Day02.计算机基础&Python概述&第一个Python程序

Day02.计算机基础&Python概述&第一个Python程序

一、软件开发的常识

1.什么是软件

一系列由特定顺序组织起来的计算机数据或者指令

常见的软件：

​ 系统软件：windows,Linux,mac os

​ 应用软件：QQ,一系列的播放器，一系列的浏览器等 app

2.什么是开发

就是制作软件的过程

软件的出现实现了人与计算机之间的交互

交互方式：

​ 图形化界面：通过一些现成的界面完成一些任务

​ 命令行方式：在控制台输入一些指令，计算机帮忙完成某件事情

3.DOS命令行

【掌握】
cd  进入指定目录【文件夹】   
cd ..  退回到上一级目录
cd /   退回到根目录
dir	  列出当前目录下所有的文件夹以及文件

4.计算机编程语言介绍

人类语言: 人与人沟通的语言
计算机语言: 人与计算机沟通的语言
计算机的组成: 
	1, 硬件： 如鼠标，键盘，显示器，显卡，内存条， 硬盘，主板等计算机设备或部件
	2, 操作系统: 基于硬件，用于管理和运行应用程序，是硬件和软件的桥梁
	3, 软件: 应用程序, 依赖于运行的操作系统
常见编程语言: 
	C, C++, JAVA, PHP, PYTHON, JS,html,css, Go, Object-C, Swift, 易语言。 

C： 底层开发, 面向过程，速度快 
C++： 面向对象，嵌入式，Android底层，做游戏， 跨平台 
Java: 后端语言, 开发企业级系统，开发Android 
C#: 后端语言， 用于Unity3D游戏，如：王者荣耀 
php: 后端语言，号称世界上最好的语言。
Python: 高层语言，简单易学。
OC: 号称世界上最优雅的语言，开发iOS
Swift: 开发iOS, 开源（开放源代码）
JS: javascript， 前端必备语言
html + css: html:前端的标签， css:样式

二、Python的概述

1.Python语言

Python是一种解释型, 面向对象, 动态数据类型的高级程序设计语言.

脚本语言： js, php, python, jsp, asp

弱类型/强类型 弱类型： a = 10 强类型： int a = 10

python由Guido van Rossum（荷兰） 于1989年底发明,第一个公开发行版发行于1991年

2.Python的简介

Python是一种解释性语言: 开发过程中没有编译这个环节,类似于PHP和JS语言,是脚本语言

是一个交互式语言: 可以在一个python提示符,直接互动执行程序

是面向对象语言: python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术

python是初学者的语言: python对初级程序员而言, 是一种伟大的语言, 他支持广泛的应用程序开发,从简单的文字处理到www浏览器再到游戏都可以使用python

3.为什么学习Python

python语言排行榜, python的薪资, python的就业岗位数量, python发展前景

python应用广泛

Python 是最接近AI（人工智能）的语言

Python 是跨平台的【Python程序可以运行在windows、linux，Macos上，例如：在windows上书写的Python程序，可以在linux或者macos上运行】

4.Python发展史

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0IZ8KAgp-1594458016951)(author.png)]

Python的作者，Guido von Rossum，是荷兰人。1982年，Guido从阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)获得了数学和计算机硕士学位。

1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译/解释器， Python来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室内情景幽默剧，以当时的英国生活为素材)。他希望这个新的语言叫做Python的语言 （python翻译：蟒蛇）

1991年，第一个Python编译器(同时也是解释器)诞生。它是用C语言实现的。从一出生，Python已经具有了：类(class)，函数(function)，异常处理(exception)，包括列表(list)和词典(dictionary)在内的核心数据类型，以及模块(module)为基础的拓展系统。

5.Python的优缺点【了解】

5.1优点

简单：Python是一种代表简单主义思想的语言

易学：就如同你即将看到的一样，Python极其容易上手。前面已经提到了，Python有极其简单的语法

高层语言：当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节

可移植性：由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上

解释性语言： 类似PHP和JS语言，Python语言写的程序不需要编译成二进制代码而是直接从源代码运行程序。 而 编译性语言比如C或C++写的程序一般是先从源文件编译成二进制代码，再编译二进制代码来运行程序。

