Python核心编程-开课啦!

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计算机要点

       这部分主要讲了5个小节的内容，即：计算机基本概述、交互方式、文本文件和字符集、进制、环境变量。其中，主要了解“交互方式”与“环境变量”两个部分，在Python编程语言学习中将会有所运用。

一、计算机基本概述：

1、计算机概述：

       1.1 计算机是什么？

       计算机俗称电脑，从1946年在美国诞生第一台计算机开始，经历了由电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路、智能计算机、生物计算机等发展阶段，是现代一种用于高速计算的计算器。具有“数值计算”、“逻辑运算”、“存储记忆”等功能特点。计算机是一种能够按照程序运行，自动、高速处理数据的现代化智能电子设备。

       1.2 计算机的组成

       计算机由软硬件组成。
       硬件包括“鼠标、键盘、显示器、主板、CPU、内存条、显卡、硬盘”等。
       软件包括“操作系统软件”和各种“应用软件”。比如Windows、Linux、Unix、Mac OS X等操作系统软件，还有如Office、Visual Studio、C++、C#、JAVA、Python、Pycharm、Photoshop、3DS MAX、Dota等办公、编程开发、图形图像处理、游戏娱乐等应用软件。硬件是物理介质，有形的存在。软件是数字产品，无形无见。软件必须依赖硬件存在。软件实际就是通过编程完成的一个一系列按照特定顺序组织的计算机数据和特定的指令集合。

2、计算机语言概述：

       2.1 计算机语言的基本概念

       用于人与计算机之间进行通讯的语言。计算机语言是人与计算机之间传递信息的媒介。计算机系统最大特征是指令通过一种语言传达给机器。为了使电子计算机进行各种工作，就需要有一套用以编写计算机程序的数字、字符和语法规划，由这些字符和语法规则组成计算机各种指令（或各种语句）。这些就是计算机能接受的语言。

       2.2 计算机语言的发展

       计算机语言总的来说分为机器语言，汇编语言，高级语言三大类。而这三种语言也恰恰是计算机语言发展历史的三个阶段。机器语言 --> 汇编语言 --> 高级计算机语言。
       • 机器语言:最初的机器语言都是由0 和 1组成的二进制数,说白了二进制就是机器语言组成的基础
       • 汇编语言:汇编语言是在机器语言基础之上发展的,它用了一些简单的字母和符号串来代替二进制串,这样就提高了语言的记忆性和识别性
       • 高级计算机语言: 就是一系列指令的集合 例如: JAVA C C++ Python

       2.3 解释型语言和编译型语言的区别

       ♦ 编译型语言 代表语言 C
              ⇒ x(源码) -->编译 --> y(编译后的机器码) 执行速度特别快 跨平台性比较差
       ♦ 解释型语言 代表语言 Python 执行速度比较慢 跨平台性比较好
              ⇒ x(源码)-- >解释器 --> 解释执行

二、交互方式：

       交互方式的种类

       人与计算机沟通有有文本交互与图形交互两种方式。

♦ 命令行的交互方式 (Text-based User Interface) TUI
♦ 图形界面化的交互方式 Graphical User Interface) GUI
        • 命令行的交互方式（TUI）：
        这种方式通常讲就是在计算机上，通过超级终端、DOS命令行、CMD窗口、运行窗口，用文本输入指令的方式，使计算机执行相应的计算机功能、打开相关应用、执行某些程序。
        老师着重讲了用组合键WIN+R调出运行窗口，输入CMD指令，从而在XP、WIN7、WIN10等操作系统上打开命令行窗口，就可以执行相应的一些兼容性DOS命令了。如下图所示：

WIN10的运行窗口

WIN10的命令行窗口

        如上的CMD命令行窗口包含了：操作系统版本信息、版权申明、登录当前系统的用户名（一般均有超级用户特权）。作为我个人体会，特别要注意在WIN10操作系统中，这个窗口显示的当前用户是什么，有些非默认的Administrator用户，在权限应用上可能有问题，会造成安装某些软件无法读写某个目录，或者无法运行某些程序软件，这个要注意（在图形方式下可以鼠标右键在弹出菜单中选择“以管理员身份运行”）。

