5、編程語言 操作係統
一個奧斯汀榮譽市民的美國生活 作者：畢勝福 投票推薦 加入書簽 留言反饋
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5、計算機編程語言的演變
在第一代計算機出現的時候，科學家們編寫的程序就是在紙帶上，根據數據把機器的二進製指令打孔，然後輸入計算機，計算機用燈泡或者紙帶輸出結果。幾百條二進製指令非常難記，這樣的計算機隻有科學家才會用，是非常高深的學問。不過這些指令之間是有規律的，可以用英文縮寫幫助記憶，比如用lda指令表示取數據給a寄存器。寫完之後，把這樣的英文指令和數字的每個字符寫成二進製的美國標準信息交換碼打孔在紙帶上讀入計算機，再由計算機程序把這樣的包含英文和數字的字符再翻譯成二進製機器語言指令。這樣，不僅利於設計程序，也利於維護程序，科學家們不需要死記硬背複雜的幾百條指令了，而隻需要記幾十條助記符。這種計算機語言被稱為匯編語言，它是和計算機的硬件相關的，不同的計算機可以有不同的指令，就有不同的匯編語言指令。
1953年，jbackus向他在ibm的主管提出要設計一個更易於使用的計算機語言，用來科學計算，可以減輕程序設計人員的負擔。1957年，他的團隊提交了fortribmmathematicalformtrantingsystem)編譯器，fortran誕生了。fortran語言使用了直接的英文單詞來實現程序員經常使用的功能，比如四則運算，條件轉移，循環，文件輸入輸出等。以前程序員能用匯編語言做的事情，用fortran寫可以縮短設計時間為原來的二十分之一。fortran編譯器把程序翻譯成機器語言，執行起來接近直接用匯編語言寫的程序的效率，很快被眾多的程序員接受。其他的計算機公司也開發了他們的fortran編譯器，到1963年，世界上出現了40多種fortran編譯器，使得fortran語言成為跨越平台的計算機高級語言。高級語言的出現，極大地促進了後來的計算機的普及應用，因為它把人類編寫程序的效率大為提高。先進的工具不愧就是先進的生產力的代表。
同一時期也出現了適合商業計算的cobol語言和用來描述計算機算法的algol語言。basic語言在1964年在美國東海岸的達特茅斯學院出現，初衷是幫助外行或者初學者來盡快了解計算機。該語言適合人機交互，比如讓人用鍵盤輸入名字，然後用顯示器輸出一些結果。basic的發明人力保編譯器免費，使得這個語言廣泛傳播起來。在dec公司的pdp小型機和hp的hptime-sharedbasic中則使用的是解釋程序。解釋程序和編譯程序不同的是，在運行程序的時候，解釋程序是讀入一條程序的語句就執行一條，速度就比編譯的慢多了。但是，這樣的解釋執行的方式可以方便初學者逐漸了解計算機編程。
6、最初的操作係統
還是那句話，人是製造和使用工具的動物，製造使用高級的工具會極大地提高生產效率。在計算機高級語言出現以後，程序員生產程序的效率大為提高，導致應用軟件大量出現。商業用戶購買計算機後，當然希望同一台計算機上可以運行不同的程序，這樣，成本就大為降低。更換程序的時候，可以把原來的磁帶取出，放入新的磁帶，啟動計算機，新的程序就運行了。
在上個世紀50年代末60年代初，ibm使用了控製任務的程序，即最初的操作係統，來批量執行存儲的軟件，這樣可以更加節省裝卸軟件的時間。當時的計算機單位時間費用很貴，節省時間是很重要的。操作係統的設計人員發現，軟件很多時間在等待輸入輸出，什麽也不幹，很浪費時間，如果這個時候讓別的軟件可以計算，就充分利用了計算的資源。麻省理工學院的科技人員在1961年首先演示了可供三個用戶使用的分時係統，獲得了廣泛的認可。從此，計算機工作者提交任務的周期從以前的一個星期縮減到可以隨時提交任務，隨時運行，有錯誤可以隨時更正了。
在激烈競爭的資本主義社會，時間就是金錢。ibm為了稱霸計算機產業，也隨後在60年代開發了它的多用戶操作係統用於ibm-360主機。為這個開發過程，ibm付出了5億美元科研經費的高昂代價，靠上千員工的參與，才推遲發布了這個充滿漏洞的係統。這個開發過程，使得計算機產業界和學術界意識到，計算機軟件的開發也要遵循一定的法則，代碼要和硬件一樣可靠，易於開發，可重複使用才有用。從此，計算機軟件工程誕生了，專門研究和提高軟件開發的可靠性，效率，重複使用性等問題。隨後不使用跳轉語句的計算機結構化編程方式得到了公認，語法嚴謹的pascal語言也誕生了，成為了大學本科生計算機教育的首選語言。
1969年，貝爾實驗室參與了麻省理工學院的操作係統的研製工作，後來由於目標太龐大就退出了。不過，貝爾實驗室的科學家kenthompson卻“人在曹營心在漢”，在一台簡陋的小型機上繼續開發。他開發的操作係統命名為unix。1973年，他的同事dennisritchie專門設計了一個新的語言，c語言，用來重寫unix這個操作係統。這是第一次計算機操作係統使用了比匯編語言高級的語言編寫的。貝爾實驗室的母公司at&t把unix操作係統發給了大學，讓他們使用，並把c語言源代碼公開了。學術界熱烈歡迎了這個操作係統，而且，大學畢業的學生更傾向於把這個操作係統帶到他們後來的工作中去，使得unix成為了計算機產業的標準操作係統。unix和c語言是貝爾實驗室對人類社會的又一極大貢獻。
