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第１章Ｐｙｔｈｏｎ程序设计基础

第１章

Ｐｙｔｈｏｎ程序设计基础

１１什么是程序设计?

程序设计是指使用程序设计语言编写程序指导计算机完成各种任务ꎮ不论你使用的是

哪种程序设计语言ꎬ基本概念都是一致的ꎮ你可以使用任何一种像Ｐｙｔｈｏｎ、Ｊａｖａ或Ｃ＃这样

的高级程序设计语言来学习程序设计ꎮ

一旦学会使用一门语言编写程序ꎬ使用其它语言编写程序就变的很容易ꎬ因为编写程

序的基本概念、思想、技能都是一样的ꎮ

在学习程序设计之前ꎬ首先要了解运行程序的硬件ꎬ即计算机ꎬ因为我们需要知道程

序处理的对象ꎬ如数据、文件、数据包等跟哪些硬件有关ꎻ然后需要了解程序设计语言的

基本概念ꎬ有了一个基本概念后ꎬ就可以开始进行Ｐｙｔｈｏｎ程序设计学习了ꎮ

１２计算机组成简介

计算机(ｃｏｍｐｕｔｅｒ)俗称电脑ꎬ是一种用于高速计算的电子计算机器ꎬ既可以进行数值

计算ꎬ又可以进行逻辑计算ꎬ还具有存储记忆功能ꎮ

１９４６年美籍匈牙利科学家冯诺伊曼提出存储程序原理ꎬ把程序本身当作数据来对

待ꎬ程序和该程序处理的数据用同样的方式存储ꎬ并确定了存储程序计算机的五大组成部

分和基本工作方法ꎮ人们把冯诺伊曼的这个理论称为冯诺伊曼体系结构(ＶｏｎＮｅｕｍａｎｎ

Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ)ꎬ从ＥＤＶＡＣ到当前最先进的计算机都采用的是冯诺伊曼体系结构ꎮ

冯诺伊曼体系结构指出计算机由五个主要部分组成ꎬ分别是:

•运算器

•控制器

•存储器

•输入设备

•输出设备

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Ｐｙｔｈｏｎ语言程序设计

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图１１冯诺伊曼体系结构

１２１中央处理器(ＣＰＵ)

中央处理器(ＣＰＵ)ꎬ是计算机中负责读取指令ꎬ对指令译码并执行指令的核心部件ꎮ

中央处理器主要包括两个部分:控制器和运算器ꎬ另外还包括高速缓冲存储器及实现它们

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之间联系的数据、控制的总线ꎬ如图１２所示ꎮ

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图１２ＩＢＭＰｏｗｅｒ８ＣＰＵ功能框图[图片来源:ＴｈｅＬｉｎｌｅｙＧｒｏｕｐ]

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第１章Ｐｙｔｈｏｎ程序设计基础

１２２内存(Ｍｅｍｏｒｙ)与硬盘(Ｈａｒｄｄｉｓｋ)

内存是计算机中重要的部件之一ꎬ用于暂时存放ＣＰＵ中的运算数据ꎬ以及与硬盘等

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外部存储器交换的数据ꎬ如图１３所示ꎮ计算机中所有程序都是在内存中进行的ꎬ因此内

存的性能对计算机的影响非常大ꎮ内存是易失性存储器ꎬ断电后内存中的数据就没有了ꎮ

硬盘是是非易失性储存器ꎬ关机后ꎬ里面的数据也不会丢ꎮ硬盘的存储容量非常大ꎬ

当前常见的机械硬盘单盘容量为１ＴＢ或更大ꎬ固态硬盘为２４０ＧＢ或更大ꎮ需要长期存储

的数据以文件的形式保存在硬盘上ꎮ

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图１３内存与硬盘

１２３输入输出设备

输入设备是向计算机输入数据和信息的设备ꎬ是计算机与用户或其他设备通信的桥

梁ꎬ是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一ꎮ输入设备的任务是把数据、

指令及某些标志信息等输送到计算机中去ꎮ常见的输入设备有键盘、鼠标、摄像头、扫描

仪、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等ꎮ

输出设备是把计算结果以人能识别的各种形式ꎬ如数字、符号、字母等表示出来ꎬ常

见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出装置等ꎮ

输入