Кратко: развитие аппаратуры задавало ограничения и возможности (память, скорость, архитектура), а теория компиляции давала методы, чтобы на высоком уровне выражать идеи и получать эффективный код. В результате современные языки и практики — это компромисс между абстракцией для человека и возможностями машины: модульность, типизация, управление памятью, оптимизации и виртуальные машины.
Ключевые вехи и идеи (с указанием влияния):
- Архитектура фон Неймана и ранние ЭВМ (с $1940$-х): задали модель памяти и потока управления → блоковая структура и императивная модель; понятия компиляции/ассемблирования.
- Появление первых языков высокого уровня: FORTRAN ($1957$), COBOL ($1959$), Lisp ($1958$), ALGOL ($1958$) — формализация синтаксиса/семантики → абстракции над машинным кодом, рекурсия, выражения высокого уровня.
- Формализация грамматик и синтаксического анализа: BNF (конец $1950$-х), теории LL/LR/парсинга ( $1960$-$1970$е) → автоматическая генерация парсеров, формальный дизайн языка.
- Теория компиляторов и оптимизаций: представления промежуточного кода, поточный анализ данных (dataflow), контроль потока, регистровый аллокатор (графовая раскраска) → эффективный код из высокоуровневых конструкций.
- Появление сборки мусора и runtime-сервисов (McCarthy $1959$ и далее) → управление памятью как часть языка/рантайма (влияние на Java, C# и функциональные языки).
- Лямбда-исчисление и семантика (работы Church, затем Strachey/Scott в $1960$-$1970$е) → основы функционального программирования, замыканий, чистых функций, формальной семантики.
- Модульность и структуры программ: ALGOL, Pascal, Modula, нормативы по модульной компоновке → отделение интерфейсов, отдельная компиляция, linkers/loaders.
- Объектно-ориентированная парадигма: Simula ($1967$), Smalltalk ($1970$-е) → объекты, инкапсуляция, позднее связывание; повлияла на дизайн языков и UI-разработку.
- Unix и C (C $1972$, Unix $1969$-$1970$е): сочетание системного языка и OS → практики портируемого кода, утилитарный стиль, инструменты сборки (make), развитие экосистем.
- Виртуальные машины и байт-код: p-code, UCSD Pascal ($1970$-$1980$е) → абстрагирование от HW, портируемость, предтечи JVM/.NET; позже JIT-компиляция.
- Аппаратные тренды: транзистор → ИС → микропроцессор ( $1960$-$1970$-е) и в $1980$-х — кэши, конвейеризация, RISC — заставили компиляторы учитывать локальность, предсказание ветвлений и регистровую аллокацию; привели к уважению к эффективности и оптимизациям на уровне IR.
- Типовые системы и вывод типов: Hindley–Milner ( $1970$-е) → строгая статическая типизация с выводом; влияние на безопасность, оптимизацию и удобство программиста.
- Формальные методы и семантика (денациональные/операционные) — основа для верификации, безопасного рефакторинга и современных инструментов анализа кода.
- Параллелизм и модели взаимодействия: процессы/потоки, CSP (Hoare $1978$), акторы (Hewitt $1973$) → модели конкурентности, влияющие на современные парадигмы (асинхронность, message-passing).
Как это формирует нынешние практики разработки ПО:
- Высокоуровневая абстракция + эффективные рантаймы/JIT дают баланс продуктивности и скорости.
- Статическая типизация и вывод типов повышают надёжность и оптимизируемость.
- Модули, отдельная компиляция и пакетирование — основа масштабируемой разработки и CI/CD.
- Инструменты (парсеры, анализаторы, оптимизаторы) происходят прямо из классической теории компиляции.
- Аппаратные ограничения (кеши, многопроцессорность) диктуют оптимизации и парадигмы конкурентности.
- Формальные методы и семантика дают основу для современных средств проверки, рефакторинга и языковых DSL.
Если кратко: аппаратная эволюция задавала ограничения и новые возможности, теория компиляторов и семантика — способы безопасно и эффективно использовать эти возможности; вместе они породили ключевые языковые конструкты, рантаймы и инженерные практики, которые мы используем сегодня.