在学习python之前,我们需要先了解认识计算机。
零、认识计算机
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。
程序:指挥计算机工作的指令序列。
计算机如何处理程序?
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。
0.1 计算机语言三代
机器语言——计算机最早的语言形式,直接使用二进制代码表示,由0和1组成的序列构成,计算机能够直接识别和执行这些指令。
优点:计算机直接识别并处理,运行速度最快。
缺点:非常底层且难以理解和记忆。
- 汇编语言——使用助记符来表示机器指令,这些助记符更接近人类语言,使得编程变得更加直观和易于理解。
优点:一定程度上解决了机器语言的缺点。
缺点:低级语言编写效率低,依赖于硬件。
- 高级语言是——使用人类日常语言编写。
优点:易于理解与阅读,不依赖于硬件可以执行高,开发效率高。
缺点:执行速度最慢,占用空间多。
0.2 高级语言分类
- 按实现方式:分为编译型语言和解释型语言。
编译型语言如C、C++,需要先将源代码编译成机器码再执行,开发效率低,执行效率高。
解释型语言如Python、JavaScript,则在运行时由解释器逐行解释执行,开发效率高,执行效率低。
- 按编程方式:可以分为面向对象语言、面向过程(函数式)语言等。
面向对象语言如Java、C++,支持封装、继承和多态等概念;
面向过程(函数式)语言如C,以函数为主要构成单元,强调无副作用和不可变性。
0.3 机器语言中的二进制
0.3.1 什么是进制
人为规定符合某种规则的计数方式
规则:X进制——逢X进一、借一当X
举例:
生活中的进制:10进制、60进制、7进制、12进制
计算机中的进制:2进制、8进制、16进制
0.3.2 进制的三要素
进制 | 数码 | 基数 | 位权 |
十进制 | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 10 | .......10^2 10^1 10 ^0 10^(-1) 10^(-2) ...... |
二进制 | 0 1 | 2 | ......2^2 2^1 2^0 2^(-1) 2^(-2) ...... |
八进制 | 0 1 2 3 4 5 6 7 | 8 | .......8^2 8^1 8^0 8^-1 8^-2 8^-3..... |
十六进制 | 0 1 2 3 4 5 6 7 8& |