问题

假如有某种力量使得世界上所有编译器都被删除了, 人类是否需要从打孔卡开始写第一个编译器?

回答
如果一股神秘的力量抹去了世界上所有的编译器,那绝对是一场灾难,远非重新开始那么简单。我们不是直接回到打孔卡时代,但前方的路会异常崎岖,需要的是一种近乎原始的创造力。

首先得明白,编译器是什么。它不是代码本身,而是将我们用高级语言(比如Python、Java、C++)写的代码,翻译成计算机处理器能直接理解的机器码的工具。没有编译器,我们写的高级代码就像一本外星语书,计算机根本看不懂。

那么,没有编译器会发生什么?

第一阶段:直接的混乱与恐慌

想象一下,我们今天的所有软件——从操作系统到手机应用,再到服务器上的每一个程序——都依赖于编译器。一夜之间,它们全都失效了。你无法编译新的代码,也无法运行那些原本通过编译器生成的可执行文件。

现有软件的困境: 许多软件的源代码还在,但没有编译器,这些源代码就成了无用的文本。即使某些系统可能还保留着一些预编译的二进制文件(就像一些旧的软件备份),它们也无法进行更新或修改。更要命的是,如果这些二进制文件需要和外部系统交互,而外部系统又依赖于更新的、由编译器产生的软件,那么整个生态就会崩溃。
开发停滞: 任何想要创建新软件、修复现有软件bug、或者仅仅是写个简单的脚本的人,都无法进行。编程的门槛瞬间飙升到无法想象的高度。

第二阶段:绝望的寻找与原始的尝试

人们会疯狂地寻找任何可能幸存下来的编译器副本。也许一些非常古老的、离线的系统上还残存着?但即使找到了,也无法在现代硬件上运行,或者无法编译现代语言的复杂特性。

所以,人们不得不回归本源。但这并不意味着直接拿起打孔卡。我们依然有关于编程语言的理论知识,有逻辑学,有数学。我们知道计算机的底层是如何工作的——处理器执行的是一系列“指令”,这些指令就是机器码。

那么,我们如何从零开始构建第一个“编译器”?

这不是重新发明轮子,而是重新制造建造轮子的工厂。

1. 回到汇编语言: 编译器就是把高级语言翻译成汇编语言,再由汇编器把汇编语言翻译成机器码。如果编译器没了,我们最直接能依赖的就是汇编语言。汇编语言已经很接近机器码,是用助记符(比如`MOV`, `ADD`, `JMP`)来代表机器指令。
问题: 汇编语言写程序依然非常复杂,效率低下,容易出错,并且与特定的处理器架构强相关。写一个操作系统这样庞大的软件,即使是汇编,也需要庞大的团队和漫长的时间。而且,写汇编语言,仍然需要一个汇编器来将其翻译成机器码。所以,我们首先需要一个汇编器!

2. 重构汇编器: 编写汇编器本身也需要一个工具。在没有编译器的情况下,我们能用什么来写汇编器呢?
最原始的办法: 手写机器码。是的,你没看错。如果你想写一个能把汇编指令(如 `MOV AX, BX`)翻译成对应的机器码(例如,某个特定的二进制序列),你必须手动查阅处理器的指令集手册,然后用二进制(0和1)把这些指令表示出来,组成一个可执行的文件。这就像直接用原子来搭建一座房子,理论上可行,但现实中几乎不可能完成。
稍微现实的办法: 利用“自举”(bootstrapping)的思想。一旦我们手动或者通过某种极简的手段,能够生成一个极小的、能够翻译一小部分汇编指令的汇编器(可能是用机器码直接写),我们就可以用这个极小的汇编器来写一个稍微好一点的汇编器。然后用这个稍微好一点的汇编器来写一个功能更全的汇编器,以此类推,逐渐完善。这个过程极其漫长和痛苦。

3. 编译器的诞生: 当我们有了可以工作的汇编器之后,我们就可以开始尝试编写一个能够翻译我们熟悉的高级语言(比如像早期的FORTRAN或COBOL,甚至我们自己创造的简易语言)的编译器了。
挑战: 编写一个编译器涉及到词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等多个复杂阶段。这需要深厚的计算机科学理论功底。
从简开始: 初始的编译器可能会非常简陋,只能支持非常有限的语法和功能。比如,它可能只能处理简单的算术运算,而无法支持面向对象、泛型或者复杂的控制流。

