在 64K 字节内存中可以做的 LISP 风格的事（2019）

# T3X.ORG lisp64k/index 来源：https://t3x.org/lisp64k/index.html --- ## 在 64K 字节的内存中能做的 LISP 趣事 这里的“在 64K 字节中”是指 LISP 系统、运行时栈和 cons 池总共占用 64K 字节\！这相当于你的 LISP 系统在一台基本配置的 DEC PDP\-11 上，或在一个 tiny 模型的 PCDOS 程序中所能获得的空间。这可能比最早的 LISP 实现所能使用的空间还要少一点。 磁芯代码环（https://t3x.org/lisp64k/toroids.html）1960 年，LISP 首次在麻省理工学院（M\.I\.T\.）的 IBM 704 电子数据处理机上实现。这台机器拥有 32K 个字的 36 位磁芯存储器，[\[1\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#1)在这里，每一位确实都对应一个微小的铁氧体磁环（https://t3x.org/lisp64k/toroids.html）。因此，总共有 36×32768=1,183,608 个微小的磁环，安置在一个不怎么小的钢架里。704 需要一间相当宽敞、地板经过加固并配有工业空调的机房。一套典型配置的总重量约为 10 公吨。 LISP 系统本身占用了 12K 个字的内存，而一个字可以容纳一个完整的 cons 单元，[\[1\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#1)因此，这台机器提供给 LISP 的空间略少于 20K 个单元。不过，麻省理工学院的 IBM 704 已经算是配置相当齐全的机器了。许多 704 系统仅配有 8K 个字，甚至 4K 个字的内存[\[2\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#2)——这点空间根本不足以运行 LISP 系统。下面是来自[\[1\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#1)的一个 LISP 1\.0 示例程序： `` DEFINE (( (SUBST (LAMBDA (X Y Z) (COND ((ATOM Z) (COND ((EQ Y Z) X) (T Z))) (T (CONS (SUBST X Y (CAR Z)) (SUBST X Y (CDR Z))))))) )) () `` 请注意，程序通常会尽量写在较少的行里，因为它们必须打孔录入穿孔卡，或通过电传打字机输入，而电传打字机会把输入内容回显在纸上。运算符 \(DEFINE\)、参数 \(对于 DEFINE，放在双层括号中\) 和环境必须作为三个独立的表达式提供给 LISP 系统。 不过，也有更小的计算机可以运行 LISP。1964 年出现了 PDP\-1 LISP，这是 DEC 的 PDP\-1 计算机上的一个实现，能够在仅有 4096 个 18 位字存储空间的系统上运行，其中系统本身大约占用 2000 个字。[\[3\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#3)即使在 PDP\-1 上，一个 cons 单元也能装进一个字，因此系统大约有 2000 个单元可用。下面是来自[\[3\]](https://t3x.org/lisp64k/refs.html#3)的一个 PDP\-1 LISP 示例程序——没错，PDP\-1 LISP 使用小写字母： `` (rplacd (quote r1) (quote (expr (lambda (m l) (cond ((null l) m) (t (r1 (cons (car l) m) (cdr l)))))))) (rplacd (quote reverse) (quote (expr (lambda (l) (r1 nil l))))) `` 下文将使用的 LISP 系统是 Kilo LISP（https://t3x.org/klisp/index.html），这是一个用 ANSI C \(C89\) 编写的可移植实现，可以编译为一个在 64K 字节内存中运行的 tiny 模型 PCDOS 可执行程序。LISP 系统本身大约占用 13K 字节，剩余空间足以容纳 8192 个 cons 单元，每个单元占用 5 字节 \(16 位 car、16 位 cdr，以及 3 位标记，最后一项向上取整为 8 位\)。下面是一个示例程序： `` (setq assoc (lambda (x a) (cond ((null a) nil) ((eq x (caar a)) (car a)) (else (assoc x (cdr a)))))) `` Kilo LISP 系统提供的 cons 单元数量不到大型 IBM 704 配置的一半，而可用空间大约是最低配置 PDP\-1 的四倍。当然，早期计算机的速度很慢：IBM 704 的时钟频率为 40kHz \(0\.04 MIPS\)，PDP\-1 的运行频率为 150kHz \(0\.15 MIPS\)，但这些机器上的 LISP 系统都是用汇编语言精心手工编写的，而且其硬件通常每个时钟周期就能执行一条指令。 如今，你大概可以用一部廉价智能手机同时模拟 IBM 704 和 PDP\-1，让两者都以原始硬件数倍的速度运行，同时还玩着你最喜欢的平台跳跃游戏。因此，虽然 704 或 PDP\-1 大概能运行下面所有的示例程序，但肯定得花上不少时间。本文余下部分将着重讨论内存方面，而忽略运行时间。 这里可以让你初步感受（https://t3x.org/lisp64k/init.html）一下早期 LISP 的样子。 ---