大数据与人工智能导论 课件 李建 第1-6章 信息与社会 -数据库技术

大数据与人工智能导论IntroductiontoBigDataandArtificialIntelligence厚德·博学·求是·创新目录Contents010203信息技术基础大数据技术及其应用人工智能与应用厚德·博学·求是·创新Ch1001信息技术基础Ch1信息与社会Ch2计算机系统与平台Ch3程序设计与问题求解Ch4从虚拟现实到元宇宙02大数据技术及其应用Ch5数据的模型与结构Ch6数据库技术Ch7大数据技术及处理流程03人工智能与应用Ch8人工智能初探Ch9机器学习与深度学习Ch10自然语言处理Ch11计算机视觉及应用Ch12人工智能生成技术及应用CH1信息与社会学习目标了解信息及信息技术、信息编码和新一代信息技术。知识目标掌握进制及常用进制之间的转换的方法。能力目标培养学生加强信息安全和隐私保护意识，树立正确的网络安全观。素养目标第1章

信息与信息社会

主要内容1.1信息与信息革命1.2数制与进制转换1.3计算机信息编码1.4新一代信息技术与社会变革1.5信息安全与隐私保护1.1信息与信息革命信息信息是创建一切宇宙万物的最基本单位信息是用来消除随机不确定性的东西——香农信息是电子线路中传输的以信号作为载体的内容——电子学家、计算机科学家定义：信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。1.1信息与信息革命数据和信息的联系和区别数据（data）是反映客观事物的一组可以记录、识别的符号，是信息的具体表现形式，不仅指数字，还包括文字、表、图等；信息（information）源于事物，是抽象的，常指加工后的数据，是数据的本质含义。数据和信息之间是相互联系的，数据是反映客观事物属性的记录，是信息的具体表现形式。数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据=信息（有价值）+数据冗余（噪声）数据和信息可以相互转化1.1信息与信息革命信息技术信息技术是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段(指完成信息产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术)的总称。1.1信息与信息革命信息技术经历的发展过程（1）古代信息技术以人工为主要特征，主要用于政治、军事、经济和贸易的需要。（2）近代信息技术以电信为主要特征，电报、电话、传真、摄影技术、录音技术、静电复印技术、广播、电视的出现。（3）现代信息技术以网络为主要特征，以微电子技术为主要基础，以电子计算机技术和通信技术为主要标志。1.1信息与信息革命现代信息技术的核心技术是计算机技术、通信技术、网络技术，技术特性主要有：（1）数字化——二进制（2）网络化——资源共享（3）高速化——巨大的存储能力和极快的处理功能（4）智能化——人工智能的发展（5）个人化——以个人为目标，充分体现可移动性和全球性1.1信息与信息革命信息革命（1）第一次信息革命——

语言的产生（2）第二次信息革命——文字的创造（3）第三次信息革命——造纸和印刷术的发明（4）第四次信息革命——电报、电话和电视的发明（5）第五次信息革命——计算机和互联网的诞生1.1信息与信息革命信息革命标志特征第一代语言的产生人性化第二代文字的创造符号化第三代造纸和印刷术的发明载体化第四代电报、电话和电视的发明实时化第五代计算机和互联网的诞生数字化第六代以云、物、大、智、移为核心的新一代信息技术智慧化、融合化和协同化1.2数制与进制转换计算机只能处理二进制数据，因此需要把人类熟知的数字、文字、图画、声音、活动图像等数据转换为0和1组成的二进制编码，计算机才能区别它们、存储它们并对它们进行综合处理1.2数制与进制转换数制的相关概念数制，也称为计数制，是一种用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。以十进制计数法为例：其加法规则是“逢十进一”；任意一个十进制数值可用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数字符号组成的数字符串来表示，数字符号又叫数码。1.2数制与进制转换数制的相关概念数位：指数字符号在一个数中所处的位置。基数：一个数制中所包含的数字符号的个数。位权：任何一个R进制的数都是由一串数码表示的，其中每一位数码所表示的实际值大小，除数码本身的数值外，还与它所处的位置（数位）有关，由位置决定的值就叫位权（或称权）。位权用基数R的数位i次幂Ri表示。1.2数制与进制转换常用进制的基数、规则、数码、数位、位权（i为相应数位）数制基数规则数码位权书写方式十进制（decimal）10逢十进一，借一当十0、1、2、3、4、5、6、7、8、910i42、42D、（42）10二进制（binary）2逢二进一，借一当二0、12i101B（101）2八进制（octal）8逢八进一，借一当八0、1、2、3、4、5、6、78i42O、42Q（42）8十六进制（hexadecimal）16逢十六进一，借一当十六0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F16i4DH（4D）161.2数制与进制转换数制练习（1）说出在736.59D中，它的基数是多少？这种进制的数码有哪些？其中3所在的数位及位权是多少？（2）101B+11B=？（3）6Q+8Q=？（1）736.59D中，它的基数是10，数码有0~9，其中3所在的数位是1，位权是101。（2）1000B（3）写法有误。因为Q是八进制的标志，而八进制中没有数码8，所以写法有误。1.2数制与进制转换计算机常用数制的表示方法计算机中最常采用的数制是二进制，特点如下：（1）状态简单，容易实现（2）运算简单（3）稳定性好，‌可靠性高（4）适合逻辑运算1.2数制与进制转换计算机常用数制的表示方法计算机常用的进制有二进制、八进制、十六进制，它们与人们常用的十进制的对应关系：十进制二进制八进制十六进制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F1.2数制与进制转换二进制、八进制、十六进制数转换成十进制数用按权展开法10110.101B=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+0+4+2+0+0.5+0+0.125=22.625D3D9H=3×162+13×161+9×160=768+208+9=985D1.2数制与进制转换十进制数转换成二进制数整数部分——除2取余法把十进制整数除以2，得到一个商和一个余数；再将所得的商除以2，得到一个新的商和余数；这样不断的用2去除所得的商，直到商等于0为止。然后将第一次得到的余数为最低有效位，最后一次得到的余数为最高有效位，由高到低进行排列，即为转换后的二进制整数。100D=（

