ประวัติความเป็นมาของภาษาซี

ประวัติภาษาซี

การพัฒนาช่วงแรก

การเริ่มต้นพัฒนาภาษาซีเกิดขึ้นที่เบลล์แล็บส์ของเอทีแอนด์ทีระหว่าง พ.ศ. 25122516 แต่ตามข้อมูลของริตชี ช่วงเวลาที่เกิดความสร้างสรรค์มากที่สุดคือ พ.ศ. 2515 ภาษานี้ถูกตั้งชื่อว่า "ซี" เพราะคุณลักษณะต่าง ๆ ต่อยอดมาจากภาษาก่อนหน้าคือ "บี" ซึ่งจากข้อมูลของเคน ทอมป์สัน (Ken Thompson) กล่าวว่าภาษาบีเป็นรุ่นที่แยกตัวออกจากภาษาบีซีพีแอลอีกทอดหนึ่ง

จุดเริ่มต้นของภาษาซีผูกอยู่กับการพัฒนาระบบปฏิบัติการยูนิกซ์อย่างใกล้ชิด ซึ่งเดิมพัฒนาด้วยภาษาแอสเซมบลีบนหน่วยประมวลผลพีดีพี-7โดยริตชีและทอมป์สัน โดยผสมผสานความคิดหลากหลายจากเพื่อนร่วมงาน ในตอนท้ายพวกเขาตัดสินใจที่จะย้ายระบบปฏิบัติการนั้นลงในพีดีพี-11 แต่ภาษาบีขาดความสามารถบางอย่างที่จะใช้คุณลักษณะอันได้เปรียบของพีดีพี-11 เช่นความสามารถในการระบุตำแหน่งที่อยู่เป็นไบต์ จึงทำให้เกิดการพัฒนาภาษาซีรุ่นแรกขึ้นมา

รุ่นดั้งเดิมของระบบยูนิกซ์บนพีดีพี-11ถูกพัฒนาขึ้นด้วยภาษาแอสเซมบลี เมื่อประมาณ พ.ศ. 2516 ภาษาซีเพิ่มชนิดข้อมูล struct ทำให้ภาษาซีเพียงพออย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเคอร์เนลยูนิกซ์ส่วนใหญ่ถูกเขียนด้วยภาษาซี นี้ก็เป็นเคอร์เนลหนึ่งของระบบปฏิบัติการที่พัฒนาด้วยภาษาอื่นนอกเหนือจากภาษาแอสเซมบลี (ระบบอื่นเช่นมัลติกส์เขียนด้วยภาษาพีแอล/วัน เอ็มซีพีสำหรับเบอร์โรส์ บี5000เขียนด้วยภาษาอัลกอล ในปี พ.ศ. 2504)

ภาษาเคแอนด์อาร์ซี

เมื่อ พ.ศ. 2521 ไบรอัน เคอร์นิกัน (Brian Kernighan) และเดนนิส ริตชี ได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มแรกชื่อ เดอะซีโปรแกรมมิงแลงกวิจ (The C Programming Language) ซึ่งเป็นที่รู้จักในกลุ่มโปรแกรมเมอร์ภาษาซีว่า "เคแอนด์อาร์" (K&R อักษรย่อของผู้แต่งทั้งสอง) หนังสือเล่มนี้ทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดของภาษาอย่างไม่เป็นทางการมาหลายปี ภาษาซีรุ่นดังกล่าวจึงมักถูกอ้างถึงว่าเป็น ภาษาเคแอนด์อาร์ซี (K&R C) ส่วนหนังสือที่ปรับปรุงครั้งที่สองครอบคลุมมาตรฐานแอนซีซีที่มีขึ้นทีหลัง

ภาษาเคแอนด์อาร์ซีได้แนะนำคุณลักษณะหลายประการเช่น

  • ไลบรารีไอ/โอมาตรฐาน
  • ชนิดข้อมูล long int (จำนวนเต็มขนาดยาว)
  • ชนิดข้อมูล unsigned int (จำนวนเต็มไม่มีเครื่องหมาย)
  • ตัวดำเนินการกำหนดค่าแบบประสมในรูปแบบ =ตัวดำเนินการ (เช่น =-) ถูกเปลี่ยนเป็น ตัวดำเนินการ= (เช่น -=) เพื่อลดปัญหาความกำกวมเชิงความหมาย อย่างเช่นกรณี i=-10 ซึ่งจะถูกตีความว่า i =- 10 แทนที่จะเป็นอย่างที่ตั้งใจคือ i = -10

