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Python学习入门（一）程序了解
Python基础
⼀、什么是程序
程序是⼀组定义如何进⾏计算的指令的集合。这种计算可能是数学计算，⽐如解⽅程组或者找多项式的根，也可以是符号运算，如搜索和替换⽂档中的⽂本，或者图形相关的操作，如处理图像或播放视频。
在不同的编程语⾔中，程序的细节有所不同，但⼏乎所有编程语⾔中都会出现以下⼏类基本指令：
- 输⼊：从键盘、⽂件或者其他设备中获取数据。
- 输出：将数据显示到屏幕，保存到⽂件中，或者发送到⽹络上等。
- 数学：进⾏基本数学操作，如加减乘除。
- 条件执⾏：检查某种条件的状态，并执⾏相应的代码。
- 重复：重复执⾏某种动作，往往在重复中有⼀些变化。
这差不多就是全部了。我们所遇到过的所有程序，⽆论多么复杂，都是由类似上⾯的这些指令组成的。
所以我们可以把编程看作⼀个将⼤⽽复杂的任务分解为更⼩的⼦任务的过程，不断分解，直到任务简单到⾜以由上⾯的这些基本指令组合完成。
1.1 程序结构
在Python环境或者IDE中，其中Python.py是⽂件⽂件名，Python是模块名，.py是后缀名。
在Jupyter Notebook，我们的⽂件⽂件名为Python.ipynb，当然 Jupyter也提供转换功能：
File ----> Download as ----> Python(.py)
1.2 形式语⾔和⾃然语⾔
⾃然语⾔是指⼈们所说的语⾔，如中⽂、英语、⻄班⽛语、法语等等。它们不是由⼈设计⽽来的（虽然⼈们会尝试加以语法限制），⽽是⾃然演化⽽来的。形式语⾔则是⼈们为了特殊⽤途设计的语⾔。例如，数学上使⽤的符号体系是⼀种特别擅于表示数字和符号之间关系的形式语⾔；化学家则使⽤另⼀种形式语⾔来表示分⼦的化学结构。⽽这⾥最重要的是：编程语⾔是⼈们为了表达计算过程⽽设计出来的形式语⾔。
形式语⾔的密度远远⼤于⾃然语⾔，所以阅读起来需要花费更多的时间。当然，结构也⾮常重要，直接⾃上⽽下的阅读顺序有时候并⼀定是最好的。相反，我们要试着学会先在头脑中解析程序，辨别并解释出结构。最后，细节很重要。在⾃然语⾔中⼈们常常可以忽略⼀些⼩错误，如拼写错误或者标点符号错误，但在形式语⾔中则会造成很⼤的差别和错误。
1.3 调试
程序是很容易出错的。因为某种古怪的原因，程序错误被称为bug，⽽查补bug的过程称为调试（debugging）。
⼀个程序中可能出现3中类型的错误：语法错误、运⾏时错误和语义错误。对它们加以区分，可以更快更⾼效地找到错误。
当计算机表现好的时候，我们认为它就是 ”神助攻“ ，⽽当它们很固执的时候，⼜会感觉很⽆助。其实对这些反应做好准备有助于我们对付它们。我们需要充分利⽤优点、摒弃弱点，学习调试可能很令⼈泄⽓，但是它对于许多编程之外的活动也是⼀个⾮常有价值的技能。
1.4 术语表
- 问题求解（problem solving）：将问题形式化、寻找并表达解决⽅案的过程。
- ⾼级语⾔（high-level language）：像Python这样被设计成⼈类容易阅读和编写的编程语⾔。
- 低级语⾔（low-level language）：被设计成计算机容易运⾏的编程语⾔，也被称为 ”机器语⾔“（machine language）或 ”汇编语⾔”（assembly language）。
- 可移植性（portability）：程序能够在多种计算机上运⾏的特性。
- 解释器（interpreter）：读取另⼀个程序并执⾏该程序的程序。
- 提示符（prompt）：解释器所显示的字符，表明以准备好接收⽤户的输⼊。
- 程序（program）：⼀组定义了计算内容的指令。
- 打印语句（print statement）：使Python解释器在屏幕上显示某个值的指令。
- 运算符（operator）：代表类似加法、乘法或者字符串连接（string concatenation）等简单计算的特殊符号。
- 值（value）：程序所处理数据的基本元素之⼀，例如数字或字符串。
- 类型（type）：值的类别。我们⽬前接触的类型有整型数（int）、浮点数（flfloat）和字符串（str）。
- ⾃然语⾔（natural language）：任何的⼈们⽇常使⽤的、由⾃然演变⽽来的语⾔。
- 形式语⾔（formal language）：任何由⼈类为了某种⽬的⽽设计的语⾔，例如⽤来表示数学概念或者电脑程序；所有的编程语⾔都是形式语⾔。
- 记号（token）：程序语法结构中的基本元素之⼀，与⾃然语⾔中的单词类似。
- 语法（syntax）：规定了程序结构的规则。
- 解析（parse）：阅读程序，并分析其语法结构的过程。
- 故障（bug）：程序中的错误。
- 调试（debugging）：寻找并解决错误的过程。
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