）B1100100251361250010022222220010011余数高位低位除2取余法1.2数制与进制转换十进制数转换成二进制数小数部分——乘2取整法将已知的十进制数的纯小数（不包括整数部分）反复乘以2，反复取整数，取过整数后，将整数部分归0，得到一个新的纯小数，重复前面步骤，直到乘积的小数部分为0，或将小数点后的位数取到要求的精度位为止。取整数的过程是由高位到低位。0.3125D=（

）B0.01011.2数制与进制转换二进制数与八进制数间的相互转换八进制转换成二进制的方法：把每个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变1516.62Q=（

）B1101001110.110011516.62Q001101001110110010110100111011001B1.2数制与进制转换二进制数与八进制数间的相互转换二进制转换成八进制的方法：整数部分从低位向高位每3位用一个等值的八进制数来替换，不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位每3位用一个等值八进制数来替换，不足3位时在低位补0凑满三位1101001110.11001B=（

）Q1516.62001101001110110010B151662Q不够三位，补足三位，整数前面补0不影响整数的大小：001不够三位，补足三位，小数后面补0不影响整数的大小：010✮1.2数制与进制转换二进制数与十六进制数间的相互转换二进制数与十六进制数相互转换的方法类似于二、八进制数相互转换的方法，只要将上面3位二进制数一组改为4位二进制数一组即可。（37F1B.2E）H=（

）B（101111001001111.101011）B=（

）H5E4F.AC110111111100011011.001011101.2数制与进制转换各种进制间的相互转换整数：除2取余小数：乘2取整按权展开1位对应3位

1位对应4位十进制二进制十六进制八进制1.3计算机信息编码计算机只能识别二进制形式的数，所以‌计算机信息编码是将文本、图像等各种类型的数据转换为计算机可以识别、处理和存储的二进制形式。编码，是用少量简单的基本符号，选用一定的组合规则，以表示出大量复杂多样的信息。常见的信息编码有：BCD码、ASCII码、汉字编码和多媒体信息编码等。1.3计算机信息编码1.3.1BCD码BCD码：用一组4位二进制编码表示1位十进制数字符号。BCD码形式上变成了0和1组成的数的形式，并不是二进制。写出486.21的BCD码。十进制BCD码十进制BCD码00000501011000160110200107011130011810004010091001010010000110.001000011.3计算机信息编码1.3.2ASCII码西文编码方式ASCII码：美国标准信息交换码。从A到Z、从a到z和从0到9的ASCII码值均为+1趋势，所以“A”<“B”；大小比较：字符型数字<大写字母<小写字母，如“0<“D”<“d”。

高位字符低位0000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB，7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFS，<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O

oDEL1.3计算机信息编码1.3.3汉字编码在计算机系统中，汉字的输入、内部处理、存储和输出对汉字有不同的编码要求。汉字系统对每个汉字规定了输入计算机的代码，即汉字的外部码。计算机为了识别汉字，要把汉字的外部码转换成汉字的内部码，以便进行处理和存储。为了将汉字以点阵的形式输出，还要将汉字的内部码转换为汉字的字形码，确定一个汉字的点阵。并且，在计算机和其它系统或设备需要信息、数据交流时还必须采用交换码。1.3计算机信息编码外部码（输入码）外部码是计算机输入汉字的代码，代表某一个汉字的一组键盘符号。汉字输入码主要包括音码、形码、音形码和数字码，适用于不同的使用场景和用户需求。随着科技的发展还有其它方式输入汉字：语音输入、手写输入、光学字符识别（OCR）等。交换码交换码是用于不同的汉字信息系统间进行汉字交换时使用的编码。当计算机之间或与终端之间进行信息交换时，要求它们之间传送的汉字代码信息完全一致，我国在1980年制定了《信息交换用汉字编码字符集·基本集》作为国家标准GB2312-80编码字符集，称为国标码。1.3计算机信息编码内部码汉字内部码也称为内码或机内码。当计算机输入外部码时，通常要转成内部码，才能进行存储、运算、传送，内部码统一了各种不同的汉字输入码在计算机内部的表示。字形码（输出码）为了输出汉字，对汉字字形经过点阵的数字化后的一串二进制数。表现汉字时使用的点阵越大，汉字字型愈清晰美观，但每个汉字点阵所占的存储空间也越大。1.3计算机信息编码汉字编码之间的关系输入码交换码机内码字形码1.3计算机信息编码汉字编码之间的关系例如，通过键盘输入一个汉字“计”，并在屏幕上显示，其编码的转换过程如下：①通过键盘输入输入码：ji（拼音输入法）。②通过输入法控制程序，依据交换码（国标码），把输入码（ji）转换成机内码，并保存在计算机内。③汉字显示驱动程序根据机内码计算出“计”的字形码所在字库的地址，通过相应的地址把字库中的字形码取出，存入到相应的显示内存单元中。④在显示驱动程序的控制下，根据显示内存中的字形码，在屏幕的相应位置显示汉字“计”的字形。1.3计算机信息编码1.3.4多语种的混合编码不同国家和地区制定了不同标准来显示自己的语言，一般使用两个字节代表一个符号，称为ANSI编码。简体中文系统里，ANSI编码代表GBK编码；韩文系统中，ANSI编码是EUC-KR编码由于不同国家或地区的ANSI编码互不兼容，在国际交流中，无法将属于两种语言的文字存储在同一段ANSI编码的文本中。因此出现了统一码Unicode，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，用于满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。UTF-8是针对Unicode的一种可变长度字符编码。1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化（1）声音信息的数字化采样：是指时间轴上连续的信号每隔一段时间间隔抽取出一个信号的幅度样本，把连续的模拟量用一个个离散的点来表示,使其成为时间上离散的脉冲序列。量化：是指将采样得到的样本值在幅值上以一定的级数离散化，将幅值分成若干等级，再用足够的二进制位对量化的等级进行表示，然后把落入某个等级内的样本值归为一类，并用相同的量化二进制来表示的过程。编码：是指把量化后的信号转换成代码的过程，也就是将已经量化的信号幅值用二进制数码表示。编码后，每一组二进制数码代表一个采样的量化等级，然后把它们排列起来，得到由二进制脉冲组成的信息流。声音信息的数字化过程采样量化编码然后形成数字信号1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化（2）图像信息的数字化位图矢量图1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化（2）图像信息的数字化 一般把位图称为图像，把矢量图称为图形。图形与图像在计算机上的显示结果基本相似，但实现方法完全不同。位图矢量图1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化矢量图文件优点①由于矢量图形的特点，通过软件可方便地将矢量图进行缩放、移动、旋转等，其尺寸可以任意变化而不会损坏图形的质量。②由于矢量图形只保存算法和特征点参数，因此占用的存储空间较小。矢量图文件缺点①当图形复杂时，计算时间较长。②对于某些复杂的彩色照片（如真实世界的照片）很难用数学公式来描述图形的构造，而采用位图来表示。1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化位图文件优点可以表现出色彩丰富的图象效果可逼真表现自然界各类景物位量图文件缺点文件占用存储空间大；放大图像会出现失真（马赛克,mosaic）。1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化（2）图像信息的数字化采样：要用多少个点来描述一张图像。量化：要用多大范围的数值来表示一个像素点。编码：用一串二进制来表示像素点，然后按行组织起一行中所有像素的编码，再按顺序将所有行的编码连起来，就构成了整幅图像的编码。1.3计算机信息编码1.3.5多媒体信息的数字化（3）视频信息的数字化先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到存储介质（如内置硬盘），就是数字视频。播放时，视频信号被转变为帧信息，并以每秒30幅的速度投显示器上，使人类的眼睛认为它是在连续不间断地变化。1.4新一代信息技术与社会变革新一代信息技术是指根据信息领域的科学技术发展规律和需求，采用新兴技术，突破传统技术局限，促进信息生产、流通和利用的技术体系，它主要分为六个方面，分别是下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和以云计算为代表的高端软件。随着新一代信息技术的发展，逐渐形成了“云物大智移”的概念。“云物大智移”是指云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网这五项技术。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联（1）云计算云计算的目标是对资源的有效管理，主要是对计算资源、网络资源、存储资源三个方面的管理。