แม้ว่าหลังจากการเผยแพร่มาตรฐานของภาษาซีเมื่อ พ.ศ. 2532 ภาษาเคแอนด์อาร์ซีถูกพิจารณาว่าเป็น "ส่วนร่วมต่ำสุด" อยู่เป็นเวลาหลายปี (ความสามารถในการแปลรหัสจำนวนหนึ่งเป็นคำสั่งซึ่งทำงานได้บนเครื่องใดก็ตามเป็นอย่างน้อย) ซึ่งโปรแกรมเมอร์ภาษาซีต้องจำกัดความสามารถของพวกเขาในกรณีที่ต้องการให้ระบบสามารถใช้ได้กับหลายเครื่องมากที่สุด เนื่องจากตัวแปลโปรแกรมเก่า ๆ ก็ยังคงมีการใช้งานอยู่ และการเขียนภาษาซีแบบเคแอนด์อาร์อย่างระมัดระวังสามารถเข้ากันได้กับภาษาซีมาตรฐานเป็นอย่างดี

ในภาษาซีรุ่นแรก ๆ เฉพาะฟังก์ชันที่คืนค่าไม่เป็นจำนวนเต็ม จำเป็นต้องประกาศไว้ก่อนการนิยามฟังก์ชันหากมีการเรียกใช้ อีกนัยหนึ่งคือ ฟังก์ชันที่ถูกเรียกใช้โดยไม่มีการประกาศมาก่อน ถือว่าฟังก์ชันนั้นจะคืนค่าเป็นจำนวนเต็มหากค่าของมันถูกใช้งาน

การประกาศฟังก์ชันของภาษาเคแอนด์อาร์ซีไม่มีการระบุข้อมูลเกี่ยวกับอาร์กิวเมนต์ที่ใช้ ดังนั้นจึงไม่มีการตรวจชนิดข้อมูลพารามิเตอร์ของฟังก์ชัน แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมบางตัวจะแสดงข้อความเตือน ถ้าฟังก์ชันถูกเรียกใช้ภายในโดยมีจำนวนอาร์กิวเมนต์ที่ผิด หรือถ้าฟังก์ชันถูกเรียกใช้หลายครั้งจากภายนอกโดยมีชนิดข้อมูลของอาร์กิวเมนต์ต่างกัน เครื่องมือภายนอกอาทิ ลินต์ (lint) ของยูนิกซ์ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้สามารถตรวจสอบความคงเส้นคงวาของฟังก์ชันที่ใช้งานข้ามไฟล์รหัสต้นฉบับหลายไฟล์

หลายปีถัดจากการเผยแพร่ภาษาเคแอนด์อาร์ซี คุณลักษณะที่ไม่เป็นทางการหลายอย่างก็ถูกเพิ่มเข้ามาในภาษา ซึ่งรองรับโดยตัวแปลโปรแกรมจากเอทีแอนด์ทีและผู้ผลิตรายอื่น คุณลักษณะที่เพิ่มเหล่านี้เช่น

  • ฟังก์ชัน void
  • ฟังก์ชันที่คืนค่าเป็นชนิดข้อมูล struct หรือ union (แทนที่จะเป็นตัวชี้)
  • การกำหนดค่าให้กับชนิดข้อมูล struct
  • ชนิดข้อมูลแจงนับ (enumerated type)

ส่วนขยายที่เพิ่มขึ้นอย่างมากและการขาดข้อตกลงในเรื่องไลบรารีมาตรฐาน อีกทั้งความนิยมในภาษาและข้อเท็จจริงที่ว่าไม่เพียงแต่ตัวแปลโปรแกรมยูนิกซ์เท่านั้นที่พัฒนาขึ้นตามข้อกำหนดของเคแอนด์อาร์ ทั้งหมดนำไปสู่ความสำคัญของการทำให้เป็นมาตรฐาน