课堂上主要讲的几个要点

       上图中的版本显示当前操作系统是WINDOWS 7，当前的登录用户账户为默认超级用户Administrator，当前CMD窗口的DOS环境是处在C盘用户目录下，可以通过盘符加半角冒号(如X:)的方式切换到当前电脑硬盘的其它分区磁盘根目录下，输入相应的DOS命令来完成诸如目录（文件夹）或文件的创建、目录或文件的增删改、文件甚至带文件目录的拷贝或移动等等。

上课讲到的DOS命令

       除了上面课上着重演示讲解的DOS命令外，其它我平时还用到如copy、move、ren、dletree、xcopy等。根据我平时的使用习惯，dir命令可以带很多参数，比如dir /ad /w等 ，可以通过输入DOS命令然后带/?的方式，获取命令使用的帮助。如下图：

dir列目录文件命令

DOS命令众多，常用的就那么几个，记住对以后学习Python编程有帮助。
        • 图形界面化的交互方式 Graphical User Interface) GUI：
        图形化交互方式这个是大家平时用得最多的一种，也即我们常说的“图形用户界面”，在这种方式下，一切都变得清晰明了，按图形界面上的文字提示和特有功能区划及按钮进行相应的操作即可，此处老师没有多讲，相信大家都好理解。

三、文本文件和字符集：

文本文件和字符集

♦ 文本文件

• 文本分为两种 : 一种叫纯文本，一种叫富文本。

• 纯文本只能保存单一的文本内容,无法保存内容无关的东西(例如 txt文本文档)。下面这个图是我自己便于引伸和有针对性学习的一个延伸哈，呵呵。
         我觉得最好理解的就是txt文档，那就是真正的纯文本，很纯洁。为什么这里要特别提到并提出“纯文本”这个概念呢？因为Python对纯文本的读取有几种模式，并用open()函数打开，知道了纯文本的特点，对以后学习Python的文件读写就有一个好的概念性和感性的基础。
  
  Python读取纯文本文件的几种模式

• 富文本可以保存文本以外的东西(例如 有道笔记)
         富文本格式（Rich Text Format）即RTF格式，又称多文本格式，是由微软公司开发的跨平台文档格式。大多数的文字处理软件都能读取和保存RTF文档。富文本格式 (RTF) 是一种方便于不同的设备、系统查看的文本和图形文档格式。
         RTF 使用美国国内标准协会 (ANSI)、 PC-8、 Macintosh(mac苹果)，或 IBM 的 PC 字符设置控制显示形式和打印形式。
         在不同的操作系统下创建的RTF文档可以在多种操作系统和应用程序之间互相传输、查看。当前，作为 MS-DOS、 Microsoft Windows、 OS/2、 Macintosh苹果系统，应用程序之间处理文档的特殊翻译软件。
  
  写字板保存的“富文档”的文件与普通纯文本txt是不一样的
  
         但我心中就疑惑了，EXE、MP4、RMVB、MP3这种特殊软件生成的文档，也叫“富文本”吗？当然，WORD文档是富文档无疑。
  
  DOC与EXE文件头对比
  
         经过我百度和深思，我认为富文本是相对于纯文本来说，且富文本点名就与RICH或RTF文档挂上联系，这说明富文本还是文本（只不过是发了财致了富（加入了其它如图片等东西在文本里面，但其格式是特有的）的文本而已），与二进制的EXE啊，或者编译、压码后的音视频如MP3、MP4等不同，后者不能算是富文档。我觉得应该叫编译或特殊编码存储的二进制文件。
• 纯文本在计算机底层也会转换为二进制保存
         ⇒ 将字符转换为二进制码的过程，我们称之为编码 encode()，如下图所示，将汉字“帅”（不同的字符集）转为2进制码，其转换后的位数是不相同的。这个就是encode编码。
  
  汉字转为二进制码这个过程：encode
  
         ⇒ 将二进制码转换成字符的过程，我们称之为解码 decode()
         ⇒ 同上例，反之的过程，就是decode解码。

       编码与解码在Python编程中经常用到，所以必须对此有个清晰的认识。

♦ 常见的字符集

• ASCII 美国人编码 使用7位来对美国常用的字符进行编码 包含128个字符
• ISO-8859-1 欧洲的编码 使用8位来编码 包含256个字符
• GBK 中国人编码(国标码)
• Unicode 万国码 包含世界上所有语言和字符 编写程序一般都会使用Unicode 编码
• Unicode 编码有多种实现 UTF-8 UTF-16 UTF-32
         在讲到编码、解码过程中，就离不开字符集这个概念，不同类的字符集其字符涵盖的数量多少不一，要根据需要选择恰当的字符集来进行编码和解码。
         UTF-8包含的字符集比UTF-16多一倍，而UTF-16又比UTF-32又多一倍。

