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python的探针原理

发布时间:2023-07-24 03:22:51

A. 零基础学python应该学习哪些入门知识

关于零基础怎么样能快速学好Python的问题,网络提问和解答的都很多,你可以网络下看看。我觉得从个人自学的角度出发,应从以下几个方面来理解:

1 为什么选择学python?

据统计零基础或非专业的人士学python的比较多,据HackerRank开发者调查报告2018年5月显示(见图),Python排名第一,成为最受欢迎编程语言。Python以优雅、简洁着称,入行门槛低,可以从事linux运维、Python Web网站工程师、Python自动化测试、数据分析、人工智能等职位,薪资待遇呈上涨趋势。

2 入门python需要那些准备?

2.1 心态准备。编程是一门技术,也可说是一门手艺。如同书法、绘画、乐器、雕刻等,技艺纯熟的背后肯定付出了长时间的反复练习。不要相信几周速成,也不能急于求成。编程的世界浩瀚无边,所以请保持一颗敬畏的心态去学习,认真对待写下的每一行代码,甚至每一个字符。收拾好自己的心态,向着编程的世界出发。第一步至关重要,关系到初学者从入门到精通还是从入门到放弃。选一条合适的入门道路,并坚持走下去。

2.2 配置 Python 学习环境。选Python2 还是 Python3?入门时很多人都会纠结。二者只是程序不兼容,思想上并无大差别,语法变动也并不多。选择任何一个入手,都没有大影响。如果你仍然无法抉择,那请选择 Python3,毕竟这是未来的趋势。

编辑器该如何选?同样,推荐 pycharm 社区版,配置简单、功能强大、使用起来省时省心,对初学者友好,并且完全免费!其他编辑器如:notepad++、sublimeText 3、vim 和 Emacs等不推荐了。

操作环境?Python 支持现有所有主流操作平台,不管是 windows 还是 mac 还是 linux,都能很好的运行 Python。并且后两者都默认自带 Python 环境。

2.3 选择自学的书籍。我推荐的书的内容由浅入深,建议按照先后顺序阅读学习:

2.3.1《Python简明教程》。这是一本言简意赅的 Python 入门教程,简单直白,没有废话。就算没有基础,你也可以像读小说一样,花两天时间就可以读完。适合入门快速了解语法。

2.3.2 廖雪峰编写的《Python教程》。廖先生的教程涵盖了 Python 知识的方方面面,内容更加系统,有一定深度,有一定基础之后学习会有更多的收获。

2.4 学会安装包。Python中有很多扩展包,想要安装这些包可以采用两种方法:

2.4.1 使用pip或easy_install。

1)在网上找到的需要的包,下载下来。eg. rsa-3.1.4.tar.gz;

2)解压缩该文件;

3)命令行工具cd切换到所要安装的包的目录,找到setup.py文件,然后输入python setup.py install

2.4.2 不用pip或easy_install,直接打开cmd,敲pip install rsa。

3 提升阶段需要恒心和耐力。

完成入门阶段的基础学习之后,常会陷入一个瓶颈期,通过看教程很难进一步提高编程水平。这时候,需要的是反复练习,大量的练习。可以从书上的例题、作业题开始写,再写小程序片段,然后写完整的项目。我们收集了一些练习题和网站。可根据自己阶段,选择适合的练习去做。建议最好挑选一两个系列重点完成,而不是浅尝辄止。

3.1 多做练习。推荐网站练习:

crossin编程教室实例:相对于编程教室基础练习着重于单一知识点,

编程实例训练对基础知识的融会贯通;

hackerrank:Python 部分难度循序渐进,符合学习曲线

实验楼:提升编程水平从做项目开始;

codewar:社区型编程练习网站,内容由易到难;

leetcode:为编程面试准备,对初学者稍难;

牛客网:提供 BAT 等大厂笔试题目;

codecombat:提供一边游戏一边编程;

projecteuler:纯粹的编程练习网站;

菜鸟教程100例:基于 py2 的基础练习;

3.2 遇到问题多交流。

3.2.1 利用好搜索引擎。

3.2.2 求助于各大网站。推荐

stackoverflow:这是一个程序员的知识库;

v2ex:国内非常不错的编程社区,不仅仅是包含程序,也包含了程序员的生活;

segmentfault:一家以编程问答为主的网站;

CSDN、知乎、简书等

3.2.3 加入相关的QQ、微信群、网络知道。不懂的可以随时请教。

B. python程序如何工作

随着人工智能时代的来临,python成为了人们学习编程的首先语言。那么,python程序怎么运行的?我们下面来介绍下。

python程序执行原理

我们都知道,使用C,C++之类的编译性语言编写的程序,是需要从源文件转换成计算机使用的机器语言,经过链接器链接之后形成了二进制可执行文件。运行该程序的时候,就可以二进制程序从硬盘载入到内存中并运行。

相关推荐:《Python教程》

但是对于Python而言,Python源码不需要编译成二进制代码,它可以直接从源代码运行程序。Python解释器将源代码转换为字节码,然后把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。当我们运行Python程序的时候,Python解释器会执行两个步骤。

(1) 把源代码编译成字节码。编译后的字节码是特定于Python的一种表现形式,它不是二进制的机器码,需要进一步编译才能被机器执行,这也是Python代码无法运行的像C,C++一样快的原因。如果Python进程在机器上拥有写入权限,那么它将把程序的字节码保存为一个以.pyc为扩展名的文件,如果Python无法在机器上写入字节码,那么宇节码将会在内存中生成并在程序结束时自动丢弃。在构建程序的时候最好给Python赋上在计算机上写的权限,这样只要源代码没有改变,生成的.pyc文件可以重复利用,提高执行效率。

(2) 把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。PVM是Python Virtual Machine的简称,它是Python的运行引擎,是Python系统的一部分,它是迭代运行字节码指令的一个大循环,一个接一个地完成操作。

C. Python 实现端口扫描

一、常见端口扫描的原理

0、秘密扫描

秘密扫描是一种不被审计工具所检测的扫描技术。

它通常用于在通过普通的防火墙或路由器的筛选(filtering)时隐藏自己。

秘密扫描能躲避IDS、防火墙、包过滤器和日志审计,从而获取目标端口的开放或关闭的信息。由于没有包含TCP 3次握手协议的任何部分,所以无法被记录下来,比半连接扫描更为隐蔽。

但是这种扫描的缺点是扫描结果的不可靠性会增加,而且扫描主机也需要自己构造IP包。现有的秘密扫描有TCP FIN扫描、TCP ACK扫描、NULL扫描、XMAS扫描和SYN/ACK扫描等。

1、Connect()扫描

此扫描试图与每一个TCP端口进行“三次握手”通信。如果能够成功建立接连,则证明端口开发,否则为关闭。准确度很高,但是最容易被防火墙和IDS检测到,并且在目标主机的日志中会记录大量的连接请求以及错误信息。

TCP connect端口扫描服务端与客户端建立连接成功(目标端口开放)的过程:

① Client端发送SYN;

② Server端返回SYN/ACK,表明端口开放;

③ Client端返回ACK,表明连接已建立;

④ Client端主动断开连接。

建立连接成功(目标端口开放)

TCP connect端口扫描服务端与客户端未建立连接成功(目标端口关闭)过程:

① Client端发送SYN;

② Server端返回RST/ACK,表明端口未开放。

优点:实现简单,对操作者的权限没有严格要求(有些类型的端口扫描需要操作者具有root权限),系统中的任何用户都有权力使用这个调用,而且如果想要得到从目标端口返回banners信息,也只能采用这一方法。

另一优点是扫描速度快。如果对每个目标端口以线性的方式,使用单独的connect()调用,可以通过同时打开多个套接字,从而加速扫描。

缺点:是会在目标主机的日志记录中留下痕迹,易被发现,并且数据包会被过滤掉。目标主机的logs文件会显示一连串的连接和连接出错的服务信息,并且能很快地使它关闭。

2、SYN扫描

扫描器向目标主机的一个端口发送请求连接的SYN包,扫描器在收到SYN/ACK后,不是发送的ACK应答而是发送RST包请求断开连接。这样,三次握手就没有完成,无法建立正常的TCP连接,因此,这次扫描就不会被记录到系统日志中。这种扫描技术一般不会在目标主机上留下扫描痕迹。但是,这种扫描需要有root权限。

·端口开放:(1)Client发送SYN;(2)Server端发送SYN/ACK;(3)Client发送RST断开(只需要前两步就可以判断端口开放)

·端口关闭:(1)Client发送SYN;(2)Server端回复RST(表示端口关闭)

优点:SYN扫描要比TCP Connect()扫描隐蔽一些,SYN仅仅需要发送初始的SYN数据包给目标主机,如果端口开放,则相应SYN-ACK数据包;如果关闭,则响应RST数据包;

3、NULL扫描

反向扫描—-原理是将一个没有设置任何标志位的数据包发送给TCP端口,在正常的通信中至少要设置一个标志位,根据FRC 793的要求,在端口关闭的情况下,若收到一个没有设置标志位的数据字段,那么主机应该舍弃这个分段,并发送一个RST数据包,否则不会响应发起扫描的客户端计算机。也就是说,如果TCP端口处于关闭则响应一个RST数据包,若处于开放则无相应。但是应该知道理由NULL扫描要求所有的主机都符合RFC 793规定,但是windows系统主机不遵从RFC 793标准,且只要收到没有设置任何标志位的数据包时,不管端口是处于开放还是关闭都响应一个RST数据包。但是基于Unix(*nix,如Linux)遵从RFC 793标准,所以可以用NULL扫描。 经过上面的分析,我们知道NULL可以辨别某台主机运行的操作系统是什么操作系统。

端口开放:Client发送Null,server没有响应

端口关闭:(1)Client发送NUll;(2)Server回复RST

说明:Null扫描和前面的TCP Connect()和SYN的判断条件正好相反。在前两种扫描中,有响应数据包的表示端口开放,但在NUll扫描中,收到响应数据包表示端口关闭。反向扫描比前两种隐蔽性高些,当精确度也相对低一些。

用途:判断是否为Windows系统还是Linux。

4、FIN扫描

与NULL有点类似,只是FIN为指示TCP会话结束,在FIN扫描中一个设置了FIN位的数据包被发送后,若响应RST数据包,则表示端口关闭,没有响应则表示开放。此类扫描同样不能准确判断windows系统上端口开发情况。

·端口开放:发送FIN,没有响应

·端口关闭:(1)发送FIN;(2)回复RST

5、ACK扫描

扫描主机向目标主机发送ACK数据包。根据返回的RST数据包有两种方法可以得到端口的信息。方法一是: 若返回的RST数据包的TTL值小于或等于64,则端口开放,反之端口关闭。

6、Xmas-Tree扫描

通过发送带有下列标志位的tcp数据包。

·URG:指示数据时紧急数据,应立即处理。

·PSH:强制将数据压入缓冲区。

·FIN:在结束TCP会话时使用。

正常情况下,三个标志位不能被同时设置,但在此种扫描中可以用来判断哪些端口关闭还是开放,与上面的反向扫描情况相同,依然不能判断windows平台上的端口。

·端口开放:发送URG/PSH/FIN,没有响应

·端口关闭:(1)发送URG/PSH/FIN,没有响应;(2)响应RST

XMAS扫描原理和NULL扫描的类似,将TCP数据包中的ACK、FIN、RST、SYN、URG、PSH标志位置1后发送给目标主机。在目标端口开放的情况下,目标主机将不返回任何信息。

7、Dump扫描

也被称为Idle扫描或反向扫描,在扫描主机时应用了第三方僵尸计算机扫描。由僵尸主机向目标主机发送SYN包。目标主机端口开发时回应SYN|ACK,关闭时返回RST,僵尸主机对SYN|ACK回应RST,对RST不做回应。从僵尸主机上进行扫描时,进行的是一个从本地计算机到僵尸主机的、连续的ping操作。查看僵尸主机返回的Echo响应的ID字段,能确定目标主机上哪些端口是开放的还是关闭的。

二、Python 代码实现

1、利用Python的Socket包中的connect方法,直接对目标IP和端口进行连接并且尝试返回结果,而无需自己构建SYN包。

2、对IP端口进行多线程扫描,注意的是不同的电脑不同的CPU每次最多创建的线程是不一样的,如果创建过多可能会报错,需要根据自己电脑情况修改每次扫描的个数或者将seelp的时间加长都可以。

看完了吗?感觉动手操作一下把!

python学习网,免费的在线学习python平台,欢迎关注!

