day02-python和计算机介绍2

今日内容:

1.计算机硬件

1.1 cpu

1.2 内存

1.3 硬盘

2.操作系统

3.什么是编程语言?

什么是编程?

什么是程序?

为何要编程?

4.编程语言分类

5.python介绍

6.安装多版本python解释器

7.第一个python程序

8.变量

一. python是什么?

• python是一门编程语言,
• 一个金融领域和一个IT领域喜欢创名词.

什么是编程语言?

• 人 ----------编程语言-----------计算机
• 能够与机器对话的人
• 搞艺术...
• 就是人类和计算机之间进行沟通的介质

什么是编程?

1.想好做事的步骤

2.找一个对方能够听懂的语言把做事的步骤给翻译下来.并且存入文件中

银行行长------------------业务员

​ 接收客户输入的账号

​ 接收客户收入的密码

​ 判断 输入的账号 等于 正确的账号 并且 输入的密码 等于 正确的密码

​ 告诉用户登录成功

​ 否则

​ 告诉用户登录失败

​ 程序员 ----------------------- 计算机

什么是程序?

​ 程序就是一系列的代码文件

什么是进程?

​ 进程指的是一个正在运行的程序

为何要编程?

​ 计算机就相当于人类的奴隶,编程的目的就是为了控制计算机让其代替人类去工作

二. 计算机

五大组成部分

1.运算器:数学运算和逻辑运算

2.控制器:是计算机的指挥系统,负责控制其他所有计算机硬件的运行

-	控制器	+ 运算器  = cpu   =========== 人类的大脑

3.存储器:储取数据

• 内存: 基于电工作的,内存里存放的数据都是电信号.
  • 特点:存取速度快,
  • 缺点:断电就会丢失数据===== 人类的记忆功能
• 外存:比如磁盘(机械硬盘和固态硬盘)基于磁工作,磁盘里存放的磁信号.
  • 特点:断电不会丢失数据 ==== 人的 笔记本
  • 缺点:读取熟读远远要小于内存.

4.输入设备 input

5.输出设备 output

三. 与运行程序有关的三大核心硬件(重点)

​ cpu

​ 内存

​ 硬盘

程序运行经历的步骤:

1. 先将程序由硬盘读入内存---> 也称为程序的启动/加载过程
2. cpu从内存中取出程序中的指令来运行---> 程序的运行
3. 程序运行过程中产生的数据一定是先存放与内存中的,关键数据一定要由内存刷到硬盘中永久保存起来.

内存越大.可以运行的进程就越多.当内存满了运行程序就会变卡,

计算机是通过电控制的,它只有俩种状态,高电频和低电频的,就是现在的二进制的由来,0和1.0表示的是低电频,1表示的高电频.

一个程序存的就是一堆二进制数,它是高低电型号的保存.

四. 计算机硬件详解

cpu x86-64 :表示的是cpu的型号.就是cpu的设计方式,

• 一个cpu芯片 4 核 8 线程
  • 4核相当于4个脑袋,8线程一个脑袋同一时间最多可执行的程序

精准指令集:一次可以执行的事比较少.(火箭,导弹...)

复杂指令集:一次可以执行的事比较多.(个人电脑,商业电脑..)

64 表示的是cpu从内存种一次读取的位数(bit).

cpu有32位的和64位的,64位的软件不仅可以使用64位的还可以使用32位的,但32位的cpu只能使用32位的软件,即cpu的型号有向下兼容性.

寄存器:造价高,

​ 介绍: 寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域，用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路，但这种时序逻辑电路只包含存储电路。寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的，因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数，所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。寄存器是中央处理器内的组成部分。寄存器是有限存储容量的高速存储部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。

缓存是把一些常用的数据存放的地方,在内存之上.

缓存是指可以进行高速数据交换的存储器存储器)，它先于内存内存)与CPU交换数据，因此速率速率)很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存)。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静RAM组, 结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。

内存

硬盘

​ 机械硬盘:非常容易坏,因为是根据机械手臂上的磁头取读取扇区中的磁道上面的数据(是磁道上面一圈)

​ 固态硬盘:是根据电子存取数据的.

但是内存读取的速度要快于固态硬盘,电信号比电子快.

内存中有一个地方叫缓冲区,它会将一些数据暂时的保存在这

Linux会将你不使用的内存空间偷走,用来优化你的程序,它会将它分为buffer写缓冲区和cache读缓存区,但是这是它自己偷偷进行的,你也可以将这部分的内存空间要回来.

虚拟内存

• 你在将硬盘区分的时候就可以分出来.
• 救急的时候用的,临时使用.

​

五:操作系统

​ 操作系统是一个协调,管理,控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序.它处于计算机硬件和应用程序之间.

计算机的三层结构:

​ 应用程序

​ 操作系统

​ 计算机三大核心硬件(cpu,内存,硬件)

计算机运行体系

上节课复习

1.三大核心

​ cpu

​ 内存

​ 硬盘

每个进程间的数据是相互隔离的,是物理上的隔离

程序是人类思维逻辑的体现

2.操作系统

​ 硬件都被人类控制,我们控制的是应用程序,应用程序之下的是操作系统(也是控制程序),再在之下的是计算机硬件(cpu,内存,硬盘).