四、进制：

进制

进制之间的转换

• 十进制-->二进制 原理: 对十进制数进行除2运算
• 二进制 -- > 十进制 原理:二进制乘以2(次幂)的过程
• 进制越大表现形式越短，之所以出现其他进制就是为了更方便的表示数据

进制的计数

• 十进制
  ⇒ 十进制满十进一 十进制一共有10个数字
  ⇒ 计数 : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 .....19 20
• 二进制
  ⇒ 二进制满二进一 二进制一共有2个数字 0 1
  ⇒ 计数 : 0 1 10 11 100 101 110 111 1000....
• 八进制
  ⇒ 八进制满八进一 八进制一共有8个数字
  ⇒ 计数 : 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 ..... 17 20 21...27 30
• 十六进制
  ⇒ 十六进制满十六进位 十六进制的数字 引入了 a b c d e f 表示 10 11 12 13 14 15
  ⇒ 计数 : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 10 11 12 13 ... 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20 21 22 23 24....2a 2b 2c 2d 2e 2f 30 31 32 33 34.. 3a 3b...
  看到进制头就有点痛，还好有计算器，哈。以后要补一下。

数据间的换算

• bit是计算机中最小的单位
• byte是我们最小的可操作的单位
• 8bit = 1byte(字节)
• 1024byte = 1KB(千字节)
• 1024KB = 1MB(兆字节)
• 1024MB = 1GB(吉字节)
• 1024GB = 1TB太字节)
  这个根据我最近听公开课知道，有时我们在下载文件，有时还要换算文件的大小。就要用到上面讲的知识。但个人觉得大家一定要注意一个问题，就是大KB和小kb，大MB和小mb是代表不同的含义，千万注意。

五、环境变量

基本概念

• 环境变量（environment variables）一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数，如：临时文件夹位置和系统文件夹位置等。

• 环境变量操作

• 1.查看环境变量

• 右键计算机(此电脑),选择属性

• 系统界面左侧选择 高级系统设置

• 选择环境变量

• 2. 添加环境变量

• 通过新建按钮添加环境变量

• 环境变量可以有多个值 , 值与值之间用 英文分号隔开

• 3. 修改环境变量

• 通过编辑按钮来修改环境变量

• 4. 删除环境变量

• 通过删除按钮来删除环境变量

path环境变量

• path环境变量 保存的是一个一个的路径
• 当我们在命令行中输入一个命令，系统会先在当前目录下找，如果有就直接打开
• 如果没有则会去path环境变量的路径去找，直到找到为止。没找到则会报错
• 我们可以将一些经常要访问的文件或程序的路径添加到环境变量当中。这样我们就可以在任意位置来访问这些文件了
• 注意事项:
• path环境变量不区分大小写 path Path PATH

• 多个路径之间用 ; 隔开
  本节是两个重点之一。也是与我们初学编程时安装软件配置环境路径有关的一节知识。还好这部分以前有基础。老师特别提到不要随便动“系统变量”，只对“用户变量”中进行更改。如下图所示：

  
  
  此电脑-->属性-->高级系统设置-->环境变量...
  
  
  用户变量-->Path
  
  

         然后点击“编辑”或者是“新建”，就可以将安装的软件程序绝对路径添加到用户变量的Path路径里。

       路径中若有多个不同的绝对路径，要用半有的分号;去隔开，整个路径最后一个字符不要用分号。

       添加好程序和软件的绝对路径后，就可以在非程序或软件的其它路径的DOS命令行直接输入文件名进行打开执行。而对于Python来讲，比如进行.ts视频流的最后合并操作，需要用到FFmepg.exe这个程序文件，前提也就是要先配置好环境变量路径，否则会提示找不到文件。这也是为以后的学习打下基础。
我是改的系统环境变量，也能用，其含义有不同，如下图：FFmpeg.exe环境变量的配置。

FFmpeg环境变量设置

END...