Python科学计算与数据处理第0章ppt课件

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1、Python科学计算与数据处理中国科学院大学数学科学学院Python科学计算与数据处理中国科学院大学2本节目录o课程介绍oPython简介nPython简史nPython的特征nPython的应用npython科学计算软件的选择2本节目录课程介绍3课程介绍Python科学计算与数据处理3课程介绍Python科学计算与数据处理4课程介绍o通过课程的学习掌握用python进行科学计算与数据处理的方法。o课程内容npython简介与python科学计算软件的选择。npython基础。nNumPy-快速处理数据。nSciPy-数值计算。nSympy-符号运算。nMatplotlib-绘制图表。nPan

2、das-数据分析。4课程介绍通过课程的学习掌握用python进行科学计算与数据5参考资料oPython程序设计语言nPython编程实践。npython核心编程中文版（第二版）。nPython学习手册(第4版)。oPython科学计算与数据处理nPython数据分析基础教程：NumPy学习指南nPython科学计算。n利用Python进行数据分析。nOReillyPythonforFinance,AnalyzeBigFinancialData(2015)5参考资料Python程序设计语言6课程考核及方式o成绩的组成（暂定）平时作业（40%）+读参考资料报告（60%）o参考资料报告与Python

3、科学计算与数据处理相关的、课堂上未讲授的内容。o评判报告方式报告同学互判，同学给的平均成绩占报告总分的80%。6课程考核及方式成绩的组成（暂定）Python简介7Python科学计算与数据处理Python简介7Python科学计算与数据处理8Python简史o什么是Python？nPython英语单词是蟒蛇的意思。nPython语言是少有的一种可以称得上既简单简单又功能强大功能强大的编程语言。n你将惊喜地发现Python语言是多么地简单，它注重的是如何解决问题而不是编程语言的语法和结构。8Python简史什么是Python？Python简史nPython是一种简单易学，功能强大的编程语言，它有

4、高效率的高层数据结构，简单而有效地实现面向对象编程。nPython简洁的语法和对动态输入的支持，再加上解释性语言的本质，使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言，特别适用于快速的应用程序开发。9Python简史Python是一种简单易学，功能强大的编程语Python简史Python的作者，吉多范罗苏姆(GuidovonRossum)，荷兰人。1982年，Guido从阿姆斯特丹大学获得了数学和计算机硕士学位。然而，尽管他算得上是一位数学家，但他更加享受计算机带来的乐趣。用他的话说，尽管拥有数学和计算机双料资质，他总趋向于做计算机相关的工作，并热衷于做任何和编程相关的活儿。10Pyth

5、on简史Python的作者，吉Python简史Python语言诞生的时间是在1989年。在阿姆斯特丹，guido在圣诞节家中正为ABC语言编写一个插件。ABC是由荷兰的数学和计算机研究所开发的，专为方便数学家、物理学家使用。Guido在该研究所工作，并参与到ABC语言的开发。11Python简史Python语言诞生的时间Python简史Guido希望有一种语言能够像C语言那样，全面调用计算机的功能接口，同时又可以轻松的编程。ABC语言让Guido看到希望。ABC语言以教学为目的。ABC语言的目标是“让用户感觉更好”，希望让语言变得容易阅读，容易使用，容易记忆，容易学习，并以此来激发人们学习编程

6、的兴趣。在这个圣诞节假期，Guido开发的这个插件实际实现了一个个脚本语言，且功能强大。Guido以自己的名义发布了这门语言，且命名其为Python。12Python简史Guido希望有一种语言能Python简史Python英语单词的由来是因为GuidovonRossum是天空马戏团忠实的fans，用一个大蟒蛇飞行马戏团的名字中的一个单词“Python”作为这门新语言的名字。13Python简史Python英语单词的由来Python简史oPython的发展可经历几个重要的阶段：nCNRI时期：CNRI是资助Python发展初期的重要资助重要单位，Python1.5版前的主要成果大部分在此时期完

7、成。nBeOpen时期：GuidovonRossum与BeOpen公司合作，Python1.6与Python2.0基本上同时推出，但原则上已经分别维护。Python2.0的许多功能与Python1.6不同。14Python简史Python的发展可经历几个重要的阶段：14Python简史nDC时期：Guido离开BeOpen公司，将开发团队带到DigitalCreations（DC）公司，该公司以发展Zope系统闻名，由于Guido的加入，因此这个项目也颇受关注。nPython3.0：Python2.x和Python3.x差异挺大、前后不兼容，虽然有2to3的工具可以转，但不能解决所有的问题。P

8、ython3.x尚未完全普及开来，很多第三方的库都没用官方支持Python3.x。考虑到前后版本的这个不兼容性，这会让一些人对采用Python开发项目产生顾忌。15Python简史DC时期：Guido离开BeOpen公司，将Python简史o里程碑Python由于在2010年获得较大市场份额的增长（1.81%，增长速度最快的）获年度Tiobe编程语言大奖。16Python简史里程碑16Python简史17Python简史17Python简史18Python简史18Python的特征oPython语言的定位n脚本语言（Scripting language）n高阶动态编程语言19Python的特征

9、Python语言的定位19Python的特征o简单易学n简结：不用结束符n可读性强：每一级缩进都是4个空格n上手快：会其他语言的上手更快Python上手容易，易学，读它的代码就像是在读文章。稍微有点逻辑思维的人只要看几分钟就能知道是什么意思。从0开始学习编程的话，Python是一个不错的开始。20Python的特征简单易学20Python的特征o解释性&编辑性nPython语言写的程序不需要编译成二进制代码。你可以直接从源代码运行程序。在计算机内部，Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。nPython中也有编译执行的特性。o高级语言使

