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※ 引述《zuso (  )》之銘言：
: 大A賀，我是廢問大師

恁久好無？(客語，音標: anˋgiuˋhoˋmoˇ)
我是廢文大學的教師

以下展開雙「廢」的對談。

: 大家都知道很多程式的語言是C開發出來的，那大家也知道C語言是B語言開發出來的，那大
: 家也知道B語言是A語言開發出來的
: 那意思是說A語言是用機器語開發出來的囉？就是用打洞卡010101那樣戳出來的
: 請問大概是這樣子吧？

回覆 C 語言的由來之前，我們先來討論文化演化論。英國人類學之父泰羅 (Edward


 1. 單一路線的進化：把人類文化視作單一的整體，即將整體的任何部分作為一個單位
    或體系而追溯其進化的歷程
 2. 多條路線的進化：把人類文化看作人為領域的範圍，如區域文化或民族文化，


符合現代高階語言特性第一個程式語言是 Plankalkul [3]，後者是德國工程師暨電子


數值指定 (assignment)、子程式 (subroutine)、條件判斷 (conditional)、浮點數

運算、陣列 (array)、階層方式結構、斷言 (assertion)、例外處理等等特徵，甚至
FORTRAN 還不見得全部擁有。FORTRAN 和 Plankalkul 不存在相互影響的關係，但



1950 年代末期，為滿足人們駕馭電腦所需，多種程式語言被提出，但這些程式語言

為此，1957 年 5 月 10 日國際電腦協會 (Association for Computing Machinery;


頗多學術和工業圈的程式語言發展，包含廣泛用於美國軍事系統的 JOVIAL [5]，後者
廣泛用於 B-52 同溫層堡壘轟炸機、F-15 鷹式戰鬥機、F-16 戰隼戰鬥機等等。

值得一提的是，電腦科學系學生接觸到的 Backus normal form (BNF) [6] 就是


ALGOL 60 是歐洲和美國境內科學家的共同創作，在 1960 年 1 月 11 日到 16 日之
間，以下出席者:

* 歐洲:
  Friedrich L. Bauer (慕尼黑工業大學，在北大西洋公約組織 [NATO] 1967 年的

  就由他提出), Bernard Vauquois, Adriaan van Wijngaarden (Edsger W. Dijkstra

  的博士班指導教授，兩人並肩為荷蘭首款電腦 ARRA 投入軟體開發。W-grammar 也是

* 美國:
  John W. Backus, Julien Green, Charles Katz (和 Grace Hopper 准將合作在
  UNIVAC 電腦上發展程式語言), John McCarthy (人工智慧領域的開創者，在 1958
  年提出 LISP 程式語言，和 Dennis Ritchie 同樣在 2011 年過世), Alan J. Perlis
  (ACM 前主席，對編譯器設計有重大影響), Joseph Henry Wegstein (投入 COBOL
  程式語言的發展)

這華麗的出席者清單中，許多人是 Turing Award (圖靈獎，自 1966 年設立) 得主，
源自 ALGOL 的創新尚有 1966 年 Niklaus Wirth 與 C. A. R. Hoare 以 ALGOL X 為
基礎，提出改善的 ALGOL W，而 Niklaus Wirth 的研究成果最後導至他在 1970 年
創造 Pascal 程式語言。

經典的 Hello World 程式在 ALGOL 60 長得像這樣：

    BEGIN
      FILE F(KIND=REMOTE);
      WRITE(F, <"HELLO WORLD!">);
    END.

可以留意到，ALGOL 60 在語言層面沒有內建的 I/O 處理機制，所以需要由編譯器和
執行環境提供對應的 I/O 處理常式，這意味著沒有放諸四海皆準的 Hello World 通用
程式。有沒有發現這樣的限制和 C 語言很像呢？

除了 ALGOL 60，直接影響 C 語言的程式語言是 BCPL，後者是劍橋大學的 Martin




的實作，在 Bell Labs 退休後，創辦三間公司，而且在 2015 年加入矽谷的新創公司
Entefy [8]，還用 Ruby on Rails 撰寫程式，真是活到老、學到老的典範！) 和 Bell
Labs 的同事移植到 Multics 作業系統和 GE-635 主機中的 GECOS 作業系統 [9]

GE-635 是 1960 年代奇異電氣 (General Electric; GE) 發展的 GE-600 系列大型
主機的一項產品 [10]，1960 年代，在美蘇冷戰的時空背景，作為 Project MAC [13]

在 Multics 作業系統上開發)。終身只在 Bell Labs 工作的 Dennis Ritchie 在 1972

年到 1973 年間發展 C 語言及其編譯器，並在 1974 年發表經典論文 "The UNIX
time-sharing system" [12]，彼時 UNIX 作業系統已用 C 語言重寫，並在 DEC PDP-11
硬體上驗證。

Bell Labs 的 Dennis Ritchie, Ken Thompson, Rudd Canaday 等人都在 1960 年代


BCPL 是首個引入 bracket (即 { } 和 [ ] 一類的表示法) 的程式語言，還提供單行
註解 (即 // )，BCPL 的 Hello World 程式長得像以下: [14]

    get "streams.d"
    external
    [
    Ws
    ]

    let Main() be
    [
    Ws("Hello World!*N")
    ]

其中開頭的 get "streams.d" 就如同 C 語言的 #include，而 external [Ws]
宣告外部函式，這裡的 Ws 是 write string 的意思，再往下就可見到熟悉的 Main()，
裡頭的 *N 是 C 語言的 '\n'，即換行符號。

BCPL 在 1967 年發表，而 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在 1969 年又將 BCPL
簡化，稱為 B 語言，確保得以運作在 PDP-7 [15]。BCPL, B 和 C 語言都可歸類於




"The Development of the C Language" [21] 一文詳盡地介紹 BCPL -> B -> New B
-> C 程式語言間的演化和考量點，強烈建議閱讀。

Unix 在 PDP-7 上首次運行後，1969 年 Doug McIlroy 在這之上發展第一個編譯器
定義工具 TMG，得以開發 top-down, recursive-descent 風格的編譯器。同樣在 Bell
Labs 的 Doug McIlroy 和 Robert (Bob) Morris 使用 TMG，為 Multics 開發早期的


Ken Thompson 嘗試用 B 語言重寫 B 語言編譯器 (為了 self-hosting [17])，PDP-7
機器上的 B 語言編譯器不會產生機械碼，而是透過一個簡單的 stack-based 虛擬機器


在 1970 年，這群 Bell Labs 的高手終於獲得 DEC PDP-11 主機，這個 16-bit
處理器對於日後 UNIX 發展相當重要：他們遇到硬體相容性的議題，萌生再次發展新
的程式語言的念頭。原本 BCPL 和 B 語言都是 word-addressed，即無論處理什麼

"New B"，簡稱 NB。

對應的 B 程式語言手冊可參照:
* "Users' Reference to B" [18]: 針對 16-bit 的 PDP-11
* "USERS' REFERENCE TO B ON MH-TSS" [19]: 針對 36-bit 的 Honeywell 6000 系列





至於如何一步一步建構編譯器自身的過程，也就是 self-hosting，值得大書特書，
編譯器專案 shecc - Self-Hosting and Educational C Compiler [22] 示範如何用


最後，引用 Dennis M. Ritchie 的話來解釋 C 語言的成功:

: C is quirky, flawed, and an enormous success. While accidents of history
: surely helped, it evidently satisfied a need for a system implementation
: language efficient enough to displace assembly language, yet sufficiently
: abstract and fluent to describe algorithms and interactions in a wide
: variety of environments.
(C 語言很彆扭又缺陷重重，卻異常成功。固然有歷史的巧合推波助瀾，但也的確是因
 它能滿足於系統軟體實作的程式語言期待：既有相當的效率來取代組合語言，又可充分
 達到抽象且流暢，能用於描述在多樣環境的演算法。」

在 C 語言之前就存在的「直系」親屬:
* A: ALGOL 60
* B: BCPL, B



如果你讀到這裡，還對 C 語言和 UNIX 作業系統充滿興致，千萬不要錯過「Linux 核心
設計」課程:
    https://wiki.csie.ncku.edu.tw/linux/schedule
以及
「進階電腦系統理論與實作」課程:
    http://wiki.csie.ncku.edu.tw/sysprog/schedule

這裡有大量線上教材、對 GNU/Linux 和相關實作探討，還有跟你一同學習的小夥伴。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Burnett_Tylor
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_programming_languages
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Plankalkül
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/ALGOL_60
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/JOVIAL
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Backus–Naur_form
[7] https://www.catb.org/jargon/html/B/BCPL.html
[8] https://www.prnewswire.com/news-releases/ \
    co-inventor-of-unix-dr-rudd-canaday-joins-palo-alto-tech-startup-entefy-300024608.html
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/General_Comprehensive_Operating_System
[10] https://en.wikipedia.org/wiki/GE-600_series
[11] DTSS: https://en.wikipedia.org/wiki/Dartmouth_Time_Sharing_System
[12] UNIX: https://dl.acm.org/citation.cfm?id=361061
[13] Project MAC: https://multicians.org/project-mac.html
[14] https://www.righto.com/2016/06/hello-world-in-bcpl-language-on-xerox.html
[15] 重建過的 B 語言編譯器和在 PDP-7 上運作的 UNIX 原始程式碼，可見:
     https://github.com/DoctorWkt/pdp7-unix
https://github.com/sergev/b-compiler/tree/master/pdp7
[16] TMG: https://multicians.org/tmg.html
[17] https://en.wikipedia.org/wiki/Self-hosting
[18] https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/kbman.html
[19] https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/bref.html
[20] https://en.wikipedia.org/wiki/Honeywell_6000_series
[21] https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/chist.html
[22] https://github.com/jserv/shecc

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