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5、計算機編程語言的演變
在第一代計算機出現的時候，科學家們編寫的程序就是在紙帶上，根據數據把機器的二進製指令打孔，然後輸入計算機，計算機用燈泡或者紙帶輸出結果。幾百條二進製指令非常難記，這樣的計算機隻有科學家才會用，是非常高深的學問。不過這些指令之間是有規律的，可以用英文縮寫幫助記憶，比如用lda指令表示取數據給a寄存器。寫完之後，把這樣的英文指令和數字的每個字符寫成二進製的美國標準信息交換碼打孔在紙帶上讀入計算機，再由計算機程序把這樣的包含英文和數字的字符再翻譯成二進製機器語言指令。這樣，不僅利於設計程序，也利於維護程序，科學家們不需要死記硬背複雜的幾百條指令了，而隻需要記幾十條助記符。這種計算機語言被稱為匯編語言，它是和計算機的硬件相關的，不同的計算機可以有不同的指令，就有不同的匯編語言指令。
1953年，jbackus向他在ibm的主管提出要設計一個更易於使用的計算機語言，用來科學計算，可以減輕程序設計人員的負擔。1957年，他的團隊提交了fortribmmathematicalformtrantingsystem)編譯器，fortran誕生了。fortran語言使用了直接的英文單詞來實現程序員經常使用的功能，比如四則運算，條件轉移，循環，文件輸入輸出等。以前程序員能用匯編語言做的事情，用fortran寫可以縮短設計時間為原來的二十分之一。fortran編譯器把程序翻譯成機器語言，執行起來接近直接用匯編語言寫的程序的效率，很快被眾多的程序員接受。其他的計算機公司也開發了他們的fortran編譯器，到1963年，世界上出現了40多種fortran編譯器，使得fortran語言成為跨越平台的計算機高級語言。高級語言的出現，極大地促進了後來的計算機的普及應用，因為它把人類編寫程序的效率大為提高。先進的工具不愧就是先進的生產力的代表。
同一時期也出現了適合商業計算的cobol語言和用來描述計算機算法的algol語言。basic語言在1964年在美國東海岸的達特茅斯學院出現，初衷是幫助外行或者初學者來盡快了解計算機。該語言適合人機交互，比如讓人用鍵盤輸入名字，然後用顯示器輸出一些結果。basic的發明人力保編譯器免費，使得這個語言廣泛傳播起來。在dec公司的pdp小型機和hp的hptime-sharedbasic中則使用的是解釋程序。解釋程序和編譯程序不同的是，在運行程序的時候，解釋程序是讀入一條程序的語句就執行一條，速度就比編譯的慢多了。但是，這樣的解釋執行的方式可以方便初學者逐漸了解計算機編程。
6、最初的操作係統
還是那句話，人是製造和使用工具的動物，製造使用高級的工具會極大地提高生產效率。在計算機高級語言出現以後，程序員生產程序的效率大為提高，導致應用軟件大量出現。商業用戶購買計算機後，當然希望同一台計算機上可以運行不同的程序，這樣，成本就大為降低。更換程序的時候，可以把原來的磁帶取出，放入新的磁帶，啟動計算機，新的程序就運行了。
在上個世紀50年代末60年代初，ibm使用了控製任務的程序，即最初的操作係統，來批量執行存儲的軟件，這樣可以更加節省裝卸軟件的時間。當時的計算機單位時間費用很貴，節省時間是很重要的。操作係統的設計人員發現，軟件很多時間在等待輸入輸出，什麽也不幹，很浪費時間，如果這個時候讓別的軟件可以計算，就充分利用了計算的資源。麻省理工學院的科技人員在1961年首先演示了可供三個用戶使用的分時係統，獲得了廣泛的認可。從此，計算機工作者提交任務的周期從以前的一個星期縮減到可以隨時提交任務，隨時運行，有錯誤可以隨時更正了。
在激烈競爭的資本主義社會，時間就是金錢。ibm為了稱霸計算機產業，也隨後在60年代開發了它的多用戶操作係統用於ibm-360主機。為這個開發過程，ibm付出了5億美元科研經費的高昂代價，靠上千員工的參與，才推遲發布了這個充滿漏洞的係統。這個開發過程，使得計算機產業界和學術界意識到，計算機軟件的開發也要遵循一定的法則，代碼要和硬件一樣可靠，易於開發，可重複使用才有用。從此，計算機軟件工程誕生了，專門研究和提高軟件開發的可靠性，效率，重複使用性等問題。隨後不使用跳轉語句的計算機結構化編程方式得到了公認，語法嚴謹的pascal語言也誕生了，成為了大學本科生計算機教育的首選語言。
1969年，貝爾實驗室參與了麻省理工學院的操作係統的研製工作，後來由於目標太龐大就退出了。不過，貝爾實驗室的科學家kenthompson卻“人在曹營心在漢”，在一台簡陋的小型機上繼續開發。他開發的操作係統命名為unix。1973年，他的同事dennisritchie專門設計了一個新的語言，c語言，用來重寫unix這個操作係統。這是第一次計算機操作係統使用了比匯編語言高級的語言編寫的。貝爾實驗室的母公司at&t把unix操作係統發給了大學，讓他們使用，並把c語言源代碼公開了。學術界熱烈歡迎了這個操作係統，而且，大學畢業的學生更傾向於把這個操作係統帶到他們後來的工作中去，使得unix成為了計算機產業的標準操作係統。unix和c語言是貝爾實驗室對人類社會的又一極大貢獻。
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