Plankalkul: «Спящая красавица» программирования, которую разбудили через 50 лет

Когда говорят о наследии Конрада Цузе, на первый план всегда выходят материальные объекты —компьютеры из реле и стали. Однако его самый пророческий и, увы, наименее оценённый при жизни вклад лежал в нематериальной сфере, в области чистой мысли. Речь идёт о языке Plankalkul, первом в мире высокоуровневом языке программирования, разработанном Цузе в самые мрачные годы Второй мировой войны, между 1942 и 1945 годами. Эта работа была подобна созданию подробной грамматики для языка, на котором ещё почти никто не умел говорить. Пока его руки были заняты сборкой электромеханического «железа», его ум проектировал абстрактные структуры, опередившие своё время на десятилетия.

Разработка Plankalkul стала закономерным следствием главного интеллектуального прорыва Цузе — чёткого разделения аппаратного и программного обеспечения. Работая над компьютерами серии Z, он осознал, что инструкции для машины можно формулировать не в виде примитивных последовательностей управляющих сигналов для реле, а на более высоком, абстрактном уровне, независимом от «железа». Так родилась концепция «плана исчислений» — именно так переводится с немецкого «Plankalkul». Цузе не просто создавал язык для своей конкретной машины; он создавал универсальное исчисление, формальную систему для описания алгоритмов решения любых задач. В этом была его радикальная новизна. В то время как современники думали о программировании как о настройке аппаратуры, Цузе мыслил категориями логики и структуры.

Возможности Plankalkul, если взглянуть на них сегодня, вызывают изумление. Задолго до появления Фортрана (1957) или Кобола (1959) Цузе ввёл в свой язык концепции, которые станут стандартом лишь много лет спустя. Центральным элементом стал «объект» данных, который мог быть примитивным (например, бит или число) или составным. Составные объекты позволяли создавать структуры — прообраз современных записей (record) и массивов произвольной размерности. В языке присутствовали условные операторы (if/then/else) и циклы, позволявшие организовывать сложную логику выполнения. Отдельным гениальным прозрением стала поддержка подпрограмм — выделенных блоков кода, которые можно было многократно вызывать с разными параметрами. Более того, Plankalkul поддерживал обработку не только чисел, но и символьных данных, а также позволял описывать рекурсивные алгоритмы. На этом языке Цузе теоретически описал программы для сортировки чисел, работы с шахматными позициями и даже для проверки синтаксиса другого кода — задачи, немыслимые для программирования в машинных кодах того времени.

Однако судьба этого шедевра интеллектуальной мысли сложилась не очень хорошо. Полноценное описание языка, гигантская рукопись на сотнях страниц, оставалось неопубликованным. В послевоенные годы все силы Цузе были брошены на коммерческое предприятие, на выживание и производство компьютеров Zuse KG. Теоретическая работа отошла на второй план. Лишь отдельные фрагменты были изданы в 1972 году, а полный текст увидел свет только после смерти изобретателя. К тому моменту мир информатики, пройдя путь через ассемблеры, Fortran, Algol и C, уже жил в эпоху, для которой Plankalkul был архаичным по синтаксису предком. Сам Цузе с грустной иронией говорил о своём детище, сравнивая его со «спящей красавицей», которая ждёт своего часа, чтобы быть разбуженной. Он верил в правильность заложенных идей, но сомневался, что современные ему машины и программисты готовы их принять.

Час пробуждения настал на рубеже XXI века, когда интерес к истории информатики достиг пика именно на академическом уровне. В 2000 году группа энтузиастов и учёных, вооружившись наконец полным оригинальным описанием Цузе, взялась за невозможное — создание первого в мире работающего интерпретатора для Plankalkul. Их труд был данью уважения и историческим экспериментом. Они перевели его сложную, двухмерную нотацию (Цузе записывал программы в табличной форме) в форму, понятную современным компьютерам, и написали на самом Plankalkul ряд тестовых программ. Эксперимент блестяще удался: язык, чьи концепции родились в полной интеллектуальной изоляции, ожил и заработал на машинах, в миллионы раз более мощных, чем те, о которых мог мечтать его создатель. Язык работал в полном соответствии с теоретическими рассуждениями автора, которые он никогда не мог проверить.

А в следующем тексте мы поговорим о комерческой деятельности Конрада Цузе, его признании и итогам жизни этого выдающегося учёного.

Источник: vk.com

Комментарии: