之所以想寫這篇文章,是因?yàn)樽蛱煸陬^條看到了一個(gè)這樣的假設(shè),但回答里有很多答案都讓人哭笑不得,更加讓人哭笑不得的是一些看似高大上但其實(shí)非常離譜的答案居然還有很多人點(diǎn)贊。
有人說一個(gè)漢字占兩個(gè)字符,一個(gè)英文字母只占一個(gè)字符,所以用中文編碼浪費(fèi)空間,轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的0101之后臃腫執(zhí)行效率低浪費(fèi)空間。
有人說漢字各種排列組合太復(fù)雜,可能性太多,而漢語一詞多意非常普遍,電腦理解起來會(huì)很吃力,很容易產(chǎn)生歧義,英文就要簡單的多。
更有人高大上的說,中國講究“一生二,二生三,三生萬物”,那么中國的計(jì)算機(jī)更可能采用三進(jìn)制,甚至八卦的八進(jìn)制來取代二進(jìn)制。
如果學(xué)過計(jì)算機(jī)組成原理和編譯原理,就會(huì)知道這些回答都是非常離譜的。因?yàn)閷I(yè)相關(guān),所以來和大家一起好好的聊一聊這個(gè)問題。
首先,我們要理解現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都是二進(jìn)制的電子計(jì)算機(jī)。二進(jìn)制就是說我們計(jì)算機(jī)的大腦(CPU)只認(rèn)識(shí)0和1這兩個(gè)數(shù)字,其他的東西它通通不認(rèn)識(shí),不管是2345這些數(shù)字,還是我們在電腦手機(jī)里看到的圖片視頻軟件,他們最終都會(huì)被轉(zhuǎn)化成一堆一堆的0101,這一個(gè)0或者一個(gè)1就叫一個(gè)比特位(bit),八比特位組成一個(gè)字節(jié)(byte)。比如,一張100KB的圖片就是100*1000=10萬個(gè)字節(jié)=80萬個(gè)比特位,也就是說在計(jì)算機(jī)的眼里,這張100KB的圖片就是80萬個(gè)0101組成的一串東西。
那為什么我們非要用二進(jìn)制的0101來表示這些東西,而不是用人類更常用的十進(jìn)制的0123456789呢,十進(jìn)制的數(shù)字包含的信息明顯比二進(jìn)制多一些,這樣表達(dá)起來也要方便一些啊?主要是因?yàn)?strong>十進(jìn)制在機(jī)器里要實(shí)現(xiàn)起來遠(yuǎn)沒有二進(jìn)制方便,你要讓計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)0101總得用不同的東西來表示這兩個(gè)最基本的東西吧?如果只是區(qū)分兩個(gè)狀態(tài),那么太簡單了,大自然里到處都能找到這種自然對(duì)立的兩個(gè)狀態(tài),比如陰陽天地男女正負(fù)黑白等等等等。如果要用到機(jī)器里面去呢?最容易想到的就是開關(guān),在機(jī)器里弄一個(gè)開關(guān),開關(guān)開的時(shí)候表示1,關(guān)的時(shí)候表示0,多簡單。如果用一個(gè)東西同時(shí)表示10個(gè)狀態(tài),那么麻煩多了,以前也有人用齒輪的十個(gè)位置來表示十進(jìn)制的10個(gè)基本數(shù)字,但是問題一復(fù)雜就直接要崩潰了。所以后來大家形成的共識(shí)就是要想制造穩(wěn)定的計(jì)算機(jī),必須使用二進(jìn)制。
現(xiàn)在我們提到計(jì)算機(jī),大多數(shù)人都會(huì)感覺計(jì)算機(jī)的思想和設(shè)計(jì)都是20世紀(jì)快中葉時(shí)的事情。其實(shí)不然,早在19世紀(jì)初期,英國就有一個(gè)叫巴貝奇的牛逼科學(xué)家提出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的模型,他的一生都在試圖制造這樣的計(jì)算機(jī),但是他失敗了。他失敗的原因一是因?yàn)樗乃枷朐诋?dāng)時(shí)實(shí)在是太超前了,根本沒多少人能理解,但是更重要的是他所處的時(shí)代機(jī)器的精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因?yàn)槟菚r(shí)候還沒有到電子時(shí)代,他制作的計(jì)算機(jī)都是機(jī)械計(jì)算機(jī),只能用齒輪開關(guān)之類的東西實(shí)現(xiàn),但是無論多么精密的機(jī)械齒輪開放在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的眼里都太粗糙了。他的失敗是必然的,他所設(shè)計(jì)的那一套超前的計(jì)算機(jī)模型也只有等電子時(shí)代才能實(shí)現(xiàn),而這一等就是一個(gè)世紀(jì)。
