Python程序设计语言（第二版）（微课版）课件 01 计算机基础与Python概述

主讲教师：姓名第一章计算机基础和Python概述学习目标了解计算机系统及程序设计语言了解Python语言的发展及现状、特点和应用领域掌握Python运行环境的安装与配置、编码规范、库的使用目录计算机基础概述程序设计语言Python语言简介重Python环境的安装与配置重1234Python编码规范5重难难6第三方库的安装（pip工具）扩展库的导入与使用7难重重知识导图为什么我们需要计算机?认识自然、分析自然规律，量化计算。引言Introduction为什么我们需要计算机?人类资源分配、人类活动管理，优化计算。引言Introduction为什么我们需要计算机?数学、逻辑、哲学，推理演算。引言Introduction为什么我们需要计算机?网络更是提供了人类多维度的沟通和更多的生活、工作模式。引言Introduction1.1计算机系统概述硬件系统主机外部设备CPU内存储器外存储器输入设备输出设备运算器控制器存储器系统软件应用软件计算机系统软件系统计算机系统1.1.1冯·诺依曼结构冯·诺依曼(JohnVonNeumann，1903～1957)

美籍匈牙利数学家。冯·诺伊曼对计算机的主要贡献：提出了以二进制和存储程序工作原理为基础的现代计算机的体系结构。它的特点：1）计算机由五大基本部件：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备;2）采用二进制数表示指令和数据;3）将程序和数据存放在计算机的内存中，并让计算机自动执行；4）机器以运算器为核心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。控制器负责整个计算处理的流程控制运算器负责主要负责数据的计算和逻辑判断存储器负责存放了需要处理的数据及指令存储程序和程序的自动执行1.1.2计算机硬件系统

计算机硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机系统的物质基础，是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体。1.存储器

存储器分为主存储器和辅助存储器。主存可直接与CPU交换信息，辅存又叫外存。2.运算器

运算器是计算机中处理数据的核心部件，主要由执行算术运算和逻辑运算的算术逻辑单元ALU(ArithmeticLogicUnit)、存放操作数和中间结果的寄存器组以及连接各部件的数据通路组成，用以完成各种算术运算和逻辑运算。3.控制器

控制器是计算机中控制管理的核心部件。CPU和主存储器是信息加工处理的主要部件，通常把这两个部分合称为主机。4.输入输出设备

输入/输出设备(简称I/O设备)又称为外部设备，它是与计算机主机进行信息交换，实现人机交互的硬件环境。1.1.3计算机软件系统

软件包括可在计算机上运行的各种程序、数据及其有关文档。通常把计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。1.系统软件

系统软件是维持计算机系统的正常运行，支持用户应用软件运行的基础软件，包括操作系统、语言处理程序和数据库管理系统等。2.应用软件

应用软件也称为应用程序，是专业软件公司针对应用领域的需求，为解决某些实际问题而研制开发的程序，或由用户根据需要编制的各种实用程序。应用程序通常需要系统软件的支持，才能在计算机硬件上有效运行。例如，文字处理软件、电子表格软件、制图软件、网页制作软件、财务管理软件等均属于应用软件。1.2程序设计语言程序设计语言：是计算机能够理解和识别用户操作意图的一种交互体系；它按照特定规则组织计算机指令，使计算机能够自动进行各种运算处理。计算机程序按照程序设计语言规则组织起来的一组计算机指令。1.2程序设计语言机器语言直接使用二进制代码表达指令，计算机硬件可以直接识别和执行。汇编语言使用助记符与机器语言中的指令进行一一对应，在计算机发展早期帮助程序员提高编程效率高级语言接近自然语言的一种计算机程序设计语言，更容易地描述计算问题并利用计算机解决计算问题。低级语言8086CPU指令系统机器语言和汇编语言PUSHBPMOVEBP,SPDECSPPUSHSIPUSHDIMOVEDI,0005MOVESI,0003MOVEAX,DIADDAX,SI010101011000101111101100010011000101011001010111101111110000010100000000101111100000001100000000100010111100011111000110求：5+3Pascalvari,j,k:integer;begini:=5;j:=3;k:=i+j;end高级语言：求5+3的值Cintmain(){inti,j,k;i=5;j=3;k=i+j;printf(“%d”,k)return0;}Pythoni=5j=3k=i+jprint(k)JavapublicclassAddition{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){inti=5;intj=3;intk;k=i+j;System.out.println(k);}}1.2程序设计语言1.2程序设计语言高级语言低级语言翻译编译方式和解释方式程序的执行方式计算机编程方法1分析问题2建立数学模型3设计算法4编写代码01020304计算机编程方法输入(input)处理(process)输出(output)圆半径r圆面积area计算圆面积：area=π*r*rr=eval(input()) area=3.14*r*r print(area) 1.3Python语言简介荷兰人Guido发明1989正式发布1991Python2.0发布2000Python3.0发布2008Python3.132024Python的创始人吉多·范罗苏姆，在1989年的圣诞节期间，为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言（一种教学编程语言）的一种继承。2025年1月TIOBE排行榜Python语言特点Python支持以交互模式运行程序，包含便捷的高级数据类型，并且可以用C语言或C++来进行扩展，能扣快速编写程序并即时满足实际需求。Python既支持面向过程的编程有支持面向对象的编程，Python还支持继承、重载，有利于代码的复用性。Python的标准库功能很强大，再加上不同应用领域众多开源的第三方程序库，给开发者提供了很多便利。Python的语法较为简单，容易学习容易理解，同时网络上学习资源也很丰富。简单易学

