摘要：統(tǒng)一碼，萬(wàn)國(guó)碼編碼此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生，年由統(tǒng)一碼聯(lián)盟首次發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。英文占個(gè)字節(jié)歐洲語(yǔ)系占個(gè)東亞占個(gè)，其它及特殊字符占個(gè)使用個(gè)字節(jié)表示所有字符優(yōu)先使用個(gè)字節(jié)，否則使用個(gè)字節(jié)表示。退出交互式環(huán)境，使用。

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計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)知識(shí)

編程入門(mén)準(zhǔn)備知識(shí)

計(jì)算機(jī)基本組成

計(jì)算機(jī)中的編碼

一門(mén)語(yǔ)言的基本組成

環(huán)境搭建

Python下載和安裝(window/mac/linux)

windows 系統(tǒng)安裝

Mac 系統(tǒng)安裝

Linux 系統(tǒng)安裝

交互式環(huán)境

終端shell

IDLE

ipython

集成式開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇

Sublime

VSCode

PyCharm

總結(jié)

參考

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個(gè)人PC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成分硬件和軟件量大部分。硬件系統(tǒng)主要由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

圖片來(lái)源：百度百科

那本教程涉及的部分，為計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件編程。

第一代電子計(jì)算機(jī) - ENIAC

計(jì)算機(jī)是不能識(shí)別人類(lèi)語(yǔ)言的，那么她們是如何處理任務(wù)的呢？計(jì)算機(jī)歸根結(jié)底是一種電路設(shè)備，她們底層處理都是通過(guò)電路的開(kāi)關(guān)來(lái)識(shí)別。根據(jù)這一點(diǎn)，人們就通過(guò)將任務(wù)指令轉(zhuǎn)化為用0和1的二進(jìn)制串來(lái)標(biāo)識(shí)，從而讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以識(shí)別。這種直接有二進(jìn)制代碼組成的程序語(yǔ)言叫機(jī)器語(yǔ)言。后來(lái)人們?cè)诙?jí)制的機(jī)器語(yǔ)言上發(fā)明了匯編語(yǔ)言，只用指令集來(lái)對(duì)應(yīng)不同的機(jī)器指令，通過(guò)匯編過(guò)程轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令來(lái)執(zhí)行。再后來(lái)到20世紀(jì)中期，一大批高級(jí)語(yǔ)言誕生，包括后來(lái)應(yīng)用廣泛的C、VB等語(yǔ)言。

現(xiàn)在我們知道，計(jì)算機(jī)是使用 0和1 的二進(jìn)制串來(lái)執(zhí)行指令的。那么這些0和1是如何表示指令的呢? 這便需要一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)和實(shí)際人類(lèi)語(yǔ)言的一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，這套對(duì)應(yīng)關(guān)系便成為字符編碼。字符編碼使用8個(gè)二進(jìn)制位作為一個(gè)單位，叫做一個(gè)字節(jié)，8個(gè)二進(jìn)制位可以標(biāo)識(shí)256中狀態(tài)。

ASCII

上世紀(jì)60年代，美國(guó)制定了一套字符編碼，對(duì)英語(yǔ)字符與二進(jìn)制位之間的關(guān)系，做了統(tǒng)一規(guī)定。這被稱為 ASCII 碼，一直沿用至今。

ASCII 碼一共規(guī)定了128個(gè)字符的編碼，比如空格SPACE是32（二進(jìn)制00100000），大寫(xiě)的字母A是65（二進(jìn)制01000001）。這128個(gè)符號(hào)（包括32個(gè)不能打印出來(lái)的控制符號(hào)），只占用了一個(gè)字節(jié)的后面7位，最前面的一位統(tǒng)一規(guī)定為0。

隨著計(jì)算機(jī)的普及，ASCII碼已經(jīng)不能滿足人們的需求，除英語(yǔ)外的其他語(yǔ)言無(wú)法用ASCII編碼來(lái)映射。于是，各國(guó)家自己制定一些編碼，如我國(guó)制定了簡(jiǎn)體中文GB2312，使用2個(gè)字節(jié)來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)漢字，即可表示256*256=65535個(gè)漢字，后來(lái)的升級(jí)版GBK，這種以2個(gè)字節(jié)來(lái)表示的編碼成為ANSI編碼；歐洲國(guó)家則使用沒(méi)有使用的首位二進(jìn)制位來(lái)制定了標(biāo)識(shí)字符的標(biāo)準(zhǔn)。

