1.1 操作系統的選擇

常見的操作系統有Windows、Linux和macOS。大部分生產環境所用的操作系統是Linux，這使得它具有天然的開發優勢。本書也將使用Linux操作系統作為學習環境。書中大部分軟件安裝、環境配置和案例將以Linux為基礎，少部分案例會在Windows上演示。

Linux系統的分支很多，且版本各不相同，本書寫作與案例演示基于Ubuntu 18.04 LTS（用戶量最龐大的Linux分支）。由于不同的分支或版本在設置和操作方面會有差異，為了確保學習體驗，建議使用與本書相同的操作系統。考慮到部分讀者對Linux的安裝和使用并不熟悉，所以本節將演示如何在Windows系統中通過虛擬機軟件安裝Linux系統。對Linux系統操作熟練的讀者或者已有Linux系統的讀者可以跳過本節。

1.1.1 Ubuntu 簡介

Ubuntu是一個以桌面應用為主的開源操作系統，是用戶量最龐大的Linux分支。Ubuntu的第一個正式版本于2004年10月推出，版本號為4.10。正式版的推出引起了全球開發者的廣泛關注，成千上萬的自由軟件愛好者加入了Ubuntu社區。發展至今，Ubuntu已經有了很多版本和衍生品，例如服務器專版、長期支持版和OpenStack云版本等。Ubuntu每6個月發布一個版本，每兩年發布的第4個版本將獲得對大規模部署的長期支持，即長期支持版（也稱LTS）。

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首先，我們需要下載Ubuntu系統安裝鏡像。打開Ubuntu官網后，點擊導航欄的Download菜單，提供了不同用途的Ubuntu版本，如圖1-1所示。

圖1-1 Ubuntu可選版本

本書寫作與案例演示基于Ubuntu 18.04 LTS，即Ubuntu Desktop選項下的18.04 LTS版。點擊對應按鈕即可下載系統鏡像。當然，也可以直接打開Ubuntu下載地址，在下載列表中選擇Ubuntu 18.04.2 LTS版。

1.1.2 VirtualBox 的安裝

VirtualBox是一款性能優異、簡單易用的虛擬機軟件。它支持的虛擬操作系統包括Windows、Linux和macOS。如果你現在使用的操作系統并不是Ubuntu，但又希望能夠按照書中指引學習，那么安裝虛擬機軟件是很好的選擇。

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打開VirtualBox下載地址，頁面如圖1-2所示，用戶可以根據所用的操作系統選擇對應的安裝文件（如Windows hosts）。

圖1-2 VirtualBox下載頁

下載完成后，雙擊打開VirtualBox安裝文件，安裝界面如圖1-3所示。

圖1-3 VirtualBox安裝界面

接著按照VirtualBox安裝向導的指引進行安裝即可。

1.1.3 安裝 Ubuntu

VirtualBox軟件界面如圖1-4所示，左側是虛擬機列表，右側是快捷操作欄。

圖1-4 VirtualBox軟件界面

點擊右側的“新建”按鈕，在彈出的設置窗口中填入虛擬機名稱“ubuntu”（也可以填寫其他名稱），然后根據自己的情況選擇空間充裕的磁盤，如圖1-5所示，接著點擊“下一步”按鈕即可。

圖1-5 設置窗口

接著，根據自己計算機的實際情況分配虛擬機內存，在通常情況下不少于2048 MB。如果本機內存充裕，建議分配8192 MB以上，這里的內存配置如圖1-6所示。

圖1-6 內存配置

接下來，到了虛擬硬盤分配環節。新建的虛擬機一般選擇“現在創建虛擬硬盤”，在“選擇虛擬硬盤文件類型”選項卡中選擇默認的硬盤文件類型，即“VDI（VirtualBox磁盤映像）”選項，并在“存儲在物理硬盤上”選項卡中選擇“動態分配”選項。在分配大小時，建議分配60 GB左右的硬盤空間，如果磁盤空間并不充裕，那么可以設置30 GB，如圖1-7所示。

圖1-7 磁盤空間配置

此時配置還沒有全部完成，在配置向導結束后，點擊軟件界面右側的“設置”按鈕，并在彈出的設置面板中選擇左側的“系統”選項，然后在“處理器”選項卡中分配至少2個處理器，如果本機處理器數量較多，也可以分配4個處理器，如圖1-8所示。

