一木.溪桥---Python之周边

1. 计算机的几个基本概念

1.1 计算机

• 计算机又名,电子计算机（ electronic computer）/电脑（computer）。是现代的一种利用电子技术和相关原理根据一系列指令来对数据进行处理的机器。第一台电脑是1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学诞生的ENIAC通用电子计算机。其发明者：约翰·冯·诺依曼。

1.2 计算机的组成

• 计算机的组成可以分为两部分：硬件系统和软件系统
• 硬件：显示器、鼠标、键盘、主机、音响、摄像头…
• 软件：windows操作系统、QQ、WeChat、Eplan、AutoCAD…

2. 计算机语言

2.1 计算机语言的概念

• 计算机语言（Computer Language）:是人和计算机交流沟通的桥梁。

• 图灵系语言(指令式编程范式)：c、c++、python、java等等。
  其特点：基于一系列极简单、但满足“图灵完备”要求的基本指令设计；仅依靠这些指令，就足以完成任何任务。比如说，所有的高级语言，归根结底都是分枝顺序循环三种控制结构、与或非三种逻辑，然后就是简单的四则运算。学习这类语言，就是学习把一切问题归化到这些控制结构、逻辑判断、算术运算上的一般思路。这种思路就叫“算法”；为了便于算法实施，需要有配套的“数据结构”，所以这门课叫《算法与数据结构》。一旦真正弄懂了这个，拿到任何图灵系语言都一样用，没有什么根本差别（无非是想让程序跑的快点，就得管得多点，于是选用c/c++；不在乎程序跑的够不够快，只想快速完成任务，就选用python）。

• 函数系语言(声明式编程范式)：isp、haskell等等。
  这类语言的基础是 λ 演算（lambda calculus）（请注意这点，它和图灵系的根本区别是在基本原理层面的，并不是指令设置不同）；它和数学有更近的血缘关系，在处理相关问题时非常方便；但在其他领域，尤其如流程性应用方面不如图灵系语言直观。它的思路就好像数学中先定义公理（描述问题的性质）、然后基于公理推导出结果一样。只不过，这种机器上，推导是自动的，推导过程就是它的计算过程（具体原理可参阅 形式逻辑 ；当然，你非要理解为“一切皆递归”，某种程度上说……也对）。与之相比，指令式编程就需要用指令来明确的指出每一步该怎么做。
  部份引用来至–>知乎 --> 作者：invalid s 的文章/链接：计算机语言有什么分类？每种计算机语言都有什么应用领域？有其中一种语言基础对学其他的语言有什么帮助？

2.2 计算机语言的发展

• 机器语言 --> 汇编语言 --> 高级计算机语言
• 机器语言： 0 和 1
• 汇编语言： 汇编语言（assembly language）是一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言，亦称为符号语言。在汇编语言中，用助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，用地址符号（Symbol）或标号（Label）代替指令或操作数的地址。在不同的设备中，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过程转换成机器指令。普遍地说，特定的汇编语言和特定的机器语言指令集是一一对应的,不同平台之间不可直接移植。 许多汇编程序为程序开发、汇编控制、辅助调试提供了额外的支持机制。有的汇编语言编程工具经常会提供宏，它们也被称为宏汇编器。 汇编语言不像其他大多数的程序设计语言一样被广泛用于程序设计。在今天的实际应用中，它通常被应用在底层，硬件操作和高要求的程序优化的场合。驱动程序、嵌入式操作系统和实时运行程序都需要汇编语言。
• 高级计算机语言：高级语言是目前绝大多数编程者的选择，与汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。同时，由于省略了很多细节，编程者也就不需要有太多的专业知识。
  高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，如目前流行的vb、vc、foxpro、delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。
  高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行，按转换方式可将它们分为两类 解释类执行方式类似于我们日常生活中的同声翻译”，应用程序源代码一边由相应语言的解释器翻译”成目标代码(机器语言)，一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。
  编译类编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码翻译”成目标代码(机器语言)，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件(* .obj)才能执行，只有目标文件而没有源代码，修改很不方便。
  现在大多数的编程语言都是编译型的，例如visual c++、visual foxpro、delphi、python等。

