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新手学编程系统和语言谁先有面向过程会淘汰

前言

相信哥说的,不骗你

本篇紧承《明比阅历浅,暗拼体力衰,指下讲武德,码上笑春风》,继续给在途的朋友们分享开发途径的格局。开发语言林林总总,要想战无不胜,找到合适的技术路线才是王道。要想利用计算机为生产服务,知己知彼方是上策。没有过时的语言,只有趁手的工具。拿排名的鸡毛当令箭,实践不埋单。本篇站在足够长的时空背景上,审视计算机的开发语言与系统之间关系,希望能给读者带来新的启发。

一、原始混沌

上古法器,尽收眼底

1、人之初,手指头。十进制为什么让人天生喜爱?伸手一数,出脚有份。在玩石头的上古时代,堪称完美。直到现在,数手指头,都是小朋友们的灵光一道。对于成年人,能掐指一算的,都是世外高人。先人们留下的上古法器,谁用谁知道。指针,成了程序世界不可或缺的定海神针,不仅是十进制机械时代的肉身,更是二进制电子化的灵魂。没有指针的语言,不是好语言。

2、指头不够,石头来凑。进制毕竟是被虐千千万后的产物,上古人还没摸到一手数,一手记的门道,甚至不看脚上有。进化使然,他们打量起了手上的石头。万万没想到,小石头竟让人脱离了自身的束缚,成了计算机的鼻祖。数石子儿,管够!直到今天,人类对石头仍然执迷,人难忘本啊。

3、石头的进化,由硬到软。趁手石头难再有,笨重易丢,可移植性太差。思来想去,左顾右盼,还是裤腰上的麻绳合适。挽疙瘩,可复写,讲究多,语义丰富。挂脖子,悬房梁,轻便。送酋长,赠姑娘,简直不要太好。谁又敢说链表结构,没有借鉴麻绳?如果一直发展下去,麻绳或将是首个兼顾盲人的IDE,兼用眼神和触感神经输入,人脑解释编译并运行的高级计算机系统。可惜了,人类再也回不去麻绳时代。

4、曲折的尽头,规则还是硬的好。麻绳是好,遇火难解。各有说道,道难再道。很明显,松软的规则,容易挖墙角。于是,算筹来了,咱不数指头,数棒棒。如果不是石头和麻绳,在前面挡了又挡,让人痛定思痛,今天给大家分享的可能就是”棒棒的一万重天”。

棒棒对人类的影响颇为深远。粗可盖房梁,细可烹生计。长可驱走兽,短可数棒棒。谁又敢说,条形码不是数棒棒的遗物。最重要的是,人们在码弄的时候,发现了进制。

年前,东边的算盘,迈着轻盈的步伐,朝着账本走来。精巧的外壳,多档位存储器、规整的地址总线,灵活的指针(手指),健壮的算法(口诀),在人脑的驱动下,算珠跳着欢快的舞蹈,一直活到今天。她时刻告诫世人,简便、易用、健壮,往往命长。

18世纪末,西边的瓦特在蒸汽机的捶打下,成功锻造出计算尺。自此,计算机终于拥有了钢铁之躯,硬核时代就此展开。事实也证明,硬核需要千锤百炼,没有硬核的系统,不是好系统。摸不到内核的程序员,不是好码手。

二、机械学步

当东边拨弄着算珠,沉醉于没有什么需要去掉的时候,西边蒸汽腾腾,如火如荼的机械发明前仆后继。年,法国数学家莱布尼茨,在帕斯卡加法器的基础上,研制了可加减乘除的机械式计算机,并率先提出二进制。

在这之前,计算机的作用,仅是为了展开算法执行的中间过程,以便观察(调试)。谈不上人机交互,人的思想(算法)也无法投射。直到年,为解决纺织业中图案机织问题,法国机械师布乔发明了“穿孔纸带”,年被法国机械师杰卡德改造为穿孔卡片,才开创了程序设计的先河。优雅的爱美,灵感的源头。正所谓”踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫,无心插柳柳成荫”。

年,受杰卡德穿孔卡片机的灵感,法国巴贝奇的差分机诞生了。此后在拜伦独生女阿达的资助下,二人展开了对分析机的研发,阿达也成为公认的首位软件工程师,其编写的函数指令被后来的ADA语言所吸收。虽然分析机最终失败,但其结构理论在后续多年里,都指导着计算机的改进。历史证明,光有情怀是不够的,摆出结果才令人信服。

年,德国侨民霍列瑞斯,在美国人口普查时,借助杰卡德和巴贝奇的发明,开创了计算机数据处理的先河。后来,他创办的制表机公司成为IBM的前身。道高一尺,魔高一丈,代码的千面万像里,应用才是王道。

