Python入门（十）：计算生态_算法生态-优快云博客

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计算生态

计算生态

计算思维

2006年，时任美国卡内基·梅隆大学计算机系主任的周以真(Jeannette M.Wing)教授提出了计算思维(computational thinkink)的概念，第一次从思维层面阐述了运用计算机科学的基础概念求解问题。
计算思维是人类科学思维活动的重要组成部分。人类在认识世界、改造世界的过程中表现为三种基本的思维特征：

以实验和验证为特征的实证思维，以物理学科为代表；
以推理和演绎为特征的逻辑思维，以数学学科为代表；
以设计和构造为特征的计算思维，以计算机学科为代表；

计算思维指的是抽象实际问题的计算特性，利用计算机求解。
计算思维的本质是抽象(abstraction)和自动化(automation)。

程序设计方法论

自顶向下设计和自底向上执行贯穿程序设计和执行的整个过程。

自顶向下设计

在解决一个复杂问题时，我们通常是将其拆分为几个小问题，然后用相同的方法逐个攻破小问题，然后把所有的碎片组合起来，就可以得到该问题的解决方法。
其中最重要的是顶层设计，其质量好坏决定着代码的实现难度及效率。
其过程经常概括为以下四个步骤：

将算法表达为一系列小问题
为每个小问题设计接口
通过将算法表达为接口关联的多个小问题来细化算法
为每个小问题重复上述过程

自顶向下设计是一种开发复杂程序具有价值的设计理念和工具，设计过程自然且简单，自顶向下设计通过封装实现抽象，利用了模块化设计的思想。

自底向上执行

程序编写后，需要经过测试过程。
对于较小规模的程序，直接运行即可；对于较大规模的程序，则需要采取特殊方法。
一般来说，执行中等规模程序的最好方法是从结构图最底层开始，然后逐步上升：
即先运行和测试每一个基础函数，再测试由基础函数构成的整体函数，这样有助于排查错误。

Python计算生态

近20年的开源运动产生了深植于各信息技术领域的大量可重用资源，直接有力地支撑了信息技术超越其他技术领域的发展速度，形成了“计算生态”。
Python作为一门开源语言，其诞生之初就致力于开源开放，而且由于Python有非常简单灵活的编程方式，很多采用C、C++等语言编写的专业库经过简单的接口封装亦可以供Python使用。正是因为其胶水特性，Python迅速建立了全球最大的编程语言开放社区，建立了十几万个第三方库的庞大规模，构建了强大的计算生态。
第三方库索引功能(the Python package index,PyPI)

模块、包与库

许多情况下我们并不会严格区分三者之间的区别，因为对于新手来说没什么必要，
可是我还是觉得您应该了解一下，毕竟你已经读到了这里，如果前面的你都看得懂并且会操作，那么恭喜你，你已经入门Python了。

模块(Module)：一个完整的Python文件即是一个模块，它通常指逻辑上的组织方式。Python中常用import 模块的方式将现成模块中的函数、类等重用到其他代码块中。
包(Package)：一个有层次的文件目录结构，定义了一个由模块和子包组成的Python应用程序执行环境。
库(Library)：一组具有相同功能的模块的集合。Pyhon之所以流行其重要原因就是具有强大的标准库、第三方库及自定义模块。

Python标准库

有一部分常用的Pyhton计算生态随Python安装包一起发布，用户可以随时调用，被称为Python标准库。
在Windows系统中，其默认的安装路径为：

C:\Users\<用户名>\AppData\Local\Programs\Pyhton\Python(版本号)\Lib

Python第三方库

更广泛的Python计算生态采用额外安装方式服务用户，被称为Pyhton第三方库。
这些第三方库由全球各行业专家、工程师和爱好者开发，没有顶层设计，由开发者采用“尽力而为”的方式维护。通常通过新一代安装工具pip管理大部分第三方库。