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# 早期的编程方式
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<author name="虞嘉乐" title="21 计算机 4 班 "/>
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:::tip
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[前去观看第十集](https://bilibili.com/BV1EW411u7th?p=10)
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## 最初的编程
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人们对于编程的需求远在计算机出来之前，而当中最著名的例子来自于纺织业。如果只是纯色的纺织品非常简单，但想要有图案的纺织品是，工人们就要每隔一会就调整一次织布机，这当中有着非常大的劳动力需求。正因如此，以前带有图案的纺织品价格十分昂贵。
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因此， **约瑟夫·玛丽·雅卡尔** 在 1801 年发明了世界上最早的编程——可编程纺织机。
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## 早期如何编程
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最初的编程用到的是可穿孔纸卡，通过特定位置是否有孔来确定图案。后来，可穿孔纸卡也在 1890 年用于美国的人口普查，但要注意，汇总机并不算计算机，它只做到了汇总数据，而不能编程，在几十年后，它们才可以做到一些减乘除，一些小决定。
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## 控制面板的过去
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早期的面板有很多小插孔，程序员可以插电线，让机器的不同部分互相传数据和信号，正是这些特性，早期的面板就有一个十分相称的名字 —— 插线板。
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但插线板有一个“**小小**”的缺点，那就是运行不同程序是，要重新接线。所以到了 1920 年代，控制面板变成了可插拔。
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可插拔的控制面板让编程更方便，现在可以给机器插入不同的程序，而不用重新接线了。举个栗子，一个插线板用来算税，另一个算工资账单。
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但给插线板编程很复杂，下图中乱成一团的线就足以说明。而这，在 1940 年代十分流行。（_早期的程序员看这个真的不会头秃吗_）
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## 存储程序计算机
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用插线板编程，不只在机电计算机中流行，于 1946 年完成的第一台通用电子计算机用的也是插线板编程。但是程序的更换需要非常大量的时间，最多可能要花三个星期，由于早期的计算机十分昂贵，停机几周只是为了换程序，完全无法接受，所以在 1940 年代晚期到 1950 年代出，人们发明了内存。通过把程序储存在内存中，使程序易于修改，方便 CPU 快速读取，这类机器叫“**存储程序计算机**”。
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## 冯诺依曼结构
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一个名为*约翰·冯·诺伊曼*的人提出了一种结构——程序与数据都存在一个地方，而这，就叫做“**冯诺依曼结构**”。冯诺依曼结构的计算机的标志是有一个处理器（有算术逻辑单元的）+ 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）。看到这里，你是否感到有一丝丝的眼熟呢？没错，在第 7 章，我们造的就是冯诺依曼结构的计算机。
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而这种结构的计算机由曼彻斯特大学与 1948 年建造完成，绰号“宝宝”。如今，我们所用到的计算机也在用一样的结构。
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## 穿孔纸卡的再就业
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虽然有了内存，但程序和数据及就需要某种方式输入进去。这个时候，穿孔纸卡就有了就业空间。到 1980 年代，几乎所有计算机都有穿孔纸卡读取器，将一叠卡片放进去，读取器会一个个写入内存，直到写入完毕，电脑开始执行。
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:::info
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用纸卡的最大程序使美国空军的 SAGE 防空系统，与 1955 年完成，据称顶峰时期雇佣了世上 20%的程序员。主控制程序用了 62500 张纸卡，等同于如今的 5MB
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## 面板编程
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在 1980 年代之前，还有一种常见的编程方式 —— **面板编程**。
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面板编程用大量的开关和按钮做到和插线板一样的效果，在面板上有指示灯，代表各种函数状态和内存中的值。在 50 年代和 60 年代的计算机一般都有这么巨大的控制台。
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早期的家用计算机使用了大量的开关，因为大多数家庭都负担不起昂贵的外围设备，如穿孔纸卡读取器。这种计算机要编程，需要多次的拨动面板上的开关，最后按下运行按钮。
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## 总结
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在早期，不管是用什么进行编程，都需要非常了解底层硬件，这让编程变得十分困难。于是，人们发明出了更简单的编程方式 —— **编程语言**。
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## 接下来
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下一章，我们开始学习程序语言的发展史。
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