python即编程语言python是语言。语言包括英语、法语、葡萄牙语等，但所有的语言都是用来交流的媒介。

程序员编程的本质是让计算机工作，编程语言是程序员与计算机沟通的媒介。如果程序员想让计算机工作，他们必须知道计算机能做什么，如何做，这就是为什么我们必须学习计算机基础。

然而，光有编程语言和硬件并不能满足每个人的编程需求。你为什么这么说？

程序用编程语言写程序，最终开发的结果是软件。既然是软件，那就和腾讯在一起。qq、暴风影音、快播等软件没有区别。这些软件必须在操作系统上运行，你肯定会问:为什么要有操作系统？是的，在古代，程序员确实在没有操作系统的情况下使用编程语言之间的硬件进行编程。你可能认为这没有问题，但事实上，问题相当严重，因为在这个时候，你必须掌握如何操作硬件的所有具体细节，比如如何操作硬盘（现在你必须打开硬盘，然后你必须研究你能看到的一切，因为你必须在编程时使用它），这严重影响了开发效率。操作系统的出现是在硬件上运行来控制硬件。当我们开发它时，我们只需要调用操作系统为我们提供的简单优雅的界面。

因此，一套完整的计算机系统分为：计算机硬件、操作系统、应用软件，如下图所示。所以我们python开发复习课分为计算机硬件基础、操作系统基础和python让我们先从计算机硬件开始编程三部分。

我们都知道计算机的学名是计算机。从名字可以看出，计算机最初是用来计算的。然后我们可以推测计算机的祖先是用来计算的。

在古代，人们最早使用的计算工具可能是手指，英语单词digit既有数字的意思，也有手指的意思。古人用石头打猎，所以也可以用石头辅助计算。

但是手指和石头效率太低，后来出现了结绳的记事——结绳慢，绳子长度有限。后来不知道过了多久，很多国家的人开始用筹码来计数，最有名的就是我们中国商周时期的计算。古代的算筹实际上是一根长度和厚度相同的小棍子，大约270件作为一束； 竹子多用于木材、兽骨、象牙、金属等材料。计算数学家祖冲之圆周率时使用的工具是计算筹款。

在长期使用计算计算的过程中，显示了计算计算的缺点，使用计算计算太麻烦，非常不方便——计算需要慢慢放置。

因此，此时人们发明了更好的计算工具——算盘

算盘最早可能在汉代萌芽，定型在南北朝，采用进位制计数。使用时需要配合一套公式——就像计算机软件一样。算盘本身也可以存储数字，使用非常方便。到目前为止，算盘仍在使用中。

在15世纪，随着天文和航海的发展，计算工作越来越繁重，计算工具迫切需要改进。1630年，当英国数学家奥特雷德使用当时流行的对数刻度尺进行乘法时，他突然想到，如果他使用两个相互滑动的对数刻度尺，他很快就会节省用两脚的长度。他的想法导致了机械化计算食品的诞生，但奥特雷德并不关心它，他的发明在200年后没有实际应用。

直到18世纪末，发明蒸汽机的瓦特成功制作了第一个计算尺，并在尺座上添加了一个滑标，用于存储计算的中间结果。这种滑标已经被后人使用了很长时间。

1850年以后，计算尺发展迅速，成为工程师携带的计算器。直到20世纪56年代，计算尺仍然是工科大学生的身份标志。

第一台真正的计算机出现了

1623年，法国数学家帕斯卡出生，三岁时失去了母亲，由税务官的父亲抚养长大。当帕斯卡还是个孩子的时候，当他看到父亲努力计算税率时，他想帮助父亲做点什么。

帕斯卡在19岁时发明了人类历史上第一台机械计算机帕斯卡加法器。它是一种由一系列齿轮组成的装置，看起来像一个长方形的盒子。只有用儿童玩具的钥匙拧紧发条，才能旋转，只能加减。但即使只加法，也有逢十进一的进位问题。智能帕斯卡采用小爪棘轮装置。当定位齿轮向9旋转时，棘爪会逐渐升高；一旦齿轮转到0，棘爪就会咔嗒一声落下，推动十位数齿轮前进一档。

帕斯卡于1662年去世。不久之后，德国大数学家莱布尼茨看到了帕斯卡关于加法计算机的论文，引起了他的发明欲望。莱布尼茨早年经历了起起落落，后来有机会去法国。在巴黎，他聘请了一些著名的机械专家和熟练的工匠，最终在1674年制造了一台更完美的机械计算机。