本文转自:https://www.jianshu.com/p/243bb7cfc40f

D. 目标跟踪(5)使用 Opencv 和 Python 进行对象跟踪

在本教程中,我们将学习如何基于 Opencv 和 Python 实现对象跟踪。

首先必须明确目标检测和目标跟踪有什么区别:

我们将首先讨论对象检测,然后讨论如何将对象跟踪应用于检测。

可能有不同的应用,例如,计算某个区域有多少人,检查传送带上有多少物体通过,或者计算高速公路上的车辆。

当然,看过本教程后,您会很容易地想到数以千计的想孙腔没法应用于现实生活或可能应用于工业。

在本教程中,我们将使用 3 个文件:

首先我们需要调用highway.mp4文件并创建一个mask:


正如您在示例代码中看到的,我们还使用了 函数,该函数返回背景比率(background ratio),然后创建mask。

mask可视化结果:

但是,如您所见,图像中有很多噪点。因此,让我们通过删除所有较小的元素来改进提取,并将我们的注意力集中在大于某个面积的对象上。


使用 OpenCV 的cv2.drawContours函数绘制轮廓,我们得到了这个结果。

就本教程而言,分析整个窗口并不重要。我们只对计算在某个点通过的所有车辆感兴趣,因此,我们必须定义一个感兴趣的区域 ROI 并仅在该区域应用mask。


结果可视化如下:

函数 cv2. 是在开始时添加的,没有定义参数,现在让我们看看如何进一步改进我们的结果。history是第一个参数,在这种情况下,它设置为 100,因为相机是固定的。varThreshold改为 40,因为该值越低,误报的可能性就越大。在这种情况下,我们只对较大的对象感兴趣。


在继续处理矩形之前,我们对图像进行了进一步的清理。为此,阈值函数就派上用场了。从我们的mask开始,我们告诉它我们只想显示白色或黑色值,因此通过编写254, 255,只会考虑 254 和 255 之间的值。

然后我们将找到的对象的坐标插入到 if 条件中并绘制矩形


这是最终结果:

我们现在只需导入和集成跟踪功能。


一旦创建了对象,我们必须获取边界框的每个位置并将它们插入到单个数组中。

通过在屏幕上显示结果,您可以看到所有通过 ROI 的通道是如何被识别的,则纳以及它们的位置是如何插入到特定的数组中的。显然,识别的摩托车越多,我们的数组就越大。

现在让我们将带圆行有位置的数组传递给tracker.update()。我们将再次获得一个包含位置的数组,但此外,将为每个对象分配一个唯一的 ID。

从代码中可以看出,我们可以使用 for 循环分析所有内容。此时我们只需要绘制矩形并显示车辆 ID。

在图像中,您可以看到结果


main.py


从视频中也可以看到,我们已经获得了我们在本教程开始时设置的结果。

但是,您必须将其视为练习或起点,因为关于这个主题有很多话要说,而本教程的目的只是让您了解对象跟踪的原理。

如果你想将 Object Tracking 集成到你的项目中,你应该使用更可靠和先进的对象检测方法,以及跟踪方法。

完整代码地址:私信“333”直接获取或者“链接”

E. Python OpenCV 霍夫(Hough Transform)直线变换检测原理,图像处理第 33 篇博客

霍夫变换(Hough Transform)是图像处理领域中,从图像中识别几何形状的基本方法之一。主要识别具有某些相同特征的几何形状,例如直线,圆形,本篇博客的目标就是从黑白图像中识别出直线。

翻阅霍夫直线变换的原理时候,橡皮擦觉得原理部分需要先略过,否则很容易在这个地方陷进去,但是问题来了,这个原理略过了,直接应用函数,里面有些参数竟然看不懂。例如极坐标,角度扫描范围,这种函数就属于绕不过去的知识点了,所以本文转移方向,死磕原理,下面的博文将语无伦次的为你展示如何学习原理知识。

因为数学知识的贫乏,所以在学习阶段会涉及到很多基础概念的学习,一起来吧。

首先找到相对官方的资料,打开该 地址

下面是一个数学小白对原理的学习经验。

教材说:众所周知,一条直线在图像二维空间可由两个变量表示。

抱歉,小白还真不知道……即使学习过,这些年也早已经还给老师了。

一开始难道要学习笛卡尔坐标系,不,你低估小白的能力了,我第一个查询的是 θ 读作 西塔 ,是一个希腊字母。

什么是笛卡尔坐标系?

