A linguagem para catalogação de corpos celestes
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A estruturação de callisto é muito parecida com a forma que escrevemos arquivos JSON.
System BetaSystem {
centralStar: Star BetaStar {
spectralType: K,
luminosity: 0.3,
age: 9.7,
mass: 0.6
},
planets: [
Planet BetaPrime {
diameter: 4500,
mass: 0.92,
temperature: -15,
atmosphere: "aluminio, hidrogenio",
composition: "ferro, niquel, silicio",
orbit: Orbit {
semiMajorAxis: 0.7,
eccentricity: 0.002
},
moons: []
}
]
}
Visto que é uma linguagem para catalogação de corpos celestes, é necessário que não apenas o corpo em si seja catalogado, como também as características em volta do mesmo. Veja que todo sistema deve, após a declaração de seu nome, possuir uma estrela central ( consideramos em ordem: Tamanho > Luminosidade > Densidade ), possivelmente mais estrelas, planetas e as luas destes.
# verificacao de campos
required_fields = ['SPECTRAL_TYPE', 'NUMBER', 'NUMBER', 'NUMBER']
for field in required_fields:
if not self.hasField(ctx, field):
self.errors.append(f"Erro semântico: Estrela '{name}' está faltando o campo '{field}'")Veja que conforme o código acima presente no analisador semântico, é necessário que todos os campos (variam conforme o corpo celeste) sejam preenchidos ao menos com um valor, mesmo que, por algum estranho motivo, venham a ser nulos.
Para curiosidade de quais valores são tratados aqui:
system: SYSTEM NAME '{' CENTRALSTAR ':' star ',' PLANETS ':' planetList '}';
planetList: '[' (planet (',' planet)*)? ']';
planet
: PLANET NAME '{' 'diameter' , 'mass' , 'temperature' , 'atmosphere' , 'composition' , 'orbit' ':' orbit , 'moons' ':' moonList '}'
;
moonList: '[' (moon (',' moon)*)? ']';
moon
: MOON NAME '{' 'diameter' , 'orbitPeriod' , 'density' , 'surfaceType' '}'
;
star
: STAR NAME '{' 'spectralType' ':' SPECTRAL_TYPE ',' 'luminosity' , 'age' , 'mass' '}'
;
orbit
: ORBIT '{' 'semiMajorAxis' , 'eccentricity' '}'
;
Para checar qual o tipo de cada característica, o usuário fica convidado a checar a gramática. Não se assuste, são tipos primitivos como números e strings, foram emitidos justamente por trivialidade. As características que são tipos "diferentes" foram especificadas no recorte acima, por exemplo 'orbit' : orbit , afinal, orbita não representa uma string ou um número :)
Já que devemos classificar todas as informações de todos os corpos celestes, é provável que por engano nomeemos algum duplicadamente, a linguagem não permitirá e lhe informará quando isso acontecer
Exemplo de planeta:
# Validação de nomes únicos
if name in self.names['planets']:
self.errors.append(f"Erro semântico: Nome de planeta duplicado '{name}'")
else:
self.names['planets'].add(name)Algumas características também como "Atmosfera" e "Composição" não podem aceitar qualquer texto e sim, apenas compostos e elementos químicos previstos na tabela periódica. No entanto embora seja possível mapear os elementos da tabela (o que, a propósito, é feito na linguagem), compostos químicos são infinitos. Pedimos a contribuição do usuário para adicionar compostos no arquivo periodicTable.txt seguindo o padrão: CompostoQuímico - no final as strings serão comparadas sem acento e em minúsculo, apenas pedimos para que mantenham-a com as palavras unidas.
# Carrega e ajusta os nomes dos elementos químicos (tabela periodica)
def normalize_string(self, s):
return unidecode(s).strip().lower()
def load_elements(self, filename):
with open(filename, "r", encoding="utf-8") as file:
return set(self.normalize_string(line) for line in file)
# Checa se é um elemento compatível
def validate_string_list(self, string, context):
for word in string.split(','):
element = self.normalize_string(word)
if element and element not in self.elements:
self.errors.append(f"Erro semântico: '{element}' não é um elemento válido na {context}.")Como dito anteriormente, há muitas semelhanças entre a escrita de callisto e JSON, porém, em JSON você não tem a padronização e controle que o compilador de callisto proporciona, no entanto, foi pensado que a utilização destes dados podem vir a calhar em serviços web e bancos de dados. Portanto, ao compilar um arquivo corretamente, será gerado um arquivo convertendo o original tanto para JSON quanto para SQL.
1 - valores negativos e atmosfera e composição não coerentes.
