python入门掌握的必须知识和工具

摘要：计算机并不会主动去工作，那自然需要我们人来控制，那人是通过何种方式来怎样实现控制计算机的，这便是我们编程语言的所要必须了解的

计算机五大组成部分

1.控制器
     用于控制计算机硬件工作
2.运算器
     用于数学运算和逻辑运算
ps：控制器+运算器就是我们常说的CPU，也被称为中央处理器，他帮助我们进行各种高难度的运算以及帮我们指挥计算机的各种硬件工作
3.存储器
     存储器主要是用来存储各种数据，相当于我们人的记忆力，人分为长期记忆和短期记忆，那存储器自然也分为这两种
    内存：他相当于我们人的短期记忆，是基于电工作的，优势就是记得快，存储数据就会很快，因为电的问题所以他的缺陷也很明显就是断电即数据丢失了，在计算机中体现会内存条
    外存：他相当于人的长期记忆，不用基于电工作，优势就是断电了数据还是保存的状态，但是它的存储速度会相对于内存来说缓慢一点，常见的外存在计算机体现会硬盘：分为机械硬盘和固态硬盘，两者也是有读写速度的区别
4.输出设备
     如：显示屏、打印机、音响等
5.输入设备
     如：键盘、鼠标等
    
计算机的常识：
1.内存比硬盘的容量小很多
---内存：4G、8G、16G、32G、64G、128G、256G
---硬盘：500G、1TB
2.为什么不砍掉内存让CPU跟硬盘交互？
   CPU的运行速度是特别的快，硬盘的运行速度就相对于特别的缓慢，可以理解为CPU相当于跑车，而硬盘相当于牛车，两者如果要保持同样的速度，对于CPU来说是严重的资源浪费，内存的运行速度相对于硬盘就会快很多，跟CPU搭配才会更好的提升效率
3.只要是运行的数据，第一时间是保存在内存上面
  当一个程序运行的时候，必须是通过CPU来控制的，那跟CPU唯一产生交互的就是内存，所以只要程序运行，数据就是存储在内存上面

计算机的核心三大硬件

1.CPU（控制器+运算器）
    cpu是计算机中最核心的装置，计算机所有想要运行的程序都需要cpu来参与，执行在内存上面才能够运行，而在电脑运行过程中唯一直接跟CPU配合的只有内存
2.内存
   也就是我们的内存条的大小，也可以称之为运行内存，内存的大小关乎于这台计算机能够运行多大的程序
3.外存
   也就是我们的硬盘，他能够让我们的数据长久的保存，在需要的时候加载到内存上面，更合理的运行程序

操作系统

当我们运行一个程序在计算机上面的时候，就需要控制计算机的所有硬件，那随之而来就一个问题，如果每一个程序都需要写一个控制计算机硬件的话，那对于代码量以及程序的开发周期是很长的，所以就诞生了操作系统，他可以让我们的程序在系统上面运行，而这套系统通过识别我们的程序然后控制计算机硬件最后使程序成功运行，这个系统我们变称之为操作系统

