python入门第二课--计算机组成等及python解释器安装 及cmd操作指令

计算机的五大组成部分

1. 控制器control unit：指挥控制计算机各个硬件的工作，是计算机的神经中枢。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作，以完成特定任务。
2. 运算器arithmetic unit： 是计算机中处理数据的功能部件，主要功能是完成算术和逻辑运算。
   * 控制器+运算器+寄存器=CPU(中央处理器central processing unit)

3. 存储器memory：存储器是计算机的记忆装置，它的主要功能是存放程序和数据。不管是程序还是数据，在存储器中都是用二进制的形式来表示的。
* 内存:基于电工作 存取数据的速度快 但是断电数据立刻丢失,类似于人的短期记忆.（ROM+RAM）
  """   
ROM是只读存储器,只能读出无法写入信息。      RAM读写存储器是与CPU直接交换数据的内部存储器）比如正常笔记本电脑的设备规格里面机带RAM16GB，说的就是它。   
  """
* 外存:不基于电工作 存储数据的速度较内存慢 但是可以永久保存数据,类似于人的长期记忆
eg:U盘 磁盘 磁带 硬盘 固态
"""
内存于外存二者的重要区别之一，就在于他们与CPU之间的物理连接方法不同。与CPU地址线直接相连的存储器就是内存，而通过接口与CPU间接相连的存储器就是外存。连接方式的不同，直接导致了二者与CPU之间通信方法的不同。

"""

4. 输入设备：显示屏 打印机 音响 等
5. 输出设备:  鼠标 键盘 触摸屏  等

计算机三大核心硬件

1. CPU
	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)
2. 内存
	存取数据的速度极快 主要与CPU配合使用,提升CPU运行效率。由于硬件水平跟不上，所以内存的容量一般比硬盘小的多得多。
    * 一般也就4GB 8GB 16GB 32GB 64GB 128GB 等
3. 硬盘
	1. 能够长久保存数据 ,所以一般下载的东西都下载到硬盘里面了。
"""
    比如运行lol游戏，双击游戏图标
	1.电脑首先会将硬盘中lol游戏程序代码读取到内存>>>:如果游戏容量很大 那么等待的时间越长
	硬盘读取数据是有上限的(硬盘转圈读取数据)
    2.CPU去内存中获取程序中的指令并执行
    3.LOL游戏开始运行 
"""
    2. 为什么不直接砍掉内存，让CPU跟硬盘交互？
    CPU的运行速度非常的快(如果速度为1000)， 但是硬盘的运行速度非常的慢(可能还不到1)。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 Operating System，缩写：OS

操作系统名词解释：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。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。所以就有了几张常见的通用的操作系统。 操作系统也是一种应用程序，只是该程序主要与硬件做交互，并与一般的应用程序做一个链接。协调管理调度各硬件的工作。

PC端常见操作系统 ：windows、macOS、linux
移动端常见操作系统 ：安卓、IOS、鸿蒙

编程与编程语言programming language

1. 什么是编程语言?
   	1.1. 什么是语言?    人与人之间沟通交流的媒介
    1.2. 什么是编程语言?   人与计算机之间沟通交流的媒介

2. 什么是编程?(重要)
   	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。
   """
   学习编程真的不难 就相当于在学习一门全新的语言
   	我们在学习新的语言的时候之所以不能灵活掌握只有一个原因>>>:练的少了
   """

编程语言发展史

1. 机器语言: 程序员是直接使用二进制与计算机沟通交流
   优势:计算机能够直接读懂 执行效率高
   劣势:学习难度太大 、开发效率极低、门槛太高

2. 汇编语言: 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:门槛还是太高

3. 高级语言 : 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   种类虽然多但是万变不离其宗， 底层原理几乎一致
       掌握了一门学习其他的会非常的快
   '''
   

   高级编程语言的分类

   计算机不能直接的理解高级语言，只能直接理解机器语言，所以必须要把高级语言翻译成机器语言，计算机才能识别，并执行高级语言的编写的程序。翻译的方式有两种，一个是编译，一个是解释。两种方式只是翻译的时间不同。

   1. 编译型语言：需通过编译器（compiler）将源代码编译成机器码，之后才能执行的语言。一般需经过编译（compile）、链接（linker）这两个步骤。编译是把源代码编译成机器码，链接是把各个模块的机器码和依赖库串连起来生成可执行文件。
   常见的有  C  C++  Pascal   等
   2. 编译器：编译器就是将“源代码”翻译为“机器码”的程序。一个现代编译器的主要工作流程：源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 目标代码就是机器码 (object code) → 链接器 (Linker) → 可执行程序 (executables)
       
       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
    		优势:一次翻译可以反复使用 执行效率高 速度快
     		劣势:编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。当程序中频繁出现bug 那么需要反复编译     
   

   3. 解释型语言：解释性语言的程序不需要编译，相比编译型语言省了道工序，解释性语言在运行程序的时候才逐行翻译。每一个语句都是执行的时候才能翻译。这样解释性语言每执行一次要翻译一次，效率表较低。
   常见的有  python   Ruby   Erlang  等
   	
