Crash Course（五）

10.早期的编程方式
程序需要加载进内存。
给机器编程的需求早在计算机之前就有了。
1801年的可编程纺织机，由可穿孔纸卡决定每一行的图案;
纸卡连成长条，形成连续指令。
一个世纪之后，1890年可穿孔纸卡被用于人口普查（第一集中有提到）
这种读卡的早期汇总机不算计算机，因为它只会做一件事：汇总数据。操作是固定的，不能编程；穿孔卡存的是数据，不是程序。
60年之后，这些机器被加强，可以做多种运算；甚至可以做一些小决定，决定何时执行某命令。
为了正确执行不同的计算，程序员需要某种控制面板(control panel)
该面板有很多可以插电线的孔，可以让机器的不同部分互相传数据和信号，因此也叫“插线板”
缺点：运行不同程序要重新接线；所以1920年控制面板变成了可拔插，可以给机器插入不同程序，让编程更方便。（不过给插线板变成很复杂）
世界上第一台通用电子计算机:1946年的ENIAC也使用了一堆插线板
缺点：换程序慢，程序员累
1940：内存变得可行
价格下降，容量上升，易于修改，便于CPU快速读取（储存程序计算机，Stored-program Computers）
如果内存足够，不光可以存程序，还可以存程序需要的数据，包括程序运行时产生的新数据。程序和数据都存在于“冯诺依曼结构”中
冯诺依曼计算机的标志是，一个处理器（有算术逻辑单元）+数据寄存器+指令寄存器+指令地址寄存器+内存（存数据和指令）（第七集便是）
但程序员仍然需要某种方式输入程序，所以用穿孔纸卡。
（但是即便是一个简单的程序也要用一堆纸卡，不方便；弄散了也难整理）
程序的输出结果也是打孔。然后可以人分析结果或放进去进一步计算
更先进的储存方法：还有纸带、硬盘、只读光盘、DVD、U盘等等
1980年前，还有一种常见的编程方式：面板编程。用开关和按钮达到一样的效果。面板上的指示灯来表示各函数的状态和内存中的值。（竟然可以只用开关来实现）
缺点：使用者必须对计算机原理完全了解才能使用它。
为了简化，出现了编程语言。

11.编程语言发展史
在硬件层面编程非常麻烦，所以程序员要想一种更加通用的方式来编程：软件
还记得0010 1110前四位是操作码，0010代表执行LOAD_A指令；后四位是内存地址
。所以表达的意思是“读内存地址14，放入寄存器A”
不同的语言表达的是相同的意思。
计算机只能处理二进制（叫做“机器语言/机器码”）
早期只能输给计算机机器码。首先我们在纸上写下伪代码（对程序的高层次描述）
再用“操作码表”把伪代码转化为二进制机器码
1940：每个操作码分配一个简单名字，叫“助记符”后面紧跟数据，形成完整指令。
（比如我们可以写LOAD_A 14）然后被二进制程序转化为二进制。这叫做汇编器（assembler）
读取汇编语言写的程序，转化为机器码。
汇编器逐渐有更多功能，比如“读取jump地址”，插入一些标签，可以自动跳转到不同指令

后来设计高级编程语言：算数语言版本0，一行高级编程语言，可能会转成十几条二进制指令
编译器专门把高级语言转成低级语言，比如汇编或者机器码
比如计算两数相加时，程序员只需要创建代表内存地址的抽象，叫“变量”并取名
Formula语言比手写的汇编代码短20倍
当时大多数语言和编译器只能运行在一台电脑上；所以电脑升级时可能要重写一堆；后来制造了统一的编译器
这下语言让计算机大众化；可以制造更加复杂的程序。现在衍生出了各种各样的编程语言。
下一集，我们了解编程语言和用语言写的软件。