От абака к цифровой революции

РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ЕВКЛИДА

Приведем в качестве примера реализацию алгоритма для нахождения наибольшего общего делителя чисел А и В сначала на языке Пролог, затем на языке Java. Сокращение gcd означает great common divisor — наибольший общий делитель.

В реализации на языке Пролог использованы три правила, соответствующие трем возможным случаям. Во всех случаях два первых аргумента являются числами, третий аргумент можно интерпретировать как результат. В первом правиле второй аргумент принят равным нулю. Второе правило применяется тогда, когда первый аргумент больше второго, третье правило — когда второй аргумент больше первого.

gcd (А, 0, А).

gcd (А, В, D)(А > В), (В > 0), R is A mod В, gcd(B, R, D).

gcd (А, В, D)(А < В), (А > 0), R is В mod A, gcd(A, R, D).

В реализации на языке Java также используются вышеизложенные правила. В качестве входных параметров использованы два числа А и В, в качестве результата функция возвращает их наибольший общий делитель. Первая версия алгоритма является рекурсивной, вторая — итеративной.

public static int gcd (int A, int B) {

if (B == 0) {return A;}

else if (A > B) {return gcd(B, A % B);}

else if (A < B) {return gcd(A, В % A);}

return 1;

}

public static int gcdlterative (int A, int B) {

int r = 0;

while (B > 0) {

r = A % B;

A = B;

В = r;

}

return A;

}

* * *

Однако эти алгоритмы представляют собой не элементы общего эволюционного процесса, а отдельные частные случаи. Наиболее известным средством автоматического выполнения задач было программирование ткацких станков Жаккара. В станке Жаккара узор ткани определялся с помощью перфокарт. Эти перфокарты содержали примитивные программы, которые исполнялись станком. Чарльз Бэббидж использовал перфокарты для программирования своей вычислительной машины.

С современной точки зрения эти примитивные программы были написаны на машинном языке, поэтому Ада Лавлейс считается первым в истории программистом. Однако понятие программы, хранящейся в памяти вычислительной машины, появилось значительно позже.

Несмотря на все усилия, предпринятые в 1930-е и 1940-е годы, а также написанные в этот период теоретические работы, в особенности те, что были посвящены лямбда-исчислению и машине Тьюринга, развитие алгоритмов началось лишь с появлением первых компьютеров: «Колосса», Mark I, ENIAC, EDSAC и UNIVAC. Языки программирования, с помощью которых стало возможным написание программ, хранящихся в оперативной памяти, позволили сэкономить время и уйти от взаимодействия с аппаратным обеспечением напрямую — именно так осуществлялось программирование первых компьютеров.

Программы для первых компьютеров писались в восьмеричном коде. Среди первых языков программирования, допускавших представление символов, были Short Order Code (1949) Джона Мокли и Sort-Merge Generator Бетти Холбертон. Short Order Code исполнялся на компьютере BINAC и был интерпретируемым языком.

Процедуры, соответствовавшие символам, хранились в памяти компьютера и вызывались системой. Эту же систему унаследовал UNIVAC. Программа, записанная на этом языке, исполнялась в 50 раз медленнее той же программы, записанной на машинном языке.

Sort-Merge Generator, в свою очередь, был приложением, разработанным для UNIVAC, которое осуществляло слияние и перемешивание карточек с входными и выходными операциями.

Бетти Холбертон (на этой фотографии она изображена за работой на ENIAC), создавшая один из первых языков программирования.