人。 John Backus-最初の高水準プログラミング言語の作成者

1977年10月17日の年次AFM会議で、科学的および技術的な目的で最初の高レベルプログラミング言語を作成した人にアランチューリング賞が授与されました。



賞はジョン・バッカスに授与されました。「...実用的で高度なプログラミングシステムの作成に対する彼の深く重要な貢献に対して。 特に、Fortranでの作業と、プログラミング言語の仕様に関する正式な手順の頻繁な公開について。



20世紀の50年代には、プログラムの作成、入力、およびデバッグにおけるプログラマーの作業は簡単ではありませんでした。最初は、プログラムは機械語で作成されていました。



プログラマーの運命を促進するために、サブルーチンが発明され、次に最初のアセンブラーが発明されました。 しかし、これによるプログラミングの有効性はそれほど改善されていません。 誰かが単語や文字からコマンドを入力できるトランスレーターを作成し、それらを自動的にマシンコードに変換できるとしたら...

無駄なバッカス

ジョン・バッカスは1924年12月3日にフィラデルフィアで生まれました。 彼の父親はニトログリセリン製造会社の主任化学エンジニアでした。 Backus Sr.は単純な従業員としてキャリアを始めましたが、その後、第一次世界大戦中に彼の技術的発明のおかげで工場での一連の爆発が防がれた段階で昇進しました。



ジョンはワシントンの高校を卒業し、1942年の秋にバージニア大学の化学科に入学しました。 若い男は、さらなる成功の観点から希望を示しませんでした。 教師は、彼が社会に少なくともいくらかの利益をもたらすことができると疑った。 彼が後に思い出したように、彼の両親が有名な学校で彼を特定したという事実にもかかわらず、学習プロセスは彼をうんざりさせました。 バッカスが大学に行ったとき、彼が週に一度出席した唯一のレッスンは音楽レッスンでした。







第2学期の終わりまでに、1943年に、大学の指導者は、学校の壁に若者をさらに滞在させる必要はないと判断しました。バッカスは追放されました。 当時、第二次世界大戦は本格的であり、米国は日本帝国と1年半戦っていました。 John長級の若きジョン・バッカスは、太平洋防空の友好的な階級に認められました。 しかし、バッカスは敵対行為には参加しませんでした。

自分を検索

動員解除後、ジョンは米国に戻り、ニューヨークに定住しました。 彼は再び職業を選ぶという問題に直面した。 音楽以外には何も彼を惹きつけませんでした。 彼は本当に音楽を聴くための優れた機器を持ちたいと思っていたので、ラジオ工学の学部に入りました。そこで必要なスキルを身につければ、彼は音楽機器を独立して設計できるようになります。



ある教師は、ジョン・バッカスにアンプの周波数特性をプロットするのを手伝ってほしいと頼みました。 計算は簡単でしたが、その豊富さは疲れていました。 突然、これらの反復的な数学演算はバクスに興味を持ちました。 テレビとラジオの修理インストラクターは数学への関心を呼び起こし、コロンビア大学での教育を続けるよう説得しました。



卒業の数ヶ月前の1949年の春、25歳のジョン・バッカスはまだ自分の将来を決めることができませんでした。 有望な仕事を探して、彼はマディソンアベニューのIBMコンピューターセンターに連れて行かれました。 判明したように、それは「運命的な事故」でした。







コロンビア大学で数学の修士号を取得した後、SSEC（Selective Sequence Electronic Calculator）マシンの発明者の1人であるRex Seberの招待で、BackusはIBMにプログラマーとして参加しました。 それは1950年に起こりました。

Ibm

BackusはIBMに入社したとき、コンピューターについてほとんど知りませんでした。 ただし、SSECで約1年間働いた後、IBM 701コンピューター用のSpeedcodingインタープリターを開発したプログラマーの小さなグループを率いていました。

そして、「コンピューター」（コンピューター）という言葉は、今日の意味をまったく意味していませんでした。 選択的シーケンス電子計算機（SSEC）は、電子真空管コンピューティングの新しい分野におけるIBMの最初の開発の1つでした。 このコンピューターには、いわばメモリーがなく、すべての入出力はパンチテープを通して行われました。 したがって、ある意味では、コンピューターはマシンを「支援」する人でもありました。