ภาษาแอนซีซีและภาษาไอโซซี

ช่วงพุทธทศวรรษ 2520 ภาษาซีหลายรุ่นถูกพัฒนาขึ้นสำหรับเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ และไมโครคอมพิวเตอร์อย่างกว้างขวางรวมทั้งไอบีเอ็มพีซี ซึ่งความนิยมของมันเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อ พ.ศ. 2526 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (ANSI) ได้ก่อตั้งคณะกรรมการ เอกซ์3เจ11 ขึ้นมาเพื่อกำหนดมาตรฐานของภาษาซี ต่อมา พ.ศ. 2532 มาตรฐานดังกล่าวได้รับการอนุมัติเป็น ANSI X3.159-1989 "Programming Language C" ซึ่งภาษารุ่นนี้มักถูกอ้างถึงว่าเป็นภาษาแอนซีซี (ANSI C) ภาษาซีมาตรฐาน หรือภาษาซี89 (C89) ในบางครั้ง

เมื่อ พ.ศ. 2533 องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) ได้รับเอามาตรฐานแอนซีซี (พร้อมการเปลี่ยนแปลงการจัดรูปแบบ) มาเป็น ISO/IEC 9899:1990 ซึ่งบางครั้งก็ถูกเรียกว่าภาษาไอโซซี (ISO C) หรือภาษาซี90 (C90) ดังนั้นคำว่า "ซี89" กับ "ซี90" จึงหมายถึงภาษาโปรแกรมเดียวกัน

แอนซีไม่ได้พัฒนามาตรฐานภาษาซีโดยเอกเทศอีกต่อไปแล้ว เหมือนเช่นองค์กรมาตรฐานแห่งชาติอื่น ๆ แต่ก็คล้อยตามมาตรฐานไอโซซี การรับเอามาตรฐานระดับชาติมาปรับปรุงเป็นมาตรฐานระดับสากล เกิดขึ้นภายในปีเดียวกับที่เผยแพร่มาตรฐานไอโซ

จุดมุ่งหมายหนึ่งของกระบวนการสร้างมาตรฐานให้ภาษาซีคือเพื่อสร้างซูเปอร์เซตของภาษาเคแอนด์อาร์ซี ผสมผสานคุณลักษณะต่าง ๆ ที่ยังไม่เป็นทางการซึ่งแนะนำต่อกันมา คณะกรรมการมาตรฐานได้รวมคุณลักษณะหลายประการเพิ่มเข้ามาอาทิ ฟังก์ชันโพรโทไทป์ (ยืมมาจากภาษาซีพลัสพลัส), ตัวชี้ void, รองรับการจัดเรียงท้องถิ่น (locale) และชุดอักขระสากล, และการปรับปรุงตัวประมวลก่อนให้ดีขึ้น วากยสัมพันธ์สำหรับการประกาศพารามิเตอร์ถูกเพิ่มเข้ามาให้เหมือนกับรูปแบบที่ใช้ในภาษาซีพลัสพลัส แม้ว่าการเขียนแบบเคแอนด์อาร์ก็ยังสามารถใช้ได้เพื่อความเข้ากันได้กับรหัสต้นฉบับที่มีอยู่แล้ว

ภาษาซีรุ่นนี้ยังคงรองรับในตัวแปลโปรแกรมในปัจจุบัน และรหัสภาษาซีส่วนใหญ่ที่เขียนขึ้นทุกวันนี้ก็ใช้พื้นฐานมาจากรุ่นนี้ โปรแกรมใด ๆ ที่เขียนขึ้นด้วยภาษาซีมาตรฐานโดยไร้สมมติฐานว่าขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ใด จะทำงานได้อย่างถูกต้องบนแพลตฟอร์มใดก็ตามด้วยการพัฒนาภาษาซีที่สอดคล้องกันภายในทรัพยากรที่จำกัด หากไม่ระมัดระวังเช่นนั้น โปรแกรมอาจแปลได้เฉพาะบนแพลตฟอร์มหนึ่งหรือด้วยตัวแปลตัวหนึ่งเท่านั้น อันเนื่องมาจากการใช้ไลบรารีไม่มาตรฐานเช่นไลบรารีส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ก็ดี หรือความเชื่อมั่นต่อสมบัติเฉพาะของแพลตฟอร์มหรือตัวแปลหนึ่ง ๆ เช่นขนาดที่แท้จริงของชนิดข้อมูลหรือการลำดับข้อมูลไบต์ (endianness) ก็ดี

