PYTHON-day2 计算机五大组成部分详解、计算机三大核心硬件、操作系统、编程与编程语言、 python解释器

概要

昨日内容补充

  • Markdown语法
    1 流程图
    2 数学公式

今日内容概要

  • 计算机五大组成部分详解
  • 计算机三大核心硬件
  • 操作系统
  • 编程与编程语言
    1 编程语言发展史
    2 编程语言分类
  • python解释器
    1 python解释器概述
    2 python解释器多版本共存

详细内容

流程图

  • Mermaid
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  • Sequence
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数学公式

首先，输入数学公式要创建一个公式块，步骤如下：
在需要的位置插入：段落---公式块
然后输入所需公式代码
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计算机五大组成部分详解

  • 控制器：计算机的控制中心，协调计算机各部分硬件的运作，使之有条理的运行。
  • 运算器：计算机中完成各种二进制编码算数和逻辑运算操作的部件。主要进行逻辑运算、数学运算，与控制器共同组成中央处理器（CPU）。

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  • 存储器：计算机中用于存放数据信息和程序的部件，并且都是用二进制形式表示的。
    1 内存：基于电工作，存取数据速度快，但是断电后数据立刻丢失（类似于人的短期记忆）。
    2 外存：不基于电工作，存取数据速度较内存慢，但是可以永久保存数据（类似于人的长期记忆），常见的外存有硬盘、固态硬盘、U盘、磁盘、磁带等
  • 输入设备：用于向计算机输入信息、程序的设备。输入设备是将各种形式信息转换成计算机能够识别的二进制代码的数字形式并且储存，常见的输入设备有键盘、触摸屏、鼠标、摄像头等。
  • 输出设备：用于变换从计算机输出信息形式的设备。输出设备将计算机运算出的二进制代码转换成其它设备可以接收和识别的信息形式，像打印机、显示器、音响等都是输出设备。

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计算机三大核心硬件

  • CPU:CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，CPU主要包括运算器和高速缓冲存储器以及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线（计算机中真正干活的人、程序要想运行起来必须要有CPU参与）。

  • 硬盘：硬盘是计算机最主要的存储设备，它是由一个或多个铝制或玻璃制的碟片组成，这些碟片外覆盖有铁磁性材料。从某种程度上来讲，计算机性能的好坏仅仅影响运算数据的速度，而存储设备的任务则是保证各类运算数据得以存续（能够长久保存数据 、但相对于内存存取数据速度极慢）。

  • 内存：存又称随机存储器，指的就是主板上的存储部件，是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。一般来说所有的应用程序都要在内存中运行，所以内存的容量大小可以影响到程序的运行速度。对整个计算机运行影响非常大（存取数据速度极快、主要与CPU配合使用）。

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  1. 下载的数据储存在哪里？
    • 一般来说电脑可以储存数据的地方包含内存和硬盘两个地方，但因为内存是基于电工作，断电即丢失数据，所以下载的数据储存在硬盘上.
  2. 程序在何处如何运行？
    • 双击程序图标将硬盘中的程序代码读取到内存中，CPU去内存中获取程序中的指令并执行（因为硬盘读取数据是有上限的(硬盘转圈读取数据）如果容量越大、那么等待的时间越长）。
  3. 既然内存直接影响计算机运行速度，为什么不将内存做到足够大，而实际中内存容量远小于硬盘？
    • 主要由于目前硬件水平限制，常见内存的容量大小有：4GB 8GB 16GB 32GB 64GB 128GB 256GB（32GB以上一般用于服务器）。
  4. 为什么不砍掉内存让CPU直接跟硬件交互？
    • CPU的运行速度极快，但是硬盘的运行速度相比而言极慢，而内存的运行速度比硬盘快很多，可以跟CPU搭配干活，提升CPU运行效率。而且内存所存储的数据是显示器所显示的东西，而硬盘所存储的东西大部分是不会被看见的，如果没有内存，电脑通过硬盘读取数据后，是无法投射到显示器的，数据不能形象的被我们看到。
  5. 运行产生的数据第一时间储存在哪里？
    • 只要是运行的程序，产生的数据会第一时间储存在内存。以前的文本编辑器使用过程中如果突然断电数据会立刻丢失，现在的文本编辑器不会出现这种情况的原因是其内部会自动执行保存（将内存中的数据储存到到硬盘中）操作。
    • 自动保存机制的两种方式
      方式1: 实时检测文档变化，一旦有变化就保存（优点：不易丢失数据；缺点：运行成本更高）
      方式2: 循环定时任务，每隔一段时间保存一次（优点：运行成本更低；缺点：可能丢失数据）

操作系统

  • 操作系统（Operating System）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等。
  • 开发人员在开发一个软件之前首先需要编写操控计算机各个硬件的代码，然后再编写软件的核心功能。但由于计算机各个硬件几乎一致，所以操作计算机各个硬件的代码也几乎相同。微软Windows之类的操作系统软件公司应运而生，避免了重复造轮子。我们现在所使用的应用程序都必须依赖于操作系统之上才可以运行，所以比如在拿到一台计算机之后第一件事就是安装操作系统。
  • 常见操作系统
    PC端：windows、macOS、linux
    移动端：安卓、IOS、鸿蒙
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编程与编程语言

  1. 什么是编程语言?