       类似于同声传译(说一句翻一句) 
       	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
   4. 混合型语言也叫半编译型语言：比如java等 ，在编译的时候不是直接编译成机器码而是中间码，.net平台提供了中间语言运行库运行中间码，保存在dll中，首次运行时由JIT在编译成机器码缓存在内存中，下次直接执行。
   '''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'''
   

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python解释器

   计算机的大脑是CPU，它仍然不能直接处理 Python 语言。CPU 只能直接处理机器指令语言，那是一种由0和1数字组成的语言,
   也就是机器码。所以我们需要一个翻译，把Python语言翻译成 计算机CPU 能听懂的机器指令语言，
   这样计算机才能按照 我们的Python程序的要求去做事。所以编写的python代码必须在解释器中运行。

   python会把源代码转成字节码，然后再将字节码解释出来。但是为了更好的跨平台性，这里的字节码是一种跟平台无关的格式，所以<u>并不是底层的二进制代码</u>。到目前为止，只要不是对运行速度有严苛要求的领域，比如数值计算或动画这种，经常需要核心处理单元至少以C语言的速度执行，绝大多数的应用，python还是可以胜任的。

   + python程序运行过程：两步   1. 将源代码编译成为“字节码”     2.  转发“字节码”到“虚拟机”
   + Python源代码：就是指编写的最原始程序的代码。
   + python虚拟机：Python Virtual Machine，PVM，当有字节码文件之后，就会被发送到PVM里来执行，是解释器的最后一步。


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   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
   	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:荷兰的龟叔在圣诞节的时候闲着无聊 开发了python
   	2. 版本:版本其实是软件更新迭代的记录
     	   python1.X:初期版本 几乎不用
          python2.X:python2.7(2020年就已经不再维护更新)
          python3.X:python3.6  python3.8
          python3.10+

   '''
   ps:我们学习python语法 对版本的区别差异不大
     		 python2.7	 python3.6 	python3.8 
   '''
    	3.下载官网:
          https://www.python.org/downloads/windows/
          ps:苹果电脑自带python2.7

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windows 安装

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linux安装

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linux原码编译安装见博客 https://www.cnblogs.com/tengyifan888/p/17215452.html
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python解释器安装

• 自定义安装 路径尽量简单一些。

  

  

  

  

  

  2.7版本的从网址上下载下来是个安装包，打开后提示安装，此时选择安装路径，把默认的C盘改成D盘，然后一直点安装就装好了。

  为了避免3个python版本共存时会冲突，把这个python的exe可执行程序，复制粘贴，再把粘贴的重命名为python27，这个python27的解释器就安装好了。

  3.6与3.8版的同理安装。不要选C盘

  

   1. 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 ..
      """
      IT领域只要这个软件能够正常运行 计算使用的是十几二十年前的版本 也不要更新
      """

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+ windows+R 键作用：弹出运行命令，然后在运行对话框中输入cmd后点确定即运行“命令提示符”窗口。在电脑发展的初期，人与电脑的交互没有现在这样的图形界面，而是命令提示符界面。即在这个界面中输入命令，计算机就会执行。比如，输入dir按回车后就会显示目录及文件。执行可执行文件也要直接输入文件名。
+ CMD是command（命令)的简写,进入命令行界面，也即DOS模式。
+ DOS是英文Disk Operating System的缩写，意思是“磁盘操作系统”。DOS是个人计算机上的一类操作系统。windows操作系统只是在DOS的基础上进行的改版，使用户得到更好的体验。也使得我们现在对于电脑操作越来越简单，真正的远离了以前只能靠输入DOS命令的方法来运行的时代。
+ 最常用的快捷键：F5：刷新、DELETE：删除、TAB：改变焦点、CTRL＋C：复制

CTRL＋X：剪切、CTRL＋V：粘贴、CTRL＋A：全选

CTRL＋Z：撤销、CTRL＋S：保存、ALT＋F4：关闭、CTRL＋Y：恢复

ALT＋TAB：切换、CTRL＋F5：强制刷新、CTRL＋W：关闭、CTRL＋F：查找    等等。
   ![image](https://img2022.cnblogs.com/blog/2985186/202209/2985186-20220922200148509-1858998764.png)

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环境变量（主要与资源查找有关）

我的电脑-属性-高级系统设置-环境变量-path-编辑-新建

把版本27、36、38 的路径复制粘贴，确定添加进去就好了。

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什么叫环境变量？指的是Windows指定操作系统工作环境的一些设置选项或属性参数 ，
   例如使用Path变量可以设置Windows系统查询文件的路径，通俗理解为：一些被指定的文件夹路径，
   目的是为了更快速方便的找到想要的文件和文件夹。环境变量相当于给系统或用户应用程序设置的一些参数，比如path，是告诉系统，
   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。
   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)
     修改环境变量之后需要使用新的cmd窗口
     我的电脑-属性-高级系统设置-环境变量


   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(独一无二)

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运行python程序的三种方式

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,在比如txt文本里面编写的代码， 并且可以长久保存，运行的方法
	最简单的是先打软件名称空格，再打你要运行的这个txt文本的路径，回车一下就行了




3. 利用IDE工具编写并运行
   集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。
   	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
   	1. sublime
   	对小白不友好
    	2. vscode
       	对小白不友好
    	3. pycharm
       	功能强大 对小白友好