ในกรณีที่ต้องเลือกว่ารหัสต้องถูกแปลด้วยตัวแปลภาษาซีมาตรฐานหรือภาษาเคแอนด์อาร์ซีอย่างใดอย่างหนึ่ง การใช้แมโคร __STDC__ สามารถช่วยให้แบ่งแยกรหัสส่วนมาตรฐานและส่วนเคแอนด์อาร์ออกจากกัน ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่ได้เปรียบอีกอย่างหนึ่งที่มีเฉพาะในภาษาซีมาตรฐาน

ภาษาซี99

หลังจากกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐานของแอนซี/ไอโซแล้ว ข้อกำหนดภาษาซียังคงนิ่งอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ในขณะที่ภาษาซีพลัสพลัสกำลังก่อตัวด้วยความพยายามทำให้เป็นมาตรฐานของมันเอง การเพิ่มเติมกฎเกณฑ์ครั้งที่ 1 สำหรับมาตรฐานภาษาซีเผยแพร่เมื่อ พ.ศ. 2538 เพื่อแก้ไขรายละเอียดบางจุดและเพิ่มการรองรับชุดอักขระสากลให้มากขึ้น ต่อมามาตรฐานภาษาซีถูกเรียบเรียงดัดแปลงใหม่และนำไปสู่การเผยแพร่ ISO/IEC 9899:1999 ออกสู่สาธารณชนใน พ.ศ. 2542 ซึ่งมักถูกอ้างถึงว่า "ซี99" (C99) มาตรฐานนี้มีการเพิ่มเติมกฎเกณฑ์แล้วสามครั้งโดย Technical Corrigenda ปัจจุบันมาตรฐานภาษาซีสากลดูแลและควบคุมโดยกลุ่ม ISO/IEC JTC1/SC22/WG14

ภาษาซี99ได้แนะนำคุณลักษณะใหม่หลายประการอาทิ ฟังก์ชันแบบแทรก (inline function) ชนิดข้อมูลใหม่หลายชนิด (เช่น long long int และ complex สำหรับจำนวนเชิงซ้อน) แถวลำดับความยาวแปรได้ (variable-length array) แมโครอาร์กิวเมนต์แปรได้ (variadic macro) และหมายเหตุในหนึ่งบรรทัดที่ขึ้นต้นด้วย // เหมือนภาษาบีซีพีแอลหรือภาษาซีพลัสพลัส ซึ่งคุณลักษณะส่วนใหญ่เคยพัฒนาไว้แล้วเป็นส่วนขยายของตัวแปลภาษาซีหลายโปรแกรม

ภาษาซี99สามารถเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับภาษาซี90เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็จำกัดมากขึ้นในบางแง่มุม โดยเฉพาะการประกาศโดยไม่ระบุชนิด จะไม่ถูกสมมติว่าเป็น int อีกต่อไป แมโครมาตรฐาน __STDC_VERSION__ ถูกนิยามขึ้นด้วยค่า 199901L เพื่อแสดงว่ารหัสนั้นรองรับภาษาซี99 ขณะนี้ จีซีซี ซันสตูดิโอ และตัวแปลโปรแกรมอื่น ๆ ก็รองรับคุณลักษณะใหม่ของภาษาซี99เป็นจำนวนมากหรือทั้งหมดแล้ว

ภาษาซี1เอกซ์

เมื่อ พ.ศ. 2550 มีกลุ่มทำงานหนึ่งเริ่มต้นขึ้นเพื่อปรับปรุงมาตรฐานภาษาซีอีกรุ่น ซึ่งเรียกชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า "ซี1เอกซ์" (C1X) คณะกรรมการนี้รับเอาแนวคิดต่าง ๆ เพื่อจำกัดการเลือกคุณลักษณะใหม่ที่ยังไม่เคยมีการทดสอบพัฒนามาก่อน

