python-day2

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目录

• python-Day2
  • 计算机组成部分详解
    • 1.控制器
    • 2.运算器
    • 3.存储器
    • 4.输入设备
    • 5.输出设备
  • 计算机三大核心硬件
  • 操作系统
  • 编程与编程语言
    • 1.什么是编程语言？
      • 1.1什么是语言
      • 1.2什么是编程语言
    • 2什么是编程
  • 编程语言发展史
    • 机器语言
    • 汇编语言
    • 高级语言
  • python解释器
    • 1.python发展方向
    • 2.python解释器
  • 环境变量
  • python解释器多版本共存
  • 运行python程序的三种方式

计算机组成部分详解

1.控制器

控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组成。控制器通过地址访问存储器、逐条取出选中单元指令，分析指令，并根据指令产生的控制信号作用于其它各部件来完成指令要求的工作。上述工作周而复始，保证了计算机能自动连续地工作。

通常将运算器和控制器统称为中央处理器，即CPU（Central Processing Unit）,它是整个计算机的核心部件，是计算机的“大脑”。它控制了计算机的运算、处理、输入和输出等工作。

简单来说控制计算机各个硬件的工作

2.运算器

运算器也称为算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）。它的功能是完成算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、“非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻辑运算，然后在运算器中完成。

控制器+运算器=cpu（中央处理器）

只要在计算机中进行逻辑运算、数字运算等作用。

3.存储器

存放数据分为内存和外存。如图1-9.

内存：基于电工作 存取数据非常快速，但是断电后数据会立刻失效。类似人的短期记忆。

外存：不基于电工作，存取数据的速度会比较慢，但是可以永久的保存数据。eg：u盘 磁带 硬盘 固态等。

4.输入设备

从计算机外部向计算机内部传送信息的装备常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数字化仪、条形码阅读器等。

5.输出设备

计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的设置。常见打印机、显示器、音响等。

计算机三大核心硬件

1. CPU

   CPU出现于大规模集成电路时代，处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算，从4位到8位、16位、32位处理器，最后到64位处理器，从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现，CPU 自诞生以来一直在飞速发展。

   程序想要运行必须要有CPU参与。

2. 内存

   在计算机的组成结构中有一个很重要的部分是存储器。它是用来存储程序和数据的部件。

   对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。 存取数据的速度极快，主要与cpu配合使用。

3. 硬盘

   作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。

   硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB，1TB=1024GB。可以长久保存数据。

1.内存容量要远比硬盘小得多有很大原因是硬件水平跟不上内存一般为：4GB 8GB 16GB 32GB 64GB 128GB 256GB 等

2.为什么不直接砍掉内存 让CPU跟硬件交互
CPU的运行速度非常的快(1000) 但是硬盘的运行速度非常的慢(1)主要因素跟转速有关。
内存的速度比硬盘快很多 可以跟CPU搭配干活 提升CPU运行效率
3.只要是运行的程序 产生的数据第一时间肯定在内存
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内部自动执行保存操作
保存>>>:将内存中的数据刷到硬盘
扩展:自动保存机制有两种方式
方式1:实时检测文档变化 一旦有变化就保存
方式2:循环定时任务 每隔一段时间保存一次

操作系统

操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）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。

由于计算机程序开发中因为计算机的硬件几乎一致，随意计算机在各个硬件中的代码也几乎相同。操作系统就是最基本的基础型系统软件。

PC常见操作系统：windows、macOS、linux

移动端常见操作系统：安卓、IOS、鸿蒙

编程与编程语言

1.什么是编程语言？

1.1什么是语言

语言是人类进行沟通交流的表达方式。语言的三要素是语音、语法和词汇，是由词汇按一定的语法所构成的语音表义系统。

1.2什么是编程语言

编程语言可以简单的理解为一种计算机和人都能识别的语言。一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。

2什么是编程

编程，是编定程序的简称。是指让计算机代替解决某个问题，对某个计算机体系规定一定的运算方式，使计算机体系按照计算运行方式，并最终得到相应结果的过程。通俗的来讲就是指导计算机执行任务的行为，被大家俗称为编码。

