Мова програмування Python для інженерів і науковців

Description

Навчальний посібник містить приклади програм мовою Python з коментарями. Розглянуто основи програмування, стандартну бібліотеку та сторонні пакети для технічних та наукових обчислень. Призначено для вивчення дисциплін «Об’єктно-орієнтоване програмування» та «Інформаційне забезпечення САПР», а також для виконання курсових і магістерських робіт під час підготовки фахівців першого (бакалаврського) та другого (магістерського) рівнів освіти за спеціальністю 131 – Прикладна механіка. Вступ Розділ 1. Мова Python та її стандартна бібліотека Найпростіша програма Програма для додавання двох чисел Числові типи даних Оператори числових типів Оператор умови if Оператор циклу for Оператор циклу while Оператори break і continue Послідовність кортеж. Оператори для усіх послідовностей Послідовність рядок Юнікод-рядки Юнікод-літерали в Python 2 Послідовність список Словник. Оператори для словників Множина Функції Функції з довільною кількістю аргументів lambda-функції Рекурсивні функції Замикання Обробка виняткових ситуацій Файли Модулі Файл c:\1\main.py: Файл c:\1\module1.py: Файл c:\1\package1\__init__.py: Файл c:\1\package1\module1.py: Файл c:\1\package1\module2.py: Математичні функції Вбудовані функції для роботи з послідовностями Генератори Співпрограми Ітератори Об’єкти Класи Клас із конструктором Успадкування і поліморфізм Атрибути класу і атрибути екземпляра Статичні методи та методи класу Властивості Перевантаження операторів Контейнери Менеджери контексту і інструкція with Метакласи Декоратори Декоратори з аргументом Декоратори класу Інтроспекція inspect – перегляд об’єктів часу виконання copy – копії об’єктів itertools – функції для ефективних ітерацій re – операції з використанням регулярних виразів decimal – дійсні числа довільної точності time – визначення і конвертування значень часу datetime – робота з датою і часом calendar – робота з календарем pdb – відлагоджувач Python timeit – тривалість виконання невеликих частин коду logging – ведення журналу pickle – серіалізація об’єктів Python shelve – збереження об’єктів Python anydbm – універсальний доступ до DBM баз даних sqlite3 – DB-API 2.0 інтерфейс для баз даних SQLite csv – читання і запис файлів CSV tarfile – читання і запис файлів архіву tar zipfile – робота з ZIP-архівами zlib – сумісне з gzip стиснення даних sys – системні параметри і функції os – файлова система shutil – високорівневі операції з файлами os – створення і керування процесами subprocess – керування підпроцесами subprocess – міжпроцесова взаємодія main.py – модуль клієнта server.py – модуль сервера thread – створення багатьох потоків керування threading – високорівневий інтерфейс потоків multiprocessing – підтримка багатох процесів multiprocessing – запуск паралельних задач multiprocessing – міжпроцесова взаємодія socket – низькорівневий мережевий інтерфейс server.py – модуль сервера client.py – модуль клієнта socketFileIO.py – читання і запис об’єктів Python через сокет SocketServer – каркас для мережевих серверів CGI HTTP сервер CGI-програма simple.py – генерація форми запиту CGI-програма get_post.py - обробка запитів GET і POST WSGI сервер urllib2 – запити до HTTP серверів xml.dom.minidom – мінімальна реалізація DOM xml.etree.ElementTree – ElementTree XML API HTMLParser – простий парсер HTML і XHTML Tkinter – проста програма з графічним інтерфейсом Tkinter – основні класи ttk.Treeview – дерево елементів Вбудовування інтерпретатора Python у C++ програму ctypes – виклик зовнішніх C-функцій Розширення Python мовою C++ Розділ 2. Сторонні бібліотеки Python IPython – інтерактивна командна оболонка Jupyter Notebook – інтерактивні документи Matplotlib – процедурний API pyplot Matplotlib – об’єктно-орієнтований API Matplotlib – додаткові параметри графіків Matplotlib – інші типи діаграм Matplotlib – інтерактивна побудова графіків Bokeh – інтерактивна візуалізація Bokeh – cерверна програма numpy – робота з масивами numpy.linalg – лінійна алгебра numpy.random – генератори випадкових чисел numpy – поліноми scipy.vectorize – векторизація функцій scipy – похідна і первісна функції scipy.integrate – інтегрування scipy.integrate.odeint – звичайні диференціальні рівняння scipy.integrate.odeint – модель польоту снаряду scipy.integrate.odeint – модель коливань, що згасають scipy.interpolate – інтерполяція scipy.optimize.fsolve – розв’язування рівнянь scipy.optimize.root – розв’язування систем рівнянь scipy.optimize.curve_fit – регресійний аналіз scipy.optimize.curve_fit – множинна регресія scipy.optimize.fminbound – оптимізація функції однієї змінної з границями scipy.optimize.fminbound – локальна оптимізація невідомої функції scipy.optimize.fmin_l_bfgs_b – оптимізація з границями методом L-BFGS-B scipy.optimize.differential_evolution – диференціальна еволюція scipy.optimize.basinhopping – комбінований метод глобальної оптимізації scipy.stats – випадкові величини scipy.stats – підгонка кривих і перевірка статистичних гіпотез scipy.stats.kde – ядрова оцінка густини розподілу scipy.fftpack дискретне перетворення Фур’є scipy.fftpack – обернене дискретне перетворення Фур’є scipy.cluster – кластеризація pandas – аналіз даних scikit-learn – машинне навчання NetworkX – графи NetworkX – орієнтовані графи, алгоритми на графах pyDatalog – логічне програмування в Python Зв’язок з інтерпретатором Prolog kanren – логічне програмування в Python python-constraint – задачі виконання обмежень PIL (Pillow) – робота з растровою графікою PyOpenGL – прив’язка до OpenGL pyglet – кросплатформна віконна і мультимедійна бібліотека pythonOCC – прив’язка до геометричного ядра Open CASCADE Technology FreeCAD – вільна САПР з Python API Abaqus/CAE – моделювання методом скінченних елементів SymPy – символьна математика Взаємодія з Maple OMPython – інтерфейс OpenModelica Python xlwt – створення електронних таблиць Excel pywin32 – інтерфейс до win32 GUI API win32com.client – об’єкти Excel win32com.client – об’єкти Excel з обробкою подій win32com.client – об'єкти SOLIDWORKS pyserial – доступ до послідовного порту pyFirmata – комунікація комп’ютера та Arduino concurrent.futures – запуск паралельних задач Dask – розподілені обчислення на чистій Python Dask.Distributed – розподілені обчислення PyQt4 – фреймворк Qt в Python PyQt4 – елементи керування QtGui PyQt4 – створення елемента керування PyParsing – зручний синтаксичний аналіз pymorphy2 – морфологічний аналізатор pygments – підсвітка синтаксису pygments – підсвітка синтаксису в Tkinter lxml – простий і швидкий парсинг XML і HTML lxml – XSLT трансформації Bottle – легкий WSGI веб-фреймворк Розділ 3. Задачі Перелік використаних джерел