计算机硬件系统通常由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部件组成。其中，运算器和控制器是我们通常所说的中央处理器，它的功能是执行各种操作和控制指令，并处理计算机软件中的数据。我们通常所说的程序实际上是指令的集合。我们的程序是以某种方式组织一系列指令，然后通过这些指令控制计算机做我们想做的事情。我们今天大部分时间使用的计算机，虽然它们的部件越来越精确，处理能力越来越强，但本质上仍然属于冯·诺依曼结构的计算机。“冯·诺依曼结构有两个关键点，一个是将存储设备与中央处理器分开，另一个是通过二进制编码数据。二进制是一种逢二进一的计数方法，与我们人类使用的逢十进一的计数方法没有实质性的区别。人类使用十进制是因为他们有十根手指（因为他们只能在数数时用完十根手指后进入位置）。当然，凡事都有例外。玛雅人可能会因为多年赤脚而计算脚趾，所以他们使用二十进制的计数方法，在这种计数法的指导下，玛雅人的历法不同于我们通常使用的历法。根据玛雅人的历法，2012年是所谓太阳纪的最后一年，2013年是新太阳纪的开始。后来，这件事被误传为2012年是玛雅人预言的世界末日。今天我们可以大胆猜测，据估计，玛雅文明发展缓慢也与使用二十进制有关)。对于计算机来说，二进制是物理器件上最容易实现的(高压表示1，低压表示0)，所以在冯·诺依曼结构计算机均采用二进制。对于计算机来说，二进制是物理器件上最容易实现的(高压表示1，低压表示0)，所以在冯·诺依曼结构的计算机采用二进制。虽然我们不需要每个程序员都能用二进制的思维方式工作，但有必要了解二进制及其与我们生活中十进制的转换关系，以及二进制与八进制与十六进制的转换关系。如果你不熟悉这一点，你可以自己使用维基百科全书或百度百科全书。

变量是程序设计中存储数据的载体。计算机中的变量是存储数据的实际数据或存储数据的内存空间，可以读取和修改变量值，这是所有计算和控制的基础。计算机可以处理的数据有很多种，除了文本、图形、音频、视频等数据，所以不同的数据需要定义不同的存储类型。Python有许多类型的数据，也允许我们定制新的数据类型（这将在后面提到），我们首先介绍几种常见的数据类型。

我们需要给每个变量起一个名字，就像我们每个人都有自己响亮的名字一样。Python变量命名应遵循以下非硬性规则，必须遵守硬性规则和强烈建议。

• 硬性规则：
  • 变量名由字母(广义上Unicode不包括特殊字符)、数字和下划线，数字不能开始。
  • 大写敏感(大写a和小写的A是两个不同的变量)。
  • 不要与系统保留字(如函数、模块等)冲突(具有特殊含义的单词，以后会提到)。
• PEP 8要求：
  • 用小写字母拼写，用下划线连接多个单词。
  • 受保护的实例属性从单个下划线开始(后面会提到)。
  • 私有实例属性从两条下划线开始(后面会提到)。

当然，作为一名专业程序员，在命名变量（实际上应该是所有的标识符）时，也非常重要。

以下是变量类型和变量使用的几个例子。

""" 使用变量保存数据，加减乘除  Version: 0.1 """ a = 321 b = 12 print(a   b)    # 333 print(a - b)    # 309 print(a * b)    # 3852 print(a / b)    # 26.75 

在Python中可以使用type函数检查变量的类型。程序设计中函数的概念与数学中函数的概念一致。我相信你对数学函数并不陌生。它包括函数名、自变量和因变量。如果我们暂时不理解这个概念也没关系。我们将在后续章节中解释函数的定义和使用。

""" 使用type()检查变量的类型  Version: 0.1 """ a = 100 b = 12.345 c = 1   5j d = 'hello, world' e = True print(type(a))    # <class 'int'> print(type(b))    # <class 'float'> print(type(c))    # <class 'complex'> print(type(d))    # <class 'str'> print(type(e))    # <class 'bool'> 

可以使用Python中内置函数转换变量类型。

• int()：将数值或字符串转换为整数，可指定进制。
• float()：将字符串转换为浮点数。
• str()：将指定对象转换为字符串形式，可指定编码。
• chr()：将整数转换为编码对应的字符串(一个字符)。
• ord()：将字符串(一个字符)转换为相应的编码(整数)。

Python支持多种运算符，下表大致按照优先级从高到低的顺序列出了所有的运算符，运算符的优先级指的是多个运算符同时出现时，先做什么运算然后再做什么运算。除了我们之前已经用过的赋值运算符和算术运算符，我们稍后会陆续讲到其他运算符的使用。