典型应用如某公司利用现有的服务器为基础，通过增加内存、固态硬盘（SSD）和磁盘，并采用服务器虚拟化、网络虚拟化技术，集成一个计算、网络、存储的超融合资源池，实现内部私有云架构。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联（2）物联网物联网的本质还是互联网，只不过终端不再是计算机，而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。

主要应用如：智能仓储、智慧物流、智能交通、智能家庭等。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联（3）大数据又称海量数据，指的是需要新的处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

主要应用如：全面数据化、变更商业模式催生产品和服务的创新、提高决策能力等。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联（4）人工智能人工智能是指具备感知、理解、行动和学习能力的信息技术系统。智能机器就是内嵌人工智能的电脑和应用程序。智能系统可将不同机器、流程和人员紧密联系起来。机器学习是人工智能的分支。主要应用有：无人驾驶汽车、智能家居、虚拟医疗、智能手机私人助理、智能音箱等。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联（5）移动互联网移动互联网是通过将移动通信与互联网二者结合到一起形成的，通过移动终端（手机、平板）来代替计算机上网，获取用户所需的内容以及服务，如浏览新闻、购物等。

主要应用有：移动电子阅读、移动支付、移动电子商务、手机搜索、移动定位服务提供个性化信息等。1.4.1“云物大智移”新一代信息技术及其关联云计算、大数据、人工智能、物联网与互联网的关系1.4新一代信息技术与社会变革1.4.2新一代信息技术对社会带来的变革（1）经济领域（2）教育领域（3）医疗卫生领域1.4新一代信息技术与社会变革1.4.3新一代信息技术的消极影响（1）信息泛滥（2）信息污染（3）信息犯罪1.5信息安全与隐私保护1.5.1信息安全的定义信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。信息安全的任务是保护信息财产，以防止偶然的或未授权者对信息的恶意泄漏、修改和破坏，从而导致信息的不可靠或无法处理等。1.5信息安全与隐私保护1.5.2信息安全的威胁（1）技术威胁（2）数据安全威胁（3）物理和环境威胁（4）网络威胁（5）特定领域的安全威胁1.5信息安全与隐私保护1.5.3隐私保护及措施（1）加强网络安全意识和采用安全认证技术（2）加密和密钥管理（3）强化密码策略（4）增强网络安全措施（5）规范网络政策法规（6）隐私设置1.5信息安全与隐私保护1.5.4避免个人信息泄露（1）不注册来源不明的网站；（2）不扫来历不明的二维码；（3）淘汰的电子产品信息销毁要彻底；（4）有个人信息的纸张处理时要抹掉隐私信息；（5）不在社交软件上泄露过多个人信息；（6）慎用公共场所免费WiFi；（7）不随意点击短信和邮件中的链接；（8）不同软件不用同一组账号密码。本章结束

Thankyouforlistening厚德·博学·求是·创新大数据与人工智能导论IntroductiontoBigDataandArtificialIntelligence厚德·博学·求是·创新CH2计算系统与平台学习目标了解计算系统与平台的发展历程，理解计算机系统的基本组成及原理，了解互联网基础、物联网技术和云计算平台。知识目标能够通过互联网等渠道获取最新的计算系统、物联网和云计算技术信息。能力目标培养学生信息获取、加工、利用和交流的能力。素养目标第2章