10、用Python语言编写程序，无需考虑诸如管理内存一类的底层。21Python的特征解释性&编辑性21Python的特征o面向对象Python即支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。在面向过程的语言中，程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在面向对象的语言中，程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。与其他主要的语言如C+和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。22Python的特征面向对象22Python的特征o可扩展性与可嵌入性如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C+编写，然后在你的Python程

11、序中使用它们。与此相反，可以把Python嵌入C/C+程序，提供脚本功能。o免费、开源可自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它进行改动、把它的一部分用到新的自由软件中。23Python的特征可扩展性与可嵌入性23Python的特征o可移植性由于它开源的本质，Python已被移植到许多平台上。如果能避免使用依赖系统的特性，那么所有的Python程序无需修改就可在任何平台上面运行。包括Linux，window，Macintosh等等。o胶水语言24Python的特征可移植性24Python的特征o丰富的库丰富的库似乎已变成判断一种编程语言是否强大的重要标准。Python拥有一个强大的标准库

12、。Python语言的核心只包含数字、字符串、列表、字典、文件等常见类型和函数，而由Python标准库提供了系统管理、网络通信、文本处理、科学计算、数据库接口、图形系统、XML处理等额外的功能。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。25Python的特征丰富的库25Python的特征oPython和其他语言的比较n比TCL强大，支持“大规模编程”，适宜于开发大型系统n比Perl语法简洁，更具可读性、更易于维护，有助于减少Bugn比Java更简单、更易于使用n比C+更简单、更易于使用，不与之竞争n比VB更强大也更具备跨平台特性n比Rub

13、y更成熟、语法更具可读性2009-8-10Python程序设计语言26Python的特征Python和其他语言的比较2009-8-Python的特征oPython的语法特点的语法特点 Python是一种语法表达极其优美的脚本语言运行方式命令行、交互式、图形集成环境面向对象甚至还支持异常处理模块和包与Java类似，还开发了Jpython语言扩展可以用C/C+/Java编写新的语言模块丰富的库数据分析/系统管理/web/GUI/27Python的特征Python的语法特点27Python的特征oPython的缺点运行速度不够快。Python程序运行的效率不如Java或者C代码高，但是我们可以使用P

14、ython调用C编译的代码。o开发速度与运行速度之间的矛盾开发速度与运行速度之间的矛盾至今还没有一门编程语言，开发速度比Python快，运行速度比C快。28Python的特征Python的缺点28Python的应用Python是用标准C语言写成的一种面向对象的脚本语言，语法相对简单，符合人的思维习惯，通过集成环境或解释器直接执行源程序。它可以运行在windows、linux等操作系统平台上，具有丰富的功能库以处理各种工作。在编程领域的应用也日渐广泛，可以用于系统编程、图形处理、科学计算、文本处理、数据库编程、网络编程、多媒体编程等方面。也被一些公司应用于产品开发上。29Python的应用Pyt

15、hon是用标准CPython的应用30实现Web爬虫和搜索引擎中的许多组件。使用它（包括其它技术）管理讨论组。Python的应用30实现Web爬虫和搜索引擎中的许多组件。Python的应用31 完成科学计算任务。在它的几个系统中既用了Python开发，又将其作为脚本语言.视频分享服务大部分是由Python编写的.Python的应用31完成科学计算任务。在Python的应用32 Python是豆瓣 的主要开发语言 Python与 Ruby比较：Ruby用的人太少了。至少 Python在当时中国有真正的使用者。从技术管理的角度来看，没有用Java已经有些不切实际了，用Ruby就太过理想主义了。还有

16、一个问题是库。Python有大量现成的库，而且很多库都经过大型商业应用。Python更简洁。Ruby 是小日本创建的！不能保证其技术支持性！Python 是世界的！Python的应用32Python科学计算发行版的比较oPython环境的搭建http:/www.python.org/download/python2.7.x同python3.x比较改了不少地方。http:/ CanopyGUI基于wxpython,包含PySide。Canopy有自己的集成开发环境（IDE），里面的代码智能提示和自动补全功能不比IPython差的！Canopy是Enthought公司开发的一款Python集成开发

17、环境，之前的版本叫EPD，附带了超过50个Python模块，包括numpy、scipy、panda、matplotlib等常用模块，同时提供免费版和供科研使用的学术版。41Python科学计算发行版的比较EnthoughtCanoPython科学计算发行版的比较学术版可享受完整版的所有功能，只需验证一个教育邮箱，便可享受Canopy所有的功能和服务。在注册并完成教育邮箱的验证后，便可下载Canopy。Canopy支持Window、Linux和Mac平台，并提供32位和64位系统的安装包。https:/ magic函数函数:%ed或%edit编辑一个文件并执行。%env显示环境变量。%hist或%history显示历史记录。%pwd显示当前目录。52Ipython操作简介Ipython中运行编写好的py脚本Ipython操作简介o几个简单好用的几个简单好用的 magic函数函数:%ed或%edit编辑一个文件并执行。%env显示环境变量。%hist或%history显示历史记录。%pwd显示当前目录。%pycatfilename用语法高亮显示一个python文件(不用加.py后缀名)。%savefilename将执行过多代码保存为文件。%timestatement计算一段代码的执行时间。53Ipython操作简介几个简单好用的magic函数:535454