SSECプロジェクトでは、John Backusが200年の期間にわたって12時間間隔で月の位置を計算する問題の解決に関与しました。 月の各位置を計算するには、11,000の加算と減算、9000の乗算、および特殊なテーブルの2,000のビューが必要でした。 この作業には、13,000の巨大なSSEC真空管のハードワークが必要でした。 さまざまなSSECノードが18 x 6メートルの部屋の3つの壁に沿って配置され、プログラマーはコンピューターの内部にいました。







ちなみにSSECでのBackusによる計算は、1952年から1971年までのNASAの宇宙航行で使用されました。 その後、彼はよりエキゾチックなタスクを実行する必要がありました-たとえば、1653年から2060年までの時間間隔で、太陽系の5つの外側の惑星の正確な軌道を計算しました。



SSECはすでに1952年に廃止され、解体されました。

Fortran

1954年、IBMはIBM 704という新しいプロジェクトを立ち上げました。701チューブコンピューターとは異なり、新しいプロジェクトは電子磁気式でした。 IBM 704は、浮動小数点数を含む、作業用の汎用コマンドセットをプログラマーに提供しました。



浮動小数点数を処理するためのアセンブリ言語アルゴリズムでの実装は簡単ではありません。 そして、当時のプログラミングは主に数式のみであり、数学的なコプロセッサーはありませんでした。 最終的に、「怠け者」ジョン・バッカス（後に冗談で、おそらく冗談で思い出せないかもしれませんが）は、機械アーキテクチャから独立した言語を作成し、数式を簡単にプログラミングできるようにする方法についてますます考え始めました。



John Backusは、IBM 704マシン用の高レベルで実用的なプログラミング言語とコンパイラーを開発するという提案で、ボスのCuthbert Heardにアプローチし、Backusの提案が承認されました。



Fortranは、ニューヨークのマディソンアベニューにあるIBM本社-バッカスグループのある19階のオフィスで生まれました。 最初は、アーヴィング・ジラーのみがバッカスと協力し、その後ハーラン・ヘリックは数学者と技術者のチームに加わりました。



バッカスは数学の9人の卒業生のグループを集め、彼らは熱心に新しい言語の作成に取り組むことにしました。 これらの9人は後にプログラミングの歴史に入りました-ロバートネルソン、ハーランヘリック、ルイスハイプト、ロイナット、ロイナット、アーヴィングジラー、シェルドンベスト、David Sayre（David Sayre）、Richard Goldberg（Richard Goldberg）、Peter Sheridan（Peter Sheridan）。

彼の回顧録の中で、バッカスは、彼の特徴的な怠becauseのために、実際には何もする必要のないグループを管理するためのシステムを作成したと書いています。 彼にとって唯一の課題は、グループのメンバーがゲームにそれほど時間を費やさないようにする方法でした。 昼食の間、Backusグループのプログラマーはチェスと戦うのが好きでした（ただし、当時は仮想ではなく本物でした）。 そして、これとの戦いに脅威はありませんでした：午後2時前に、彼らは通常ゲームを終了しませんでした。

それ以来、一部の人々は、「本物の」プログラマーは、（すでにコンピューターの）ゲームに少なくとも1日2時間を費やすべきだと考えています。



開発者は、自分のプログラミング言語がIBM 704以外のマシンで使用されることを望んでいませんでしたが、成功すると、彼らの作業がIT業界に大きな影響を与えると確信していました。



彼らは新しい言語の基本概念、特に代入演算子（たとえば、N = 100）を選び出し、変数に特定の値を与え、変数リストのどの要素が必要かをコンピューターに伝えるインデックス付き変数を導入しました（たとえば、X（3）はリストの3番目の要素を意味し、 X）という名前の、彼らは非常に重要なDO演算子を提案しました。



プログラムのテキストがよりシンプルになり、分岐およびループ用のIFコンストラクトが登場しました。 数式の信じられないほど単純化されたプログラミング。 たとえば、式D = B ^ 2-4ACは、現代のアセンブリ言語でも数十行のコードが必要になるため、次のように新しい言語で記述されました：D = B ** 2-4 * A * C.