Unicode

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展普及，不統(tǒng)一的編碼問(wèn)題，極大的影響了計(jì)算機(jī)的發(fā)展及交流。Unicode （統(tǒng)一碼，萬(wàn)國(guó)碼）編碼此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生，1991年由統(tǒng)一碼聯(lián)盟首次發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。他使用2到4個(gè)字節(jié)來(lái)表示一個(gè)字符，一個(gè)字符的Unicode編碼是確定的。Unicode 是一個(gè)很大的集合，現(xiàn)在的規(guī)?？梢匀菁{100多萬(wàn)個(gè)符號(hào)，詳細(xì)可見(jiàn)Unicode編碼表，現(xiàn)在還在完善擴(kuò)充。

Unicode 只是一個(gè)符號(hào)集，它只規(guī)定了符號(hào)的二進(jìn)制代碼，卻沒(méi)有規(guī)定這個(gè)二進(jìn)制代碼應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)。造成以下問(wèn)題：

1）出現(xiàn)了 Unicode 的多種存儲(chǔ)方式，也就是說(shuō)有許多種不同的二進(jìn)制實(shí)現(xiàn)方式，可以用來(lái)表示 Unicode。

2）Unicode 在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法推廣，直到互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸中數(shù)據(jù)的大小要求嚴(yán)格。

UTF

Unicode 編碼表示同一個(gè)字符時(shí)，比ASCII碼的占用空間大的多，這在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中是非常占用資源的。Unicode的實(shí)現(xiàn)方式不同于編碼方式，是有多重實(shí)現(xiàn)方式的，為了節(jié)省空間，人們?cè)O(shè)計(jì)了可變長(zhǎng)的Unicode實(shí)現(xiàn)方式，Unicode的實(shí)現(xiàn)方式稱為Unicode轉(zhuǎn)換格式（Unicode Transformation Format，簡(jiǎn)稱為UTF）。UTF-8 就是在互聯(lián)網(wǎng)上使用最廣的一種可變長(zhǎng) Unicode 的實(shí)現(xiàn)方式。除了UTF-8含有 UTF-16、UTF-32等版本。

總結(jié)如下：

UTF-8： 使用1、2、3、4個(gè)字節(jié)表示字符；優(yōu)先使用1個(gè)字符、無(wú)法滿足則使增加一個(gè)字節(jié)，最多4個(gè)字節(jié)。英文占1個(gè)字節(jié)、歐洲語(yǔ)系占2個(gè)、東亞占3個(gè)，其它及特殊字符占4個(gè)

UTF-16： 使用2、4個(gè)字節(jié)表示所有字符；優(yōu)先使用2個(gè)字節(jié)，否則使用4個(gè)字節(jié)表示。

UTF-32： 使用4個(gè)字節(jié)表示所有字符；

計(jì)算機(jī)編碼基本分類(lèi)如下：

圖片來(lái)源：regexlab

擴(kuò)展閱讀：

http://www.regexlab.com/zh/encoding.htm

Unicode

UTF-8

發(fā)展至今，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中，當(dāng)內(nèi)存處理時(shí)統(tǒng)一使用了Unicode編碼，當(dāng)需要保存到硬盤(pán)或者需要傳輸?shù)臅r(shí)候，就轉(zhuǎn)換為UTF-8等可變編碼。因?yàn)閁TF編碼的可變性，在內(nèi)存中處理非常耗時(shí)，在內(nèi)存中統(tǒng)一使用Unicode編碼，Unicode在編碼方式上對(duì)應(yīng)的字符是唯一的。在存儲(chǔ)和專屬時(shí)，UTF編碼則更節(jié)省空間。

我們先來(lái)看一段Python代碼：

name = input("請(qǐng)輸入姓名：")

def say_hello(name="Tim"):
    print("%s,hello!"%name)
    
say_hello(name)