System BetaSystem {
centralStar: Star BetaStar {
spectralType: K,
luminosity: 0.3,
age: 9.7,
mass: 0.6
},
planets: [
Planet BetaPrime {
diameter: -4500,
mass: -0.92,
temperature: -15,
atmosphere: "Methane, Hydrogen",
composition: "Iron, Nickel, Silicon",
orbit: Orbit {
semiMajorAxis: 0.7,
eccentricity: 0.002
},
moons: []
}
]
}
Resultado gerado:
2 - Valores ausentes
System GammaSystem {
centralStar: Star GammaStar {
spectralType: M,
luminosity: 0.05,
age: 10,
mass: 0.1
},
planets: [
Planet GammaPrime {
diameter: 3000,
mass: 0.2,
atmosphere: "Carbon Dioxide",
composition: "Iron, Magnesium",
orbit: Orbit {
semiMajorAxis: 0.05,
eccentricity: 0.01
},
moons: []
}
]
}
Resultado gerado:
3 - Tudo certo
System algum {
centralStar: Star Sun {
spectralType: G,
luminosity: 1.0,
age: 4.6,
mass: 1.0
},
planets: [
Planet Earth {
diameter: 12742,
mass: 5.97,
temperature: 288,
atmosphere: "nitrogenio, oxigenio",
composition: "ferro, oxigenio, silicio",
orbit: Orbit {
semiMajorAxis: 1.0,
eccentricity: 0.0167
},
moons: [
Moon lua {
diameter: 3474,
orbitPeriod: 27.3,
density: 3.34,
surfaceType: "Regolith"
}
]
},
Planet Mars {
diameter: 6779,
mass: 0.642,
temperature: 210,
atmosphere: "carbono",
composition: "carbono, Silicio",
orbit: Orbit {
semiMajorAxis: 1.524,
eccentricity: 0.0935
},
moons: [
Moon Phobos {
diameter: 22.4,
orbitPeriod: 0.319,
density: 1.876,
surfaceType: "Regolith"
},
Moon Deimos {
diameter: 12.4,
orbitPeriod: 1.263,
density: 1.471,
surfaceType: "Regolith"
}
]
}
]
}
Resultado gerado:
- diameter (diâmetro): Refere-se ao comprimento da linha reta que atravessa o centro do planeta, de uma extremidade à outra. É uma medida fundamental para entender o tamanho do planeta.
- mass (massa): Refere-se à quantidade total de matéria que compõe o planeta. A massa influencia a gravidade do planeta e é crucial para entender sua estrutura interna e dinâmica.
- temperature (temperatura): Refere-se à temperatura média da superfície do planeta, geralmente medida em Kelvin, Celsius ou Fahrenheit. Isso afeta as condições ambientais e a habitabilidade.
- atmosphere (atmosfera): Refere-se à composição e estrutura da camada gasosa que envolve o planeta. A atmosfera desempenha um papel crucial na regulação da temperatura e na proteção contra radiação.
- composition (composição): Descreve os elementos e compostos químicos que formam o planeta, incluindo sua superfície e interior. Pode incluir informações sobre minerais, gases, etc.
- orbit (órbita): Refere-se ao caminho que o planeta segue ao redor de sua estrela. É definido por parâmetros como semi-eixo maior e excentricidade.
- moons (luas): Lista das luas que orbitam o planeta. Cada lua tem suas próprias características.
- diameter (diâmetro): Como nos planetas, refere-se ao tamanho da lua, medido como o comprimento da linha reta que atravessa o centro da lua.
- orbitPeriod (período orbital): Refere-se ao tempo que a lua leva para completar uma órbita ao redor do planeta.
- density (densidade): Refere-se à massa da lua dividida pelo seu volume. A densidade pode dar pistas sobre a composição interna da lua.
- surfaceType (tipo de superfície): Descreve a composição e as características da superfície da lua, como se é rochosa, congelada, etc.
- spectralType (tipo espectral): Refere-se à classificação da estrela com base em sua temperatura e características espectrais. Tipos espectrais comuns incluem O, B, A, F, G, K, M.
- luminosity (luminosidade): Refere-se à quantidade total de energia que a estrela emite por unidade de tempo. Está relacionado ao brilho da estrela.
- age (idade): Refere-se ao tempo desde a formação da estrela. Isso pode influenciar seu estágio de evolução.
- mass (massa): Como nos planetas, refere-se à quantidade total de matéria que compõe a estrela, afetando sua gravidade e ciclo de vida.
- semiMajorAxis (semi-eixo maior): Refere-se à metade do comprimento do eixo mais longo de uma órbita elíptica. É uma medida importante para determinar o tamanho da órbita.
- eccentricity (excentricidade): Mede o quão elíptica (alongada) é a órbita. Um valor de 0 indica uma órbita circular, enquanto valores mais próximos de 1 indicam uma órbita mais alongada.
A catalogação de planetas e corpos celestes por muito tempo se deu, seja com a digitação padronizada porém manual de pesquisadores, utilizando padrões improvisados utilizando linguagens de programação ou ainda sem controle algum e salvos em diferentes bancos de dados. Em minhas buscas, não encontrei um compilador ou algum controlador que permitisse impor controle sobre essa prática. Com essa ideia em mente, criei esse compilador. O mesmo, por conta do código aberto, pode ser modificado para atender as necessidades dos mais diversos pesquisadores e impor controle sobre suas anotações e catalogações.
Sinta-se livre para contribuir com o projeto! :)
Vídeo para explicação dinâmica do repositório: https://youtu.be/oUnYfNucjfU
Produzido para a disciplina de Construção de compiladores - UFSCAR 2024/1