计算系统与平台

主要内容2.1计算系统与平台的发展2.2计算机系统及原理2.3Windows基本操作2.4互联网2.5物联网2.6云计算平台2.1计算系统与平台的发展我们每天都在使用计算系统与平台，小到智能手机、平板电脑、桌面电脑，大到服务器和各类云计算系统。那么，什么是计算系统与平台？计算系统与平台到底是包括哪些呢？它们是如何构成的呢？2.1计算系统与平台的发展单处理机系统单处理机系统是指一种大小、价格和性能适用于个人使用的多用途计算机。台式机、笔记本电脑、平板电脑、超级本和智能手机等都属于这个范畴。2.1计算系统与平台的发展多处理机系统多处理机系统从早期的同构计算系统演化为后来的异构计算系统，再从分布式异构的网格计算系统演化到如今的集中式云计算系统，螺旋式发展。并行计算系统网络计算系统2.1计算系统与平台的发展多处理机系统并行计算系统并行计算（parallelcomputing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解的问题分解成若干个部分，各部分均由一个独立的处理机来并行计算。2.1计算系统与平台的发展多处理机系统典型的并行计算系统2009年9月，中国首台千兆次超级计算机系统“天河一号”研制成功。2010年11月，“天河一号”在全球超级计算机前500强排行榜中第一。“天河二号”以峰值计算速度每秒5.49×10^16次、持续计算速度每秒3.39×10^16次双精度浮点运算的优异性能，成为2013年全球最快超级计算机系统。2.1计算系统与平台的发展多处理机系统网络计算系统网络计算系统是一种分布式计算系统，旨在为各类研究者提供汇集全球各地大量个人电脑和服务器的强大运算能力，主要包括网格计算平台、云计算平台等。网格计算平台是2018年公布的计算机科学技术名词。它是一种基于互联网的分布式计算平台。云计算平台也称为云平台，是指基于硬件资源和软件资源的集中服务模式，提供计算、网络和存储能力。2.2计算机系统及原理计算机系统的基本组成硬件系统软件系统+计算机系统=2.2计算机系统及原理计算机系统的基本组成硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称，是计算机工作的物理基础。这些我们看得见、摸得着的实际物理设备都是硬件2.2计算机系统及原理计算机系统的基本组成软件是指在计算机中运行的各种程序和相关的数据及文档。2.2计算机系统及原理计算机系统的基本组成硬件和软件的关系（1）硬件是软件工作的基础（2）软件是硬件功能的扩充和完善（3）软件和硬件结合才成为一个完整的计算机系统（4）实际上，软件和硬件的功能没有明确分界：软件硬化或固化硬件软化2.2计算机系统及原理计算机硬件系统计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等部件组成运算器和控制器组成中央处理器（CPU）内存储器和CPU组成主机现代计算机的设计是由冯•诺依曼提出的，他提出了三条基本思想：采用二进制数的形式表示程序和数据。将程序和数据存放在存储器中。计算机硬件由五大部分组成。2.2计算机系统及原理计算机硬件系统五大部件的功能运算器ALU的主要功能是进行算术及逻辑运算。控制器CU是计算机的“神经中枢”，用于分析指令，根据指令要求产生各种协调各部件工作的控制信号。存储器M用来存放控制计算机工作过程的程序和数据。输入设备I用来输入程序和数据。输出设备O用来输出计算结果，即将其显示或打印出来。2.2计算机系统及原理计算机硬件系统诺依曼计算机的工作过程计算机工作时，操作人员首先通过输入设备将程序和数据送入到存储器中。启动运行后，计算机从存储器顺序取出指令，送往控制器进行分析并根据指令的功能向各有关部件发出各种操作控制信号，最终的运算结果要送到输出设备输出。2.2计算机系统及原理计算机软件系统软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。主要分为系统软件和应用软件。系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成。系统软件可分为操作系统、语言处理程序、服务程序和数据库管理系统。为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件。如Word、PPT、QQ等。2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件中央处理器CPU微型计算机系统的性能指标主要由CPU的性能指标决定。2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件总线和主板总线是系统部件之间传送信息的公共通道主板由印刷电路板、CPU插座、控制芯片、CMOS只读存储器、各种扩展插槽、键盘插座、各种连接开关以及跳线等组成。2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件存储器（1）存储器的组织结构微机系统均采用分层次的存储器结构，分为三层：存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量，度量存储容量的基本单位是字节。KB、MB、GB、TB1字节=8个二进制位；1KB=1024Byte；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件存储器（2）主存储器主存储器又称内存，CPU可以直接访问它，主要存放将要运行的程序和数据。微机的主存采用半导体存储器。主存储器按功能可分为:随机存取存储器RAM：1.可读可写2.一旦电源断电，里面的信息将全部丢失只读存储器ROM：1.只读2.断电后，信息不会丢失2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件存储器（3）高速缓冲存储器（cache）高速缓冲存储器（cache）：存放最常用的程序和数据，CPU读取步骤：cache→主存。2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件存储器（4）辅助存储器辅助存储器属外部设备，又称为外存。主要用来存放后备程序、数据和各种软件资源。硬盘：由盘片、磁头、电机驱动部件等构成，不可随意拆卸并密封。光盘：高存储容量（DVD可达到4.7G）、数据持久性、安全性好。U盘：即插即用。2.2计算机系统及原理微型计算机的硬件常用的输入输出设备1.键盘2.显示器3.鼠标器4.打印机2.3Windows基本操作

任务栏任务栏是桌面底部的水平条形区域，它显示了系统正在运行的程序和打开的窗口、当前时间等内容，用户利用它可以在多个任务窗口之间方便地进行切换。任务栏操作主要包括以下内容：（1）锁定任务栏。（2）调整任务栏位置。（3）调整任务栏大小。（4）使用工具栏。（5）属性设置。2.3Windows基本操作