说明： 在实际开发中，如果搞不清楚运算符的优先级，可以使用括号来确保运算的执行顺序。

赋值运算符应该是最为常见的运算符，它的作用是将右边的值赋给左边的变量。下面的例子演示了赋值运算符和复合赋值运算符的使用。

"""
赋值运算符和复合赋值运算符

Version: 0.1
"""
a = 10
b = 3
a += b        # 相当于：a = a + b
a *= a + 2    # 相当于：a = a * (a + 2)
print(a)      # 算一下这里会输出什么

比较运算符有的地方也称为关系运算符，包括==、!=、<、>、<=、>=，我相信没有什么好解释的，大家一看就能懂，唯一需要提醒的是比较相等用的是==，请注意这个地方是两个等号，因为=是赋值运算符，我们在上面刚刚讲到过，==才是比较相等的比较运算符。比较运算符会产生布尔值，要么是True要么是False。

逻辑运算符有三个，分别是and、or和not。and字面意思是“而且”，所以and运算符会连接两个布尔值，如果两个布尔值都是True，那么运算的结果就是True；左右两边的布尔值有一个是False，最终的运算结果就是False。相信大家已经想到了，如果and左边的布尔值是False，不管右边的布尔值是什么，最终的结果都是False，所以在做运算的时候右边的值会被跳过（短路处理），这也就意味着在and运算符左边为False的情况下，右边的表达式根本不会执行。or字面意思是“或者”，所以or运算符也会连接两个布尔值，如果两个布尔值有任意一个是True，那么最终的结果就是True。当然，or运算符也是有短路功能的，在它左边的布尔值为True的情况下，右边的表达式根本不会执行。not运算符的后面会跟上一个布尔值，它的作用是得到与该布尔值相反的值，也就是说，后面的布尔值如果是True运算结果就是False，而后面的布尔值如果是False则运算结果就是True。

"""
比较运算符和逻辑运算符的使用

Version: 0.1
"""
flag0 = 1 == 1
flag1 = 3 > 2
flag2 = 2 < 1
flag3 = flag1 and flag2
flag4 = flag1 or flag2
flag5 = not (1 != 2)
print('flag0 =', flag0)    # flag0 = True
print('flag1 =', flag1)    # flag1 = True
print('flag2 =', flag2)    # flag2 = False
print('flag3 =', flag3)    # flag3 = False
print('flag4 =', flag4)    # flag4 = True
print('flag5 =', flag5)    # flag5 = False

说明：比较运算符的优先级高于赋值运算符，所以flag0 = 1 == 1先做1 == 1产生布尔值True，再将这个值赋值给变量flag0。print函数可以输出多个值，多个值之间可以用,进行分隔，输出的内容之间默认以空格分开。

提示：华氏温度到摄氏温度的转换公式为： C = ( F − 32 ) ÷ 1.8 C=(F - 32) \div 1.8 C=(F−32)÷1.8。

参考答案：

"""
将华氏温度转换为摄氏温度

Version: 0.1
"""
f = float(input('请输入华氏温度: '))
c = (f - 32) / 1.8
print('%.1f华氏度 = %.1f摄氏度' % (f, c))

说明：在使用print函数输出时，也可以对字符串内容进行格式化处理，上面print函数中的字符串%.1f是一个占位符，稍后会由一个float类型的变量值替换掉它。同理，如果字符串中有%d，后面可以用一个int类型的变量值替换掉它，而%s会被字符串的值替换掉。除了这种格式化字符串的方式外，还可以用下面的方式来格式化字符串，其中{f:.1f}和{c:.1f}可以先看成是{f}和{c}，表示输出时会用变量f和变量c的值替换掉这两个占位符，后面的:.1f表示这是一个浮点数，小数点后保留1位有效数字。

print(f'{f:.1f}华氏度 = {c:.1f}摄氏度')

参考答案：

"""
输入半径计算圆的周长和面积

Version: 0.1
"""
radius = float(input('请输入圆的半径: '))
perimeter = 2 * 3.1416 * radius
area = 3.1416 * radius * radius
print('周长: %.2f' % perimeter)
print('面积: %.2f' % area)

参考答案：

"""
输入年份 如果是闰年输出True 否则输出False

Version: 0.1
"""
year = int(input('请输入年份: '))
# 如果代码太长写成一行不便于阅读 可以使用\对代码进行折行
is_leap = year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or \
          year % 400 == 0
print(is_leap)

说明：比较运算符会产生布尔值，而逻辑运算符and和or会对这些布尔值进行组合，最终也是得到一个布尔值，闰年输出True，平年输出False。