3. 计算机语言交互方式

3.1 交互方式的种类

关于GUI/TUI/CLI(CLUI)

• GUI Graphic User Interface 图形用户界面。为命令提供的带窗口和下拉菜单的用户界面。
• TUI Terminal User Interface 终端用户界面。还有一种说法是：Text User Interface 文本用户界面。
• CLI(CLUI) Command Line (User) Interface 命令行(用户)界面。在命令行提示符处输入的或由脚本执行的文本格式的命令和选项。
• IUI Interactive User Interface 交互式用户界面。是对图形用户界面 (GUI) 或终端用户界面 (TUI) 的统称。

3.2 windows下打开TUI的方式

• win键 + R --> CMD --> Enter
  
• Microsoft Windows [版本 10.0.17763.1098] —> 版本
• © 2018 Microsoft Corporation。保留所有权利。—> 版权声明
• C:\Users\DAIDONGXU>
  : C: —> 所在磁盘的根⽬录 (可以通过 X: 切换盘符)
  : Users\DAIDONGXU —> 所在磁盘路径,当前所在的⽂件夹
  : > —>命令提示符 (在后⾯可以直接输⼊DOS指令)

3.3 DOS指令

指令	说明
dir	列出当前目录下的文件夹或文件
md	创建目录
rd	删除目录
cd	进入指定目录
cd…	退回上一级目录
cd/	退回到根目录
del	删除文件
exit	退出dos命令

4. 文本文件和字符集

4.1 文本文件

• ⽂本分类 : 纯⽂本 、 富⽂本
• 纯⽂本：只有文字，和基本的标点。(例如 txt⽂本⽂档)
• 富⽂本：可以有图，可以有各种特殊标点，分段等格式。(例如 word)
• 纯⽂本在计算机底层也会转换为⼆进制保存
• 编码 encode() : 将字符转换为⼆进制码的过程
• 解码 decode() : 将⼆进制码转换成字符的过程

4.2 常见字符集

• 字符（Character）是各种文字和符号的总称，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。
• 字符集（Character set）是多个字符的集合，字符集种类较多，每个字符集包含的字符个数不同。
• 常见字符集名称：ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、 GB18030字符集、Unicode字符集等。- - 计算机要准确的处理各种字符集文字，就需要进行字符编码，以便计算机能够识别和存储各种文字。中文文字数目大，而且还分为简体中文和繁体中文两种不同书写规则的文字，而计算机最初是按英语单字节字符设计的，因此，对中文字符进行编码，是中文信息交流的技术基础。
• ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准编码）是基于罗马字母表的一套电脑编码系统。 7位（bits）表示一个字符，共128字符，字符值从0到127，其中32到126是可打印字符。
• ISO-8859-1 欧洲编码 使用8位（bits）表示一个字符，共256字符。
• GB2312 又称为GB2312-80字符集，全称为《信息交换用汉字编码字符集·基本集》，由原中国国家标准总局发布，1981年5月1日实施。
• BIG5 又称大五码或五大码，1984年由台湾财团法人信息工业策进会和五家软件公司宏碁 (Acer)、神通 (MiTAC)、佳佳、零壹 (Zero One)、大众 (FIC)创立，故称大五码。
  Big5码的产生，是因为当时台湾不同厂商各自推出不同的编码，如倚天码、IBM PS55、王安码等，彼此不能兼容；另一方面，台湾政府当时尚未推出官方的汉字编码，而中国大陆的GB2312编码亦未有收录繁体中文字。
• GB 18030的全称是GB18030-2000《信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》，是我国政府于2000年3月17日发布的新的汉字编码国家标准，2001年8月31日后在中国市场上发布的软件必须符合本标准。
• Unicode Unicode字符集编码是Universal Multiple-Octet Coded Character Set 通用多八位编码字符集的简称，是由一个名为 Unicode 学术学会(Unicode Consortium)的机构制订的字符编码系统，支持现今世界各种不同语言的书面文本的交换、处理及显示。该编码于1990年开始研发，1994年正式公布，最新版本是2019年5月7日的Unicode 12.1.0。
  Unicode是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求 。
• Unicode 编码有多种实现 UTF-8 、UTF-16 、UTF-32
  UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。 UTF是 Unicode Tranformation Format，即把Unicode转做某种格式的意思。
• UTF-16 和 UTF-32 编码
  UTF-32、UTF-16和 UTF-8 是 Unicode 标准的编码字符集的字符编码方案，UTF-16 使用一个或两个未分配的 16 位代码单元的序列对 Unicode 代码点进行编码；UTF-32 即将每一个 Unicode 代码点表示为相同值的 32 位整数。
  此部份引用来至–>科普中国.科学百科：/链接：字符集