電子計(jì)算機(jī)之所以能夠?qū)崿F(xiàn),主要是20世紀(jì)初出現(xiàn)了二極管。二極管是一個(gè)非常簡單的東西,它利用半導(dǎo)體的特性干了這么一件事:它只允許電流從一個(gè)方向經(jīng)過它。這樣我們就可以把二極管想象這樣一個(gè)電開關(guān):當(dāng)你給它一個(gè)高電平的時(shí)候,電流可以通過二極管,那么這個(gè)開關(guān)是開的;如果你給它一個(gè)低電平,那么電流就無法通過二極管,這時(shí)候這個(gè)開關(guān)就是關(guān)著的。利用這個(gè)特性,我們就可以用電平的高低來控制開關(guān)的閉合,而如果用開關(guān)的開表示1,關(guān)表示0,這樣我們就可以用電平的高低來表示二進(jìn)制的兩個(gè)數(shù)字1和0,而不再需要用齒輪或者機(jī)械開關(guān)來表示二進(jìn)制的01,這就是電子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。后來的三極管、晶體管以至于集成電路只是物理技術(shù)上的改進(jìn)。
明白了電子計(jì)算機(jī)的由來,接下來就要開始編程了。計(jì)算機(jī)被造出來了肯定不是拿來看的,要想讓計(jì)算機(jī)幫我們做事我們就必須“告訴”計(jì)算機(jī)想要他做什么,但是怎么告訴?你說話寫字它聽得懂么?當(dāng)然聽不懂,因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)說了計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)0101,其他的一概不認(rèn)識(shí),所以,你如果想和計(jì)算機(jī)交流,那么,請用0101跟他們交流。最開始的編程就是這樣的,他們在一個(gè)長長的紙帶上面打了各種各樣的空,打孔的代表1,不打孔的代表0,計(jì)算機(jī)把這一串的穿孔紙帶讀進(jìn)去就識(shí)別了一連串的0101,然后他就工作去了。
注意,事情發(fā)展到現(xiàn)在并沒有出現(xiàn)任何中文編碼英文編碼的事情,現(xiàn)在的編程用的是打孔的紙帶,這顯然不是任何一個(gè)國家的語言。也就是說主流編程語言都用的是英語而不是漢語的原因,現(xiàn)在還沒到,還需要繼續(xù)往下走。
在往下走就是人類的偷懶時(shí)代了。直接打0110計(jì)算機(jī)看看得是爽,但是人看得不爽啊,人要編寫一段程序就要不停的寫一大串0101,這太難寫太難讀而且太容易出錯(cuò)了,隨便哪個(gè)地方把0寫成了1都會(huì)出問題,于是人類就要想辦法偷懶了,人們就把在編程中會(huì)用到的這些固定0101串用一些簡單的英文字母來表示。比如“1000100111011000” 就按照約定被替換成了“mov ax,bx ”,執(zhí)行程序的時(shí)候另外再讓用另外一個(gè)程序把這些字母按規(guī)則重新變成0101,這個(gè)程序就叫編譯器,因?yàn)楹竺娴恼Z言被叫匯編語言,所以這種程序就被稱為匯編編譯器。
到這里我們第一次發(fā)現(xiàn)了英文字母的身影,為什么這里的匯編語言要用英文寫呢?當(dāng)匯編語言的思想流行起來后,大家就一致決得必須拋棄0101這種折磨死人不償命的機(jī)器代碼了,然后生產(chǎn)處理器的廠家就直接把各種操作處理器的指令用匯編語言表示了,這樣你就可以直接使用這些匯編語言寫成的指令去直接控制處理器。因?yàn)?strong>因特爾是處理器領(lǐng)域的王者,你要使用英特爾的處理器就必須使用它規(guī)定的那些匯編指令,英特爾是美國的公司,因此他用英文編寫這些指令就非常正常了。如果這時(shí)候處理器的霸主是中國的公司,而這家中國的公司用特定的漢字去代替這些0101,那么一樣可以形成漢字的指令集。所以,匯編這一層用什么語言主要看生產(chǎn)處理器的公司用啥語言。