面向对象可移植性易于使用资源丰富

免费开源Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一，使用者只要保留版权信息即可任意使用和修改源代码，并将其用于各个领域。可以在任何安装解释器的计算机环境中执行；可以不经修改地实现跨平台运行。Python语言的应用领域Python语言是一个通用编程语言，可用于编写各领域的应用程序，这为该语言提供了广阔的应用空间。从科学计算、数据处理到人工智能、网络爬虫、机器人等，Python语言都能够发挥重要作用，而且很出色。Python语言的应用领域谁在使用Python1.4Python环境的安装与配置到Python主页下载并安装Python基本开发和运行环境，网址：/downloads/

根据操作系统不同选择不同版本下载相应的Python3.0系列版本程序1.4Python环境的安装与配置1.4Python环境的安装与配置1.4Python环境的安装与配置交互方式方法1：命令行式运行Python。提示符1.4Python环境的安装与配置交互方式方法2：调用IDLE来启动Python图形化运行环境1.4Python环境的安装与配置文件方式：在IDLE的菜单栏中选择“File→NewFile”选项1.5编码规范(1)缩进Python对代码缩进是硬性要求，严格使用缩进来体现代码的逻辑从属关系。一般以4个空格为一个缩进单位，并且同一个级别的代码块的缩进量必须相同。在函数定义、类定义、选择结构、循环结构、异常处理结构和with语句等结构中，对应的函数体或语句块都必须有相应的缩进。python程序是依靠代码块的缩进来体现代码之间的逻辑关系的，缩进结束就表示一个代码块结束了。

1.5编码规范（2）注释

以符号#开始，表示本行#之后的内容为注释。包含在一对三引号'''...'''或"""..."""之间且不属于任何语句的内容将被解释器认为是注释。（文件方式）（4）符号

在Python语言所有的语法符号，如冒号“:”、单引号“'”、双引号“"”和小括号()等,都必须在英文输入法下输入，字符串中的符号除外。(3)Python语言区分大小写例如：Num、num、NUM是完全不同的三个名称。1.5编码规范(5)换行符如果一行语句太长，可以在尾部添加上反斜杠“\”来换行分成多行，但是更建议使用括号来包含多行内容。(6)建议最好在函数定义和一段完整的功能代码之后增加2个空行，在运算符两侧各增加一个空格，逗号后面增加一个空格。1.6第三方库的安装pip命令示例说

明piplist显示当前已安装的所有模块pipinstallSomePackage[==version]在线安装SomePackage模块的指定版本pipinstall--upgradeSomePackage升级SomePackage模块pipuninstallSomePackage[==version]卸载SomePackage1.6第三方库的安装例如：安装常用科学计算的扩展库numpy1.7扩展库的导入与使用（1）语法格式：import

模块名[as别名]>>>importmath#导入标准库math>>>math.sin(0.5)#求0.5（单位是弧度）的正弦0.479425538604203>>>importrandom#导入标准库random>>>n=random.randint(1,100)#获得[1,100]区间上的随机整数>>>importturtleast#导入标准库turtle>>>t.circle(50)#绘制半径为50的圆>>>importos.pathaspath#导入标准库os.path，并设置别名为path>>>path.isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True>>>importnumpyasnp#导入扩展库numpy，并设置别名为np>>>a=np.array((1,2,3,4))#通过模块的别名来访问其中的对象>>>aarray([1,2,3,4])1.7扩展库的导入与使用（2）语法格式：from

模块名import

方法名[as别名]>>>frommathimportsin#只导入模块中的指定对象，访问速度略快>>>sin(1)0.8414709848078965>>>frommathimportsinass

#给导入的对象起个别名>>>s(1)0.8414709848078965>>>fromos.pathimportisfile>>>isfile(r'C