計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

-發(fā)展簡史（語言）上海大學(xué)計算機(jī)學(xué)院《計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程組2/3/20241前言電腦語言也叫程序語言（ProgramLauguage），是人與電腦交流和溝通的工具。

早期電腦都直接采用機(jī)器語言，即用“0”和“1”為指令代碼來編寫程序，難寫難讀，編程效率極低。為了方便編程，隨即出現(xiàn)了匯編語言，雖然提高了效率，但仍然不夠直觀簡便。從1954年起，電腦界逐步開發(fā)了一批“高級語言”，采用英文詞匯、符號和數(shù)字，遵照一定的規(guī)則來編寫程序。高級語言誕生后，軟件業(yè)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

2/3/20242“公式翻譯語言”

（FORmulaTRANslator）

1953年12月，

IBM公司程序師約翰·巴科斯（J.Backus）

寫了一份備忘錄，建議為IBM704設(shè)計一種全新的程序設(shè)計語言。巴科斯曾在“選擇順序控制計算機(jī)”（SSEC）上工作過3年，

深深體會到編寫程序的困難性。他說：“每個人都看到程序設(shè)計有多昂貴，租借機(jī)器要花去好幾百萬，而程序設(shè)計的費用卻只會多不會少?！?/3/20243“公式翻譯語言”

（FORmulaTRANslator）巴科斯的目標(biāo)是設(shè)計一種用于科學(xué)計算的“公式翻譯語言”（FORmulaTRANslator）。他帶領(lǐng)一個13人小組，包括有經(jīng)驗的程序員和剛從學(xué)校畢業(yè)的青年人，在IBM704電腦上設(shè)計出編譯器軟件，

于1954年完成了第一個電腦高級語言——FORTRAN語言。1957年，西屋電氣公司幸運地成為FORTRAN的第一個商業(yè)用戶，

巴科斯給了他們一套存儲著語言編譯器的穿孔卡片。

以后，不同版本的FORTRAN紛紛面世，1966年，美國統(tǒng)一了它的標(biāo)準(zhǔn)，稱為FORTRAN66語言。40多年過去，F(xiàn)ORTRAN仍然是科學(xué)計算選用的語言之一，巴科斯因此摘取了1977年度“圖林獎”。

2/3/20244COBOL語言（CommonBusinessOrientedLangauge）FORTRAN廣泛運用的時候，還沒有一種可以用于商業(yè)計算的語言。美國國防部注意到這種情況，1959年5月，五角大樓委托格雷斯·霍波博士領(lǐng)導(dǎo)一個委員會，開始設(shè)計面向商業(yè)的通用語言（CommonBusinessOrientedLangauge），即COBOL語言。COBOL最重要的特征是語法與英文很接近，可以讓不懂電腦的人也能看懂程序；編譯器只需做少許修改，就能運行于任何類型的電腦。委員會一個成員害怕這種語言的命運不會太長久，特地為它制作了一個小小的墓碑。然而，COBOL語言卻幸存下來。1963年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局將它進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。用COBOL寫作的軟件，要比其他語言多得多。2/3/20245國際代數(shù)語言ALGO

L601958年，一個國際商業(yè)和學(xué)術(shù)計算機(jī)科學(xué)家組成的委員會在瑞士蘇黎世開會，探討如何改進(jìn)FORTRAN，并且設(shè)計一種標(biāo)準(zhǔn)化的電腦語言，巴科斯也參加了這個委員會。1960年，該委員會在1958年設(shè)計基礎(chǔ)上，定義了一種新的語言版本——國際代數(shù)語言ALGOL60，首次引進(jìn)了局部變量和遞歸的概念。