莱布尼茨发明的新电脑长约1米，除了体积大，内部安装了一系列齿轮机构，帕斯卡继承了基本原理。然而，莱布尼茨技术高超，他为电脑增加了一种叫做步进轮的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体，依次分布在圆柱体表面；旁边的另一个小齿轮可以沿轴向移动，以便逐渐与步进轮啮合。每当小齿轮旋转一圈时，步进轮可以根据与小齿轮啮合的齿数分别旋转1/10和2/10圈……，直到9/10圈，它才能连续重复加法。

连续重复计算加减法

连续重复的计算加法是现代计算机乘除法的一种方法，莱布尼茨的计算机加减乘除四种计算。

介绍莱布尼茨时还有一个小插曲。

传说大约在1700年的一天，莱布尼茨的朋友给了他一对中国易图，实际上是八卦图，看八卦图，发现每个八卦图像都有阴阳两个符号，这不是定期的二进制数字，所以他率先提出了二进制操作规则，直到今天，我们使用计算机或使用二进制。

提花编织机是一种具有提升纱线的提花装置，是一种能使丝布编织图案的织布机。

一开始编织机编织图案挺麻烦的。所有丝布均由经线(纵线)和纬线(横线)编织而成。若要织出花样，织工们必须细心地按照预先设计的图案，在适当位置“提”经线的一部分，让滑梭牵引不同颜色的纬线通过。机器当然不可能自己“想”到该在何处提线，只能靠人手“提”起一根又一根经线，不厌其烦地重复这种操作。

1725 法国纺织机械师鲁修发明了穿孔纸带的理念。鲁修想出了穿孔纸带的绝妙想法。布乔首先试图用一排编织针控制所有的经络运动，然后取一卷纸带，根据图案打一排小孔，压在编织针上。机器启动后，面对小孔的编织针可以通过去钩住经线，其他的则被纸带挡住。因此，编织针根据预先设计的图案自动选择经线。鲁秀的思想和传递给了编织机，编织图案的程序存储在穿孔纸带的小孔中。

1790年，法国机械师杰卡德基本形成了改进提花机的理念。由于当时是法国大革命时期，杰卡德没有时间考虑发明和创造，直到1805年才真正完成自动提花编织机的生产。杰卡德为他的提花机增加了一个装置，可以同时操作 1200 编织针，控制图案的穿孔纸带后来换成了穿孔卡。

上世纪80年代，何乐礼用打孔卡发明了制表机

美国宪法规定，人口普查必须每十年进行一次，1880年的普查数据需要8年的时间来处理和分析，所以美国统计学家赫尔曼·1890年，何乐礼开发了一种排序机，利用打孔卡存储数据，然后通过机器感知卡，协助美国人口调查局自动制作统计数据。结果，户籍普查不到3年就完成了。

何乐礼于1896年成立了一家制表机械公司，多次并购，后来成为国际商业机械有限公司（IBM）1950年，IBM该卡已广泛应用于行业和政府机构。为了使该卡作为证明文件重复使用，卡片上印有请勿折叠、卷曲或损坏的警告词，后来成为第二次世界大战期间的流行口号。

FORTRAN程式打孔卡

可编程化是通用计算机的重要定义，意即只要变更指令的储存序列，通用计算机就能模拟其它形式的计算机。

18世纪末，法兰西发起了一项宏大的工程——人工编制《数学用表》，由于当时没有先进的计算工具，导致这项工作极其艰巨。发足数学界调集和大批的数学家，组成人工计算的流水线，算的昏天暗地才完成了17卷大部分的书稿，即便如此，计算出的《数学用表》仍有大量错误。

据说某一天，巴贝奇和著名的天文学家赫舍尔，对两大部头的天文数学用表品头论足，翻一页就是一个错误，翻两页有好几个错误。面对错误百出的《数学用表》，巴贝奇目瞪口呆。

巴贝奇在他的自传《一个哲学家的生命历程》里写到，大约在1812年的，“有一天晚上，我坐在剑桥大学的分析学会办公室里，神志恍惚地低头看着面前打开的一张对数 表。一位会员走进屋来，瞧见我的样子，忙喊道：‘喂！你梦见什么啦？’我指着对数表回答说：‘我正在考虑这些表 也许能用机器来计算！’”

