Джон Бэкус – создатель языка FORTRAN

17 октября 1977 года на ежегодной конференции АСМ Джону Бэкусу была вручена премия за создание первого языка программирования высокого уровня для научных и технических применений.

Чтобы оценить гений Джона Бэкуса, нужно представить себе компьютерный мир конца 40-х, начала 50-х годов XX века.ENIAC – пример сложности раннего программирования: программа составлялась с помощью электрических соединений на коммутационном поле, и для ее установки требовалось от двух до трех дней. Затем появились компьютеры, у которых программа хранилась в памяти – исчезла потребность в ее монтаже.

Однако труд программиста по написанию, вводу и отладке программ по-прежнему был нелегким. Сначала программы писались на машинном языке (в двоичном коде), потом – в восьмеричном. Далее для облегчения участи программистов были придуманы подпрограммы, а затем первые ассемблеры. Но эффективность программирования от этого существенно не повысилась. Если бы кто-то мог написать транслятор, который бы переводил команды высокого уровня в машинный код, причем этот код не отличался от ручного кода программистов – это было бы реальным достижением.

Бесконечные» полчища» цифр наверняка мучили в кошмарных снах не одного программиста. С усложнением задач труднообозримые колонки цифр стали преградой общения даже между специалистами.. Машинные языки оказались весьма неудобными для публикации и обучения (тем более, что разные ЭВМ имели отличные друг от друга языки, так как они были жестко машинно-ориентированными), служили причиной возникновения в программе ошибок.

И вот появился Джон Бэкус. Он родился 3 декабря 1924 года. В колумбийский университет он поступил, отслужив армию, и в 25 лет получил степень магистра по математике и начал работать программистом в фирме IBM.

Первая его работа – разработка интерпретатора для компьютера IBM 701. В декабре 1953 года Джон Бэкус, неоднократно заявлявший, что «всегда был большим лентяем», обратился к своему шефу Кутберту Хэрду с предложением разработать практический язык программирования высокого уровня и компилятор для машины IBM 704. Предложению Бэкуса был дан зеленый свет.

В принципе разработчики и не думали, что их язык программирования будет когда либо использоваться на машинах, отличных от IBM 704, но они были уверены, что если они преуспеют, их работа будет иметь огромное воздействие на компьютерный мир. Сначала они выделили основные понятия языка, в частности оператор присваивания, задававши переменным определенное значение, затем они ввели индексируемые переменные и очень важный оператор цикла DO. Как говорил Бэкус, «что делал FORTRAN в первую очередь, так это автоматизировал организацию циклов» -- свойство, незаменимое в научных приложениях.

На разработку языка потребовалось три года. Критической проблемой для группы Бэкуса стала разработка компилятора. Создать эффективный надежный компилятор оказалось более трудной задачей, чем предполагалось. Из трех лет, затраченных на разработку проекта в целом, более двух лет заняла работа над компилятором.

Пользователи признали FORTRAN (FORmula TRANslation) очень неохотно. Однако в дальнейшем многие поняли его простоту в обучении и использовании и он стал незаменимым языком для научных и инженерных приложений. Программист, работающий на таком языке, может вообще не знать систему команд ЭВМ, ему не надо переучиваться при переходе от одной машины на другую. Недостатком алгоритмических языков является то обстоятельство, что программы, переведенные с алгоритмического языка на машинный, всегда получаются более громоздкими, нежели программы, написанные на машинном языке вручную. Это приводит к дополнительным затратам времени на их выполнение. НО, если учесть быстродействие и объем памяти современных компьютеров, а также выигрыш во времени при написании программ, то с этим недостатком можно смириться.

Даже в середине 80-х годов XX века Джон Бэкус испытывал чувство гордости от долговечности FORTRAN: «FORTRAN существовал в течение тридцати лет. Какой компьютер просуществовал более пяти лет?»

В числе своих главных достижений Бэкус считал также создание и применение для описания ALGOL способа формальной записи – БНФ (Бэкуса Нормальная Форма). Позднее аббревиатуру БНФ стали расшифровывать как «Бэкуса Наура Форма», отмечая заслуги датского программиста Питера Наура в развитии языка ALGOL.

В дальнейшем Джон Бэкус принимал участие во многих исследовательских проектах фирмы IBM, в частности в разработке нового языка программирования FL. Это универсальный язык, поддерживающий общие файлы ввода-вывода и интерактивные программы.

Как пишет Лесли Гофф: «Иногда стимулом к изобретению становится не полет творческой мысли и не необходимость, а желание отдохнуть от нудной и тяжелой работы. Джон Бэкус убежден, что именно это заставило его разработать язык, в значительной мере автоматизирующий работу программиста».