面向对象：Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程

可嵌入性：你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能

丰富的库：Python标准库确实很庞大。

GUI图形界面

5.2缺点

强制缩进

运行速度相对较慢， 因为是高层语言， 打个比方：C语言1s， Java10s, python100s, 但是运行时间都会非常快， 比如c语言0.01ms, python1ms, 网络消耗1s, 那么c语言1.00001秒， python1.001秒， 所以真正运行程序时相差不大

代码不能进行加密【源代码】

6.Python的应用

YouTube:视频网站

Facebook:社交

知乎

Python擅长的区域:

​ web开发

​ 爬虫开发

​ 数据分析

​ 机器学习

​ 人工智能

后端开发，网站，电子商城，OA系统

三、数据的存储

1.思考问题

1.为什么使用计算机

​ 为了存储数据，快速处理数据

2.数据存储在计算机的什么位置

​ 数据存储在内存（缓存/临时存储）中, 存在硬盘（持久化/永久存储）

3.计算机如何存储数据的

​ 计算机存储数据【数据包括数字，英文，中文，文件等】， 最终是以二进制存储在硬盘或内存中

​ 计算机是如何存储数字的

2.内存

2.1概述

内存是计算机的组成部分，作用是与cpu沟通的桥梁，计算机中所有的程序都是在内存中运行

内存【Memory】,内存储器，作用暂时存放cpu中的运算数据

2.2抽象理解

一个开关，有两种状态，打开或者关闭，在计算机中使用0和1表示

2.3单位

硬盘：1T

计算机中表示数据的最小单位：比特 【bit ----b】,又被称为位, 0/1

计算机中处理数据的最小单位：字节【Byte----B】

单位换算：1B = 8b【掌握】

KB MB GB TB PB EB…DB

存储单位 :

​ 1byte = 8bit 0000 0000

​ 1KB = 1024 byte

​ 1MB = 1024KB

​ 1GB = 1024MB

计算机在内存中以二进制的形式存储数据【主要使用0和1进行表示】【十进制】

3.进制

3.1 什么是进制

a.进制就是进位的制度，一种进位的方式

​ 例如：十进制：逢十进一

​ 二进制：逢二进一

​ 八进制，十六进制【是由二进制演变来的】

b. 常见的进制：

​ 二进制（0和1）: 0, 1

​ 十进制（0~9的整数）: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

​ 八进制（0~7的整数，用数字0开头）, 0,1,2,3,4,5,6,7

​ 十六进制（0_9和af【不区分大小写】，用0x或者0X开头）

​ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f

3.2 进制的特点

a.每种进制都有确定的符号集

b.每种进制采用的是位置表示法，位置不同，表示的意义不同，值的不同取决于它所在位的权值有关

​ 举例：

​ 注意：下面的^表示的是次方

​ 145：100 = 10^2

​ 761：1 = 10^0

​ 817：10 = 10^1

​ 145 = 1x10^2 + 4x10^1 + 5x10^0

c.二进制的计算

​ 0+0=0

​ 1+0=1

​ 0+1=1

​ 1+1= 10 【逢二进一】

3.3 进制之间的转换

a.十进制 -> 二进制

​ 转换原理：对十进制进行除2的运算，直到商为0为止，然后将各个步骤中得到的余数倒着写出来.

十进制转换成二进制:
10 = 8 + 2 = 1010
134 = 128 + 4 + 2 = 1000 0110
556 = 512 + 32 + 8 + 4 = 100010 1100

b.二进制 -> 十进制

​ 转换原理：将二进制按照权展开，相加即可得到十进制

举例：

​ 110 = 1x2^2 + 1x2^1 + 0x2^0 = 4 + 2 = 6
​ 10010110 = 1x2^7 + 1x2^4 + 1x2^2 + 1x2^1 = 128 + 16 + 4 + 2 = 150
​ 1101010 = 2^6 + 2^5 + 2^3 + 2^1 = 64 + 32 + 8 + 2 = 106
​ 000 = 0
​ 001 = 1
​ 010 = 2
​ 011 = 3
​ 100 = 4
​ 101 = 5
​ 110 = 6
​ 111 = 7
​ 1000 = 8
​ 111111 = 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1
​

2的0次方: 1
2的1次方: 2
2的2次方: 4
2的3次方: 8
2的4次方: 16
2的5次方: 32
2的6次方: 64
2的7次方: 128
2的8次方: 256
2的9次方: 512
2的10次方: 1024