    语言：人与人之间沟通交流的媒介，如：中文、英文等。

    编程语言：人与计算机之间沟通交流的媒介。计算机编程语言是程序设计的最重要的工具，它是指计算机能够接受和处理的、具有一定语法规则的语言。从计算机诞生，计算机语言经历了机器语言、汇编语言和高级语言几个阶段。在所有的程序设计语言中，只有机器语言编制的源程序能够被计算机直接理解和执行，用其它程序设计语言编写的程序都必须利用语言处理程序“翻译”成计算机所能识别的机器语言程序。

  2. 什么是编程?
    编程是编定程序的中文简称，就是让计算机代码解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行，并最终得到相应结果的过程。为了使计算机能够理解人的意图，人类就必须将需解决的问题的思路、方法和手段通过计算机能够理解的形式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令一步一步去工作，完成某种特定的任务。这种人和计算体系之间交流的过程就是编程。通俗讲就是程序员将自己的思维逻辑和想法用计算机能够读懂的语言写下来的过程，编程的结果是产生一堆文件。

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编程语言发展史

  1. 机器语言
    机器语言是最方便被计算机接受并且执行的，由于只有0和1，能被计算机直接识别，但不利于我们理解与记忆（程序员是直接使用二进制与计算机沟通交流）。
    优势:最底层、速度最快，计算机能够直接读懂 执行效率高
    劣势:最复杂、学习难度太大、开发效率极低、门槛太高

  2. 汇编语言
    汇编语言广泛用于低层编程，嵌入式系统，工业控制等领域（用一些英语字母来表示一串二进制数）。
    优势:学习难度有所降低、开发效率有所提高
    劣势:复杂、门槛还是太高

  3. 高级语言
    高级语言则占据比例最大，无论是微机还是手机的应用程序都普遍使用这种类自然语言来进行研发（用人类能够读懂的字符与计算机沟通交流）。
    优势:学习难度低、开发效率高、门槛低
    劣势:执行速度没有上述两个语言快
    常见高级语言:C++、Java、PHP、python、Golang
    高级语言种类虽然多但是万变不离其宗，底层原理几乎一致
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高级编程语言分类

高级语言都需要经过翻译之后才能被计算机识别并执行，要想让计算机能够识别并运行高级语言需要对应类型的翻译官。

  1. 编译型语言：编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言)，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行(编译后生成的可执行文件，是 cpu 可以理解的 2 进制的机器码组成的)，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件(* .obj，也就是 OBJ 文件)才能执行，只有目标文件而没有源代码，修改很不方便。编译后程序运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性较差（类似于谷歌翻译(一次性翻译) 翻译之后可以反复使用翻译的结果），常见编译型语言：C、C++、Delphi 等。
    优势:一次翻译可以反复使用、执行效率高、速度快
    劣势:当程序中频繁出现bug、那么需要反复编译

  2. 解释型语言：执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”，应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言)，一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器(想运行，必须先装上解释器，就像跟老外说话，必须有翻译在场)，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。如 Python、Java、PHP、Ruby 等。
    优势:有bug和没有bug执行效率几乎一样
    劣势:速度没有编译型语言快

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Python解释器

  1. Python发展方向
    Python是一门多点开花的编程语言，主要方向有：web方向、自动化运维、自动化测试、自动化办公、网络爬虫、金融量化、人工智能、机器学习、数据分析等。

  2. python的使用方法
    1.windows+r
    2.输入cmd回车
    3.切换盘符 D:
    4.切换目录 cd python+版本序数
    5.运行解释器 python
    6.退出解释器 exit()
    7.退到上一层目录 cd ..
    （通过修改环境变量可以让Python的使用更加快捷）

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    环境变量

    环境变量是在操作系统中一个具有特定名字的对象，它包含了一个或者多个应用程序所将使用到的信息。例如Windows和DOS操作系统中的path环境变量，当要求系统运行一个程序而没有告诉它程序所在的完整路径时，系统除了在当前目录下面寻找此程序外，还应到path中指定的路径去找。用户通过设置环境变量，来更好的运行进程。

  • cmd窗口内查找资源
    我们在cmd窗口内查找资源的时候
    1.先在当前路径查找(在家里找)
    2.如果没有、则去系统环境变量中查找(派出所)
    3.还没有、则会提示报错(凉凉)
    我们可以通过修改计算机来实现目标查找，但是修改环境变量之后需要使用新的cmd窗口。

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  • 多版本共存
    拷贝解释器中的python.exe文件到当前文件夹
    然后给拷贝之后的文件命名(独一无二)

运行Python的三种方式

  1. cmd直接编写运行
    适用于较短 临时执行的代码

  2. 解释器命令运行
    可以编写较长的代码 并且可以长久保存

  3. 利用IDE工具编写并运行
    IDE开发者工具:自动提示 携带各种功能插件 编写代码效率更高更快

    • sublime
      对小白不友好
    • vscode
      对小白不友好
    • pycharm
      功能强大 对小白友好
posted @ 2022-09-22 20:38  热辣香骨鸡  阅读(14)  评论(0)    收藏  举报