【Python使用】嘿马python基础入门全体系教程第1篇：目标,计算机组成【附代码文档】

本教程的知识点为：计算机组成 什么是计算机？ 计算机是由什么组成的？ 1. 硬件系统： 2. 软件系统： 目标 运算符的分类 1. 算数运算符 2. 赋值运算符 3. 复合赋值运算符 判断语句和循环语句 if嵌套 1. if嵌套的格式 2. if嵌套的应用 if嵌套执行流程 容器：字符串、列表、元组、字典 字符串介绍 一. 认识字符串 1.1 字符串特征 字符串输出 容器：字符串、列表、元组、字典 列表的相关操作 <1>添加元素("增"append, extend, insert)1> append extend 容器：字符串、列表、元组、字典 字典的常见操作1 <1>查看元素1> <2>修改元素2> <3>添加元素3> 函数介绍 <1>什么是函数1> 小总结: 函数定义和调用 <1>定义函数1> 多函数程序的基本使用流程 1. 使用全局变量 2. 使用函数的返回值、参数 3. 函数嵌套调用 函数返回值(二) 函数应用：学生管理系统 递归函数 <1>什么是递归函数1> <2>递归函数的作用2> 看阶乘的规律 文件操作介绍 <1>什么是文件1> <2>文件的作用2> 文件的打开与关闭 <1>打开文件1> 面向对象编程介绍 面向对象 1. 概述 2. 生活举例 类和对象 __init__()方法 说明： 问题： 有参数的__init__()方法 说明： 继承介绍以及单继承 1. 现实中的继承 2. 程序中的继承 单继承：子类只继承一个父类 说明： super()的使用 问题： 知识点： 私有权限 面向对象三大特性：封装、继承、多态 静态方法和类方法 1. 类方法 2. 静态方法 总结 异常 模块 <1>Python中的模块1> <2>import2> <3>from…import3> 注意

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全套教程部分目录：

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部分文件图片：

• 计算机组成原理和python基础语法知识

学习目标:

1. 能够说出计算机有哪两部分组成
2. 能够说出操作系统的作用
3. 能够说出编程语言的作用
4. 能够说出解释器的作用
5. 能够说出Python解释器种类
6. 能够说出目前Python主流的两大版本是哪些
7. 能够说出在不同系统上搭建Python开发环境的流程
8. 知道Python语言历史、优缺点、应用领域

计算机组成

学习目标:

1. 能够说出计算机有哪两部分组成
2. 能够说出操作系统的作用

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什么是计算机？

计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑判断，还具有存储记忆功能，且能够按照程序的运行，自动、高速处理数据。

计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一。

计算机是由什么组成的？

一个完整的计算机系统，是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

1. 硬件系统：

主要分为主机和外设两部分，是指那些构成计算机系统的物理实体，它们主要由各种各样的电子器件和机电装置组成。

从ENIAC(世界上第一台计算机)到当前最先进的计算机，硬件系统的设计采用的都是 冯·诺依曼体系结构。

运算器: 负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加工处理。

控制器: 是整个计算机的中枢神经，分析程序规定的控制信息，并根据程序要求进行控制，协调计算机各部分组件工作及内存与外设的访问等。

运算器和控制器统称中央处理器（即CPU)

存储器: 实现记忆功能的部件，用来存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。

输入设备: 实现将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。

输出设备: 实现将计算机处理后生成的中间结果或最后结果（各种数据符号及文字或各种控制信号等信息）输出出来。

2. 软件系统：

主要分为系统软件和应用软件，是指计算机证运行所需的各种各样的计算机程序。

系统软件的任务是既要保证计算机硬件的正常工作，又要使计算机硬件的性能得到充分发挥，并且为计算机用户提供一个比较直观、方便和友好的使用界面。

操作系统：是一种方便用户管理和控制计算机软硬件资源的系统软件，同时也是一个大型的软件系统，其功能复杂，体系庞大，在整个计算机系统中具有承上启下的地位。我们操作计算机实际上是通过操作系统来进行的，它是所有软件的基础和核心。

语言处理程序：也称为编译程序，作用是把程序员用某种编程语言(如Python)所编写的程序，翻译成计算机可执行的机器语言。机器语言也被称为机器码，是可以通过CPU进行分析和执行的指令集。

