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第 1 章 绪 论

本章主要介绍程序、程序设计以及程序设计语言的基本概念，概述Python语言的发展和特点，介绍Python程序的开发环境。

1.1 程序与程序设计语言

1.1.1 计算机与程序

计算机是当今信息化社会必不可少的工具。它是一种按照事先编写的程序，自动对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。计算机要完成不同的工作，就要运行不同的程序。程序就是为完成某项任务而编写的一组计算机指令序列。编写程序的过程称为程序设计。程序设计是软件开发的关键步骤，软件的质量主要是通过程序的质量来体现的。在进行程序设计之前必须根据实际需求确定使用什么程序设计语言来编写程序。

1.1.2 程序设计语言

人与人之间交流需用相互理解的语言沟通，人与计算机交流也要使用相互理解的语言。程序设计语言就是用来实现人与计算机之间交流的，它经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展历程。

1．第一代语言——机器语言

机器语言是由 0 和 1 组成的指令序列。例如，指令 ****** 表示要计算机执行一次加法操作；而指令 ****** 则表示要计算机执行一次减法操作。它们的前八位表示操作码，后八位表示地址码。

机器代码可以直接被计算机所识别，因此机器语言最大的特点是效率高，执行速度快。但是采用机器代码编写程序，要求程序员熟记所用计算机的全部指令代码和代码的含义，编程某某，程序员必须自己处理每条指令和每一个数据的存储分配、输入/输出，还要记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。可想而知，用机器语言编写程序是一件十分烦琐且容易出错的工作。

2．第二代语言——汇编语言

由于用机器语言编程存在工作量大、易于出错等问题，因此人们考虑采用一些简洁的英文字母、符号串替代特定指令的二进制串，使表达方式更接近自然语言。例如，用“ADD”代表加法，“MOV”代表数据传送等，这样人们就很容易读懂并理解程序在干什么，纠错及维护都很方便。这种采用英文缩写的助记符标识的语言称为汇编语言。但是，计算机并不认识这些符号，因此需要一个专门的程序，负责将这些符号翻译成二进制数形式的机器语言才能被计算机执行，这种翻译程序称为汇编程序。

汇编语言是一种与机器语言一一对应的程序设计语言，虽然不是用 0、1 代码编写，但实质是相同的，都是直接对硬件进行操作，只不过指令采用助记符标识，更容易识别和记忆。机器语言和汇编语言均与特定的计算机硬件有关，程序的可移植性差，属于低级语言。由于汇编语言源程序的每一句指令只能对应实际操作过程中一个很细微的动作，如移动、加法等，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂，容易出错，而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识，所以人们只有在直接编写面向硬件的驱动程某某才采用它。

3．第三代语言——高级语言

到了 20 世纪 50 年代中期，人们研制了高级语言。高级语言是用接近自然语言表达各种意义的“词”和常用的“数学公式”形式，按照一定的“语法规则”编写程序的语言。这里的“高级”，是指这种语言与自然语言和数学公式相当接近，而且不依赖于计算机的型号，通用性好。高级语言的使用，改善了程序的可读性、可维护性和可移植性，大大提高了编写程序的效率。用高级语言编写的程序称为高级语言源程序，不能被计算机直接识别和执行，也要用翻译的方法把高级语言源程序翻译成目标程序才能执行。

高级语言的出现大大简化了程序设计，缩短了软件开发周期，显示出强大的生命力。此后，编制程序已不再是软件专业人员才能做的事，一般工程技术人员花上较短的学习时间，也可以使用计算机解题。随着计算机 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 理系统基本的程序编辑、调试、运行等功能。Anaconda、PyCharm、Eclipse开发环境是对Python语言处理系统进行封装和集成，使得代码的编写、调试以及项目管理更加便利。Python语句有两种执方式：一种是交互方式；另一种是程序执行方式。

习题1

1.1 简述程序设计语言发展的几个阶段，并列举目前常用的若干个高级语言。

1.2 简述程序开发的基本过程。

1.3 简述Python语言的特点。

1.4 在Python官方网站下载Python 3.x，并试用pip安装Matplotlib软件包。

1.5 分别使用交互方式和程序执行方式，编写2~3行代码，输出字符串和算术运算式的值。

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