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。

编程语言发展史

机器语言

第一代计算机语言。机器语言是用二进制代码（0和1表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合，能够直接被机器执行。早期的程序设计均使用机器语言，程序员们将用0, 1数字编成的程序代码打在纸带或卡片上，1打孔，0不打孔，再将程序通过纸带机或卡片机输入计算机，进行运算。

优点：
1.能够被机器直接运行
2.灵活
3.速度非常快

缺点：
1.不便于阅读
2.学习难度大
3.很难确保程序的正确性、高效性
4.争对某一种特定的计算机，移植性差，重用性差

//指令部分范例
0000//代表加载
0001//代表存储
//暂存器部分范例
0000//代表暂存器A
0001//代表暂存器B
//内存部分范例
000000000000//代表位址为0的内存
000000000001//代表位址为1的内存

汇编语言

机器语言由纯粹的0和1构成，十分复杂，不方便阅读和修改，也容易产生错误。程序员们很快就发现了使用机器语言带来的麻烦，它们难于辨别和记忆，给整个产业的发展带来了障碍，于是汇编语言产生了。

汇编语言， 即第二代计算机语言，用一些容易理解和记忆的缩写单词来代替一些特定的指令。例如：用"ADD"代表加法操作指令，"SUB"代表减法操作指令，以及"INC"代表增加1，"DEC"代表减去1，"MOV"代表变量传递等等。

优点

1.可以轻松读取存储器状态及硬件I/O接口信息。

2.代码少了很多编译的环节，可以准确的被执行。

3.可扩张性很高,学习难度有所降低，开发效率有所提高。

缺点

1.代码比较单调，特殊指令很少，代码冗长以及编写困难，学习难度大。

2.汇编仍需要自己去调用存储器存取设备，容易出现BUG，调试比较困难

3.后期维护需要花费大量的时间。

4.代码兼容性，比较依赖特定的计算机硬件。

mov eax,3//将3存入EAX寄存器（3是立即数）
mov bx,ax//将AX的值入到BX寄存器
 
//ADD指令用来进行整形数据的相加
 add eax,4//eax=eax+4
 add al,ah//al=al+ah
 //SUB指令用来进行整形数据相减。
 sub bx,10//bx=bx-10
 sub ebx,edi//ebx=ebx-edi   

高级语言

在编程语言经历了机器语言，汇编语言等更新之后，人们发现了限制程序推广的关键因素——程序的可移植性。需要设计一个能够不依赖于计算机硬件，能够在不同机器上运行的程序。这样可以免去很多编程的重复过程，提高效率，同时这种语言又要接近于数学语言或人的自然语言。

优点

1.接近于自然语言与数学容易为人们掌握。

2.独立于机器，有一定的通用性。

缺点

1.不能直接识别和执行高级语言编写的程序。

2用高级语言编写的程序大大提高了编写效率。

常见的高级语言

C++、Java、php、python等。

2022年4月TIOBE编程排行榜

python解释器

1.python发展方向

​ 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。
​ 截至目前为止没有任何一门编程语言可以像python这样多点开花!!!

2.python解释器

1.历史

Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的吉多·范罗苏姆于1990年代初设计，作为一门叫做ABC语言的替代品。

2.版本

python版本众多

4.安装
官网:https://www.python.org/downloads/windows/
ps:苹果电脑自带python2.7
4.安装
自定义安装 路径尽量简单一些
5.使用
1.windows+r
2.输入cmd回车
3.切换盘符 D:
4.切换目录 cd python38
5.运行解释器 python
6.退出解释器 exit()
7.退到上一层目录 cd ..

环境变量

1找到计算机，点击鼠标右键在弹出的选项中点击【属性】。

2然后点击【高级系统配置】。

3点击【环境变量】。

4在系统变量中，找到Path，双击，在打开的编辑系统变量中，在末尾添加一个英文的分号，将python软件安装路径复制就可以了。

5确定,打开命令行，输入python，出现以下提示即为配置成功。

python解释器多版本共存

拷贝解释器中的python.exe文件，然后给拷贝之后的文件命名。跟其他版本不同名字。

运行python程序的三种方式

1.cmd直接编写运行；适用于较短执行的代码。

2.解释器命令运行；可以编写较长的代码并且可以长期保存。

3.利用IDE工具进行编写并运行。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。eg:sublime、vscode、pycharm等。