python之01电脑和操作系统简史

电脑简史

早期计算方式发展 ：手指和石头 -》结绳 -》算筹-》计算尺 -》 算盘

19岁时（1642），帕斯卡发明了人类有史以来第一台机械计算机——帕斯卡加法器。它是一种系列齿轮组成的装置，外形像一个长方盒子，用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动，只能够做加法和减法。

在德国的大数学家莱布尼茨看到了帕斯卡关于加法计算机的论文， 1674年，莱布尼茨制造出了一台更完美的机械计算机。

1924年，IBM——一个有划时代意义的公司成立了。

1936年，美国青年霍德华·艾肯去哈佛共度物理学博士学位，由于博士论文设计设计空间电荷传导理论，需要计算非常复杂的非线性微分方程。艾肯想发明一种机器代替人工计算，幻想有一台计算机帮他解决数学难题。正好艾肯的一位老师正在IBM出资创办的“哥伦比亚大学统计局”里任职，艾肯从这位老师这里听说了IBM董事长沃森的大名。这位老师为艾肯写了一封推荐信。艾肯拿到推荐信后，准备好了一份可行性报告，就去找沃森。沃森听完了艾肯的话以后，直接给艾肯划了100W美元。艾肯发明了马克1号，马克1号被称为最后一台“史前”计算机——机械/电动方式。

阿塔纳索夫和克利福德·贝瑞的计算机工作直到1960年才被发现和广为人知，并且陷入了谁才是第一台计算机的冲突中。那时候，ENIAC普遍被认为是第一台现代意义上的计算机，但是在1973年，美国联邦地方法院注销了ENIAC的专利，并得出结论：ENIAC的发明者从阿塔纳索夫那里继承了电子数字计算机的主要构件思想。因此，ABC被认定为世界上第一台计算机

在埃历阿克尚未投入运行前，冯·诺依曼就已开始着手起草一份新的设计报告，要对这台电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写译音是“埃德瓦克”（EDVAC）。冯·诺依曼是当之无愧的“电脑之父”。

总之：

第一代电子计算机（1946-1958）：

特点： 操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。

第二代晶体管计算机（1956-1963）：

特点： 晶体管代替了体积庞大电子管，使用磁芯存储器。体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。在这一时期出现了更高级的COBOL和FORTRAN等编程语言，使计算机编程更容易。新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。

第三代集成电路计算机（1964-1971）：

特征是以中小规模集成电路，来构成计算机的主要功能部件。主存储器采用半导体存储器。运算速度可达每秒几十万次至几百万次基本运算。在软件方面，操作系统日趋完善。

第四代大规模集成电路计算机（1971-至今）：

指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机，重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

计算机结构

计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。其中运算器和控制器被统称为中央控制单元。

操作系统历史

手工操作

 最开始的时候，每次只能一个人去业务窗口办理业务，等第一个人业务办理完成，回到等候区后，下一个人才可以去窗口办理业务。

问题： 每次在用户走向/离开业务窗口的时候，都需要等到一分钟，办理一个人的业务就需要等待2分钟。如果业务处理一个人的业务需要一个小时的时候，这个问题并不明显，但     是随着业务窗口办理业务的速度加快，变成10分钟处理一个业务的时候，这个问题就凸显出来了。不那里业务的速度越快，问题就明显。

联机批处理

为了改进上面的问题，安排了一个调度员T，每次调度员T从等候区叫10个人，来窗口排队办理业务，这样就相对上面来说，节省了很多时间，但是还有一个问题。在每次队伍走向业务窗口和离开窗口的时候，还是会浪费时间。

问题： 如果业务窗口在为某人办理业务的时候，办理业务的人来了个电话，这个时候业务窗口就需要等待他打完电话后才能继续办理业务。

脱机批处理

为了克服与缓解告诉主机与慢速外设（输入输出设备），提高CPU利用率，用又引入了脱机批处理系统，即输入输出脱离主机控制。

多道程序系统

为了解决上述问题，业务窗口又进行了改进，这次是业务窗口一个让5个人同时等待窗口（而不是窗口前只等待一个人），如果在办理业务的时候，第一个人来电话，业务窗口就先暂停办理第一个人的业务，此时去办理第二个人的业务，如果第二个人此时也来了电话，业务窗口就去办理第三个人的业务。这样业务窗口就提高了工作效率。 在相同的时间内办理了更过的业务。

问题：办理业务的时候，一个人独占业务窗口，资源效率低。

分时操作系统

业务窗口再次进行了改进。 业务窗口同时接待10个人，没10秒处理一个人的业务，时间到了以后，不管有没有处理完成当前业务，都会在下一个10秒钟去处理下一个人的业务，这样去轮流给10个人处理业务。随着业务窗口办理业务速度的提高，变成每一秒处理一个人的业务。这样对在也窗口前的10个人来说，他们的业务就好像被同时处理一样。

问题： 如果这个时候，行长的亲戚来办理业务，但是行长亲戚不想等，希望自己的业务马上被处理。这个时候，就无法满足需求了。现在无法满足实时问题的处理。

实时系统

业务窗口再次改进，对待特殊的业务需求马上处理。这样就可以对实时发生的问题进行处理，实时问题优先处理。（

通用操作系统

由于办理业务的时候需要处理多种情况，将上面的各种情况进行综合，吸取各自的优点，这样业务窗口就能根据情况来处理业务

二进制

由0和1组成。

字符编码与计算机容量

计算机只识别0和1，而我们编写程序输入的是自然语言。要想计算机能够按输入执行，需要编码。ASCII （American Standard Code for Information Interchange）顺势而生。后来  计算机传入中国，利用ascii码对的保留位编制了GB2312-》GBK-》GB18030。后来考虑到不同的语言都需要一套编码，因此统一整理unicode编码，又叫万国码。但是使用英语的国家，他们本来只需要占用1个字节就能存储一个字符，使用unicodde编码后就要两个字节存储一个字符，这对于他们来说，存储空间造成了浪费。所以又出现可变长对的编码utf-8，随后也有utf-16和utf-32，不过后两种是可忽略的。

编程语言介绍

编程语言是制定对的一套语法规则。就像想说英语，就要学习英语的语法规则一样。

开发语言分类

开发语言按照执行方式的不同，可以分为编译型和解释型。可以由这样的场景。有一个中国人A和一个俄国人B交流，中间有个翻译C。编译型就是：A说完整个话，C翻译给B。解释型可以理解为A说一句，C翻译一句给B。

python版本的选择

python按照版本不同分为 python2.x和python3.x。但是官方对python2.x的支持是到2020年终止。

python基础知识：

       （1）缩进

缩进必须统一格式，敲一个tab键等于四个空格需要手动设置，否则表面上看上去缩进式一致对的，但是运行会报错。

        （2）注释

注释使用#，多行注释使用一对'''

        （3）用户输入输出

输入：  input("请输入")

输出：print("xxx")   #默认输出会有换行，可以通过参数end="" 来设置

        （4）变量

变量是用来存储数据的。在python里是没有常量一说，大家通过把变量名全部大写来表示常量，这只是约定。

        （5）算术运算符

+     加

-      减

*      乘

/      除

%    求余

//     求商

**    开方

        （6）赋值运算符

=

+=

-=

*=

/=

%=

//=

**=

        （7）逻辑运算符

and

or

not

        （8）条件语句

if a=b:

elif a=c:

else:

        （9）循环语句

while：

else:

备注：当while正常结束时执行else后的代码。如果while中包含 break 则else后的代码不再执行。

for i in range(0,10):