三、电气之舞

年,德福雷斯特发明了真空三极管(电子管),为计算机步入电气化打下基础。

年,阿塔纳索夫和克利福德·贝瑞设计的ABC计算机,确定了二进制算术和电子开关,为第一台通用电子计算机的诞生奠定了基础。

年,艾肯在IBM的资助下,站在前人研究的基础上,借助电流和继电器进行计算的MARKI问世,这是世界上第一台电子计算机,其程序员就是大名鼎鼎的霍波女士。因虫子阻断电流触点而导致故障,她将程序故障称之为Bug,流传至今。Bug也揭示出指针虽好,安全第一。

年,在美国军方资助下,莫希利和埃克特研究组研制的第二台电子计算机ENIAC成功问世。一改MARKI的机电模式,在借鉴了ABC机器的电子构建思路的情况下实现了全电气化,计算性能提升了上千倍。尽管如此,采用电子管的ENIAC仍然非常笨重,为了改进,冯·诺依曼等人提出了著名的报告,确定了以二进制为基础的现代计算机的基本物理结构。冯·诺依曼跻身计算机之父,说明凡事多总结,站在巨人的肩膀上,不当轮子哥。

年,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿,发明了晶体管并首次实用,使得计算机摆脱了机械,完成了电子化的蜕变。

年,英国的图灵发表了《计算机器与智能》,确定了后续计算机的思想原则,开创了人工智能。他还提出了存储程序的概念,促进了操作系统的诞生。要不是天妒英才,科幻中的很多场景可能早已实现。

年,英国的威尔克斯,发展了微程序概念,大大简化了CPU的研发。他提出的符号标志,宏和子程序库等概念,为后面操作系统和高级程序语言的发展提供了路径。

四、系统觉醒

1、创业早期,既是领导又是兵。

在机械化、机电化时代,计算机身形笨重而巨大,为科学研究特定问题而生。即便如此,成品也非常稀少,手工输入定制/固化的指令就足够了。为了解决手工低速导致的效率低下和机器等待,预置指令的脱机系统,开始在机电化的计算机上得以应用。

这一时期,开发语言是直面机器的,机器支持什么样的指令,就用什么样的指令。不但需要理解机器的原理,还需要维修排错,也只有机器的制造者能够胜任。随着机器制造工艺的稳定,后面才逐步发展出了指令助记语言-汇编语言。

这也说明,指令是机器的化身,是计算机上真正唱歌的角儿。

2、资源不足,每一分都要在刀刃上。

在晶体管时代,计算机的体积和功耗得到大幅缩减、性能却显著提升,为进一步实用夯实了基础。但制造成本仍然极其昂贵,出产极少,主要用于科学研究中的数据处理。为了充分利用这些昂贵的设备,这就需要计算机存储程序指令,用以压缩每道作业程序的空闲时间,这样基于空闲监视的作业调度、资源分配的单/多道批处理程序开始出现。

尽管如此,批处理的需求却十分简单,还谈不上是个事儿。计算机的使命,仍然是如何进行高效的计算,计算机的大部分使用者都是科学家,编程需要直奔主题。汇编虽然高效,但仍然是直面机器的。毕竟科学家不是程序员,专注科研生产才是正道。围绕解决科学家们使用汇编语言的难题,面向计算函数的(面向过程)语言,如Fortran、Cobol、Algol,应运而生。

由此可见,语言服务于机器,更服务于实际问题。

3、生意红火,职能分工,战略与实施才能两不误

年,硅台面晶体管问世,开启了集成电路的大门。此后,按照摩尔定律,计算机的体积和能耗越来越小,性能越来越高。机电时期的卫星机功能,随着工艺的进步,被逐步缩小集成到了核心机上,为计算机的普及应用奠定了硬件基础。

计算机的功能越来越完善,开始介入科学计算以外的领域,也让其应用越来越复杂。以前的人工方式被彻底剥离,转而由各种接口替代,人机交互的矛盾愈演愈烈。但是科学家们只想写计算函数搞研究,不想成为程序员。如何整合简化这些硬件资源的使用,又不影响科学家们写计算函数,就成了亟待解决的问题。

简单的批处理,不仅无法交互,其伪并行也无法从根本上解决资源的浪费,更无法解决硬件升级后复杂的协调工作。一个具有多道批处理、分时或实时特征,专注于为应用开发服务的通用程序,呼之欲出。

自此,系统开始觉醒,系统编程和应用编程开始分工分离,不仅催生出更广泛的程序员职业,还让开发语言从面向过程进化到面向对象。而这一切的根本诱因,正是硬件日益复杂和完善下的人机交互。

由此可见,编程语言早于系统,系统是编程语言的产品,只不过它常驻内存,为语言服务而已。从机器码到助记汇编,从面向过程到面向对象,只不过追随硬件罢了。汇编机器码,就是机器的化身。面向过程就是只向计算,面向对象才考虑七零八碎。各自有各自的历史使命,后来者只不过肩负了更多,负重前行。代表机器的汇编不会死,专心于计算任务的面向过程也不会死,反倒是负重的面向对象,在激励的竞争中就说不准了。而VB兼具过程和对象,很多人死了,它都不会死。




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