借りる相手が1台も無い、世界で最初の機械 ── どうやって最初の命令を入れたか

最初の1バイト ── 手で入れる クロス（第8回）で借りる相手すらいない、いちばん最初の機械。そこにはアセンブラも、読み込ませる紙テープも無い。人間が命令表を見て機械語の数値を手で作り、トグルスイッチで1語ずつメモリに入れる。合言葉「最初の卵は、手で彫った」が、ほぼ文字どおりの事実になります。

第8回で、新しい機械は「すでに動く別の機械」を借りて立ち上げると見ました。でもその連鎖をさかのぼると、必ず ── 借りる相手が1台も無い、いちばん最初の機械に着きます。世界初のそのコンピュータには、アセンブルしてくれる別の機械も、できあいの紙テープもありません。ではどうやって、いちばん最初の命令を入れたのか。答えは、これ以上ないほど素朴でした。人間が、手で。 ここが、ソフトウェアの鶏と卵の底です。

01まず、人間がアセンブラになる ── ハンドアセンブル

第7回で、アセンブリ（人が読める）を機械語（数値）に変えるのはアセンブラだ、と見ました。そのアセンブラが無いなら ── 人間が自分でその変換をやる。CPU の命令表（マニュアル）を見て、「この命令のオペコードは 6、番地はここ…」と、紙の上で機械語の数値を手計算する。これをハンドアセンブルと言います。第7回の図1（アセンブル）を、機械の代わりに人間が鉛筆でやる、と思ってください。

02トグルスイッチで、1語ずつ入れる

手で作った数値を、どうやってメモリへ? 初期の機械（PDP-8、初期の PDP-11、Altair 8800 など）には、正面にトグルスイッチの列（フロントパネル）がありました。使い方はこうです ── スイッチで1語ぶんのビット（0/1）を立て、「DEPOSIT（格納）」を押すと、その1語がメモリに書き込まれ、番地が1つ進む。 これを語の数だけ繰り返す。文字どおり、手でビットを並べて機械に入れるのです。下のフロントパネルを、実際に触ってみてください。

03全部は入れない ── ブートストラップローダ

もちろん、OS 全部を手でトグルするのは正気の沙汰ではありません。だから入れるのは、ごく短い「ローダ」だけ。その小さなローダの仕事はただ一つ ── 紙テープ（や後のディスク）から、もっと大きなプログラムを読み込んでメモリに入れ、そこへ実行を移すこと。PDP-11 のブートストラップローダは「手でトグルするのでとにかく短く」設計されていました。多くの場合、手で入れた極小ローダ → 紙テープの二段目ローダ → OS と、読み込みが階段状に大きくなります。下の図で、その階段を昇ってください。

04語源 ── 自分の靴ひもで、自分を持ち上げる

bootstrap（ブートストラップ）という言葉は、19世紀の言い回し「自分の靴ひも（bootstrap）を引っぱって自分を持ち上げる」から来ています。物理的には不可能な、ほら話です。何も無い所から何かを立ち上げる、という含意。第0回で「輪は自力では始まらない、外から一度だけ持ち上げる」と言いました ── その“外からの持ち上げ”の物理的な現場が、このフロントパネルでした。そして今、コンピュータの電源を入れることを「ブート（boot）する」と言うのも、この bootstrap が語源です。毎朝あなたが押す電源ボタンは、手でスイッチを叩いた時代の、遠い子孫なのです。