巴贝奇的第一个目标是制作一台”差分机“，

所谓“差分”的含义，是把函数表的复杂算式转化为差分运算，用简单的加法代替平方运算。那一年，刚满20岁的巴贝奇从法国人杰卡德发明的提花编织机上获得了灵感，差分机设计闪烁出了程序控制的灵光──它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程。巴贝奇耗费了整整十年光阴，于1822年完成了第一台差分机，它可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数，当即就演算出好几种函数表。由于当时工业技术水平极低，第一台差分机从设计绘图到机械零件加工，都是巴贝奇亲自动手完成。当他看着自己的机器制作出准确无误的《数学用表》，高兴地对人讲：“哪怕我的机器出了故障，比如齿轮被卡住不能动，那也毫无关系。你看，每个轮子上都有数字标记，它不会欺骗任何人。”以后实际运用证明，这种机器非常适合于编制航海和天文方面的数学用表。

成功后，巴贝奇连夜上书皇家学会，要求政府资助他建造第二台运算精度为20位的大型差分机。政府看到巴贝奇的研究有利可图，破天荒地与科学家签订了第一个合同。

然而，第二台差分机在机械制造工厂里触上了“暗礁”。第二台差分机大约有25000个零件，主要零件的误差不得超过每英寸千分之一，即使用现在的加工设备和技术，要想造出这种高精度的机械也绝非易事。

由于进度缓慢 到1842年的时候，政府宣布停止对巴贝奇的一切资助，连科学界的有人都用一种怪异的目光看他。

然而在这个时候，巴贝奇收到了一封信，写信人不仅对他表示理解而且还希望与他共同工作。娟秀字体的签名表明了她不凡的身份——伯爵夫人。

收到信函不久后，写信的女士来到了巴贝奇的实验室，巴贝奇感觉与这位女士似曾相识，却有想不起在哪里见过。直到这位女士说”您还记得我吗？十多年前，您还给我讲过差分机原理。”看到巴贝奇迷惑的眼神，她又笑着补充说：“您说我像野人见到了望远镜。”巴贝奇恍然大悟，想起已经十分遥远的往事。 原来这位女士是大名鼎鼎的英国诗人拜伦之独生女——阿达·奥古斯塔。

在大型差分机进军受挫的1834年，巴贝奇提出了一个更新更大胆的设计——通用的数学计算机。巴贝奇称它为“分析机”，它能够自动解算100个变量的复杂算题，每个数字可以达25位，速度每秒1次。

巴贝奇首先为分析机构思了一种齿轮式的“存贮库”，每一齿轮可贮存10个数，总共能够储存1000个50位数。分析机的第二个部件是所谓“运算室”，其基本原理与帕斯卡的转轮相似，但他改进了进位装置，使得50位数加50位数的运算可完成于一次转轮之中。此外，巴贝奇也构思了送入和取出数据的机构、以及在“存储库”和“运算室”之间运输数据的部件。他甚至还考虑到如何使这台机器处理依条件转移的动作。一个多世纪过去后，现代电脑的结构几乎就是巴贝奇分析机的翻版，只不过它的主要部件被换成了大规模集成电路而已。仅此一说，巴贝奇就当之无愧于计算机系统设计的“开山鼻祖”。

阿达非常准确地评价道：“分析机’编织’的代数模式同杰卡德织布机编织的花叶完全一样”。于是，为分析机编制一批函数计算程序的重担，落她的肩头。阿达开天辟地第一回为计算机编出了程序，其中包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等。阿达编制的这些程序，即使到了今天，电脑软件界的后辈仍然不敢轻易改动一条指令。人们公认她是世界上第一位软件工程师。众所周知，美国国防部据说是花了250亿美元和10年的光阴，把它所需要软件的全部功能混合在一种计算机语言中，希望它能成为军方数千种电脑的标准。1981年，这种语言被正式命名为ADA语言，使阿达的英名流传至今。这些都是后话。

在当时，两人为把分析机的图纸变成现实，耗尽了全部财产，搞得一贫如洗，在此期间，两人为筹措研究经费，两人还商量“下海创收”，比如制作国际象棋玩具、赛马游戏机等等。但这并没有带来什么改变，为此，阿达还两次把丈夫家中的祖传珍宝拿去当铺换钱，不过后来又被阿达的母亲赎了回来。

