算法一直是程序员们“难啃的骨头”。但早在计算机被发明以前，人们对于算法就已经研究了很长的时间。
算法历史上的每一个“第一次”，都为计算机的发展带来了重大影响。那算法为什么是计算机程序的灵魂？其实可以从它的发展史中略窥一二。
异步君将带领大家从算法的每个“第一次”开始，了解“好”算法的性质，还会送给大家一些算法的基础学习方法！
算法的每一个“第一次”
算法概念的第一次被提出
自古老的公元前1世纪开始，《周髀算经》就作为中国最古老的天文学和数学著作，在算法的历史上写下了浓墨重彩的一笔。
作为算经的十书之一，《周髀算经》采用最简便可行的方法确定天文历法，揭示日月星辰的运行规律，囊括四季更替，气候变化，包涵南北有极，昼夜相推的道理。为后来者的生活作息提供了有力保障。
经过几个世纪的发展，到公元9世纪，波斯数学家al-Khwarizmi第一次在数学上提出了“算法”这个概念——演算法(algorithm)。他提出的算法概念，仍旧沿用至今：
1.算术运算
指按照规定的法则和顺序对式题或算式进行运算，并求出结果的过程。包括：加法、减法、乘法、除法、乘方、开方等几种运算形式。
运算和计算略有区别，计算是指把横式中的数按运算符号和规定的顺序求得结果，可以按运算法则，也可以按口算或其他简便的方式直接求得结果。而运算则是指求得结果的过程。
2.关系运算
关系的基本运算有两类：一类是传统的集合运算（并、差、交等），另一类是专门的关系运算（选择、投影、连接、除法、外连接等），有些查询需要几个基本运算的组合，要经过若干步骤才能完成。
3.逻辑运算
逻辑运算又称布尔运算。布尔用数学方法研究逻辑问题，成功地建立了逻辑演算。他用等式表示判断，把推理看作等式的变换。这种变换的有效性不依赖人们对符号的解释，只依赖于符号的组合规律 。这一逻辑理论人们常称它为布尔代数。
历史上第一个算法
公元前330年，被人们称为“几何之父”的欧几里得出生了。在欧几里得生活的那个时期，几何学存在一个很大的缺点和不足，就是缺乏系统性。
这一时期的古希腊几何学，大多数是片断、零碎的知识，公理与公理之间、证明与证明之间并没有什么很强的联系性，更不要说对公式和定理进行严格的逻辑论证和说明。
于是欧几里得下定决心，要在有生之年完成对几何学的系统化理论化。由此，经过无数个日夜的撰写，人类史上第一个算法——欧几里得算法诞生了！
对现在的计算机行业来说，欧几里得算法是目前最经典的几大算法之一。
历史上的第一个算法程序
19世纪80年代，“软件之母”Ada Byron为巴贝奇分析机编写了求解伯努利方程的程序。这是人类史上的第一个算法程序。
巴贝奇分析机
Ada关于算法的研究实现了计算机科学的本质性飞跃。在她去世一百年之后的1953年，她之前所翻译《分析机概论》留下的笔记被重新公布，再一次震惊了世人。人们因此认为，Ada对现代计算机与软件工程造成了重大影响。
从现在的观点来看，Ada首先为了计算制作了“算法”，然后制作了“程序设计流程图”，这个珍贵的计划被认为是“第一件计算机程序”。
“软件之母”Ada Byron
作为世界上的第一位程序员，Ada为编程的发展做出了极大的贡献。
第一次解决算法定义的难题
进入20世纪，算法得到了进一步的巨大发展。这个世纪，英国数学家图灵提出了著名的图灵论题，并提出一种假想的计算机的抽象模型，这个模型被称为图灵机。
图灵机的构造
所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色，有一个机器头在纸带上移来移去。
机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。每个时刻，机器头都要从纸带上读入一个方格信息，然后结合内部状态查找程序表，再根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态进行移动。
虽然图灵机十分地简单，但它可以用来模拟任何算法。图灵机对人们使用纸笔进行数学计算的过程进行了抽象，实现了用机器代替人类进行数学计算。图灵机的出现，解决了算法定义的难题。
算法是计算机程序的灵魂，掌握了算法，就可以离开发出优秀的程序更近一步。
「Have Fun ~ Tester ！」
「FunTester」，一群有趣的灵魂，腾讯云&Boss认证作者，GDevOps官方合作媒体。
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本文分享自微信公众号 - FunTester（NuclearTester）。
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