5 进制

5.1 进制

• 十进制：满10进1 例：0 1 2 3 4 … 10 11
• 二进制：满2进1 例：0 1 10 11 100 101 110 111 …
• 八进制：满8进1 例：0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 …17 20 21…
• 十六进制：满16进1 例：0 1 2 … 9 A(10) B(11) C(12) D(13) E(14) F(15) 10 11 … 1A 1B 1C 1D 1E 1F

5.2 进制转换

• 十进制转二进制
  方法为：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除2，依此步骤继续向下运算直到商为0为止。
  
• 二进制转十进制
  方法为：把二进制数按权展开、相加即得十进制数。
  
• 二进制与八进制之间的转换
• 二进制转八进制
  方法为：3位二进制数按权展开相加得到1位八进制数。（注意事项，3位二进制转成八进制是从右到左开始转换，不足时补0）。
  
• 八进制转成二进制
  方法为：八进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个八进制为3个二进制，不足时在最左边补零。
  
• 二进制转十六进制
  方法为：与二进制转八进制方法近似，八进制是取三合一，十六进制是取四合一。（注意事项，4位二进制转成十六进制是从右到左开始转换，不足时补0）。
  
• 十六进制转二进制
  方法为：十六进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个十六进制为4个二进制，不足时在最左边补零。
  
• 十进制转八进制或者十六进制有两种方法
• 第一：间接法—把十进制转成二进制，然后再由二进制转成八进制或者十六进制。
• 第二：直接法—把十进制转八进制或者十六进制按照除8或者16取余，直到商为0为止。
  
• 八进制或者十六进制转成十进制
  方法为：把八进制、十六进制数按权展开、相加即得十进制数。
  
• 八进制与十六进制之间的转换有两种方法
  第一种：他们之间的转换可以先转成二进制然后再相互转换。
  第二种：他们之间的转换可以先转成十进制然后再相互转换。

5.3 数据间的换算

• bit位：是计算机中最⼩的单位
• byte字节：是我们最⼩的可操作的单位
• 8bit = 1byte(字节)
• 16bit = 2byte(字节) = 1word(字)
• 32bit = 4byte(字节) = 2word(字)= 1双字
• 1024byte = 1kb(千字节)
• 1024kb = 1mb(兆字节)
• 1024mb = 1gb(吉字节) 1024gb = 1tb(太字节)

6. 环境变量

6.1 概念

• 环境变量（environment variables）⼀般是指在操作系统中⽤来指定操作系统运⾏环境的⼀些参数，如：临时⽂件夹位置和系统⽂件夹位置等。
• 环境变量操作
  1.查看环境变量
  右键计算机(此电脑),选择属性
  系统界⾯左侧选择 ⾼级系统设置
  选择环境变量
• 添加环境变量
  通过新建按钮添加环境变量
  环境变量可以有多个值 , 值与值之间⽤ 英⽂逗号隔开
• 修改环境变量
  通过编辑按钮来修改环境变量
• 删除环境变量
  通过删除按钮来删除环境变量

参考–>科普中国.科学百科：/链接：环境变量

6.2 path环境变量

• path环境变量 保存的是⼀个⼀个的路径
• 当我们在命令⾏中输⼊⼀个命令，系统会先在当前⽬录下找，如果有就直接打开；如果没有则会去path环境变量的路径去找，直到找到为⽌。没找到则会报错
• 我们可以将⼀些经常要访问的⽂件或程序的路径添加到环境变量当中。这样我们就可以在任意位置来访问这些⽂件了
• 注意事项:
• path环境变量不区分⼤⼩写 path Path PATH
• 多个路径之间⽤ ; 隔开