3. 计算机是如何处理程序的？

按照冯·诺依曼存储程序的原理，计算机的工作流程大致如下：

1. 用户打开程序，程序开始执行；
2. 操作系统将程序内容和相关数据送入计算机的内存；
3. CPU根据程序内容从内存中读取指令；
4. CPU分析、处理指令，并为取下一条指令做准备；
5. 取下一条指令并分析、处理，如此重复操作，直至执行完程序中全部指令，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。

4. 编程语言是什么？

是用来定义 计算机程序 的形式语言。我们通过编程语言来编写程序代码，再通过语言处理程序执行向计算机发送指令，让计算机完成对应的工作。

简单来说，编程语言就是人类和计算机进行交流的语言。

5. 什么是Python？

Python就是一门编程语言，而且是现在世界上最流行的编程语言之一。

目标

• 了解Python
• Python的应用领域
• Python的版本

Python介绍

Python是时下最流行、最火爆的编程语言之一，具体原因如下：

1. 简单、易学，适应人群广泛

1. 免费、开源
2. 应用领域广泛

备注：以下知名框架均是Python语言开发。

• Google开源机器学习框架：TensorFlow
• 开源社区主推学习框架：Scikit-learn

• 百度开源深度学习框架：Paddle

  Python发展历史：[

Python版本

• Python 2.X

• Python 3.X

  • Python 3.5
  • Python 3.6
  • Python 3.7

注意：课程讲解3.7。

总结

• Python优点：

  • 学习成本低
  • 开源
  • 适应人群广泛
  • 应用领域广泛
• Python学习版本：3.7

目标

• 解释器的作用
• 下载Python解释器
• 安装Python解释器

一. 解释器的作用

Python解释器作用：运行文件

• Python解释器种类

  • CPython，C语言开发的解释器[官方]，应用广泛的解释器。
  • IPython，基于CPython的一种交互式解释器。

  • 其他解释器

    • PyPy，基于Python语言开发的解释器。
    • Jython，运行在Java平台的解释器，直接把Python代码编译成Java字节码执行。
    • IronPython，运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

课程中使用的解释器：CPython

二. 下载Python解释器

下载地址：[

[单击上述链接] -- 查找目标文件：Windows x86-64 executable installer -- 单击即可下载。

三. 安装Python解释器

双击可执行文件 — 勾选[pip] -- [Next] -- [勾选添加环境变量] -- [Install]，按提示操作即可。

总结

• 解释器的作用：运行文件
• 解释器环境：先下载后安装

目标

• 注释的作用
• 注释的分类及语法
• 注释的特点

一. 注释的作用

• 没有注释的代码

• 添加注释的代码

• 通过用自己熟悉的语言，在程序中对某些代码进行标注说明，这就是注释的作用，能够大大增强程序的可读性。

二. 注释的分类及语法

注释分为两类：单行注释 和 多行注释。

• 单行注释

只能注释一行内容，语法如下：

  
  
# 注释内容
  
  

• 多行注释

可以注释多行内容，一般用在注释一段代码的情况， 语法如下：

"""
    第一行注释
    第二行注释
    第三行注释
"""

'''
    注释1
    注释2
    注释3
'''

快捷键： ctrl + /

2.1 快速体验

• 单行注释

  
  
# 输出hello world
  
  
print('hello world')

print('hello Python')  # 输出(简单的说明可以放到一行代码的后面，一般习惯代码后面添加两个空格再书写注释文字)

• 多行注释

"""
    下面三行都是输出的作用，输出内容分别是：
    hello Python
    hello itcast
    hello itheima
"""
print('hello Python')
print('hello itcast')
print('hello itheima')


'''
    下面三行都是输出的作用，输出内容分别是：
    hello Python
    hello itcast
    hello itheima
'''
print('hello Python')
print('hello itcast')
print('hello itheima')

注意：解释器不执行任何的注释内容。

总结

• 注释的作用

用人类熟悉的语言对代码进行解释说明，方便后期维护。

• 注释的分类

  • 单行： # 注释内容，快捷键ctrl+/
  • 多行：""" 注释内容 """ 或 ''' 注释内容 '''
• 解释器不执行注释内容

目标

• 变量的作用
• 定义变量
• 认识数据类型

一. 变量的作用

举例体验：我们去图书馆读书，怎么样快速找到自己想要的书籍呢？是不是管理员提前将书放到固定位置，并把这个位置进行了编号，我们只需要在图书馆中按照这个编号查找指定的位置就能找到想要的书籍。