ALGOL語言沒有被廣泛運用，但它演變?yōu)槠渌绦蛘Z言的概念基礎(chǔ)。

2/3/20246BASIC語言60年代中期，美國達(dá)特默斯學(xué)院約翰·凱梅尼（J.Kemeny）和托馬斯·卡茨（T.Kurtz）認(rèn)為，象FORTRAN那樣的語言都是為專業(yè)人員設(shè)計，而他們希望能為無經(jīng)驗的人提供一種簡單的語言，特別希望那些非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生也能通過這種語言學(xué)會使用電腦。于是，他們在簡化FORTRAN的基礎(chǔ)上，研制出一種“初學(xué)者通用符號指令代碼”（BeginnersAllpurposeSymbolicIntructionCode），簡稱BASIC。由于BASIC語言易學(xué)易用，它很快就成為最流行的電腦語言之一，幾乎所有小型電腦和個人電腦都在使用它。經(jīng)過不斷改進(jìn)后，它一直沿用至今，出現(xiàn)了象QBASIC、VB等新一代BASIC版本。2/3/20247LOGO語言1967年，麻省理工學(xué)院人工智能實驗室希摩爾·帕伯特（S.Papert），為孩子設(shè)計出一種叫LOGO的電腦語言。帕伯特曾與著名瑞士心理學(xué)家皮亞杰一起學(xué)習(xí)，他發(fā)明的LOGO最初是個繪圖程序，能控制一個“海龜”圖標(biāo)，在屏幕上描繪爬行路徑的軌跡，從而完成各種圖形的繪制。帕伯特希望孩子不要機(jī)械地記憶事實，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性的探索。他說：“人們總喜歡講學(xué)習(xí)，但是，你可以看到，學(xué)校的多數(shù)課程是記憶一些數(shù)據(jù)和科學(xué)事實，卻很少著眼于真正意義上的學(xué)習(xí)與思考?！彼肔OGO語言啟發(fā)孩子們學(xué)會學(xué)習(xí)，在馬薩諸塞州列克星敦，一些孩子用LOGO語言設(shè)計出了真正的程序，使LOGO成為一種熱門的電腦教學(xué)語言。2/3/20248PASCAL語言1971年，瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院尼克勞斯·沃爾斯（N.Wirth）教授發(fā)明了另一種簡單明晰的電腦語言，這就是以帕斯卡的名字命名的PASCAL語言。PASCAL語言語法嚴(yán)謹(jǐn)，層次分明，程序易寫，具有很強(qiáng)的可讀性，是第一個結(jié)構(gòu)化的編程語言。它一出世就受到廣泛歡迎，迅速地從歐洲傳到美國。沃爾斯一生還寫作了大量有關(guān)程序設(shè)計、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的著作，因此，他獲得了1984年度“圖林獎”。

2/3/20249C語言1983年度的“圖林獎”則授予了AT&T貝爾實驗室的兩位科學(xué)家鄧尼斯·里奇（D.Ritchie）和他的協(xié)作者肯·湯姆森（K.Thompson），以表彰他們共同發(fā)明著名的電腦語言C。C語言現(xiàn)在是當(dāng)今軟件工程師最寵愛的語言之一。2/3/202410UNIX操作系統(tǒng)里奇最初的貢獻(xiàn)是開發(fā)了UNIX操作系統(tǒng)軟件。他們答應(yīng)為貝爾實驗室開發(fā)一個字處理軟件，要求購買一臺小型電腦PDP-11/20，從而爭取到10萬美元經(jīng)費?？墒钱?dāng)機(jī)器購回來后，他倆卻把它用來編寫UNIX系統(tǒng)軟件。UNIX很快有了大量追隨者，特別是在工程師和科學(xué)家中間引起巨大反響，推動了工作站電腦和網(wǎng)絡(luò)的成長。1970年，作為UNIX的一項“副產(chǎn)品”，里奇和湯姆森合作完成了C語言的開發(fā)，這是因為研制C語言的初衷是為了用它編寫UNIX。這種語言結(jié)合了匯編語言和高級語言的優(yōu)點，大受程序設(shè)計師的親睞。2/3/202411C++語言1983年，貝爾實驗室另一研究人員比加尼·斯楚士舒普（B.Stroustrup），把C語言擴(kuò)展成一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言C++。如今，數(shù)以百萬計的程序員用它來編寫各種數(shù)據(jù)處理、實時控制、系統(tǒng)仿真和網(wǎng)絡(luò)通訊等軟件。斯楚士舒普說：“過去所有的編程語言對網(wǎng)絡(luò)編程實在太慢，所以我開發(fā)C++，以便快速實現(xiàn)自己的想法，也容易寫