在经历了贫困交加和无休止的脑力劳动，阿达的身体状况急剧恶化，1852年，年仅36岁的阿达怀着对分析机美好的梦想去世了。

阿达去世后，巴贝奇又默默的独自坚持了20年，晚年的他已经不能准确发音 和有条理的表达自己的意思，但仍坚持工作。

1871年巴贝奇去世。

最终分析机没有被制造出来。巴贝奇和阿达设想的分析机超出了他们所处时代至少一个世纪。

伦敦科学博物馆在1991年成功重建巴贝奇的差分机，其间只做过一些无关紧要的修改，差分机依照巴贝奇的原样设计运作，证明他的理论完全正确。馆方使用电脑操作机床建造重要零件，以达到机工时期的制造公差，也有人认为当时的技术无法制造出如此精确的零件，因此这样算是作弊，巴贝奇的失败不仅仅归因政治与财政，他无止尽开发越来越复杂先进的计算机也是主因之一。今日电脑界将这种不断为产品添加功能因而延误发表日期或为后续工作造成瓶颈的行为称作“蔓延危机”。

时间到了1890年，德国侨民霍列瑞斯博士在美国做人口普查（上一次人口普查人工花了7年），人口普查需要做大量工作，如年龄、性别等用调查表做采集的项目，还要计算每个社区有多少老人、小孩，男人、女人等。霍列瑞斯博士就想用机器自动统计这些数据。几年后

他根据巴贝奇的发明和杰卡德的穿孔纸带设计了机器。结果花了6周就得出了准确的数据。

杰卡德和霍列瑞斯分别用开创了程序设计和数据处理之先河。以历史的目光审视他们的发明，正是这种程序设计和数据处理，构成了电脑“软件”的雏形。

1896年霍列瑞斯博士创办了IBM公司的前身。
到了现在，制造出来的计算机都是机械的，机械计算机向电子计算机发展的过渡时期发生的主要事件。

1906年，美国的德福雷斯特发明了电子管，为计算机的发展奠定了基础。

英国曼彻斯特科学工业博物馆的“宝贝”
第一部成功运作的冯·诺伊曼结构电脑是1948年曼彻斯特大学的小规模实验机，又称“宝贝”。随后在1949年，曼彻斯特马克一号电脑登场，功能完整，以威廉管和磁鼓作为内存媒介，并且引进变址寄存器的功能。

竞逐“第一部数字储存程式电脑”名号的还有在剑桥大学设计建造的延迟存储电子自动计算器（简称EDSAC），EDSAC比曼彻斯特的“宝贝”年轻一个年头，但是解决问题的能力不遑多让，然而实际上，启发EDSAC的就是埃尼阿克的继任者──离散变数自动电子计算机（简称EDVAC）。不像平行处理的埃尼阿克，EDVAC只使用单一的处理单元，此一设计简单好用，走在后来微型化趋势的前端，还增加了可靠的程度。近代电脑结构多取经自曼彻斯特马克一号、EDSAC和EDVAC，有些人也将其视为电脑界的“夏娃”。

欧洲大陆第一部通用型可编程化电脑是小型电子计算机（简称МЭСМ），由苏联基辅电机学会的瑟吉·亚历塞维奇·列别捷夫带领一组科学家团队所建造，МЭСМ在1950年开始运作，使用6000根真空管，25千瓦的电力，每秒可作3000次运算。其它早期电脑还有澳洲设计的科学与工业研究议会自动计算机（简称CSIRAC），在1949年作首次程式测试。

1947年，一家以饮料起家的英国餐饮公司约瑟·里昂公司，对新式的办公室管理技术产生莫大的兴趣，决定积极参与电脑的商业开发。到了1951年，里昂一号电脑起跑，执行了世上第一个办公室电脑的例行指令。

1951年6月，通用自动计算机（简称UNIVAC I）送抵美国人口调查局，这部电脑由雷明顿兰德公司制造，却常被误认为是“IBM的UNIVAC”。雷明顿兰德公司后来以每台百万美金以上的售价，卖出46部。UNIVAC是第一部量产的电脑，使用5200根真空管，125千瓦电力，所使用的水银延迟线存储器能储存11个正十位数字组1000个（72位元字组），UNIVAC不像IBM的电脑，配备有打孔卡读卡机，1930年代风行的金属磁带（即UNISERVO）导入后，结果与有些商用资料储存器件并不相容。那个年代，其它电脑都用高速的打孔带和现代的磁带作为输出输入设备。

1951年11月，约瑟·里昂公司开始每周定期在里昂一号上，运作一支糕饼评估程式，这是第一支在程式储存电脑上的商业应用程序。

第一代电子管计算机(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。


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