任务栏“任务栏设置”对话框2.3Windows基本操作

文件和文件夹文件文件是一组相关信息的集合，计算机中任何程序和数据都是以文件的形式存储的。在操作系统中，每一个文件都必须有一个确定的文件名，以便进行管理。文件名一般由两部分组成，用点间隔，格式为：主文件名.扩展名常见的文件扩展名有：*.sys、*.docx、*.xlsx、*.pptx、*.exe、*.bmp、*.rar、*.avi、*.txt、*.jpg。2.3Windows基本操作

文件和文件夹文件夹文件夹便于文件的管理，是Windows用来组织文件的方式。文件夹常用作其他对象（如子文件夹、文件）的容器，可以将相同用途或类别的文件存放到同一个文件夹中，以便对多个文件进行合理、方便的组织和管理。2.3Windows基本操作

文件和文件夹文件和文件夹的常用操作有：（1）文件及文件夹的查看及排序（2）文件及文件夹的选定（3）文件及文件夹的创建（4）文件及文件夹的重命名（5）文件及文件夹的复制与移动（6）文件及文件夹的删除与恢复（7）文件的查找与搜索2.3Windows基本操作

常用附件程序记事本记事本是一个小型的文本编辑器，专门用来编辑文本文件，其编辑功能并不是很强，但运行速度快、占用空间小，在保存时系统自动加上的扩展名为（.txt），在数码产品中的电子书常用的就是这种格式的文件。2.3Windows基本操作

常用附件程序写字板写字板是Windows中的一个文字处理程序，在文字编辑和排版上不如Word功能强大，但也具有比较强的文字编辑和排版功能，如字符格式、段落格式的设置，字符串的查找和替换等，也可以插入图形实现图文混排。2.3Windows基本操作

常用附件程序画图画图程序用于编辑图形，也可以输入文字，但输入的文字和图形融为一体，可以将其他程序中的图形导入到画图程序中，也可以将画图程序中的图形嵌入到其他程序中。2.3Windows基本操作

常用附件程序截图工具Windows中提供的截图工具是一个非常实用的工具，可以截取屏幕任何区域的图形和图像，进行保存。2.3Windows基本操作

常用附件程序计算器Windows操作系统中的计算器有“标准”、“科学”、“程序员”、“日期计算”等类型。图所示为“标准”、“科学”和“程序员”类型，可以通过计算机窗口左上角“打开导航”按钮进行切换。。2.4互联网IP地址给每个连接在Internet上的计算机分配一个在全世界范围内唯一的地址标识符，它唯一的标识了一台计算机，用于计算机与计算机之间的通信。所有IP地址均由Internet网络信息中心NIC进行分配。NIC将部分IP地址分配给地区级的Internet注册机构。中国用户的IP地址具体由CNNIC进行分配。2.4互联网IP地址IP地址用二进制表示时含32位，被分成4段，每段8位（一个字节），每段用“.”间隔。举例：11001010.01110111.11000000.00011100通常用十进制表示：202.119.192.28IP地址分为网络号和主机号两个部分。网络号：属于哪个网络？主机号：是这个网络中的哪台主机？网络号主机号2.4互联网IP地址0网络号主机号10网络号主机号110网络号主机号1110组播地址11110备用ABCDE~55地址范围~55~55~55~55类012381624312.4互联网IP地址说明：一个单位分配到的IP地址是IP地址的网络号，而后面的主机号则由本单位进行分配。举例：某单位分配到的IP地址是一个C类地址，其网络号是202.119.192。主机号由本单位进行分配，如：5672.4互联网IP地址问：如何识别IP地址的类型？答：第一个字节值为1～126，是A类地址；第一个字节值为128～191，是B类地址；第一个字节值为192～223，是C类地址。8C类45C类8B类举例：2.4互联网

子网掩码子网掩码也有32位作用是识别子网和判别主机属于哪一个网络，当主机之间通信时，通过子网掩码与IP地址的逻辑与运算（两个运算数都为1，结果才为1），可分离出网络地址，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于一个子网络上的，可以进行直接通信。2.4互联网

子网掩码例如：计算机A的IP地址是，计算机B的IP地址是0，子网掩码是，两个IP地址分别与子网掩码进行按位逻辑与运算的结果都是，这说明计算机A和计算机B在同一局域网上，可以直接通信。2.4互联网

域名系统问题：IP地址是数字地址，不易记忆。解决：Internet专为网站的服务器提供了用文字表示(具有特定含义)的域名地址。举例：；并通过DNS域名服务器（其上存有域名系统）实现域名地址与IP地址的转换。2.4互联网

域名系统典型的域名结构：主机名.网络名.机构名.最高域名cn：中国的域名edu：教育机构或设施的机构名cumt：中国矿业大学的网络名mail：校园网内的一台计算机名例：2.4互联网

基本服务网页浏览采用超文本方式组织信息使用HTTP协议，通过Web浏览器（如IE）浏览使用HTML语言统一资源定位器URL：WWW上的一种编址机制。一般格式：<通信协议>://<主机名>/<路径>/<文件名>/xw/news/manage/news/news_show.asp?id=53452.4互联网

基本服务文件传输

把网络上一台计算机中的文件移动或拷贝到另外一台计算机上。下载：从远程FTP服务器复制文件到本地计算机中。上传：将本地计算机文件传输给远程服务器。2.4互联网

基本服务电子邮件使用最为广泛的服务。邮件地址的格式：用户名@主机域名举例：cumtjsj@126.com2.5物联网

物联网概述物联网的概念2.5物联网

物联网概述物联网的概念2.5物联网

物联网概述什么是物联网？物联网，作为新技术，定义千差万别。一个普遍可接受的定义为：物联网是通过使用RFID、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络（或系统）。2.5物联网

