Python语言程序设计之程序设计基本方法

Python语言程序设计之程序设计基本方法

计算机的概念：计算机是 根据指令操作数据的设备 。
计算机具有 功能性 和 可编程性。
功能性，指对数据的操作，表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等。
可编程性，指根据一系列指令自动地、可预测地、准确地完成操作者的意图。
计算机的发展参照 摩尔定律 ，表现为指数方式。
计算机硬件所依赖的集成电路规模参照摩尔定律发展，计算机运行速度因此也接近几何级数快速增长，计算机高效支撑的各类运算功能不断丰富发展。
摩尔定律 Moore’s Law——计算机发展 历史 上最重要的预测法则
Intel公司创始人之一戈登·摩尔在1965年提出单位面积集成电路上可容纳晶体管的数量约每两年翻一番，CPU/GPU、内存、硬盘、电子产品价格等都遵循摩尔定律。计算机是当今世界，唯一长达50年有效且按照指数发展的技术领域，计算机深刻改变人类 社会 ，甚至可能改变人类本身，可预见的未来30年，摩尔定律还将持续有效。
程序设计
程序设计是计算机可编程性的体现。
程序设计，亦称编程，是深度应用计算机的主要手段，程序设计已经成为当今 社会 需求量最大的职业技能之一，很多岗位都将被计算机程序接管，程序设计将是生存技能。
程序设计语言
程序设计语言是一种用于交互(交流)的人造语言。
程序设计语言，亦称编程语言，是程序设计的具体实现方式，编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确，编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确。
编程语言种类很多，但生命力强劲的却不多。编程语言有超过600种，绝大部分都不再被使用。C语言诞生于1972年，它是第一个被广泛使用的编程语言，Python语言诞生于1990年，它是最流行最好用的编程语言。
编程语言的执行方式
计算机执行源程序的两种方式：编译和解释。
源代码：采用某种编程语言编写的计算机程序，人类可读。
例如：result = 2 + 3
目标代码：计算机可直接执行，人类不可读 (专家除外)。
例如：11010010 00111011
编译
将源代码一次性转换成目标代码的过程。
执行编译过程的程序叫作编译器（compiler）。
解释
将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行的过程
执行解释过程的程序叫做解释器（interpreter）。
编译和解释
编译：一次性翻译，之后不再需要源代码（类似英文翻译）。
解释：每次程序运行时随翻译随执行（类似实时的同声传译）。
静态语言和脚本语言
根据执行方式不同，编程语言分为两类。
静态语言：使用编译执行的编程语言，如C/C++语言、Java语言。
脚本语言：使用解释执行的编程语言，如Python语言、JavaScript语言、PHP语言。
执行方式不同，优势也各有不同。
静态语言：编译器一次性生成目标代码，优化更充分，程序运行速度更快。
脚本语言：执行程序时需要源代码，维护更灵活，源代码在维护灵活、跨多个操作系统平台。
IPO
程序的基本编写方法。
I：Input 输入，程序的输入。
P：Process 处理，是程序的主要逻辑。
O：Output 输出，程序的输出。
理解IPO
输入 ，程序的输入 文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输入、内部参数输入等，输入是一个程序的开始。
输出 ，程序的输出，控制台输出、图形输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等，输出是程序展示运算结果的方式。
处理 ，处理是程序对输入数据进行计算产生输出结果的过程，处理方法统称为 算法 ，它是程序最重要的部分，算法是一个程序的灵魂。
问题的计算部分
一个待解决的问题中，可以用程序辅助完成的部分。
计算机只能解决计算问题，即问题的计算部分，一个问题可能有多种角度理解，产生不同的计算部分，问题的计算部分一般都有输入、处理和输出过程。
编程解决问题的步骤
6个步骤 (1-6)
分析问题 ：分析问题的计算部分，想清楚。
划分边界 ：划分问题的功能边界，规划IPO。
编写程序 ：编写问题的计算机程序，编程序。
调试测试 ：调试程序是正确运行的，运行调试。
升级维护 ：适应问题的升级维护，更新完善。
求解计算问题的精简步骤
3个精简步骤
确定IPO ：明确计算部分及功能边界。
编写程序 ：将计算求解的设计变成现实。
调试程序 ：确保程序按照正确逻辑能够正确运行。
编程能够训练思维
编程体现了一种抽象交互关系、自动化执行的思维模式。计算思维：区别逻辑思维和实证思维的第三种思维模式。能够促进人类思考，增进观察力和深化对交互关系的理解。
编程能够增进认识
编程不单纯是求解计算问题。不仅要思考解决方法，还要思考用户体验、执行效率等方面。能够帮助程序员加深对用户行为以及 社会 和文化的认识。
编程能够带来乐趣
编程能够提供展示自身思想和能力的舞台。让世界增加新的颜色、让自己变得更酷、提升心理满足感。在信息空间里思考创新、将创新变为现实。
编程能够提高效率
能够更好地利用计算机解决问题。显著提高工作、生活和学习效率。为个人理想实现提供一种借助计算机的高效手段。
编程带来就业机会
程序员是信息时代最重要的工作岗位之一。国内外对程序员岗位的缺口都在百万以上规模。计算机已经渗透于各个行业， 就业前景非常广阔。
学习编程的误区
Q：编程很难学吗？ A：掌握方法就很容易！
首先，掌握编程语言的语法，熟悉基本概念和逻辑。其次，结合计算问题思考程序结构，会使用编程套路。最后，参照案例多练习多实践，学会举一反三次。
2022-07-05