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01-数据存储和Python环境

01-数据存储和Python环境

作者: 墨雨love薏雪 | 来源:发表于2018-09-22 14:44 被阅读22次

    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

    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</pre>

    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:c, 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

    参考链接: [http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/02/06/2892628.html]

    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

    春雨医生

    Python擅长的区域

    web开发:

    爬虫开发:

    数据分析:

    人工智能:算法,高数

    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)

    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

    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

    1KB = 1024 byte

    1MB = 1024 KB

    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)

    十进制(0~9的整数)

    八进制(0~7的整数,用数字0开头)

    十六进制(09和af【不区分大小写】,用0x或者0X开头)

    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.

    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= 150

    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十进制的14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

    1010001 -> 001 010 001 -> 1 2 1 -> 121 -> 0121

    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位八进制,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进制的操作,最后将每一组得到的结果连起来

    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

    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

    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

    3.4 原码,反码,补码

    a. 为什么会出现原码反码补码?

    数值是正负之分的【原码反码补码主要针对的是负数】

    b. 原码反码补码的表示

    原码:这个数的二进制表示形式,高位表示符号位,1表示负数,0表示正数

    0000 0110

    反码:将原码除了符号位之外进行取反【0 -> 1 , 1 -> 0】

    补码:在反码的基础上加1【0000 0001】

    注意:对于一个正数而言,原码,反码以及补码都是同一个,都是这个数的二进制表示形式

    6 -> 0000 0110【原码反码补码】

    【面试题】计算机底层处理数据采用的原码,反码还是补码?

    10 + (-10) = 0 【0000 0000】

    10:0000 1010 -10:1000 1010
    验证:

    原码:
    0000 1010
    1000 1010


    1001 0100 -> 结论:计算机底层处理数据的时候采用的不是原码

    反码:
    -10的反码:1000 1010【原】 -> 1111 0101【反】
    0000 1010
    1111 0101


    1111 1111 -> 计算机底层处理数据的时候采用的不是反码
    0000 0001【原】 -> 1000 0001【-1原】 -> 1111 1110【-1反】 -> 11111111【-1补】

    补码:
    -10的补码:1000 1010【原】 -> 1111 0101【反】 -> 1111 0110【补】
    0000 1010
    1111 0110


    10000 0000 -> 1表示溢出

    结论:在计算机的底层,处理数据采用的是补码的形式</pre>

    4.编码

    123 -10

    中国 hello

    在计算机底层,会存在映射表,则这个映射表被称为编码格式

    假设:

    a----->1

    b----->2

    c----->3

    h ---->10

    abc----->123---->0001 0010 0011

    ASCII码:美国人用的编码, 一个字节表示 128

    32~126(共95个)是字符(32是空格),其中48~57为0到9十个阿拉伯数字。

    65~90为26个大写英文字母,97~122号为26个小写英文字母,其余为一些标点符号、运算符号等。

    例如:

    0的ASCII码是48 a的ASCII码是97 A的ASCII码是65

    GBK: 中文编码

    韩国, 日本

    unicode: 国际编码, 万国码

    占用2个字节

    utf-8 : 以后都是使用这个编码, 国际编码, 中文占3个字节,比较生疏的中文会占4个字节

    结论:无论数字,中文,英文或者特殊符号在计算机的底层都是转化为了二进制,然后进行存储

    5.存储数据

    a.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

    四、开发前的准备工作

    1.版本问题

    目前,Python有两个版本,Python2.x 和 Python3.x

    注意:3.x不兼容2.x

    2.环境安装

    环境:官网下载

    注意:

    a.可以选择默认路径,也可以选择自定义路径,但是在选择的时候,勾选add Path【配置环境变量,好处:每次需要使用Python环境的时候,不需要每次都进入到指定的目录下,在任意的目录下都可以直接访问python.exe】

    b.安装软件的时候,尽量在文件夹名称中不要出现中文或者空格

    3.编写Python程序的工具

    记事本【文本文档】

    notepad++ Editplus sublime等

    PyCharm

    Python

    五、第一个Python程序

    a, python文件以.py后缀结尾,创建名为hello.py文件

    b, 在hello.py中输入以下内容

    print("hello world")
    

    c, 黑屏终端输入python hello.py 执行代码

    六、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

    七、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

    中文的出现形式:字符串,注释

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