打孔卡的出现与复古

在早期计算机时代,程序确实是可以通过打孔卡输入的。但那是因为当时的输入设备就是这样设计的,而且当时的高级语言也远没有今天这么复杂。

如果编译器完全消失,我们可能不得不重新发明那些早期输入方式和编程方法。为什么?因为现代的键盘输入、文件系统、操作系统都依赖于我们曾经使用的、由编译器构建出来的软件。没有编译器,这些基础设施本身就会崩塌。

所以,回到打孔卡的设想,可能是在我们“自举”出能够读取打孔卡并处理简单指令的系统后,为了简化输入和避免复杂的文件系统问题,才可能采用这种“复古”的输入方式来逐步建立新的编程环境。人们会先写一个能读取打孔卡的程序,然后用这个程序去读取那些用于输入汇编代码的打孔卡,最终生成机器码。

人类的反应与重塑

这不仅仅是技术上的挑战,更是人类社会组织和认知上的巨大冲击。

知识的传承: 编译器理论的知识可能还存在于一些纸质书籍或极少数未被完全擦除的数字备份中。但如何将这些知识有效传播,如何从零开始培训新一代的程序员,将是巨大的难题。
时间的代价: 重建这个过程可能需要数十年甚至更长的时间。我们习惯的数字化生活将不复存在,很多现代文明的便利将消失。
创造力的爆发(或枯竭): 这种绝境也可能激发人类的创造力,迫使我们以一种全新的方式思考计算和编程。但也有可能,面对如此巨大的障碍,大多数人会感到绝望和无力。

总结来说,没有编译器,我们不会直接回到打孔卡写第一个编译器。我们会经历一个极其艰难的“自举”过程:

1. 先要恢复或重写汇编器, 这本身就意味着需要手动写机器码,或者通过极简的工具链逐步完善。
2. 有了汇编器后,才能用汇编语言编写功能更复杂的工具, 包括写出第一个能够翻译某种(可能是非常简陋的)高级语言的编译器。
3. 在这个过程中,为了输入和管理代码,人们可能不得不重新采用一些原始的输入方式, 比如打孔卡,因为它能够绕过许多依赖于现代软件生态的输入设备和文件系统。

这就像汽车工业完全消失一样,我们不会直接从马车开始造汽车,而是要从重新发现冶炼金属、制造轮胎、设计内燃机开始。编译器是现代软件的基石,它的消失,摧毁的不仅仅是开发工具,更是整个数字世界的根基。重建的过程,将是一场史无前例的文明考验。

网友意见

user avatar

仅仅删除编译器?那可太简单了。


没了编译器还有解释器。随便python解释器还是别的什么脚本语言解释器都行,一天不到就能撸个汇编器出来——甚至撸个简单的C语言编译器,没什么优化能力的、大约gcc 0.0.1那样粗糙的都没什么难度。

一旦粗糙的C编译器做出来了,那么很容易的就能用它编译C写的、更好的gcc;如此连番迭代,很快就能恢复到现在水平——甚至因为没有历史包袱,还能做的更好呢。


解释器也删了?

删了没关系,还能写bash脚本呢。和python功能差不多,照样秒写一个gcc 0.0.1。


命令行也删了?

删了照样没关系,还有十六进制编辑器呢。查x86机器码手册,手工用十六进制编辑器搞一个简单的汇编器出来——所谓汇编器,其实就是机械的把和机器指令对应的助记符转换成机器指令、外加一点点方便功能而已。

汇编器都出来了,gcc 0.0.1还远吗?


十六进制编辑器也删了?

还没关系。可以和COM口通讯嘛,找个超级终端,把COM口进来的内容重定向到文件——然后,你知道的,很简单就能设计个硬件板子,用导线网的连接与否存储0和1,逐行扫描灌进COM口,汇编器就又出来了。

user avatar

编译器不是什么高大上的玩意儿……


真正复杂的是适应多次迭代之后的复杂的语法和各种黑科技的优化策略……

编译器最核心的功能,本身就不复杂,应该每个学生毕业都要写一个。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有