時(shí)代繼續(xù)往前走,人們繼續(xù)越來越懶。雖然匯編語言看起來比0101這種東西舒服多了,但是它僅僅是把0101這種東西一個(gè)字一個(gè)字對(duì)應(yīng)的翻譯過來了,但是它的思維依然是機(jī)器的思維,不符合人類自己的思維習(xí)慣。這種感覺就像是讓一個(gè)英國人去讀“You can you up,no zuo no die”這種中式英語,他肯定是一頭霧水。于是人們要繼續(xù)開發(fā)更加符合人類自己思維的的語言,畢竟寫程序的是人不是機(jī)器,用符合他自己思維的語言去寫程序肯定更加輕松。于是在匯編語言之后又出現(xiàn)了一大堆更加高級(jí)的編程語言,我們就以其中大名鼎鼎的C語言為例。
C語言有多牛逼?我隨便舉一個(gè)例子你就你就明白了:現(xiàn)在主流的操作系統(tǒng),不管是Windows、Linux、Unix還是安卓 IOS,它都是用C語言寫的(有的在一些特殊的地方還包含一些匯編)。C語言是怎么工作的呢,你隨便發(fā)明一種新的語言這計(jì)算機(jī)的處理器認(rèn)得么?C語言它當(dāng)然不認(rèn)得,但是你不是認(rèn)得匯編指令么,那么我用C語言寫好一個(gè)程序之后再利用一個(gè)軟件將C語言翻譯成匯編語言讓你執(zhí)行不就是了。實(shí)際上它也是這么干的,這個(gè)把C語言翻譯成匯編語言的東西就叫編譯器。
這樣問題就簡單了,C語言之所以是是用英文寫的,是因?yàn)榘l(fā)明C語言的人是個(gè)美國人,他發(fā)明了C語言之后再弄一個(gè)能把C語言翻譯成匯編語言的編譯器就完了。所以我們看到了問題的核心其實(shí)在編譯器上,只要你高興,你完全可以隨意定義一套編程語言,定義一套語法,你也完全可以讓人用中文來寫程序,但是你要是想讓你發(fā)明的新語言能夠正常工作,你必須給他弄一個(gè)配套的編譯器出來,用這個(gè)編譯器把你發(fā)明的語言翻譯成匯編語言。大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院都會(huì)有一門非常重要的課程叫《編譯原理》,就是專門教你怎么去開發(fā)編譯器的。
所以,我們知道了開發(fā)一門新的語言是很簡單的,只需要你自己定義一套語法,再弄一個(gè)編譯器就行了,真正難的是推廣,為什么別人要用你開發(fā)的語言?如果你發(fā)明的語言沒有什么特別大的優(yōu)勢,我為什么要放著原來熟悉的語言不用用你的?除非你能像蘋果一樣硬:想不想開發(fā)IOS的app來賺錢了?想的話就老老實(shí)實(shí)的用我的語言,別廢話。C語言那么牛逼,為什么到了90年代Java又流行起來了呢?因?yàn)橛肑ava來做網(wǎng)絡(luò)編程比C語言要簡單的多,這個(gè)簡單的多的意思就是Java的編譯器幫你翻譯了很多很多網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的事情,這樣你要做的事情就簡單的多了。
所以,在這一層面上用什么國家的語言開發(fā)編程語言都是可以的,中文、英文、法文、德文都沒問題,也是很簡單的,只要你在配套的弄一個(gè)編譯器出來就行了。其實(shí),易語言就是用中文開發(fā)的編程語言。
說到這里,再回過頭來看開頭的問題就簡單了。不管是哪個(gè)國家的人先發(fā)明了計(jì)算機(jī),在0101打孔的時(shí)代都是一樣的。然后,除了匯編語言要和生產(chǎn)處理器的廠家綁定以外,其他的高級(jí)語言都是很自由的,這些高級(jí)語言對(duì)你是用中文還是英文編寫沒有任何的限制,而我們現(xiàn)在的主流編程語言也都是這些高級(jí)編程語言,直接使用匯編語言的已經(jīng)非常少了。之所以現(xiàn)在主流的編程語言里都是英文,主要還是因?yàn)檫@些高級(jí)語言的發(fā)明者都是說英語的(主要是美國人)。
至于那些說中文編程語言占空間大或者中文語義難以理解的都是錯(cuò)誤的看法。不管你用的是什么語言,這些語言在執(zhí)行前都會(huì)被編譯成匯編語言,你書寫占用的空間大一點(diǎn)對(duì)程序的執(zhí)行沒有任何影響。而說中文語義多難以理解的,要理解你寫的高級(jí)語言不是處理器,而是你自己寫的編譯器,如果使用你的語言會(huì)產(chǎn)生歧義,那只能說明你寫的編譯器嚴(yán)重不合格,這跟中文英文沒有任何關(guān)系。
最后,如果你自己想去設(shè)計(jì)自己的編程語言,就去好好學(xué)學(xué)編譯原理吧。
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