软件开发的历史与未来（第一部分）

即使回溯短短几年，软件工程的面貌也已有所不同。但如果回溯20年呢？70年前呢？我们还能认出当时的软件开发方式吗？

图片来源：Alexandra Francis

当今时代的开发者已经习惯了完善的开发环境。从精心调校的vim/emacs配置到庞大的AI驱动套件，软件开发变得异常便捷。内置语言服务器、代码检查工具、自动文档生成、语法高亮，甚至版本控制——这些都是现代软件开发生态系统的产物。我们仿佛生活在梦中！

然而…
过去并非总是如此。即便回溯几年，情况也有差异。若回溯20年、40年甚至70年，我们是否还能理解当时的软件开发方式？让我们共同探索软件开发的历史脉络与未来展望。

打孔卡的作用

你是否好奇为何某些文本编辑器和开发者喜欢在代码达到80列时换行？连Python的PEP8风格指南也如此建议！这其实与打孔卡有关。是的，就是我们在想象1960年代计算机时都会想到的打孔卡。当时的软件开发者使用打孔卡在大型主机上存储和执行代码。

实际开发并非在卡片上进行，程序是写在名为"编码表"的绿色相间纸张上。程序员在此编写和调试代码，每张编码表可容纳多行代码（示例可见原文链接）。随后编码表被送至"打孔卡部门"，通过IBM029等机器转换为实体打孔卡。每张卡片最多容纳80个字符（含空格），超出部分需使用新卡片，这意味着单张编码表可能产生多张打孔卡。

开发大型软件需要成堆的打孔卡——1000行代码对应1000张卡片，且必须保持顺序。想象不小心打翻千张卡片的场景！当时的开发者常遭遇此种困境，因此发明了各种标记卡片顺序的创意方法。

这些打孔卡通常用于批处理：将卡片堆送至计算中心，待计算资源空闲时运行程序。这是种"一锤子买卖"，若运行失败只能纸上调试后重来。如今听来骇人，但在当时却是革命性技术。

（附：网友制作的打孔卡网页模拟器链接，可亲身体验）

家庭编程革命

将视线从商业主机转向家庭场景，Meet the bedroom coder。1970年代中期，廉价家用计算机成为现实。Altair 8800、IMSAI 8080、Commodore PET、Apple II和TRS-80等设备让编程进入寻常家庭。

这些计算机让开发者同时置身于过去与未来。由于硬件限制，重要软件需用机器码或汇编语言编写（有时甚至需拨动开关）。通过直接操作比特位，开发者能充分发挥硬件性能。汇编语法取决于计算机架构（Z80、MOS 6502、Intel 8080等），甚至具体到使用的汇编器。

以Tandy TRS-80 Model 1为例：开发者通过磁带加载EDTASM工具，编写汇编代码后存回磁带，再进行汇编和运行。听起来简单？但汇编编程需直接处理内存地址——必须硬编码数据存储位置。更需考虑编辑器本身也占用内存空间，可能与生产环境地址冲突。

例如在为Commodore 64编写汇编时，需根据开发阶段使用不同的ORG（起始内存位置）定义。开发时汇编器和编辑器会占用内存空间，这或许是史上首例"在我机器上能运行"的兼容性问题。

并非所有编程都使用汇编。BASIC（初学者通用符号指令代码）成为无数人的编程启蒙语言。虽然用其开发的软件运行缓慢，但确实让编程变得平民化。作者的首行代码便是在Commododore 64上用BASIC编写：

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10 PRINT CHR$(205.5+RND(1));
20 GOTO 10

（欢迎在C64模拟器中尝试这段经典代码）

C语言开启新时代

无处不在的C语言即便在2025年仍随处可见，从嵌入式开发到Rust项目中的unsafe代码块。作者在2004年高中时期首次接触Borland C（非C#或C++）。C语言由Dennis Ritchie于1972-73年在贝尔实验室创建，最初用于构建Unix工具（早期C编译器源码仍可在网上找到），直到1980年代才真正普及。

学习C语言必知"K&R C"——由Dennis Ritchie和Brian Kernighan合著的经典书籍。无论使用何种C语言版本，书中内容都是必须兼容的最低标准，正是这本书让作者真正爱上C语言。

当时的开发者如何用C语言构建软件？如何学习相关知识？
答案首先是书籍。由于语言及其框架相对简单（没有如今纷繁的JavaScript框架），软件工程师通过几本书籍就能掌握全部要领。这些书不仅是参考文档，更展示了C语言的潜力空间，让充满热情的工程师能自由探索这种新语言的无限可能。作者学习汇编时也有类似体验——语法本身不复杂，但通过实验与创意能实现惊人成果。

关于代码管理：当时尚无git（2005年才出现），版本控制依赖人工方式。从本地源码管理到墙上图表标记文件归属，在共享系统或早期网络存储环境中，源码共享基本依靠软盘传递。

迭代速度缓慢：软件主要通过物理介质发布，在线更新并不普及（部分软件支持调制解调器更新，但非主流）。因此无法像现在这样快速获取用户反馈。

（建议未接触过C语言的读者在ESP32上尝试MicroPython实现，给C语言一个机会。虽然需要适应时间，但由于现代语言多受C语言启发，你会很快上手。只需小心内存管理问题！）

暂停反思：90年代的技术沉淀

本文篇幅已长，让我们暂停脚步，回顾过去30多年的演进。从绿纸打孔卡到比特操作与C语言编译…其实进步并非天翻地覆。对比C语言与FORTRAN的"Hello World"程序可见一斑：

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#include <stdio.h>
int main() {
  printf("Hello, World!\n");
  return 0;
}

真正的变革将在未来几十年加速爆发：从面向对象编程到万维网，从JVM到LLM…所有这些都将在本博客第二部分揭晓。

（第二部分将于数周后在AWS Builder Center发布，欢迎关注作者账号！）