Question

第一种结构化方向是指：通过在 计算要素 上的结构化来 增强计算能力 。在这一方向上的努力，将我们的开发规模推进到 程序 （program）这一等级。我所见过的，对于程序的最初、最正确和最直观的定义为：

a + s(d)

即，“算法 + 数据结构 = 程序” 1 ：

Algorithm + Structured(Data)

但是这里的结构（structure）主要作用于数据（data），所描述的是对算法(algorithms) 中所用数据的抽象。而在更大的计算规模中，计算对象——数据的复杂性固然是一个问题，而计算本身的复杂性也是一个问题。因此对于a+s(d)这个定义来说，Dijkstra 在《结构程序设计》中的描述更为完善，即：

s(f) + s(d)

显而易见，后者用 计算的结构化 s(f)来替代了算法 a。原意为 2 ：对于一个计算过程，（通过提炼）抽去每次计算所处理的特殊值，余下的不变的东西就是这个“算法”自身。由于对过程中的每一步都进行了“动态提炼（算法）和静态提炼（数据结构）”，因此这里的提炼结果（结构s）在计算过程f和数据d上是匹配的、共生的，即 3

s ( f ( d ) )

其三，程序代码本身在组织上也还存在复杂性的问题。对于这第三个问题，Dijkstra 以“组织和编排程序”为主题加以了讨论。不过在具体背景之下，他所讨论的仅仅是对“函数/过程” 4 进行结构化地组织与编排。

这里需要明确一下在该背景下的 函数 这一概念。在上一小节的 计算语言 中，函数是与数学公理类同的、面向“数”或“数据”的一个计算过程。而在本小节所讨论的程序（program）这个规模之下（以及该规模下的语言之中），函数是算法或算法中的一个子步骤的代名词。在 program 这一语境下的函数，与确定的结构有关，既包括计算逻辑的结构，也包括计算数据的结构，是

s ( f ( d ) )

中三者合一的概念。如同《结构程序设计》用 “珍珠”和“项链” 来做的比喻一样，从 珍珠 的角度来看，是可以在整个程序中被替代、被优选的 5 ；从 项链 的角度来看，可以是暂时不完整的 6 ；从 串起项链 这件事上来看，顺序是确定的 7 。

我将这一等级上的语言统称为 “编程语言”（programming languages） 。我使用这个具有歧义的称谓的原因在于 8 ：这一类语言仍然是在 计算要素 上加以增强——尽管对于函数来说也存在着代码的组织与编排上的增强，但归根结底是针对计算要素的，并且是在该抽象上的自然延伸。

在这一阶段中，计算机主要在专业领域中使用，计算量的增加是程序规模变化的主要原因，同时又要求对目标系统有足够的抽象表达能力，因此在数据抽象程度变高的同时仍然强调语言具有完备的计算能力。我们可以将操作系统、网络系统、通信调度、分布式运算环境等绝大多数基础系统的核心部分，以及其中大量利用系统特性的工具软件，都归于这类语言所面向的开发规模。其主要特点是：大量的计算、数据抽象与计算环境相关，主要算法可以在不同的软硬件环境中通用或重现，并且通常用户主要入口是操作系统的约定或直接的硬件系统界面。