物联网概述物联网的主要特征尽管对物联网概念还有其他一些不同的描述，但内涵基本相同。经过近十年的快速发展，物联网展现出了与互联网、无线传感网不同的特征。物联网主要特征包括：全面感知、可靠传递、智能处理和广泛应用四个方面。2.5物联网

物联网的起源与发展物联网的起源可以追溯到1995年。比尔·盖茨在《未来之路》一书中对信息技术的发展进行了预测。其中描述了物品接入网络后的一些应用场景，这可以说是物联网概念最早的雏形。1998年，麻省理工学院提出基于RFID技术的唯一编号方案，即EPC，以EPC为基础，研究从网络上获取物品信息的自动识别技术。1999年，美国自动识别技术实验室首先提出“物联网”的概念。2.5物联网

物联网的起源与发展2005年，国际电信联盟发布《ITU互联网研究报告2005：物联网》，描述了网络技术正沿着“互联网——移动互联网——物联网”的轨迹发展。2007年1月，欧盟委员会发布了《物联网战略研究路线图》，指出物联网是未来因特网的一个组成部分。2010年3月，国务院首次将物联网写入政府工作报告。2010年6月，教育部开始设立“物联网工程”本科专业。2020年5月，工业和信息化部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，提出建立NB-IoT(窄带物联网)、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系。2.5物联网

物联网技术体系物联网的层次结构

感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互璇网.也可以依托行业专用通信网络。应用层类似于人类社会的“分工”，包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用，应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。2.5物联网

物联网技术体系物联网的层次结构

感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。

网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互璇网.也可以依托行业专用通信网络。

应用层类似于人类社会的“分工”，包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用，应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。

2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术1·RFID技术2·条形码3·传感器技术4·无线传感器网络技术5·产品电子码EPC2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术1.RFID技术

RFID(Radio

Frequency

Identification)，即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。通过射频信号自动识别对象并获取相关数据完成信息的自动采集工作,

RFID是物联网最关键的一个技术，它为物体贴上电子标签，实现高效灵活的管理。2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术RFID标签打印机

RFID手持机2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术2.条码技术条形码是一种信息的图形化处理方法，可以把信息复制成条形码，然后用相应的扫描设备将其中信息输入到计算机中2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术3.传感器技术传感器是指能感知预定的被测指标并按照一定规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术4.无线传感器技术

无线传感器网络(WSN,

wireless

sensor

network)多个功能节点之间通过无线通信形成一个连接的网络，这个网络我们称为无线传感器网络。它是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。2.5物联网

物联网技术体系物联网感知层关键技术5.产品电子代码EPCEPC系统(物联网)是在计算机互联网和射频技术RFID的基础上，利用全球统标识系统编码技术给每一个实体对象个唯一

的代码，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internetof

things”2.5物联网

物联网技术体系物联网网络层关键技术1·ZigBee2·WIFI无线网络3·蓝牙技术4·GPS技术2.5物联网

物联网技术体系物联网网络层关键技术1.ZigBeeZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、时延短、网络容量大、可靠、安全。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。2.5物联网

物联网技术体系物联网网络层关键技术2.WIFI无线网络Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。WIFI突出优势:其一，无线电波的覆盖范围广其二，传输速度非常快其三，厂商进入该领域的门槛比较低2.5物联网

物联网技术体系物联网网络层关键技术3.蓝牙技术蓝牙，是一种支持设备短距离通信(-

般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。2.5物联网

物联网技术体系物联网应用层关键技术1·云计算技术2·软件和算法3·信息和隐私安全技术4·标识和解析技术2.5物联网

物联网技术体系物联网应用层关键技术1.云计算技术云计算具有弹性收缩、快速部署、资源抽象和按用量收费的特性，按照云计算的服务类型可以将云分为三层:

基础架构即服务、平台即服务、软件即服务。2.5物联网

物联网技术体系物联网应用层关键技术2.软件和算法软件和算法在物联网的信息处理和应用集成中发挥重要作用，是物联网智慧性的集中体现。这其中的关键技术主要包括面向服务的体系架构(SOA)和中间件技术，重点包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互与优化软件与算法、物联网计算系统体系结构与软件平台研发等。2.5物联网

物联网技术体系物联网应用层关键技术3.信息和隐私安全技术安全和隐私技术包括安全体系架构、网络安全技术、“智能物体”的广泛部署对社会生活带来的安全威胁、隐私保护技术、安全管理机制和保证措施等。为实现对物联网广泛部署的"智能物体"的管理，需要进行网络功能和适用性分析，开发适合的管理协议。2.5物联网

物联网技术体系物联网应用层关键技术4.标识和解析技术是对物理实体、通信实体和应用实体赋予的或其本身固有的一个或-组属性，

并能实现正确解析的技术。物联网的标示主要包括物体标示和通信标示，物联网标识和解析技术涉及不同的标识体系、不同体系的互操作、全球解析或区域解析、标识管理等。2.5物联网

物联网的应用目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。其最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域应用。而随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。2.6云计算平台

云计算概述云计算的定义为了避免盲人摸象，在2009年4月，美国国家标准与技术研究院在总结了各种云计算定义和描述的基础上，提出了一个目前唯一得到广泛认同和支持的定义：云计算是一种技术模式，它可以帮助用户实现随时随地概念地、便捷地、按需应变地从可配置资源共享池中获取所需资源(如网络、服务器、软件平台、软件应用、存储等)，且这些资源可以被快速供应并被及时释放，从而有效减少资源管理的工作量，提高用户与资源提供商的交互效率。2.6云计算平台

云计算概述云计算的特征

1、自助式服务2、随时随地使用3、可度量的服务4、快速资源扩缩5、资源池化2.6云计算平台

云计算平台和服务模式按照云计算的服务范围和服务对象，可以将云计算平台分为三类：公有云平台、私有云平台和混合云平台，如图所示。2.6云计算平台

云计算平台和服务模式按照云计算提供的服务能力划分，云计算可划分为三个层次的服务模式，如图所示，分别是：软件即服务（SaaS）平台即服务（PaaS）基础设施即服务（IaaS）2.6云计算平台

