C là gì? Lịch sử & lộ trình học

Cuối thập niên 1960, tại Bell Labs (Mỹ), Ken Thompson khởi tạo Unix trên máy PDP-7; Dennis Ritchie và các đồng nghiệp sau đó tham gia phát triển hệ thống. Khi đó, assembly vẫn là lựa chọn phổ biến để xây dựng các phần lõi của hệ điều hành vì chúng phụ thuộc chặt vào kiến trúc phần cứng. Do đó, khi chuyển sang kiến trúc khác, các hệ điều hành thường phải sửa đổi hoặc viết lại đáng kể phần mã phụ thuộc máy.

Họ cần một ngôn ngữ vẫn đủ gần phần cứng để quản lý bộ nhớ, biểu diễn dữ liệu và gọi các dịch vụ hệ thống, nhưng dễ xây dựng và bảo trì hơn assembly. Thay vì bắt đầu từ con số không, Dennis Ritchie đã phát triển ngôn ngữ B của Ken Thompson vốn chịu ảnh hưởng từ BCPL thành C trong giai đoạn 1971-1973.

Đến mùa hè năm 1973, nhân Unix trên PDP-11 được viết lại bằng C. Thành công này cho thấy C đủ hiệu quả và linh hoạt cho lập trình hệ thống, rồi mở đường để Unix cùng các công cụ của nó được chuyển dần sang nhiều kiến trúc khác. Đây không phải lần đầu một hệ điều hành dùng ngôn ngữ bậc cao, nhưng là một cột mốc lớn đưa C trở thành ngôn ngữ triển khai hệ thống thực dụng.

• ▸C được Dennis Ritchie phát triển tại Bell Labs vào đầu thập niên 1970, thường gắn với mốc 1972.
• ▸Mục tiêu cốt lõi của C là giúp phát triển Unix từ các công cụ hệ thống đến nhân hệ điều hành hiệu quả hơn assembly.
• ▸Năm 1973, nhân Unix được viết lại bằng C, trở thành một cột mốc chứng minh rằng ngôn ngữ bậc cao vẫn có thể triển khai hệ điều hành một cách thực dụng và hiệu quả.

Không có ý nghĩa bí ẩn nào cả, cách đặt tên rất đơn giản: C là chữ cái kế tiếp của B trong bảng chữ cái tiếng Anh.

Diện mạo C gần như không đổi từ đó tới nay. Đây là chương trình C "chào đời" nổi tiếng truyền thống hello, world của cả ngành bắt nguồn từ tài liệu của nhóm Bell Labs, rồi nổi tiếng qua cuốn K&R (1978):

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

hello, world

Hơn 50 năm sau, C không "cổ" - nó ở tầng móng của gần như mọi thứ bạn chạm vào hôm nay:

• ▸Nhân Linux chủ yếu được viết bằng C, bên cạnh assembly cho phần phụ thuộc kiến trúc và một lượng mã Rust đang tăng dần. Linux là nền tảng của Android và hiện diện rộng rãi trên máy chủ, cloud và thiết bị nhúng.
• ▸CPython, triển khai chuẩn và phổ biến nhất của Python, có lõi runtime viết bằng C.
• ▸SQLite, Git, curl và OpenSSL đều là những dự án có codebase lấy C làm ngôn ngữ chủ đạo.
• ▸Trong firmware và hệ thống nhúng từ thiết bị gia dụng, ô tô đến IoT, C vẫn là lựa chọn phổ biến nhờ hiệu năng, khả năng kiểm soát bộ nhớ và hệ sinh thái compiler rộng. Nhưng ngày nay nó cùng tồn tại với C++, Rust và assembly, thay vì là lựa chọn duy nhất.

Vì thế học C không hẳn chỉ để "viết app bằng C" mà để hiểu tầng móng: bộ nhớ là gì, con trỏ là gì, chương trình chạy ra sao. Học xong C, các ngôn ngữ khác bỗng dễ giải thích hẳn vì bạn biết các kiến thức nền tảng bên dưới.

Khoá này có đủ bài học miễn phí trên website. Tuy nhiên C là ngôn ngữ có những cuốn sách hay bậc nhất ngành, và khoá này lấy cảm hứng từ chúng (chọn chủ đề, thứ tự sư phạm) để bạn đọc sâu thêm đúng chỗ:

C cơ bản (khoá này) lấy cảm hứng từ mạch Modern C cấp 0-1: cài trình biên dịch -> chương trình đầu tiên -> biến & kiểu dữ liệu -> nhập xuất -> toán tử -> rẽ nhánh -> vòng lặp -> hàm -> mảng & chuỗi -> 3 dự án nhỏ. C nâng cao nhận tiếp với mạch Expert C: con trỏ từ mọi góc, bộ nhớ, struct, module, kiểm thử - và những cái bẫy nổi tiếng nhất của ngôn ngữ.

• ▸Cơ bản: nền tảng ngôn ngữ, cảm hứng từ Modern C, bẫy kiểu Koenig rải dọc đường.
• ▸Nâng cao: con trỏ & bộ nhớ & thiết kế module, cảm hứng từ Expert C Programming.
• ▸Sau đó: khoá C Thực Chiến (toolchain đã có; hệ thống/nhúng đang lên kế hoạch hợp với Low-Level Programming).