机器的语言

在19世纪英国，诗人拜伦的女儿阿达·洛夫莱斯，在1842至1843年间，投入了9个月的时间，翻译了意大利数学家路易吉·米那比亚关于查尔斯·巴贝奇最新计算机设计 — 分析机的备忘录。

她的工作不仅仅是翻译，还包括对米那比亚备忘录的注解，其中她增加了大量自己的见解和算法描述，包括指导机器如何计算伯努利数，这通常被认为是世界上第一个计算机程序算法的原型。因此，阿达也被认为是世界上第一位程式设计师。

然而随着时间的推移，阿达的算法逐渐被人遗忘。直到20世纪中叶，差不多是她死后一百年，电子计算机的诞生，阿达之前对查尔斯·巴贝奇的《分析机概论》所留下的笔记于1953年才被重新公布。

（拜见祖师母）

为纪念阿达，美国国防部还专门制作了一个新的高级计算机编程语言：Ada。

从阿达之后，历史翘首期盼了百年，编程的思想从未停歇。1946年，德国工程师Konrad Zuse在1930年代末到1940年代期间设计并建造了数台机械式的计算机，其中最著名的是Z3计算机，被认为是世界上第一台可编程的计算机之一。下图是Zuse和它的Z3机器。

Zuse和它的Z3机器

Zuse 几乎是凭借一己之力从零发明了现代计算机，在设计和制造世界上Z系列计算机的过程中，意识到需要一种高级语言来简化程序设计，于是他提出了 Plankalkül 的概念。由于第二次世界大战期间的资源限制和战后的经济困难，Plankalkül 并没有得到完全的实现。Zuse 在1945年完成了 Plankalkül 的初稿，但由于缺乏合适的计算机和编译器，这个语言没有得到广泛的应用。

时间到了1946年2月14日，“情人节”，世界上第一台计算机ENIAC诞生，使用的是最原始的打孔卡片，编程语言是一串串的0和1的二进制。在 20 世纪的大部分时间里处于打孔卡时代，程序员需要手动编写或打孔来输入指令，涉及到设置开关和连接电缆来确定计算序列。

上个世纪程序员使用的打孔卡片

直接插拔线路

可以看出，机器语言太 “反人类”了，对于人类来说，二进制程序是不可读的，很难记忆和理解。根本看不出来机器干了什么。为了解决可读性的问题，以及偶尔的编辑需求，就诞生了汇编语言。

面向人的汇编语言

而第一种真正应用于电子计算机上的机器语言则是1949年问世的Short Code语言，又称为short-order code，是1949年由John Mauchly提出并由William Schmitt实现的，它是为BINAC计算机在1949年实现。

但早期的Short Code并不是一个独立的、广泛认可的编程语言，而是一种编程方法或者说是过渡技术，通过一个解释器执行，而不是编译，这使得编程过程大大简化，尽管执行速度较慢。但它允许程序员使用较短的助记符来代表长的机器语言指令，从而提高了编码的效率和可读性。随后IBM在1950年代推出了它的短代码系统，就属于这类技术。

真正第一个汇编程序是符号优化汇编程序(SOAP)系统，是早期为IBM650计算机研制的汇编程序。代表了早期汇编语言程序设计的进步。随着时间的推移，计算机技术迅速发展。其中，Intel公司推出的80×86系列微处理器成为了个人电脑时代的一个标志性成就。这也对汇编语言的需求也发生了变化。程序员开始使用更为先进的汇编器，如MASM和TASM，来编写能够在80×86系列微处理器上运行的汇编程序。

例如，为Intel80x86设计的汇编语言的指令：

• ADD AX,BX ：表示将寄存器AX和BX中的内容相加，结果保存在寄存器AX中。
• SUB AX,NUM ：表示将寄存器AX中的内容减去NUM，结果保存在寄存器AX中。
• MOV AX ,NUM ：表示把数NUM保存在寄存器AX中。

代码如下：

操作：寄存器BX的内容送到AX中

因此，汇编语言可以看作是对机器语言的直接扩展，是二进制指令的文本形式。比如上面的加法指令00000011写成汇编语言就是 ADD。只需要一个能将汇编语言转换成机器指令的工具，我们称其为编译器，将汇编语言还原成二进制，就可以被 CPU 直接执行，所以它是最底层的低级语言。

第一个编译器被认为是由美国计算机科学家格蕾丝·霍珀（Grace Murray Hopper）发明的。她为A-0系统编写了编译器，这是在20世纪50年代初期的工作。

高级编程语言

第一个被广泛认可的高级编程语言是Fortran（Formula Translation），它在20世纪50年代初期由IBM的约翰·巴科斯（John Backus）和他的团队开发。Fortran语言的首个版本发布于1957年，它被设计用于科学和技术计算，特别是为了满足数值分析和工程计算的需求。它包含了一个具备完整功能的编译器，也是编译器历史上的一个重要里程碑。

这之后，编程语言发展迅猛无比。

仅一年，在苏黎世会议上发布了Algol 58，这标志着高级编程语言的诞生。Algol 58的出现不仅引领了编程语言的新潮流，而且对后续语言的设计产生了深远的影响。