云计算的关键技术虚拟化技术在计算机技术中，虚拟化（virtualization）是将计算机物理资源如服务器、网络、内存及存储等予以抽象、转换后呈现出来，使用户可以以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部分是不受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制的。2.6云计算平台

云计算的关键技术虚拟化技术2.6云计算平台

云计算的关键技术虚拟化之前的多核服务器CPU利用率虚拟化之后的多核服务器CPU利用率虚拟化就是将多台低利用率的服务器上的负载整合到一台服务器上，使服务器硬件资源的利用率尽可能提高利用率2.6云计算平台

云计算的关键技术分布式存储技术再以分布式存储技术为例：云计算不仅能快速计算，还要能海量存储数据。在数据爆炸的今天，这一点至关重要。2.6云计算平台云计算的典型应用云计算的应用领域非常广泛，从个人邮箱、百度网盘、百度翻译、文档共享、远程会议、交互游戏到网上学习，无不是云计算的应用形态。

2.6云计算平台云计算的典型应用

云存储：是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。制造云：是云计算向制造业信息化领域延伸与发展后的落地与实现，用户通过网络和终端就能随时按需获取制造资源与能力服务，进而智慧地完成其制造全生命周期的各类活动。教育云：是指将云计算技术迁移到教育领域，包括教育信息化所必须的一切硬件计算资源，这些资源经虚拟化之后，向教育机构、从业人员和学习者提供一个良好的云服务平台。本章结束

Thankyouforlistening厚德·博学·求是·创新大数据与人工智能导论IntroductiontoBigDataandArtificialIntelligence厚德·博学·求是·创新CH3程序设计与问题求解145学习目标了解程序设计的基本概念、原理和方法，了解一种编程语言（如Python）的基本语法和编程技巧。知识目标了解算法的基本概念、原理和设计方法。能力目标培养学生针对实际问题进行分析、建模和求解的能力，使学生能够运用所学知识解决实际问题。素养目标146第3章程序设计与问题求解

主要内容3.1指令与程序3.2编程语言与编程环境3.3Python程序设计3.4计算思维3.5经典算法及其Python实现3.6本章小结1473.1指令与程序

什么是计算机的指令？指令：计算机从事某一特殊运算的代码。计算机是基于二进制工作的，从根本上说计算机只能识别和接受0和1组成的指令3.1.1计算机程序和指令1483.1指令与程序

什么是计算机的程序？程序：一组计算机能识别和执行的指令。

为解决实际问题，需要将编写好的程序输入计算机，

计算机会按照指令自动地、有条不紊地工作。3.1.2计算机语言1493.1指令与程序3.1.2计算机语言程序设计语言，即编程语言，主要用于人类和计算机之间的交互。-编程语言种类很多，但生命力强的却不多-编程语言有600多种，大部分都不再被使用1503.1指令与程序3.1.2计算机语言通常情况下，计算机语言分为低级语言和高级语言。编程语言和普通英语越相似，它就越高级。低级语言较难使用，但它们通常能编写出更小更快的程序。最低级的语言是“机器语言”，它是一系列由数字0和1组成的代码构成，用于直接与PC的微处理器中的内部命令进行交换。

高级语言编写的程序代码虽然容易被人们读懂，但想要计算机知道该如何去做，还是要将这些普通的英文单词转换成一串串0、1组成的代码，翻译或编写机器语言代码是极其复杂的工作，好在有“解释器”和“编译器”程序将高级语言编写的命令翻译成机器语言来执行。1513.1指令与程序

程序设计语言是编写计算机程序所用的语言，是开发程序的工具。计算机程序设计语言的发展经历了三个阶段。

机器语言汇编语言高级语言面向过程面向对象由0、1序列构成的指令码组成如：10000000加

10010000减用助记符号描述的指令系统如ADDA,B接近人类的自然语言，更严谨，更精确如：x=a+b3.1.2计算机语言1523.1指令与程序

1.机器语言阶段机器语言（machinelanguage）是由“0”和“1”组成的二进制代码，是计算机硬件唯一可以直接识别并执行的语言。

例如：完成两个整数相加的机器语言代码000111111110111100100100000011110001111111101111001001000001111100010000010000000001000101000001001100100000000100100100001011010001111101000010001011111111111100000000000000003.1.2计算机语言1533.1指令与程序

（2）

汇编语言用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号取代指令代码，例如，用ADD代表加法，用MOV代表数据传递汇编语言：是用助记符号编写程序的语言。汇编语言源程序：是用汇编语言编出的程序。汇编程序:是将汇编语言源程序翻译成机器语言程序的程序。例如：完成两个整数相加的机器语言代码LOADRFKeyboardSTORENumberlRFLOADRFKeyboardSTORENumber2RFLOADRONumberlLOADR1Number2ADDIR2R0R1StoreResultR2LOADRFResultSTOREMonitorRFHALT3.1.2计算机语言1543.1指令与程序

（3）

高级语言

与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的通用易学的计算机语言。编程语言的发展：Result=15+15ReturnLOADRFKeyboardSTORENumberlRFLOADRFKeyboardSTORENumber2RFLOADRONumberlLOADR1Number2ADDIR2R0R1StoreResultR2LOADRFResultSTOREMonitorRFHALT000111111110111100100100000011110001111111101111001001000001111100010000010000000001000101000001001100100000000100100100001011010001111101000010001011111111111100000000000000003.1.2计算机语言1553.1指令与程序

3.1.2计算机语言编程语言的执行方式编译将源代码一次性转换成目标代码的过程源代码编译器目标代码程序执行结果输出程序输入执行编译过程的程序叫做编译器1563.1指令与程序

