11.编程语言发展史
编程：二进制–>助记符–>A-0（编译器）–>FORTRAIN
二进制写程序，先纸上写伪代码，手工转二进制，然后再由计算机执行
但人们很快就厌烦了这种方式
程序员开发出一种新语言，更可读、更高层次
为每个操作码分配一个简单的名字 –“助记符”
例如写代码0和1，不如直接写LOAD_A 14。为了把助记符转二进制，编译器诞生（Assembler）
葛丽丝·霍普（Grace Hopper）–哈佛1号计算机首批程序员，海军军官
Grace设计了编程语言A-0
Grace 1952年做了第一个编译器（Compiler），实现A-0
编译器专门把高级语言转成低级语言
比如汇编或机器码（CPU可以直接执行机器码）
变量（Variables）：代表内存地址的抽象
FORTRAIN由IBM在1957年发布，但只能在一种机器上运行
后来为了开发一种通用语言，可以在不同机器上通用
出现了“普通面向商业语言”–COBOL
新语言：
1960年代：ALGOL，LISP，BASIC
1970年代：Pascal，C，Smalltalk
1980年代：C++，Objective-C，Peri
1990年代：Python，Ruby，Java
等等…
12.编程基础–语句和函数
变量，赋值语句
a = 5
b = 10
c = a + b
Grace Hopper 拍虫子游戏
阻止虫子飞行继电器进行破坏
1.初始化变量
例如：关卡=1 分数=0 虫子数=5 备用继电器=4 玩家名=Andre
2.为了做成交互性游戏，程序的执行顺序要更灵活，因此需要用“控制流语句”
if判断、while循环、for循环
函数：将代码进行打包，也叫“方法”或“子程序”（有些编程语言这么叫）
RETURN语句，指明返回什么
13.算法入门
选择排序–非常基础的一种算法
首先在一堆数中选择最小的数放在第一个位置，然后再从第二个位置到最后一个位置进行遍历，找到最小的数放在第二个位置，依次循环，直到找到最后一个数结束
这意味着，大致来说，如果要排N个东西，就要循环N次，每次循环中再循环N次，共N*N，或N^2
算法的“输入大小”和“运行步骤”之间的关系叫算法的复杂度
计算机科学家们把算法复杂度叫–大O表示法
选择排序算法复杂度**O（N^2）**效率不高
例如之前的选择排序对8个数进行排序，那么就是（n=8），运行时间：8^2=64
将8变成80，运行时间也就是6400
虽然数量只增加了10倍，但是运行时间增加了100倍
归并排序
1.先检查数组大小是否>1，如果是就把数组分成两半，如果仍然大于1，那么继续往下分，直到数组大小<=1
2.然后将两个元素进行比较，按大小顺序组成一个数组，当所有单个元素比较完之后，再将有两个元素的数组进行比较大小，组合成新的四个元素的数组。直到所有元素均在一个数组就排序完成了
归并排序算法复杂度O（N*log 2（N））,其中N是需要比较+合并的次数，log2（N） 是合并步骤的次数
例如8个数进行排序，运行时间就是8log2（8）=24
将8变成80，运行时间80log2（80）（约在6-7之间）约等于480-560之间
Dijkstra 算法–图
**O（n log10（ n + I））**n是节点数，I是多少条线
14.数据结构
数组：也叫列表或向量（在其他编程语言里）
数组的值一个个连续存在内存里
为了拿出数组中某个值，我们要指定一个下标（index）
大多数编程语言里，数组下标都是从0开始，用方括号[ ]代表访问数组
例如想要加数组J的第一个和第三个元素并把结果存在变量a中就用a = J[0] + J[2]
字符串：其实就是字母，数字，标点符号等组成的数组