这个编号其实就是把书籍存放的书架位置起了一个名字，方便后期查找和使用。

程序中，数据都是临时存储在内存中，为了更快速的查找或使用这个数据，通常我们把这个数据在内存中存储之后定义一个名称，这个名称就是变量。

变量就是一个存储数据的的时候当前数据所在的内存地址的名字而已。

二. 定义变量

变量名 = 值

变量名自定义，要满足标识符命名规则。

2.1 标识符

标识符命名规则是Python中定义各种名字的时候的统一规范，具体如下：

• 由数字、字母、下划线组成
• 不能数字开头
• 不能使用内置关键字
• 严格区分大小写

False     None    True   and      as       assert   break     class  
continue  def     del    elif     else     except   finally   for
from      global  if     import   in       is       lambda    nonlocal
not       or      pass   raise    return   try      while     with  
yield

2.2 命名习惯

• 见名知义。
• 大驼峰：即每个单词首字母都大写，例如：MyName。
• 小驼峰：第二个（含）以后的单词首字母大写，例如：myName。
• 下划线：例如：my_name。

2.3 使用变量

my_name = 'TOM'
print(my_name)

schoolName = '程序员'
print(schoolName)

2.4 认识bug

所谓bug，就是程序中的错误。如果程序有错误，需要程序员排查问题，纠正错误。

三. Debug工具

Debug工具是PyCharm IDE中集成的用来调试程序的工具，在这里程序员可以查看程序的执行细节和流程或者调解bug。

Debug工具使用步骤：

1. 打断点
2. Debug调试

3.1 打断点

• 断点位置

目标要调试的代码块的第一行代码即可，即一个断点即可。

• 打断点的方法

单击目标代码的行号右侧空白位置。

3.2 Debug调试

打成功断点后，在文件内部任意位置 — 右键 -- Debug'文件名' — 即可调出Debug工具面板 -- 单击Step Over/F8，即可按步执行代码。

3.2.1 Debug输出面板分类

• Debugger

  • 显示变量和变量的细节

• Console

  • 输出内容

四. 认识数据类型

在 Python 里为了应对不同的业务需求，也把数据分为不同的类型。

检测数据类型的方法：type()

a = 1
print(type(a))  # <class 'int'> -- 整型

b = 1.1
print(type(b))  # <class 'float'> -- 浮点型

c = True
print(type(c))  # <class 'bool'> -- 布尔型

d = '12345'
print(type(d))  # <class 'str'> -- 字符串

e = [10, 20, 30]
print(type(e))  # <class 'list'> -- 列表

f = (10, 20, 30)
print(type(f))  # <class 'tuple'> -- 元组

h = {10, 20, 30}
print(type(h))  # <class 'set'> -- 集合

g = {'name': 'TOM', 'age': 20}
print(type(g))  # <class 'dict'> -- 字典

总结

• 定义变量的语法

变量名 = 值

• 标识符

  • 由数字、字母、下划线组成
  • 不能数字开头
  • 不能使用内置关键字
  • 严格区分大小写

• 数据类型

  • 整型：int
  • 浮点型：float
  • 字符串：str
  • 布尔型：bool
  • 元组：tuple
  • 集合：set
  • 字典：dict

目标

• 格式化输出

  • 格式化符号
  • f-字符串
• print的结束符

输出

作用：程序输出内容给用户

print('hello Python')

age = 18
print(age)

  
  
# 需求：输出“今年我的年龄是18岁”
  
  

一. 格式化输出

所谓的格式化输出即按照一定的格式输出内容。

1.1 格式化符号

格式符号	转换
%s	字符串
%d	有符号的十进制整数
%f	浮点数
%c	字符
%u	无符号十进制整数
%o	八进制整数
%x	十六进制整数（小写ox）
%X	十六进制整数（大写OX）
%e	科学计数法（小写'e'）
%E	科学计数法（大写'E'）
%g	%f和%e的简写
%G	%f和%E的简写

技巧

• %06d，表示输出的整数显示位数，不足以0补全，超出当前位数则原样输出
• %.2f，表示小数点后显示的小数位数。

1.2 体验

格式化字符串除了%s，还可以写为f'{表达式}'

age = 18 
name = 'TOM'
weight = 75.5
student_id = 1

  
  
# 我的名字是TOM
  
  
print('我的名字是%s' % name)

  
  
# 我的学号是0001
  
  
print('我的学号是%4d' % student_id)

  
  
# 我的体重是75.50公斤
  
  
print('我的体重是%.2f公斤' % weight)

  
  