3.1.2计算机语言编程语言的执行方式解释将源代码逐条转换程目标代码同时逐条运行的过程源代码编译器程序输入结果输出执行解释过程的程序叫做解释器1573.1指令与程序

人（自然语言）－计算机（只能识别的0、1组成的指令）在编译环境中经编译程序“翻译”“转换”学习程序设计语言3.1.2计算机语言1583.1指令与程序高级语言程序转换成目标程序的方式有两种：（1）解释方式：由解释程序逐句翻译源程序，边解释边执行。由于这种方式翻译一句执行一句，所以不产生目标程序。（2）编译方式：首先把源程序翻译成对应的目标程序，然后再执行该目标程序。

3.1.2计算机语言1593.2编程语言与编程环境程序设计的基本思想：就是使用某种程序设计语言编写程序代码来驱动计算机完成特定功能的过程。程序设计的基本过程：1603.2.1程序设计基础3.2编程语言与编程环境程序设计方法：程序设计包括面向过程(也叫结构化设计)和面向对象两种不同设计方法。面向过程顺序结构选择结构循环结构面向对象对象类封装继承消息多态性1613.2.1程序设计基础3.2编程语言与编程环境程序设计方法的特点：1.采用自顶向下，逐步细化的模块化设计原则。2.采用三种基本控制结构：顺序、选择、循环。a.顺序方式，确定各部分的执行顺序。

b.选择方式，确定某个部分的执行条件。

c.循环方式，确定某个部分进行重复的开始和结束的条件。1623.2.1程序设计基础3.2编程语言与编程环境1.VisualBasic语言BASIC是BeginnersAll-purposeSymbolicInstructionCode（初学者通用符号指令代码）的缩写，是在计算机技术发展史上应用最广泛的一种语言。VisualBasic（缩写VB）是微软公司在BASIC基础上开发的新一代面向对象程序设计语言。1633.2.2常用的编程语言3.2编程语言与编程环境2.C和C++语言1972-1973年间，由美国贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言基础上设计了C语言，用于开发Unix操作系统。C语言是一种结构化的语言，具有丰富的运算符和数据类型，语言表达力强，而且可以直接访问内存的物理地址。C++语言是在C语言基础上发展起来，它实现了对C语言的扩充，既支持传统的面向过程的程序设计，又支持面向对象的程序设计，运行性能较高。1643.2.2常用的编程语言3.2编程语言与编程环境3.Java语言Java语言是由Sun公司于1995年发布的一种面向对象的、用于网络环境的程序设计语言，它的最大优点就是跨平台性，一次编写多处运行。Java以其简单、稳定、安全、可移植、多线程处理和动态等特征引起世界范围的广泛关注。3.2.2常用的编程语言1653.2编程语言与编程环境4.Python语言1989年底，荷兰计算机程序员GuidovanRossum发明了Python语言，并于1991年发行了第一个版本。Python是一种面向对象、解释型的高级程序设计语言。Python被广泛应用于Web应用开发、系统网络运维、科学计算、3D游戏开发、网络编程等领域。1663.2.2常用的常用的程序设计语言3.2编程语言与编程环境选择程序设计语言和编程环境需要考虑多个因素，‌包括需求、‌学习曲线、‌社区支持、‌开发环境选择、‌未来发展等。‌3.2.3选择编程语言和环境1673.3Python程序设计Python的创始人为荷兰的Guido

Python的创始人为GuidovanRossum（荷兰人)。1982年，Guido从阿姆斯特丹大学获得了数学和计算机硕士学位，由于当时编程语言比较复杂，因此Guido希望能够研发出一种轻松编程的语言。ABC语言（由荷兰的数学和计算机研究所开发）让Guido看到了希望，于是Guido应聘到该研究所工作，并参与到ABC语言的开发。但由于当时的开发是单向的，因此最后只得到商业上失败的结果。3.3.1初识Python1683.3Python程序设计Python的创始人为荷兰的Guido

随着互联网的普及，Guido再一次看到了希望。1989年的圣诞节，这位宅男为了打发时间，决定在ABC的基础上开发一个新型的基于互联网社区的脚本解释程序，这样Python就在键盘敲击声中诞生了。Python的诞生让Guido兴奋不止，但问题来了，这门新语言该用哪个名字来命名？某一天，Guido在欣赏他最喜爱的喜剧团体MontyPython演出时，突然灵光一闪，这门新语言有了自己的命名——Python（大蟒蛇的意思）。3.3.1初识Python1693.3Python程序设计Python具有以下几方面的应用。13Web应用。Python语言支持Web网站开发，许多大型网站使用Python开发的。例如YouTube、Google、金山在线、豆瓣等。科学计算与数据可视化。Python语言提供了大量模块用于科学计算与数据可视化，如NumPy、SciPy、SymPy、Matplotlib、Traits、TraitsUI、Chaco、TVTK、Mayavi、VPython、OpenCV等。这些模块涉及的应用领域包括数值计算、符号计算、二维图表、三维数据可视化、三维动画演示、图像处理以及界面设计等。2网络爬虫。Python提供了大量网络模块用于对网页内容进行读取和处理，如urllib、cookielib、httplib、scrapy。3.3.1初识Python17053.3Python程序设计46数据库应用。Python数据库模块有很多，例如，可以通过内置的sqlite3模块访问SQLite数据库，使用pywin32模块访问Access数据库，使用pymysql模块访问MySQL数据库，使用pywin32和pymssql模块来访问SQLSever数据库。多媒体开发。PyMedia模块是一个用于多媒体操作的Python模块，可以对包括WAV、MP3、AVI等多媒体格式文件进行编码、解码和播放；PyOpenGL模块封装了OpenGL应用程序编程接口，通过该模块可在Python程序中集成二维或三维图形；PIL（PythonImagingLibrary，Python图形库）为Python提供了强大的图像处理功能，并提供广泛的图像文件格式支持。电子游戏应用。Pygame就是用来开发电子游戏软件的Python模块，在S