Программирование в 1950-х годах

Материал из Documentation.

Этот период ознаменовался переходом от машинно-ориентированного программирования к разработке языков, позволяющих программистам выражать свои идеи более абстрактным и человеко-понятным способом. В 1950-е годы были созданы FORTRAN, COBOL и ALGOL — языки, оказавшие огромное влияние на развитие программирования и определившие его облик на десятилетия вперед.

В начале 1950-х годов вычислительная техника начала проникать в различные сферы жизни. Появились первые коммерчески доступные компьютеры, такие как IBM 701, UNIVAC (Universal Automatic Computer) и IBM 650. Эти машины, хоть и обладали скромными по современным меркам характеристиками (несколько килобайт оперативной памяти, тактовая частота в несколько килогерц), открыли новые возможности для науки, промышленности и бизнеса. UNIVAC, например, использовался для обработки данных переписи населения США 1950 года, а IBM 650 стал популярным выбором для научных исследований и инженерных расчётов. Эти компьютеры использовали вакуумные лампы, занимали огромные помещения и требовали сложного обслуживания.

Программирование на машинных кодах и ассемблерах оставалось доминирующим, но крайне трудоёмким методом разработки программ. Программисты должны были хорошо понимать архитектуру компьютера, знать систему команд процессора и уметь оптимизировать код для эффективного использования ограниченных ресурсов. Каждая инструкция должна была быть закодирована в двоичном виде или с использованием мнемонических кодов, что делало процесс программирования долгим и подверженным ошибкам.

В 1957 году команда программистов под руководством Джона Бэкуса в IBM представила FORTRAN (FORmula TRANslator) — первый язык программирования высокого уровня, получивший широкое распространение. FORTRAN был разработан специально для научных и инженерных расчётов и позволял программистам записывать математические формулы и алгоритмы в форме, близкой к естественной математической нотации. Компилятор FORTRAN автоматически транслировал программы на FORTRAN в машинный код, освобождая программистов от необходимости вручную кодировать каждую инструкцию. FORTRAN содержал операторы для выполнения арифметических операций, организации циклов (DO-циклы) и условных переходов (IF-операторы).

Вот пример простого кода на FORTRAN, вычисляющего сумму чисел от 1 до 10:

     INTEGER SUM, I
     SUM = 0
     DO 10 I = 1, 10
       SUM = SUM + I
10   CONTINUE
     PRINT *, 'SUM = ', SUM
     END

FORTRAN произвёл настоящую революцию в научном программировании. Учёные и инженеры получили возможность быстро и эффективно разрабатывать программы для решения сложных задач, не тратя время на изучение машинных кодов. FORTRAN стал стандартом де-факто для научных расчётов и до сих пор используется в некоторых областях науки и техники.

В конце 1950-х годов появилась острая потребность в языке программирования, ориентированном на обработку бизнес-данных. Грейс Хоппер, работавшая в то время в ВМС США, стала одним из ключевых инициаторов разработки COBOL (COmmon Business-Oriented Language). COBOL был разработан комитетом CODASYL (Conference on Data Systems Languages) с целью создания языка, который был бы лёгким для понимания и использования программистами, не имеющими глубоких знаний в математике, и позволял бы эффективно обрабатывать большие объёмы бизнес-данных. COBOL отличался от FORTRAN своим акцентом на читаемость и использование английского языка в синтаксисе. Он был разработан для работы с файлами, записями и полями данных, а также для создания отчетов.

Вот пример простого кода на COBOL, считывающего данные из файла и выводящего их на экран:

      IDENTIFICATION DIVISION.
      PROGRAM-ID.  SAMPLE-PROGRAM.
      DATA DIVISION.
      FILE SECTION.
      FD  INPUT-FILE.
      01  INPUT-RECORD.
          05  CUSTOMER-NAME  PIC X(20).
          05  CUSTOMER-ID    PIC 9(5).
      WORKING-STORAGE SECTION.
      PROCEDURE DIVISION.
          OPEN INPUT INPUT-FILE.
          READ INPUT-FILE INTO INPUT-RECORD.
          DISPLAY CUSTOMER-NAME.
          DISPLAY CUSTOMER-ID.
          CLOSE INPUT-FILE.
          STOP RUN.

COBOL быстро завоевал популярность в бизнес-среде и стал стандартом для разработки коммерческих приложений. Его использование позволило автоматизировать множество рутинных операций, таких как бухгалтерский учёт, управление запасами и обработка заказов. COBOL до сих пор широко используется в финансовых учреждениях, государственных организациях и других предприятиях, где требуется обрабатывать большие объёмы данных. COBOL создавался с прицелом на переносимость между различными вычислительными платформами, что в то время было важным преимуществом.

В 1958 году был разработан ALGOL (ALGOrithmic Language) — язык программирования, предназначенный для описания алгоритмов. ALGOL оказал значительное влияние на развитие теории и практики программирования. Он ввёл концепции блочной структуры, рекурсии и строгой типизации, которые стали основой для многих последующих языков программирования. ALGOL был разработан комитетом международных экспертов и задумывался как универсальный язык для научных и инженерных расчётов.

Вот пример кода на ALGOL, вычисляющего факториал числа:

  BEGIN
    INTEGER PROCEDURE factorial(INTEGER n);
    IF n = 0 THEN
      factorial := 1
    ELSE
      factorial := n * factorial(n - 1);
    INTEGER m;
    m := 5;
    print(factorial(m));
  END

Несмотря на свои элегантные концепции и теоретическую значимость, ALGOL не получил широкого распространения в промышленности. Это было связано с несколькими факторами, включая отсутствие единой стандартизированной реализации и конкуренцию со стороны FORTRAN и COBOL.

Программирование в 1950-х годах было сложным и трудоёмким процессом. Программисты использовали перфокарты для ввода программ в компьютер. Каждая строка кода записывалась на отдельную перфокарту, и колода перфокарт загружалась в машину для компиляции и выполнения. Отладка программ была сложной задачей, поскольку компьютеры не предоставляли развитых средств отладки. Программисты часто использовали методы проб и ошибок, распечатывали содержимое памяти и регистров процессора, чтобы выявить ошибки в своих программах. Объём памяти компьютеров был крайне ограничен, что требовало от программистов тщательно оптимизировать код и использовать эффективные алгоритмы.

В 1950-е годы профессия программиста только начинала формироваться. Программисты были востребованы в научных организациях, государственных учреждениях и крупных компаниях. Они должны были обладать глубокими знаниями математики, логики и электроники, а также уметь работать в команде и решать сложные проблемы. Программисты того времени часто называли себя «code breakers» (взломщиками кода), подчёркивая творческий и интеллектуальный характер их работы.