2的11次方: 2048
2的12次方: 4096
2的13次方: 8192
…

c.二进制 -> 八进制

转换原理：每三位二进制按权展开，相加得到1位八进制，实现思路：从右向左进行分组，每3位为一组，不足是补0，将每一组进行二进制转换八进制的操作，最后将每一组得到的结果连起来

举例：

​ 10010110 -> 010 010 110 -> 2 2 6 -> 226 -> 0226

​ 1 010 001 -> 001 010 001 -> 1 2 1 -> 121 -> 0121

八进制转二进制:

520 => 101 010 000
777 => 111 111 111

d.二进制 -> 十六进制

转换原理：每四位二进制按权展开，相加得到1位十六进制，实现思路：从右向左进行分组，每4位为一组，不足是补0，将每一组进行二进制转换十六进制的操作，最后将每一组得到的结果连起来

0000: 0
1111: 15(F)
十六进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

举例:

​ 10010110 -> 1001 0110 -> 9 6 -> 96 -> 0x96

​ 1010001 -> 0101 0001 -> 5 1 -> 0x51

​ 10111110 -> 1011 1110 -> 11 14 -> b e -> 0xbe

​ 111011 -> 0011 1011 -> 3 11 -> 3 b -> 0x3b

​ 11 0001 1011 => 0x31b

十六进制转二进制:

0x5b2 => 0101 1011 0010

e.十进制 -> 八进制或者十六进制

转换原理：

​ 先将十进制转换为二进制，然后再将二进制转换为八进制或者十六进制

520 (十进制) => (512+8)=10 0000 1000(二进制) =>1010(八进制) => 208(十六进制)
1010(八进制) => 1*8^3 + 1*8 = 512+8 = 520(十进制)
208(十六进制) => 2*16^2 + 8 = 512+8 = 520(十进制)

1010(八进制) => 0010 0000 1000(二进制) => 208(十六进制)
2b8(十六进制) => 001 010 111 000(二进制) => 1270(八进制)

f.八进制或者十六进制 -> 十进制

转换原理:

​ 将八进制或者十六进制按照权展开，相加，类似于二进制转换为十进制

5.存储数据

计算机存储数据的过程:

​ 需要先在内存中开辟空间，然后将数据转化成二进制存入内存. 计算机开辟内存空间的最小单位为字节

比如存储数字1, 占4个字节: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

四、第一个Python程序

1, 打开Pycharm, 新建项目

2, 创建名为hello.py文件 (python文件以.py后缀结尾)

b, 在hello.py中输入以下内容

print("hello world")

c, 在代码区域右键, 选择’运行’文件

五、Python的编码规范

a.在每个语句的后面不要添加分号，每行最好只书写一条语句

b.括号的使用：运算符中

c.Python中是通过缩进【4个空格】来区分代码块的

d.尽量避免在文件名中出现中文和空格

六、注释

注释在编写程序的时候，给代码添加的一些解释性的文字

作用：可以提高代码的可读性，以便于以后的参考或者修改

注释是解释性文本，在运行程序的时候，会被自动的跳过，不做处理

分类
​ 单行注释：只能注释掉单行的文字 # xxxxxxx

​ 多行注释【块注释】：三个单引号或者三个双引号

注意：对于多行注释，选用单引号或者双引号都可以

​ 如果单纯使用双引号，双引号的注释不能嵌套

七、常量和变量

1.常量

定义：在程序运行的过程中，值永远不会发生改变

print(2)
print(2.3)
print(3+5)

print("hello")
print(True)

2.变量

2.1. 概念

定义: 程序在运行的过程中，值可以随时发生改变

作用：存储数据，参与运算

2.2. 定义

定义格式：变量名 = 初始值

说明：

​ 变量名： 对于每一个变量，需要给他定义一个名称，定义的规则就是标识符的规则

​ =： 赋值运算符【主要是为了给变量进行赋值】, 不是数学中的等于,

​ 初始值：第一次给变量赋予的值，在程序运行的过程中，这个值可以随时发生改变

举例：age = 10

​ age是变量名，10是初始值

#Python中的变量的定义和数学中变量的定义完全一致
x = 3
y = 4
print(x * y)

x = "abc"
#print(x * y)