圖1-8 處理器配置界面

接著選擇左側菜單欄中的“存儲”選項，并在右側“分配光驅”處點擊光驅圖標，選擇“選擇一個虛擬光盤文件”，然后在彈出的文件選擇框中選擇剛才下載的Ubuntu系統鏡像文件，即ubuntu-18.04.2-desktop-amd64.iso，如圖1-9所示。

圖1-9 分配光驅界面

配置完畢后，選擇右側的“啟動”選項，此時虛擬機軟件會打開一個新的窗口并加載Ubuntu系統鏡像。等待幾秒后，虛擬機窗口就會出現如圖1-10所示的Ubuntu系統安裝引導界面。

圖1-10 Ubuntu系統安裝引導界面

在界面左側可以選擇操作系統的默認語言，例如“中文（簡體）”，右側可選擇試用或安裝Ubuntu系統。我們需要安裝Ubuntu系統，所以這里選擇“安裝Ubuntu”選項。安裝過程中如果不清楚如何選擇選項，就使用默認選項，然后根據安裝指引的提示選擇所在地區并填寫其他用戶信息即可。接下來就進入真正的系統安裝階段，待安裝完成后（耗時約30分鐘）重啟Ubuntu系統，打開的Ubuntu系統界面如圖1-11所示。

圖1-11 Ubuntu系統界面

需要注意的是，分配給虛擬操作系統的資源對系統性能有著直接的影響，推薦的資源分配如下。

? 內存大小為8 GB（8192 MB）。

? 虛擬硬盤大小為60 GB。

? 處理器數量為4。

1.1.4 全屏設置

系統安裝完畢后，我們發現VirtualBox的窗口無法放大，它的默認大小是800像素×600像素，這顯然會影響到我們的體驗和操作。想要全屏使用虛擬機軟件，需要做一些額外的設置。在虛擬機軟件的頂部菜單欄中找到“設備”選項，并在子菜單中選擇“安裝增強功能”，如圖1-12所示。

圖1-12 虛擬機軟件界面

此時系統會彈出如圖1-13所示的軟件安裝確認提示框，點擊“運行”按鈕即可。

圖1-13 軟件安裝確認提示框

然后系統就會自動安裝用于全屏顯示的輔助軟件。軟件安裝時，Ubuntu系統終端顯示如圖1-14所示的安裝信息。

圖1-14 安裝信息

安裝完成后，點擊VirtualBox右上角的“最大化”按鈕，就可以全屏使用Ubuntu系統了。

1.1.5 Python 設置

Ubuntu 18.04自帶Python 3.6，因此我們無須再次安裝。但在使用時不能直接輸入python，而是要輸入python3。當輸入python時，會得到如下提示：

Command python' not found, but can be installed with:
sudo apt install python3
sudo apt install python
sudo apt install python-minimal
You also have python3 installed, you can run 'python3' instead.

這是因為Python 3.6并不是Ubuntu系統預設的默認值，如果想要將Python 3.6與命令python綁定，就需要調高Python 3.6的優先級。雖然輸入python3并不會影響日常使用，但為了統一命令，我們需要將Python 3的優先級調高，這樣就可以在終端使用python命令了。在Ubuntu系統中設置優先級的命令格式為：

update-alternatives: --install <鏈接><名稱><路徑><優先級>

對應的設置命令如下：

$ sudo update-alternatives --install /usr/bin/python python /usr/bin/python3.6 2

命令執行后，當我們再次輸入python時，就會進入熟悉的Python命令交互界面，此時終端顯示的內容如下：

Python 3.6.7 (default, Oct 22 2018, 11:32:17)
[GCC 8.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

這代表我們成功地將Python 3.6與python命令綁定到一起了。

在Python中安裝第三方庫時，需要使用包管理工具pip，Ubuntu系統并沒有為我們準備這個包管理工具，我們需要自己安裝。安裝命令如下：

$ sudo apt-get install python3-pip

待安裝完畢后，通過如下命令檢查是否成功安裝：

$ pip --version

命令執行后，終端輸出如下內容：

pip 9.0.1 from /usr/lib/python3/dist-packages (python 3.6)

這代表我們已經成功地在Ubuntu系統中安裝了Python的包管理工具pip。要注意的是，pip并不需要像Python 3.6那樣與命令進行綁定，可以直接使用。