# 我的名字是TOM，今年18岁了
  
  
print('我的名字是%s，今年%d岁了' % (name, age))

  
  
# 我的名字是TOM，明年19岁了
  
  
print('我的名字是%s，明年%d岁了' % (name, age + 1))

  
  
# 我的名字是TOM，明年19岁了
  
  
print(f'我的名字是{name}, 明年{age + 1}岁了')

f-格式化字符串是Python3.6中新增的格式化方法，该方法更简单易读。

1.3 转义字符

• \n：换行。
• \t：制表符，一个tab键（4个空格）的距离。

1.4 结束符

想一想，为什么两个print会换行输出？

print('输出的内容', end="\n")

在Python中，print()， 默认自带end="\n"这个换行结束符，所以导致每两个print直接会换行展示，用户可以按需求更改结束符。

总结

• 格式化符号

  • %s：格式化输出字符串
  • %d：格式化输出整数
  • %f：格式化输出浮点数

• f-字符串

  • f'{表达式}'

• 转义字符

  • \n：换行
  • \t：制表符
• print结束符

print('内容', end="")

目标

• 输入功能的语法
• 输入input的特点

一. 输入

在Python中，程序接收用户输入的数据的功能即是输入。

1.2 输入的语法

input("提示信息")

1.3 输入的特点

• 当程序执行到input，等待用户输入，输入完成之后才继续向下执行。
• 在Python中，input接收用户输入后，一般存储到变量，方便使用。
• 在Python中，input会把接收到的任意用户输入的数据都当做字符串处理。

password = input('请输入您的密码：')

print(f'您输入的密码是{password}')
  
  
# <class 'str'>
  
  
print(type(password))

控制台输出结果如下：

总结

• 输入功能

  • input('提示文字')

• 输入的特点

  • 一般将input接收的数据存储到变量
  • input接收的任何数据默认都是字符串数据类型

目标

• 数据类型转换的必要性
• 数据类型转换常用方法

一. 转换数据类型的作用

问：input()接收用户输入的数据都是字符串类型，如果用户输入1，想得到整型该如何操作？

答：转换数据类型即可，即将字符串类型转换成整型。

二. 转换数据类型的函数

函数	说明
int(x [,base ])	将x转换为一个整数
float(x )	将x转换为一个浮点数
complex(real [,imag ])	创建一个复数，real为实部，imag为虚部
str(x )	将对象 x 转换为字符串
repr(x )	将对象 x 转换为表达式字符串
eval(str )	用来计算在字符串中的有效Python表达式,并返回一个对象
tuple(s )	将序列 s 转换为一个元组
list(s )	将序列 s 转换为一个列表
chr(x )	将一个整数转换为一个Unicode字符
ord(x )	将一个字符转换为它的ASCII整数值
hex(x )	将一个整数转换为一个十六进制字符串
oct(x )	将一个整数转换为一个八进制字符串
bin(x )	将一个整数转换为一个二进制字符串

三. 快速体验

需求：input接收用户输入，用户输入“1”，将这个数据1转换成整型。

  
  
# 1. 接收用户输入
  
  
num = input('请输入您的幸运数字：')

  
  
# 2. 打印结果
  
  
print(f"您的幸运数字是{num}")


  
  
# 3. 检测接收到的用户输入的数据类型 -- str类型
  
  
print(type(num))

  
  
# 4. 转换数据类型为整型 -- int类型
  
  
print(type(int(num)))

四. 实验

  
  
# 1. float() -- 转换成浮点型
  
  
num1 = 1
print(float(num1))
print(type(float(num1)))

  
  
# 2. str() -- 转换成字符串类型
  
  
num2 = 10
print(type(str(num2)))

  
  
# 3. tuple() -- 将一个序列转换成元组
  
  
list1 = [10, 20, 30]
print(tuple(list1))
print(type(tuple(list1)))


  
  
# 4. list() -- 将一个序列转换成列表
  
  
t1 = (100, 200, 300)
print(list(t1))
print(type(list(t1)))

  
  
# 5. eval() -- 将字符串中的数据转换成Python表达式原本类型
  
  
str1 = '10'
str2 = '[1, 2, 3]'
str3 = '(1000, 2000, 3000)'
print(type(eval(str1)))
print(type(eval(str2)))
print(type(eval(str3)))

总结

• 转换数据类型常用的函数

  • int()
  • float()
  • str()
  • list()
  • tuple()
  • eval()

未完待续， 同学们请等待下一期

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