Eins, null, null, eins, null, eins. Null, Eins, eins …
Das ist die Sprache der Computer. Jede kluge Sache, die Ihr Computer tut – einen Anruf tätigen, eine Datenbank durchsuchen, ein Spiel spielen – kommt auf Einsen und Nullen.
Tatsächlich kommt es auf das Vorhandensein (eins) oder Fehlen (Null) eines Stroms in winzigen Transistoren auf einem Halbleiterchip an.
Zum Glück müssen wir keine Computer in Nullen und Einsen programmieren.,
Microsoft Windows verwendet beispielsweise 20 GB oder 170 Milliarden Einsen und Nullen.
Ausgedruckt, wäre der Stapel A4 Papier zweieinhalb Meilen (4km) hoch.
Stellen Sie sich vor, Sie setzen jeden Transistor manuell ein.
Ignorieren, wie fummelig das wäre-Transistoren messen nur Milliardstel Meter-wenn es eine Sekunde dauern würde, um jeden Schalter umzudrehen, würde die Installation von Fenstern 5,000 Jahre dauern.,
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Frühe Computer wurden wirklich so programmiert.
Betrachten Sie den automatischen sequenzgesteuerten Rechner, der später als Harvard Mark 1 bekannt ist.
Es war eine 15m lange, 2,5 m hohe Verkettung von Rädern, Wellen, Zahnrädern und Schaltern.
Es enthielt 530 Meilen (850 km) von Drähten.,
Es wirbelte unter Anleitung von einer Rolle perforiertem Papierband weg.
Wenn Sie eine neue Gleichung lösen wollten, mussten Sie herausfinden, welche Schalter ein-oder ausgeschaltet sein sollten, welche Drähte wo eingesteckt werden sollten.
Dann mussten Sie alle Schalter umdrehen, alle Drähte einstecken und alle Löcher in das Papierband stanzen.
Programmierung es war nicht nur schwierig, sondern beinhaltete mühsame, sich wiederholende und fehleranfällige Handarbeit.,
Vier Jahrzehnte nach der Harvard Mark 1 fanden kompaktere und benutzerfreundlichere Maschinen wie der Commodore 64 ihren Weg in die Schulen.
Sie erinnern sich vielleicht an den Nervenkitzel in der Kindheit, dies einzugeben:
- 10 Drucken Sie „Hello world“
- 20 Gehen Sie zu 10
„Hello world“ würde den Bildschirm in klobigem Text mit niedriger Auflösung füllen.
Sie hatten den Computer in Worten angewiesen, die erkennbar, intuitiv menschlich waren.
Es schien wie ein kleines Wunder.,
Mathematische Brillanz
Ein Grund für den erstaunlichen Fortschritt von Computern, da die Marke 1 sicherlich immer kleinere Komponenten ist.
Aber es liegt auch daran, dass Programmierer Software in einer menschenähnlichen Sprache schreiben und in die Einsen und Nullen, die Ströme oder Nichtströme, übersetzen lassen können, die letztendlich die Arbeit erledigen.
Das Ding, das das ermöglichte, wurde Compiler genannt.
Und hinter dem compiler war eine Frau namens Grace Hopper.
Heutzutage wird viel darüber diskutiert, wie man mehr Frauen in die Technik bringt.,
Als Grace 1906 geboren wurde, kümmerten sich nicht viele Menschen um die Gleichstellung der Geschlechter.
Zum Glück für Grace wollte ihr Vater, dass seine Töchter die gleiche Ausbildung wie sein Sohn erhielten.
Grace wurde an eine gute Schule geschickt und erwies sich in Mathematik als brillant.
Ihr Großvater war Konteradmiral und ihr Kindheitstraum war es, der US Navy beizutreten, aber Mädchen waren nicht erlaubt.
Unhandliches Gerät
Dann, 1941, zog der Angriff auf Pearl Harbor Amerika in den Zweiten Weltkrieg.
Männliches Talent wurde abberufen.
Die US Navy begann Frauen zu nehmen. Grace hat sich sofort angemeldet.,
Wenn Sie sich fragen, warum die Marine Mathematiker braucht, sollten Sie eine Rakete zielen.
In welchem Winkel und in welcher Richtung sollten Sie feuern?
Die Antwort hängt von vielen Dingen ab: Zielentfernung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und-richtung.
Dies sind keine komplexen Berechnungen, aber sie waren zeitaufwendig für einen menschlichen „Computer“, der nur mit Stift und Papier bewaffnet war.