#【扩展】
#Python被称为弱类型语言，动态改变变量的数据类型，容错性比较高
#Java被称为强类型语言，只要变量被定义，它的数据类型将不能发生任何的改变

2.3. 作用以及在内存中的存储

作用：需要在内存中开辟一块空间，将指定类型的值存储在这块空间中 age =18

思考问题：变量在内存中开辟了空间，那内存如何释放？

手动管理内存和自动管理内存

内存中的数据在不使用的情况会自动进行释放，当没有变量名【引用】指向某个实体的时候，则这个实体会被当做垃圾，只能等待系统的垃圾回收机制回收 GC

代码演示：

#给变量重新赋值
name1 = "叶良辰"
name2 = name1
print(name1)
print(name2)

name1 = "Jack"
print(name1)
print(name2)

2.4.删除变量

注意：当定义一个变量，然后删除，相当于这个变量未被定义

代码演示：

#定义变量
num = 66
print(num)

#删除变量
#del
#变量被删除之后则相当于这个变量未被定义
del num
print(num)

2.5.关键字

关键字: 在Python中，已经被赋予了特殊含义的英文单词

import keyword
print(keyword.kwlist)

2.6.标识符

在Python程序中自定义的一些英文单词

定义合法标识符的规则：

​ a.只能由数字，字母，下划线组成，不可以是其他的特殊字符【%，&，*，空格等】

​ b.开头不能是数字

​ c.不能是关键字

​ d. 严格区分大小写 例如： age和Age是两个不同的标识符

定义标识符的规范：

​ a. Python官方要求: 全部用小写字母，不同单词之间使用下划线分隔 stu_score

​ 遵循驼峰命名法【不同的单词之间使用首字母大写的方式进行分隔】

​ 例如：stuScore StuScore

​ b. 尽量做到见名知意

【注意：规则和规范的区别】

练习：判断下面标识符合法是否

​ xiaoming 合法

​ $abc 不合法 ，有特殊字符

​ abc_hello 合法

​ 1score 不合法，数字不能开头

​ score123 合法

扩展:

​ 其他标识符的命名规则:

​ 常量: 常量名所有字母大写，由下划线连接各个单词如MAX_OVERFLOW，TOTAL

​ 函数&方法: 函数名应该为小写，可以用下划线风格单词以增加可读性。如：my_function，my_example_function。

​ 文件名: 全小写,可使用下划线

​ 包: 应该是简短的、小写的名字。如果下划线可以改善可读性可以加入

​ 模块: 与包相同

​ 类: 总是使用首字母大写单词串。如MyClass。内部类可以使用额外的前导下划线

八、输入输出【掌握】

1.print输出

作用：将一些特定的数据输出到屏幕上【调试工具】

代码演示：

#简单用法:每次只输出一个数据，任何类型都可以
print(10)
print("hello")

#可以通过一条print输出多个数据,使用逗号隔开，最终得到的结果将逗号识别成了空格
print(10,"hello")

x = 3
y = 4
print("x + y = ",x + y)

2.input输入

作用：可以将外部的值作为程序中变量的值使用【从控制台获取值】

代码演示：

#注意：当程序执行到input的时候，程序会停止在这个地方，等待用户的输入，
# 当内容输入结束之后，按下enter，此时输入结束
#用户输入的值可以通过变量的形式保存起来
str = input("请输入内容：")
print(str)

name = input("请输入姓名：")
age  = input("请输入年龄：")
print(name,age)


#需求:根据控制台输入的年龄计算还能活多少年, 假设可以活到100岁
death_age = 100

#注意：通过input获取的数据全部都是字符串
age1 = input("请输入现在的年龄：")
print(death_age - age1)


#字符串和整型之间的转换
"""
int:integer,整型，
str:string,字符串

转换
int()  将字符串转换为整型
str()   将整型转换为字符串
float() 将整型或者字符串转换为浮点型【小数】
"""

#修改上面的获取结果的语句
print("还可以活",death_age - int(age1),"年")
print("还可以活",str(death_age - int(age1)),"年")


#练习：从控制台输入两个数，计算两个数的和，并将结果输出
num1 = int(input("请输入第一个数："))
num2 = int(input("请输入第二个数："))
print(num1 + num2)
result = num1 + num2
print(result)