这个比较简单,直角坐标系。

斜率和截距

斜率,亦称“角系数”,表示一条直线相对于横坐标轴的倾斜程度。

一条直线与某平面直角坐标系横坐标轴正半轴方向的夹角的正切值即该直线相对于该坐标系的斜率。

如果直线与 x 轴互相垂直,直角的正切直无穷大,故此直线不存在斜率。
对于一次函数 y=kx+b , k 就是该函数图像的斜率。

在学习的时候,也学到如下内容:

截距:对 x 的截距就是 y=0 时, x 的值,对 y 的截距就是 x=0 时, y 的值,
截距就是直线与坐标轴的交点的横(纵)坐标。 x 截距为 a , y 截距 b ,截距式就是: x/a+y/b=1(a≠0且b≠0) 。

斜率:对于任意函数上任意一点,其斜率等于其切线与 x 轴正方向所成的角,即 k=tanα 。 ax+by+c=0中,k=-a/b 。

什么是极坐标系?

关于极坐标系,打开 网络 学习一下即可。

重点学到下面这个结论就行:

找资料的时候,发现一个解释的比较清楚的 博客 ,后续可以继续学习使用。

继续阅读资料,看到如下所示的图,这个图也出现在了很多解释原理的博客里面,但是图下面写了一句话

在这里直接蒙掉了,怎么就表示成极坐标系了?上面这个公式依旧是笛卡尔坐标系表示直线的方式呀,只是把 k 和 b 的值给替换掉了。

为何是这样的,具体原因可以参照下图。

<center>chou 图</center>

继续寻找关于霍夫变换的资料,找到一个新的概念 霍夫空间

在笛卡尔坐标系中,一条直线可以用公式 表示,其中 k 和 b 是参数,表示的是斜率和截距。

接下来将方程改写为 ,这时就建立了一个基于 k - b 的笛卡尔坐标系。

此时这个新的方程在 k - b 坐标系也有一个新的直线。

你可以在纸上画出这两个方程对应的线和点,如下图所示即可。

<center>chou 图</center>

新的 k - b 坐标系就叫做霍夫空间,这时得到一个结论,图像空间 x - y 中的点 对应了 霍夫空间 k - b 中的一条直线 ,即图像空间的点与霍夫空间的直线发生了对应关系。

如果在图像空间 x - y 中在增加一个点 ,那相应的该点在霍夫空间也会产生相同的点与线的对应关系,并且 A 点与 B 点产生的直线会在霍夫空间相交于一个点。而这个点的坐标值 就是直线 AB 的参数。

如果到这里你掌握了,这个性质就为我们解决直线检测提供了方法,只需要把图像空间的直线对应到霍夫空间的点,然后统计交点就可以达到目的,例如图像空间中有 3 条直线,那对应到霍夫空间就会有 3 个峰值点。

遍历图像空间中的所有点,将点转换到霍夫空间,形成大量直线,然后统计出直线交会的点,每个点的坐标都是图像空间直线方程参数,这时就能得到图像空间的直线了。

上述的内容没有问题,但是存在一种情况是,当直线趋近于垂直时,斜率 k 会趋近于无穷大,这时就没有办法转换了,解决办法是使用法线来表示直线。

上文提及的斜截式如下:

通过第二个公式,可以得到下述公式:

此时,我们可以带入一些数值进行转换。

图像空间有如下的几个点:

转换后的函数,都可以在霍夫空间 θ - ρ (横坐标是 θ ,纵坐标是 ρ )进行表示。

原理这时就比较清晰了:

除了一些数学知识以外,经典的博客我们也有必要记录一下,方便后面学习的时候,进行复盘。

本部分用于记录本文中提及的相关数学原理,后续还要逐步埋坑。

今天涉及了一点点数学知识,能力限制,大家一起学习,有错误的地方,可以在评论区指出,不胜感激。

希望今天的 1 个小时(今天内容有点多,不一定可以看完),你有所收获,我们下篇博客见~

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