​ 应用程序(软件)

​ 操作系统(windows,Linux)

​ 计算机硬件(cpu,内存,硬盘)

​ ps:文件就是操作系统提供给用户或者应用程序操作硬盘的一种功能

3.编程的逻辑

-	先思考程序的逻辑
-	再将人类的语言转化成计算机能读懂的语言

今日内容:

1.编程语言分类

2.python介绍

3.安装多版本python解释器

4.第一个python程序

​ python程序运行的三个步骤

5.变量

6.基本数据类型

7.输入输出

一.编程语言的分类

• 机器语言: 直接用二进制指令编写程序
  • 缺点
    • 二进制指令难以记忆,极容易出错.
    • 编程的复杂度极高
  • 优点:执行效率快,直接运行计算机硬件,直接给计算机上电用电控制
• 汇编语言: 用英文标签取代二进制指令去编程程序.
  • 缺点:
    • 编程的复杂度依然很高,得对计算机硬件的认识的非常娴熟
• 高级语言: 用人类能理解的表达方式去编写程序
  • 高级语言编写的程序计算机无法直接理解,必须要经过翻译才可以,按照翻译方式的不同,高级语言又可以分为俩种
  • 1.编译型(c,go) 先将程序翻译成平台内的计算机能识别的语言,但它只会编译一次,即将整个重新先翻译,后面执行就不用翻译了.
  • 2.解释型(shell,python) 也是将程序翻译成平台的计算机能识别的语言,它是边执行边翻译的每次执行都要重新翻译

二.python的介绍

Python是一种跨平台的计算机程序设计语言。 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越多被用于独立的、大型项目的开发。

发展历程

自从20世纪90年代初Python语言诞生至今，它已被逐渐广泛应用于系统管理任务的处理和Web编程。
Python的创始人为荷兰人吉多·范罗苏姆 [4]  （Guido van Rossum）。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为该编程语言的名字，是取自英国20世纪70年代首播的电视喜剧《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python's Flying Circus）。

三.安装多版本的python解释器.

下载路径

 Python目前已支持所有主流操作系统，在Linux,Unix,Mac系统上自带Python环境，在Windows系统上需要安装一下，超简单
打开官网 https://www.python.org/downloads/windows/ 下载中心

测试安装是否成功

windows --> 运行 --> 输入cmd ，然后回车，弹出cmd程序，输入python,如果能进入交互环境 ，代表安装成功。

四.编写第一个python程序.

交互式环境:

​ 特点:可以即时运行代码,无法永久保存代码

​ 用处:立马就可以看到结果,方便调试

写入文件

​ python3 "文件的路径"

强调：python解释器执行程序是解释执行，即打开文件读内容，因此文件的后缀名没有硬性限制，但通常定义为.py结尾

五.运行python程序的三个阶段

​ python3 "文件的路径"

​ 1.先启动python解释器

​ 2.python解释器会将文件xxx的内容从硬盘上读取到内存

​ 3.python解释器会解释执行刚刚读入内存的代码,识别python语法.

运行文本的三个阶段为:

​ 1.先启动文件编辑器

​ 2.文本编辑器会将文件的内容从硬盘读取到内存

​ 3.文本编辑器会将读取到内存的内容照葫芦画瓢的显示在终端.

六,IDE 集成编译器

​ pycharm

https://www.jetbrains.com/pycharm/  # pycharm的安装路径

Pycharm专业版是功能最丰富的，与社区版相比，Pycharm专业版增加了Web开发、Python Web框架、Python分析器、远程开发、支持数据库与SQL等更多高级功能。
pyCharm的社区版中没有Web开发、Python Web框架、Python分析器、远程开发、支持数据库与SQL等这些功能。

然后就可以根据你的需求安装对应的版本.

七.注释

7.1 单行注释（行注释）

Python中使用#表示单行注释。单行注释可以作为单独的一行放在被注释代码行之上，也可以放在语句或表达式之后。

# 这是单行注释
当单行注释作为单独的一行放在被注释代码行之上时，为了保证代码的可读性，建议在#后面添加一个空格，再添加注释内容。
当单行注释放在语句或表达式之后时，同样为了保证代码的可读性，建议注释和语句（或注释和表达式）之间至少要有两个空格。

7.2 多行注释（块注释）

当注释内容过多，导致一行无法显示时，就可以使用多行注释。Python中使用三个单引号或三个双引号表示多行注释。

'''
这是使用三个单引号的多行注释
'''

"""
这是使用三个双引号的多行注释
"""

7.3 注意

注释不是越多越好。对于一目了然的代码，不需要添加注释。
对于复杂的操作，应该在操作开始前写上相应的注释。
对于不是一目了然的代码，应该在代码之后添加注释。
绝对不要描述代码。一般阅读代码的人都了解Python的语法，只是不知道代码要干什么。

7.4 关于代码规范

Python官方提供有一系列PEP文档，其中第8篇文档专门针对Python的代码格式给出了建议，也就是俗称的PEP 8。PEP 8文档地址。