Чарльз Петцольд - Код. Тайный язык информатики

В главе 22 я упоминал, что операционная система UNIX задумывалась как переносимая. Большинство операционных систем в то время были разработаны на языке ассемблера для конкретного процессора. В 1973 году UNIX была написана (вернее, переписана) на языке C, и с тех пор эта система и этот язык тесно связаны.

Как правило, в языке C операторы записываются весьма кратко. Например, вместо ключевых слов begin и end, используемых в АЛГОЛе и Паскале для разграничения блоков, в C применяются фигурные скобки { и }. Вот еще один пример. Программисту часто требуется увеличить значение переменной на некую постоянную величину.

i = i + 5;

В C вы можете сократить этот оператор.

i + = 5;

Если вам нужно увеличить значение переменной на 1 (инкрементировать ее), данный оператор можно записать еще короче.

i++;

Такой оператор на 16- или 32-разрядном микропроцессоре может выполняться с помощью одной машинной инструкции.

Ранее я упоминал, что б о льшая часть языков высокого уровня не предполагает операций побитового сдвига или булевых операций над битами, которые являются частью функционала многих процессоров. Язык C — исключение из правила. Кроме того, важная особенность этого языка — поддержка указателей , которые, по сути, являются числовыми представлениями адресов памяти. Поскольку язык C поддерживает операции, реализующие многие инструкции процессора, он иногда классифицируется как язык ассемблера высокого уровня . По сравнению с любым другим языком типа АЛГОЛ язык C точнее всего имитирует общие наборы команд процессора.

Тем не менее все языки типа АЛГОЛ, то есть наиболее распространенные языки программирования, разрабатывались для компьютеров с архитектурой фон Неймана. Выйти за рамки соответствующего образа мышления непросто, а заставить других людей использовать такой язык еще сложнее. Один из подобных языков — LISP (List Processing, «обработка списков»), созданный Джоном Маккарти в конце 1950-х годов и пригодный для работы в области искусственного интеллекта. Другой язык, столь же необычный, как LISP, но совершенно на него не похожий, — APL (A Programming Language, «язык программирования») — был придуман в конце 1950-х Кеннетом Айверсоном. В нем используется набор специальных символов, которые выполняют операции одновременно над целыми массивами чисел.

Несмотря на то что языки типа АЛГОЛ продолжают доминировать, в последние годы они были несколько усовершенствованы, что привело к появлению так называемых объектно-ориентированных языков, удобных при работе с графическими операционными системами, о которых я расскажу в следующей главе.

В выпуске журнала Life от 10 сентября 1945 года читатели обнаружили привычную чересполосицу статей и фотографий: заметки об окончании Второй мировой войны, рассказ о жизни танцора Вацлава Нижинского в Вене, фоторепортаж о профсоюзе рабочих автомобильной промышленности. Однако тот выпуск содержал и нечто неожиданное: провокационную статью Вэнивара Буша (1890–1974) о будущем научных исследований. С 1927 по 1931 год, работая профессором Массачусетского технологического института, Ван Буш (как его называли) внес свой вклад в историю вычислительной техники, сконструировав один из самых значимых аналоговых компьютеров — дифференциальный анализатор. В 1945 году, когда вышел его артикул, Буш возглавлял управление научных исследований и разработок, которое во время войны координировало научные исследования США, включая Манхэттенский проект.

Статья Буша «Как мы можем мыслить» (As We May Think), несколько сокращенная с момента своего первого появления в The Atlantic Monthly двумя месяцами ранее, содержала описания некоторых будущих гипотетических изобретений, предназначенных для ученых и исследователей, которым приходится иметь дело с постоянно растущим объемом специализированных изданий. Решение этой проблемы Буш видел в использовании микропленки и придумал устройство под названием Memex для хранения книг, статей, звукозаписей и изображений. Это устройство также должно было позволять пользователю устанавливать тематические связи между этими фрагментами информации по аналогии с тем, как человеческий разум формирует ассоциации. Буш даже представлял новую группу профессионалов, которые должны были заниматься созданием этих ассоциативных связей.

Несмотря на то что на протяжении всего XX века о чудесах будущего было написано множество работ, статья Буша выделялась. В ней речь не шла о бытовых устройствах для облегчения домашнего труда, о футуристических видах транспорта или о роботах. Она была посвящена информации и тому, как новые технологии могут помочь справиться с увеличением ее объема.

За десятилетия, прошедшие с момента создания первых релейных калькуляторов, компьютеры стали меньше, быстрее и дешевле. Эта тенденция изменила саму природу вычислений. Чем более дешевыми становятся компьютеры, тем больше людей могут их себе позволить. По мере уменьшения их размера и повышения роста быстродействия программное обеспечение оказывается все более изощренным, благодаря чему расширяется круг задач, решаемых этими машинами.

Дополнительная мощность и скорость могут использоваться для совершенствования самой важной части компьютерной системы — пользовательского интерфейса , который обеспечивает человеко-машинные взаимодействия. Люди и компьютеры — разные создания. К сожалению, людей гораздо легче убедить в необходимости приспосабливаться к особенностям вычислительных машин, чем наоборот.

Поначалу цифровые компьютеры не были интерактивными. Для программирования одних использовались переключатели и кабели, для программирования других — перфорированная лента или пленка. В период с 1950-х до начала 1970-х годов компьютеры эволюционировали до такой степени, что нормой стала пакетная обработка с минимальным вмешательством оператора: программы и данные сохранялись на перфокартах, которые затем считывались в память. Программа анализировала полученную информацию, делала некоторые выводы и печатала результаты на бумаге.

Самые ранние интерактивные компьютеры работали с помощью телетайпных аппаратов. Такие установки, как система распределения времени Дартмутского университета (начала 1960-х), описанная в предыдущей главе, позволяли одновременно применять несколько телетайпов. Пользователь набирал на телетайпе строку текста, на которую компьютер отвечал одной или несколькими строками, отпечатываемыми на рулоне бумаги. Обмен информацией между телетайпом и компьютером осуществлялся с помощью потоков ASCII-кодов (хотя могла быть и другая кодировка), включающих, помимо кодов символов, простые управляющие коды, например для возврата каретки и перевода строки.