字符串在内存里以0结尾（告诉计算机什么时候停下），并不是“字符0”，是“二进制值0”这叫字符“null”，表示字符串结尾
字符串函数：strcat连接字符串，接收两个字符串，把第二个放到第一个结尾
矩阵：数组的数组
一个3x3矩阵就是长度为3的数组，数组里每个元素都是长度为3的数组
例如j = {
{10,15,12}，{8,7,42}，{18,12,7}}为了拿一个值，需要两个下标，比如j[2][1]
结构体：多个变量打包在一起
不同类型的数据可以放在一起
指针：是一种特殊变量，指向一个内存地址，因此得名
链表：可以存很多节点，灵活性是通过每个节点 指向 下一个节点实现的
“null”，代表链表的尽头
队列，先进先出（FIFO）。出队和入队
栈，后进先出（LIFO）。出栈和入栈
树，最高的节点叫“根节点”，根节点下的所有节点，都叫子节点
任何子节点的直属上层节点叫“母节点”
没有任何“子节点”的节点称为“叶子节点”
树还有一个重要性质：“根”到“叶”是单向的
图，数据随意连接，包括循环
还有红黑树和堆…
15.阿兰·图灵
图灵：计算机科学之父，于1912年出生在伦敦
从小就表现出惊人数学和科学能力
他对计算机科学的建树始于1935年（23岁），当时是剑桥国王学院的硕士生
他开始解决德国数学家 大卫·希尔伯特 提出的问题，即可判定性问题
可判定性问题：
是否存在一种算法，输入正式逻辑语句
输出准确的“是”或“否”的答案
如果这样的算法存在
可以回答比如“是否有一个数大于所有数”
阿隆佐·邱奇，于1935年首先提出解决方法
开发了一个lambda算子的数学表达系统
证明了这样的算法不存在
虽然lambda算子能表示任何计算，但是他使用的数学技巧 难以理解和使用
于是图灵提出了一种假想的计算机，现在叫“图灵机”
图灵机，是一台理论计算设备，提供了简单又强大的数学计算模型
举个例子：让图灵机读一个以零结尾的字符串，并计算1的出现次数 是不是偶数
如果是，在纸带上写一个1；如果不是，在纸带上写0
图灵机是很强大的计算模型，如果时间和内存足够可以实现执行任何计算
停机问题：给定图灵机描述和输入纸带，是否有算法可以确定
机器会永远算下去还是到某一点会停机？
想象有一个假想图灵机H，输入：问题的描述 + 纸带的数据
输出Yes代表“停机”，输出No代表不会
图灵推理说：如果有个程序，H无法判断是否会“停机”，意味着“停机问题”无法解决
为了找到这样的程序，图灵用H设计了另一个图灵机
如果H说程序会“停机”，那么新机器会永远运行（即不会停机）
如果H的结果为“不会停机”，那么新机器输出No，然后“停机”
这是一个勃论，意味着“停机问题”不能用图灵机解决
邱奇和图灵证明了计算是有极限的，从1936年到1938年，在丘奇的指导下
他在普林斯顿拿到博士学位，毕业后回到建桥
1939年后不久，英国卷入第二次世界大战
图灵破解德军英格玛加密机，总共有上十亿种可能
一大缺陷是：字母加密后绝不会是自己，比如H加密后绝对不是H
于是图灵利用这个缺陷设计了一个机电计算机，叫Bombe
德国人时不时会怀疑有人在破解，然后升级英格玛机，比如加一个齿轮，创造更多可能组合
1950年，图灵设想了未来的计算机，拥有和人类一样的智力，或至少难以区分
图灵提出：如果计算机能欺骗人类相信它是人类，才算是智能，达成了智能测试的基础，如今叫“图灵测试”
图灵的个人生活：1952年调查他家的入室盗窃案时，向当局暴露了他的性取向
被起诉“行为严重不检点”
图灵被定罪，有两个选择：1.入狱 2.接受激素来压制性欲
他选择了后者，部分原因是为了继续学术工作，但药物改变了他的情绪和性格
最终图灵1954年服毒自尽，年仅41岁
图灵奖：计算机领域的最高奖项，相当于物理，化学等其他领域的诺贝尔奖