我們來(lái)看下這段程序做了什么事？程序提示我們輸入姓名，當(dāng)我們輸入姓名后，程序把我們錄入的姓名加工組成了一條語(yǔ)句，打印了出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)內(nèi)部是如何運(yùn)作的呢？程序運(yùn)行時(shí)，它在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中開(kāi)辟了一塊空間，用來(lái)存儲(chǔ)我們接下要錄入的信息。當(dāng)我們輸入姓名后，它把姓名和內(nèi)部定義好的hello拼接在一起，打印了出來(lái)。

我們把這種存儲(chǔ)可變化的值的對(duì)象叫做變量。相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)不可變值的對(duì)象叫做常量。而處理我們輸入數(shù)據(jù)的這塊代碼叫做方法。方法有方法名（say_hello）、參數(shù)(name)、和方法體(print)組成。其中最復(fù)雜的地方便是這個(gè)方法體，這個(gè)方法的功能和處理任務(wù)的邏輯都在這塊。

變量、常量和方法，以及方法體中復(fù)雜的控制邏輯語(yǔ)法共同構(gòu)成了一套基本的編程語(yǔ)言。

window系統(tǒng)可直接從官網(wǎng)下載地址對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)位數(shù)的exe安裝包，安裝即可。

安裝時(shí)需要注意一下幾點(diǎn)：

1、選擇適合自己操作系統(tǒng)的安裝包。

2、安裝時(shí)勾選“Add Python 3.6 to PATH”，會(huì)將python的安裝目錄和命令目錄一并加到系統(tǒng)環(huán)境變量中，這樣我們?cè)贑MD窗口中才可以使用 python 命令。

3、點(diǎn)擊自定義安裝，將python的常用工具包（pip包等）安裝上。

4、因windows不同操作系統(tǒng)版本，安裝可能出現(xiàn) “xx.dll” 文件缺失的情況，我們到微軟官方網(wǎng)站下載對(duì)應(yīng)版本自行安裝即可。

安裝完畢后，打開(kāi)系統(tǒng)CMD窗口，輸入python命令，見(jiàn)到如下信息便說(shuō)明成功。

$ python3
Python 3.6.5 (default, Mar 30 2018, 06:42:10)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

mac 系統(tǒng)自帶了python2.7。我們開(kāi)發(fā)使用python3.6，那怎么辦呢？建議重新安裝python3.6，而不是升級(jí)系統(tǒng)版本，因?yàn)橄到y(tǒng)python為mac系統(tǒng)自帶的許多工具提供了語(yǔ)言環(huán)境，我們盡量不要去污染系統(tǒng)自帶的python,以免造成系統(tǒng)工具不可用的情況發(fā)生。

那如何安裝python3.6呢？我們建議使用brewmac軟件包管理工具統(tǒng)一安裝，執(zhí)行如下命令即可：

brew install python

安裝完畢后，在我們的命令行終端中輸入python命令檢查是否安裝成功。

Linux系統(tǒng)同mac一樣也自帶了python。同樣建議我們安裝自己開(kāi)發(fā)使用的python包，不要污染系統(tǒng)python包。Linux 系統(tǒng)安裝比較麻煩,需要我們自己編譯安裝，具體步驟如下：

首先，安裝python開(kāi)發(fā)的一些依賴包

yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel

第二，從Python官網(wǎng)下載python的源碼包并解壓。

wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.5/Python-3.6.5.tgz

tar zxvf Python-3.6.5.tgz

第三，編譯安裝

cd Python-3.6.5

./configure --with-ensurepip=install 

make && make install 

安裝成功后，會(huì)在/usr/local/bin 路徑下增加python3命令，我們運(yùn)行 python3 命令便是執(zhí)行了我們剛才安裝的python，執(zhí)行python 命令則會(huì)運(yùn)行系統(tǒng)自帶的python。

同樣，在終端運(yùn)行python3命令檢測(cè)是否安裝成功。

在命令行終端下，輸入 python 即打開(kāi)了python的交換式環(huán)境，這是解釋性語(yǔ)言特有的。 在此環(huán)境下，我們可以直接運(yùn)行python代碼，來(lái)做簡(jiǎn)單的測(cè)試。

