Schemeプログラミング言語の歴史

プログラミング言語Schemeの歴史は、20 世紀後半にLispファミリーの言語の初期メンバーが開発されたことから始まります。Scheme の設計と開発期間中、言語設計者のGuy L. SteeleとGerald Jay Sussman は、Lambda Papers (1975–1980)として知られるマサチューセッツ工科大学(MIT) AI メモの影響力のあるシリーズを発表しました。これにより、言語の人気が高まり、1990 年以降の標準化の時代が始まりました。Scheme の歴史の多くは、開発者自身によって文書化されています。^{[ 1 ]}

Scheme の開発は、互いに大きく異なる 2 つの先行言語から大きな影響を受けました。Lispは一般的な意味論と構文を提供し、ALGOL は語彙スコープとブロック構造を提供しました。Scheme は Lisp の方言ですが、Lisp は進化を遂げています。Scheme の起源となった Lisp の方言は、当時主流であったものの、現代の Lisp とはかなり異なっています。Scheme は、Common Lisp、Scheme、ISLisp、EuLisp、XLisp、AutoLisp を含む大規模な Lisp ファミリーに属しています。

1971年、サスマン、ドリュー・マクダーモット、ユージン・チャーニアックは、カール・ヒューイットの野心的なプランナー・プロジェクトの部分的かつやや不十分な実装であるマイクロ・プランナーと呼ばれるシステムを開発した。サスマンとヒューイットは、他の者たちと共に、ヒューイットのプロジェクトの構成要素となった拡張LispであるMuddle（後にMDLと改名）の開発に取り組んだ。1972年、ドリュー・マクダーモットとサスマンは、Lispベースの言語Conniverを開発した。これは、彼らが非生産的だと考えていたプランナーの自動バックトラッキングの使用法を改訂したものであった。ヒューイットは、Conniverの「複雑な制御構造」がプランナーの問題に対する解決策となるのかどうか疑問に思っていた。パット・ヘイズは次のように述べている。「彼ら（サスマンとマクダーモット）の解決策は、ユーザーにプランナーの実装プリミティブへのアクセスを与えるというものだが、これは後退的な一歩である（コニバーのセマンティクスとは何なのか？）」^{[ 8 ]}

1972 年 11 月、ヒューイットと彼の学生たちはPlanner の問題に対する解決策として、アクター モデルの計算を考案した。 ^{[ 9 ]} アクターの部分的な実装が Planner-73 (後に PLASMA と呼ばれる) として開発された。当時 MIT の大学院生だったスティールはこれらの開発を追っており、彼とサスマンはモデルをよりよく理解するために、 Maclisp上で開発した独自の「小さな Lisp」でアクター モデルのバージョンを実装することにした。この基盤を使用して、彼らはアクターを作成してメッセージを送信するメカニズムの開発を開始した。^{[ 10 ]}

PLASMA のレキシカル スコープの使用はラムダ計算に似ていた。Sussman と Steele は、ラムダ計算でアクターをモデル化しようと試みた。彼らはモデル化システムを Schemer と名付けたが、最終的にはDEC PDP-10のITSファイルシステムの 6 文字制限に合わせるために Scheme に変更した。彼らはすぐに、アクターは本質的に戻り値のないクロージャであり、代わりに継続を呼び出すものであると結論付け、したがって、クロージャとアクターは、彼らの調査の目的においては本質的に同一の概念であると決定した。彼らは冗長なコードと思われるものを削除し、その時点で、非常に小さくて有能な Lisp の方言を書いたことを発見した。Hewitt は Scheme ^{[ 11 ] [ 12 ]}の「毛むくじゃらの制御構造」を批判し続け、Scheme 実装で使用されているプリミティブ (例えば、、、および) は後退であると考えていた。START!PROCESSSTOP!PROCESSEVALUATE!UNINTERRUPTIBLY

25年後の1998年、サスマンとスティールは、Schemeのミニマリズムは意識的な設計目標ではなく、設計プロセスの意図せざる結果であったと振り返った。「私たちは実際には複雑なものを作ろうとしていましたが、偶然にも、すべての目標を満たしつつ、意図していたよりもはるかにシンプルなものを設計していたことに気づきました...私たちは、小さくてシンプルな形式体系であるラムダ計算が、強力で表現力豊かなプログラミング言語の中核として機能する可能性があることに気づきました。」^{[ 10 ]}

一方、ヒューイットはラムダ計算を計算の基礎として批判し続け、「実際のところ、λ計算はある種の逐次および並列制御構造を表現できるが、一般にアクターモデルで表現される並行性は表現できない。一方、アクターモデルはλ計算のすべて、そしてそれ以上を表現できる」と述べている。彼はまた、継続関数への依存や例外の欠如など、ラムダ計算から派生したSchemeの側面についても批判している。^{[ 13 ]}

1975年から1980年にかけて、サスマンとスティールはラムダ計算、継続、末尾再帰の最適化などの高度なプログラミング概念の使用に関するアイデアの開発に取り組み、それらを一連のAIメモとして発表しました。これらはまとめてラムダ論文と呼ばれています。^{[ 14 ]}

Schemeは、Lispの言語の中で初めてレキシカルスコープを採用した言語です。また、Reynoldsの定義言語^{[ 15 ]}以降、第一級継続をサポートした最初のプログラミング言語の一つでもあります。Schemeは、姉妹言語であるCommon Lispの開発に大きく貢献し、Guy Steeleもその開発に携わりました。^{[ 16 ]}

Scheme 言語は、公式の電気電子学会(IEEE) 標準^{[ 17 ]}と、アルゴリズム言語 Scheme に関する改訂版ⁿレポート(R n RS)と呼ばれる事実上の標準で標準化されています。最も広く実装されている標準はR5RS (1998) ^{[ 18 ]}で、新しい標準であるR6RS [ ^{19 ]}が 2007 年に承認されました^{[ 20 ] 。RnRS}標準の他に、Scheme 実装によって追加される可能性のある追加ライブラリを含むScheme 実装要求文書もあります。