操作系统的作用：控制计算机硬件工作，服务于运行在系统之上的程序

PC端常见的操作系统：windows（市场上占比最多家用以及商用操作系统）、macOS（苹果的操作系统）、
linux（更适合某些特定人群所使用的系统）

移动端常见的操作系统：安卓（谷歌）、IOS（苹果）

编程与编程语言

概要:在人类世界中，人和人交流所依靠的便是语言，和中国人交流用汉语，英国人交流用英语，那我们想要跟计算机交流肯定也需要一种特定的语言，这种语言变被称为编程语言

 什么是编程：
    编程就是编辑程序的意思，我们为什么要编辑程序就是想把我们的想法和思维告诉计算机，让计算机运行出来，达到我们的目的，这一个过程就是编程

计算机发展史

---1946年第一代电子管计算机---由美国宾西法尼亚大学研制成功，它的诞生宣布了电子计算机时代的到来。随着电子计算机技术的发展，根据计算机所使用的电子逻辑器件的更替发展来描述计算机发展过程
ps：第一代计算机：电子管计算机（1946-1957）主要电子元件是电子管，这代计算机体积庞大、耗电量大、运算速度低、价格昂贵，只用于军事研究和科学计算机。
---第二代计算机---晶体管计算机（1958-1964）
主要电子元件是晶体管，用晶体管代替电子管作为元件，计算机运算速度提高了，体积变小了，同时成也降低了，并且耗电量大为降低，可靠性大大提高了。这个阶段还创造了程序设计语言
---第三代计算机：中小规模集成电路计算机（1965—1970）
随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路，计算机也采用了中小规模集成电路作为计算机的元件，速度快、体积小，开始应用于社会各个领域.
---第四代计算机：大规模超大规模集成电路计算机（1970年至今）
---新一代的计算机：智能化、多媒体化、网络化、微型化、巨型化

编程语言发展史

1.机器语言
  因为计算机的特性他只能识别出0和1，而我们人类想要跟计算机沟通那自然也只能说0和1，这样的情况下，对于计算机来说非常通俗易懂，但是对人来说就难度非常大，而且大量的0和1的组合造成开发任何程序的周期都会特别长。程序比较大的时候，不但编写麻烦，需要频繁查询指令手册，而且除错会异常苦恼，要直接面对一堆二进制数据，让人眼花缭乱
2.汇编语言
  汇编语言是第二代计算机语言，因为初代机器语言的灵活性比较差以及对于软件工程师的不友好，所以人们讲机器语言进行升级迭代，由一些字母来替代之前的0和1的组合，这样更便于记忆和书写，但是也保留了机器语言的优势，但是对于普通开发者来说难度还是比较大的
3.高级语言
   高级语言就是用人类能够读懂的语言跟计算机交流，这样对于人类来说是非常简单方便的，相对于机器语言跟汇编语言，他的学习难度是比较低的因为更贴近于人的生活语言，但是同样也保留了这两者的优势
    
---常见的高级语言:C++/java/python/golang

编程语言的分类

概要：高级语言都需要经过翻译以后才能被计算机识别出来然后执行，那我们根据翻译的方式讲编程语言进行分类

1.编译型语言

编译其实我们可以理解为翻译，日常生活中有中文翻译英语，英文翻译中文，那在计算机中的意思就是讲我们所写的程序语言翻译为计算机可识别执行的语言，那实现这个过程的软件我们称为编译器，因为是翻译，那自然要结束一段话才可以翻译，编译同样也是写完一段程序才可以用编译器编译再执行，但是编译可以实现一次编译之后无数次执行，在第一次编译之后便生成相应的可执行文件，但是当文件出现BUG的时候就需要反复编译了

2.解释型语言

​ 解释通常我们在学课文的时候把某个词某段话解释一下，然后再继续读下一段的话，那同样解释型的语言就是一边执行一边转换，但是不会生成可执行的文件，而是先生成中间的代码然后再由解释器对中间代码进行解释运行，每次执行都需要翻译一次，所以他的速度相对于没有编译型语言快

python解释器

Python的创始人为荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。之所以选中单词Python（意为大蟒蛇）作为该编程语言的名字，是因为英国20世纪70年代首播的电视喜剧《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python's Flying Circus）
1.python语言的发展方向：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
优点：简单、易学、易读、易维护、速度较快、
2.官方下载地址：https://www.python.org/

下载顺序：

python解释器的安装方法

环境变量

1.什么是环境变量
---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。

2.环境变量的设置方法

右键计算机-属性-高级系统设置

高级系统设置-环境变量

环境变量-系统变量-Path-编辑

打开编辑，新建需要设置环境变量的路径即可

运行python程序的三种方式

1.win+r,直接在cmd上面运行
  适用于临时使用，较短的代码，因为会有断电的风险，造成数据丢失，辛苦白费
2.解释器命令运行
  适用于比较长的代码，可以长久保存，没有数据丢失的风险
3.利用IDE工具编写运行
---IDE是集成开发环境，用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括编辑器、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

适用于小白的首推：pycharm，主要有一下4个优点：
简洁的代码编辑环境

强大的智能代码辅助功能(智能代码补全、代码检查、实时错误高亮显示)

丰富的内建开发者工具(VCS、数据库、远程开发、调试、测试、性能分析…）

完善的Web开发和数据科学支持(Django、Flask、JS、notebook、pandas…)