การใช้งาน

การเขียนโปรแกรมระบบเป็นการใช้งานหลักของภาษาซี ซึ่งรวมไปถึงการพัฒนาระบบปฏิบัติการและโปรแกรมประยุกต์ระบบฝังตัว เนื่องจากลักษณะเฉพาะอันเป็นที่ต้องการถูกรวมเข้าไว้ด้วยกัน อย่างเช่น ความสามารถในเคลื่อนย้ายได้กับประสิทธิภาพของรหัสต้นฉบับ ความสามารถในการเข้าถึงที่อยู่ของฮาร์ดแวร์ที่ระบุ ความสามารถเรื่อง type punning เพื่อให้เข้ากับความต้องการการเข้าถึงข้อมูลที่กำหนดไว้จากภายนอก และความต้องการทรัพยากรระบบขณะทำงานต่ำ ภาษาซีสามารถใช้เขียนโปรแกรมเว็บไซต์โดยใช้ซีจีไอเป็น "เกตเวย์" เพื่อแลกเปลี่ยนสารสนเทศระหว่างเว็บแอปพลิเคชัน เซิร์ฟเวอร์ และเบราว์เซอร์  ปัจจัยบางอย่างที่ทำให้เลือกภาษาซีแทนที่จะเป็นภาษาอินเทอร์พรีตเตอร์ คือความเร็ว เสถียรภาพ และความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของการดำเนินงาน เนื่องจากเป็นธรรมชาติของภาษาคอมไพเลอร์

ผลจากการยอมรับในระดับกว้างขวางและประสิทธิภาพของภาษาซี ทำให้ตัวแปลโปรแกรม ตัวแปลคำสั่ง ไลบรารีต่าง ๆ ของภาษาอื่น มักพัฒนาขึ้นด้วยภาษาซี ตัวอย่างเช่น ตัวแปลโปรแกรมภาษาไอเฟลหลายโปรแกรมส่งข้อมูลออกเป็นรหัสภาษาซีเป็นภาษากลาง เพื่อส่งต่อให้ตัวแปลโปรแกรมภาษาซีต่อไป การพัฒนาสายหลักของภาษาไพทอน ภาษาเพิร์ล 5 และภาษาพีเอชพี ทั้งหมดถูกเขียนขึ้นด้วยภาษาซี

ภาษาซีมีประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์เพื่องานคำนวณและวิทยาศาสตร์ เนื่องจากความสิ้นเปลืองต่ำ ธรรมชาติของภาษาระดับต่ำ ธรรมชาติของภาษาที่ถูกแปล และมีส่วนคณิตศาสตร์ที่ดีในไลบรารีมาตรฐาน ตัวอย่างของการใช้ภาษาซีในงานคำนวณและวิทยาศาสตร์ เช่นจีเอ็มพี ไลบรารีวิทยาศาสตร์ของกนู แมทเทอแมติกา แมตแล็บ และแซส

ภาษาซีบางครั้งใช้เป็นภาษาระหว่างกลางในการทำให้เกิดผลของภาษาอื่น แนวคิดนี้อาจใช้เพื่อความสะดวกต่อการเคลื่อนย้าย โดยให้ภาษาซีเป็นภาษาระหว่างกลาง ซึ่งไม่จำเป็นต้องพัฒนาตัวสร้างรหัสแบบเจาะจงเครื่อง ตัวแปลโปรแกรมที่ใช้ภาษาซีในทางนี้เช่น บิตซี แกมบิต จีเอชซี สควีก และวาลา เป็นต้น อย่างไรก็ตามภาษาซีถูกออกแบบมาเพื่อเป็นภาษาเขียนโปรแกรม ไม่ใช่ภาษาเป้าหมายของตัวแปลโปรแกรม จึงเหมาะสมน้อยกว่าสำหรับการใช้เป็นภาษาระหว่างกลาง ด้วยเหตุผลนี้นำไปสู่การพัฒนาภาษาระหว่างกลางที่มีพื้นฐานบนภาษาซีเช่น ภาษาซีไมนัสไมนัส

ผู้ใช้ขั้นปลายใช้ภาษาซีอย่างแพร่หลายเพื่อสร้างแอปพลิเคชันของผู้ใช้เอง แต่เมื่อแอปพลิเคชันใหญ่ขึ้น การพัฒนาเช่นนั้นมักจะย้ายไปทำในภาษาอื่นที่พัฒนามาด้วยกัน เช่นภาษาซีพลัสพลัส ภาษาซีชาร์ป ภาษาวิชวลเบสิก เป็นต้น

 

 

Comments

งานชิ้นที่1

งานชิ้นที่ 2

งานชิ้นที่ 3