Beckusが述べたように、人々は、Fortranの主な貢献は、機械語ではなく代数公式の形式でプログラムを書く能力だと誤って信じていました。 彼の意見では、Fortranは主にサイクルの構成を自動化しました。 科学的応用の開発におけるこのタスクの重要性を過大評価することは困難です。



言語の作業は迅速に行われましたが、コンパイラの開発については言えませんでした。 Beckusは、「自動」プログラミングの可能性、つまり高級言語でプログラムを書くことの可能性について疑念を払拭することは容易ではないことを理解していました。 Fortranプログラムは、マシンコードまたはアセンブリ言語で記述されたものと同じくらい高速で信頼性が高くなければなりません。



プロジェクト全体の開発に費やした3年間のうち、2年以上はコンパイラに取り組みました。 グループが1954年に言語の作成に関する最初の報告を行った場合、1957年4月にのみコンパイラの開発について報告しました。





Fortranガイドの直筆サイン入り

開発者は長い間、新しい言語の名前を決定できませんでした。 Backusはいくつかのありふれた名前を思いつきましたが、そのたびに同僚にふさわしくありませんでした。 しかし、一度彼はFORTRAN（FORmula TRANSlation）を提案しました。 反応は似ていましたが、名前はより良いものがないために取られました。

ジョン・バッカスはもちろん、彼が何もしなかったと言ったときに冗談を言います。 最初の高水準言語の作成者の栄誉は当然彼に属します。

アルゴル

Backusのもう1つの重要な成果は、アルゴル語を記述するための正式な記録方法であるBNF（Backus-Naura形式）の使用でした。



1958年、ジョン・バッカスはチューリッヒで新しい言語の議論に積極的に参加することを決めました（後にアルゴルという名前を受け取りました）。 しかし、問題が発生しました-バッカスが話した英語はスイスのプログラマーによってよく理解されていませんでした。 この点で、Backusがデンマークの天文学者およびプログラマーのPeter Naurとともに開発した言語構成を記述するために、特別な図が使用されました。 それ以来、Backus-Naur Form（BNF）は世界プログラミングの一種の「エスペラント」になりました。 新しい言語に精通するために、BNFを知っているプログラマーは、言葉の説明で膨大な作品を勉強する必要はありません。この言語のBNFを勉強すれば十分です。





BNF構文図と解析ツリー



1959年2月、Backusは、影響力のあるSHARE組織（IBMコンピューターユーザーを含む）が新しいプログラミング言語に賭けるように説得しました。 その後、組織はIBMにAlgolを実装することを強く推奨しました。



つまり、同社は顧客に会いに行きましたが、実際には、この方向の作業はほとんど行われていませんでした。 当時、IBMはコンピューター市場の世界的リーダーであり、Fortranを積極的に実装していました。 実際、SHAREメンバーにも明確な立場はありませんでした。 彼らの熱意が薄れたとき、彼らは何も起こらなかったかのようにFortranをサポートし続けました。



しかし、バッカスは失敗にもかかわらず、アルゴルを積極的に宣伝し続けました。

FP

70年代、John BackusはJohn WilliamsおよびEdward Wimersとともに、新しいプログラミング言語FPを開発しました。



FPは、いわゆる純粋な関数型プログラミング言語であり、プログラマーは変数とその値ではなく、ブラックボックス（入出力がある関数）に焦点を合わせます。

バッカスは、1977年にフォンノイマンスタイルからプログラミングを解放できるというタイトルの記事で新しい言語を世界に紹介しましたか？ 機能的スタイルとそのプログラム代数 "（" von Neumannのスタイルからプログラミングを解放することは可能ですか？機能的スタイルのプログラムの代数 "）。

FPは、ソフトウェア開発ツールとしてよりも数学モデルとして考えられていました。 関数型パラダイムを使用した言語の標準的な例です。



FPは、正確なセマンティック記述と抽象データ型の処理に焦点を当てています。 また、Backusはスタッフと一緒に、代数変換を使用する最適化コンパイラを開発しました。



FP言語で使用されるアイデアは、LISP言語の作成に使用されました。

記憶

ジョンバックスは2007年3月17日に亡くなりました。 彼は82歳でした。旅の初めに彼は自分の人生で何をすべきかを知らなかったという事実にもかかわらず、運命は彼のためにこの決定をしました。



前述のアラン・チューリング賞に加えて、ジョン・バッカスは1976年に科学に貢献したことで全国メダルを受賞しました。



「発明に対する刺激は、創造的な思考の逃避や必要性ではなく、退屈で骨の折れる仕事から休憩したいという欲求である場合があります。 ジョン・バッカスは、これがプログラマーの作業を大幅に自動化する言語を開発するきっかけになったと確信しています」とレスリー・ゴフは書いています。