в отличии от традиционного японского жанра, поэзия на языке Forth порождала картины не в воображении читателя, а зримо, на экране компьютера. Эта затея могла бы остаться причудой одинокого фаната компьютерного ретро (Forth прочно ассоциируется со старыми добрыми семидесятыми), если бы Брэд не воплотил её на самой что ни на есть современной платформе (WebGL) и не сделал бы онлайн-редактор общедоступным.

Вот пример кода Forth Haiku и изображение, которое этот код создаёт: «Light Drop» by Brad Nelson.

: iii x y z*
Sin ; x 5 * x y
- iii exp y iii

Впереди нас ждут немало удивительных (в том числе и «живых») картин, но сперва — немного теории.

Порой возникает желание размять свой погрязший в объектно-ориентированном программировании мозг чем-то новеньким и необычным. Конечно, на помощь в этой ситуации может прийти любой функциональный язык программирования, например, Haskell, Erlang, Lisp или OCaml. Но сейчас даже ими уже вряд ли кого-то можно удивить. Нет, хочется чего-то совершенно другого. В такой ситуации на помощь к нам спешит Forth — стековый язык программирования.