紧接着，在1960年，Algol 60的发表进一步巩固了这一趋势，它几乎成为了所有后续计算机语言语法设计的鼻祖，但与同一年，格蕾丝·霍珀发明的COBOL(Common Business Oriented Language)没有太大关系。格蕾丝·霍珀也被誉为COBOL之母。宏（DEFINE）和数据结构（记录）这些概念就是她弄出来的。

接着咱们就不得不重点说说 Lisp 语言了，也是在1960年，由约翰·麦卡锡在麻省理工学院（MIT）的人工智能研究小组中发明，这一语言建立在列表和 lambda 演算的基础上，成为了函数式编程的鼻祖，更是如今 AI 开发顶级编程语言之一，被谓之人工智能研究的“母语”。

著名的人工智能专家彼得·诺维奇（Peter Norvig）在其权威著作《Artificial Intelligence: A Modern Approach》中，深入阐述了Lisp成为AI开发顶级编程语言之一的多个原因。

另外，在《永恒之火》剧中的插曲中，认为上帝必然也是使用 Lisp 创造世界的，可见Lisp语言有多么的受尊敬。歌词是这样描述的：

因为上帝用祂的 Lisp 代码
让树叶充满绿意。
分形的花儿和递归的根：
我见过的奇技淫巧之中没什么比这更可爱。
当我对着雪花深思时，
从未见过两片相同的，
我知道，上帝偏爱那一门
名字是四个字母的语言。

1979年8月的 Byte 杂志封面

随后的1963年，剑桥大学的研究人员发明了CPL（Combined Programming Language），这是一种集多种编程范式于一体的强大语言。

而在1964年，我们见证了两个重要事件的发生：首先是约翰·凯梅尼和托马斯·库尔茨共同开发了BASIC（Beginner’s all-purpose symbolic instruction code），这门语言以其对初学者友好和对硬件要求低而迅速流行；

其次是PL/I的诞生，它作为Algol 60、Fortran IV和COBOL的集大成者，适用于科学计算和商务应用等多个领域。

Matin Richards在1967年对CPL进行了创新性的简化，推出了BCPL（Base Combined Programming Language），这一举措为编程语言的进一步发展铺平了道路。紧接着，在1969年，贝尔实验室的Ken Thompson对BCPL进行了关键性的改进，设计出了B语言，这是一种更为简洁且更接近硬件的编程语言，为C语言的诞生奠定了基础。

到了1970年，以Algol-W为基础，尼克劳斯·维尔特发明了Pascal语言，这距离他离开Algol小组差不多两年的时间。Pascal 这门语言语法严谨，层次分明，程序易写，可读性强，继承了Algol的代码结构、逻辑完整性以及对递归的支持，同时将复杂的东西简化，添加了对复杂和用户自定义数据类型的支持。

维尔特的文章《Program Development by Stepwise Refinement》成为了软件工程领域的经典之作，其中提出的“算法+数据结构=程序”（Algorithms+Data Structures=Programs）的理念。

凭借这些贡献，尼克劳斯·维尔特授获得了1984年的图灵奖，至今仍被奉为计算机科学的圭臬。

随着技术的不断进步，新的编程语言和范式不断涌现，而一些旧的语言则逐渐衰落。这是一个自然的过程，反映了技术发展和市场需求的变化。然而，每一种语言都有其独特的价值和贡献。它们在特定的历史时期，解决了特定的问题，推动了技术的进步。即使一些语言逐渐衰落，它们的思想和设计仍然影响着后来的语言。

本篇最后，插入一个编程语言射自己脚的搞笑段子，来源于外网（部分编程语言还没有介绍到）：

C：射你自己的脚。
C++：你不留神生成了一堆你自己的实例，所以只好挨个射他们的脚。因为你不知道哪个是你的真正实例，哪个只是实例的引用。
Fortran：你逐个射你的脚趾，一直循环到射没了所有的脚趾，然后你读入下一只脚并重复之。如果你没了子弹，你也得接着射，因为你没有异常处理机制。
Pascal：编译器不允许你这么干。
Ada：在你仔细地包装好了你的脚后，你试图以并行的方式上子弹，扣扳机，尖叫，并射你自己的脚。然而，当你试了一下后，发现你的脚类型不对。
Lisp：你用拿着枪的四肢拿着的枪射你的拿着枪的四肢。

Forth：脚的己自你射
Prolog：你告诉程序你想射你自己的脚。程序会自动找到具体的计划，不过语法上是不允许把这些计划告诉你的。
BASIC：你用水枪射你自己的脚。如果是在大系统中，重复直至你的下半身被水浸没。
Visual Basic：你其实只是装出好象是射了你的脚的样子。不过你觉得这么干更有趣所以也不在乎到底射没射。 Paradox：不但你可以射你自己的脚，你的用户也可以。
汇编语言：你试图射你自己的脚，结果发现你还得先自己来制造出枪支，子弹，瞄准具，和你的脚。