$ python3
Python 3.6.5 (default, Mar 30 2018, 06:42:10)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("hello, world!")
hello, world!
>>>

退出交互式環(huán)境，使用exit()。

針對(duì)于windows用戶，python 自帶了一個(gè)python shell小工具 IDLE。帶有代碼高亮和提示功能，如圖：

ipython 在命令行終端中使用，提供了代碼高亮和提示功能, 是mac和linux用戶常用的python shell。

sublime, 是一款插件式的代碼編輯器，可通過(guò)安裝不同的插件模塊來(lái)支持不同語(yǔ)言和擴(kuò)展功能，并且擴(kuò)平臺(tái)。

可通過(guò)如下步驟安裝配置：

1、可以通過(guò)官方網(wǎng)站下載安裝程序安裝Sublime 3或Sublime 2。

2、安裝包管理工具。通過(guò)快捷鍵Ctrl+`或者在View菜單中選擇Show Console打開(kāi)控制臺(tái)，輸入下面的代碼。

# Sublime 3
import  urllib.request,os;pf="Package Control.sublime-package";ipp=sublime.installed_packages_path();urllib.request.install_opener(urllib.request.build_opener(urllib.request.ProxyHandler()));open(os.path.join(ipp,pf),"wb").write(urllib.request.urlopen("http://sublime.wbond.net/"+pf.replace(" ","%20")).read())
# Sublime 2
import  urllib2,os;pf="Package Control.sublime-package";ipp=sublime.installed_packages_path();os.makedirs(ipp)ifnotos.path.exists(ipp)elseNone;urllib2.install_opener(urllib2.build_opener(urllib2.ProxyHandler()));open(os.path.join(ipp,pf),"wb").write(urllib2.urlopen("http://sublime.wbond.net/"+pf.replace(" ","%20")).read());print("Please restart Sublime Text to finish installation")

安裝插件。通過(guò)Preference菜單的Package Control或快捷鍵Ctrl+Shift+P打開(kāi)命令面板，在面板中輸入Install Package就可以找到安裝插件的工具，然后再查找需要的插件。我們推薦大家安裝以下幾個(gè)插件。

SublimeCodeIntel - 代碼自動(dòng)補(bǔ)全工具插件
Emmet - 前端開(kāi)發(fā)代碼模板插件
Git - 版本控制工具插件
Python PEP8 Autoformat - PEP8規(guī)范自動(dòng)格式化插件
ConvertToUTF8 - 將本地編碼轉(zhuǎn)換為UTF-8

VSCode 是微軟公司出的一款輕量級(jí)插件式代碼編輯工具。它類(lèi)似sublime也是可以通過(guò)安裝插件模塊來(lái)擴(kuò)展，它也是擴(kuò)平臺(tái)的。

相比于Sublime VSCode 自帶部分代碼開(kāi)發(fā)必須的插件，如git、debug工具和命令行工具等。

對(duì)于不喜歡折騰插件，且喜歡輕量級(jí)IDE的用戶來(lái)說(shuō)，VSCode是最佳選擇了。

JetBrains 公司推出的標(biāo)榜 Eclipse的跨平臺(tái)的 python 集成開(kāi)發(fā)工具，它帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)時(shí)提高其效率的工具，比如調(diào)試、語(yǔ)法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、自動(dòng)完成、單元測(cè)試、版本控制。此外，該IDE提供了一些高級(jí)功能，以用于支持Django等框架下的專業(yè)Web開(kāi)發(fā)。

PyCharm 是收費(fèi)的，但是有功能閹割的社區(qū)版本可供我們學(xué)習(xí)測(cè)試使用，下載地址。

Pycharm 的使用可參閱一些文檔：

國(guó)人翻譯的官方文檔

最新的官方文檔教程

本章主要講解了：

計(jì)算機(jī)的編程基礎(chǔ)知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、計(jì)算機(jī)編碼等。

在3大系統(tǒng)平臺(tái)如何安裝python

python 編譯器

python IDE的選擇

http://www.regexlab.com/zh/encoding.htm

字符編碼筆記：ASCII，Unicode 和 UTF-8

python 之路，致那些年，我們依然沒(méi)搞明白的編碼

從Python開(kāi)始學(xué)編程