Als Lt (Junior Grade) Hopper 1944 die Midshipmen ‚ s School abschloss, war die Marine fasziniert vom Potenzial einer unhandlichen Maschine, die kürzlich von Harvard – Professor Howard Aiken entwickelt wurde-der Mark 1.,
Die Navy schickte Lt Hopper, um Prof Aiken zu helfen, herauszufinden, was es tun könnte.
Prof Aiken war nicht begeistert, eine Frau im Team zu haben, aber Grace Hopper beeindruckte ihn so sehr, dass er sie bat, das Betriebssystem zu schreiben.handbuch.
Dies beinhaltete viel Versuch und Irrtum.,
Meistens würde die Markierung 1 kurz nach dem Start zum Stillstand kommen – und es gab keine benutzerfreundliche Fehlermeldung.
Einmal war es, weil eine Motte in die Maschine geflogen war-das gab uns den modernen Begriff „Debugging“.
Häufiger war der Fehler metaphorisch – ein falsch umgedrehter Schalter, ein falsch gepresstes Loch im Papierband.
Die Detektivarbeit war mühsam und langweilig.,
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Lt Hopper und ihre Kollegen begannen, Notizbücher mit bewährten, wiederverwendbaren Codes zu füllen.,
Bis 1951 waren Computer weit genug fortgeschritten, um diese so genannten „Unterprogramme“ in ihren eigenen Speichersystemen zu speichern.
Bis dahin arbeitete Grace für eine Firma namens Remington Rand.
Sie versuchte, ihre Arbeitgeber davon zu überzeugen, Programmierer diese Unterprogramme in vertrauten Worten aufrufen zu lassen – um Dinge wie zu sagen: „Subtrahieren Sie die Einkommensteuer vom Lohn.“
Sie sagte später: „Niemand hat früher daran gedacht, weil sie nicht so faul waren wie ich.“
Tatsächlich war Grace für harte Arbeit berühmt.,
Aber was Grace als“ Compiler “ bezeichnete, beinhaltete einen Kompromiss.
Es machte die Programmierung schneller, aber die resultierenden Programme liefen langsamer.
Deshalb waren Remington Rand nicht interessiert.
Jeder Kunde hatte seine eigenen, maßgeschneiderten Anforderungen an seine glänzende neue Rechenmaschine.,
Es machte Sinn, dachte das Unternehmen, für seine Experten, sie so effizient zu programmieren, wie sie konnten.
Open-source
Grace ließ sich nicht entmutigen: Sie hat einfach schrieb den ersten compiler in Ihrer Freizeit.
Und andere liebten es, wie es ihnen half, klarer zu denken.
Kurt-Beyer-Buch, Grace Hopper and the Invention of the Information Age, erzählt viele Geschichten beeindruckt die Benutzer.
Einer von ihnen war ein Ingenieur namens Carl Hammer, der den Compiler benutzte, um eine Gleichung anzugreifen, mit der seine Kollegen monatelang zu kämpfen hatten.,
Herr Hammer schrieb 20 Zeilen Code und löste es an einem Tag.
Gleichgesinnte Programmierer in den USA begannen, Grace neue Codeblöcke zu senden, und sie fügte sie der Bibliothek für die nächste Version hinzu.
Tatsächlich war sie im Alleingang Pionierin der Open-Source-Software.
Graces Compiler entwickelte sich zu einer der ersten Programmiersprachen, COBOL.
Im Grunde ebnete es den Weg für die mittlerweile vertraute Unterscheidung zwischen Hardware und Software.,
Mit einzigartigen Maschinen wie der Harvard Mark 1 war Software Hardware.
Auf einer anderen Maschine, die völlig anders verdrahtet wäre, würde auch kein Muster von Schaltern funktionieren.
Wenn ein Computer jedoch einen Compiler ausführen kann, kann er auch jedes Programm ausführen, das ihn verwendet.,
Seitdem sind weitere Abstraktionsschichten gekommen, um menschliche Programmierer vom Kern der physikalischen Chips zu trennen.
Und jeder hat einen weiteren Schritt in die Richtung gemacht, in der es Sinn gemacht hat: Programmierer-Gehirnleistung freizugeben, um über Konzepte und Algorithmen nachzudenken, nicht über Schalter und Drähte.
Grace hatte ihre eigenen Ansichten darüber, warum Kollegen anfangs widerstandsfähig waren: Nicht weil sie sich darum kümmerten, Programme schneller laufen zu lassen, sondern weil sie das Prestige genossen, die einzigen zu sein, die mit dem gottähnlichen Computer kommunizieren konnten.,
Die“ Hohenpriester“, Gnade nannte sie.
Sie dachte, jeder sollte programmieren können.
Jetzt kann jeder.
Und Computer sind viel nützlicher, weil es.