Programování a zpracování dat v Pythonu - NOFY178

• Anglický název: Programming and data processing in Python
• Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Rozsah, examinace: zimní s.:1/2, KZ [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. Mgr. Michal Belda, Ph.D.; prof. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.
• Vyučující: doc. Mgr. Michal Belda, Ph.D.
• Neslučitelnost : NOFY078
• Záměnnost : NOFY078
• Je neslučitelnost pro: NOFY078
• Je záměnnost pro: NOFY078

Anotace

čeština

Základní kurz programování v jazyce Python provede studenty fyzikálních oborů od krátkých skriptů přes zpracování dat k vizualizaci výsledků. Zaměření na fyzikální aplikace umožní absolventům získané znalosti okamžitě prakticky využívat při studiu, studentských projektech i případném zapojení do výzkumných prací. Python je moderní programovací jazyk široce používaný v mnoha fyzikálních oborech. Je vhodný i pro úplné začátečníky. Důraz bude kladen na úvodní kapitoly, proto předchozí znalosti programování nejsou nutné.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

The introductory Python course provides the students with the programming basics needed for data processing and visualization. Focus on scientific applications allows the students to use the acquired knowledge right away for both study purposes and practical applications. Python is currently one of the most popular languages widely used in science. Thanks to its simple syntax it is well suited for beginners.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (21.04.2021)

Cíl předmětu

čeština

Seznámit se s programovacím jazykem Python a jeho využitím pro matematické a fyzikální aplikace

Naučit se psát programy pro zpracování a vizualizaci dat

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

Learn the basics of programming in the Python language with a focus on mathematical and physical applications, mainly data processing and visualization.

Poslední úprava: Belda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (20.04.2021)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Podmínkou udělení zápočtu je průběžné zpracování domácích úloh během semestru. Alternativně mohou studenti na konci semestru vypracovat jednu úlohu většího rozsahu. Charakter podmínek zakončení předmětu vylučuje opakování.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

For credit, a student may either submit three shorter Python programs over the course of the semester. Alternatively, one longer program may be submitted at the end of the semester.

Poslední úprava: Belda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (20.04.2021)

Literatura

čeština

Python Software Foundation: Python Documentation. https://www.python.org/doc/

Pilgrim, M.: Ponořme se do Pythonu 3. http://diveintopython3.py.cz/index.html

Harms, D. & McDonald, K.: Začínáme programovat v jazyce Python. Computer Press, Praha, 2003.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

Python Software Foundation: Python Documentation. https://www.python.org/doc/

Pilgrim, M.: Dive into Python 3. https://diveintopython3.problemsolving.io/

Poslední úprava: Belda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (20.04.2021)

Metody výuky

čeština

Výuka předmětu probíhá formou přednášky a cvičení na počítači (vlastní notebook výhodou).

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

The course is realized as a lecture and practical exercises (bring your own laptop if you can).

Poslední úprava: Belda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (20.04.2021)

Sylabus

čeština

Úvod do jazyka Python: základní použití, historie a verze, srovnání s jinými jazyky; filozofie jazyka Python (přehledný jednoduchý kód, velké množství vestavěných knihoven)

Konzole IPython pro interaktivní práci (IPython Notebook), vývojová prostředí a distribuce Python(x,y); tvorba krátkých jednoúčelových skriptů

Stavební kameny Pythonu: syntaxe jazyka, proměnné, datové typy, vestavěné příkazy; základy procedurálního programování - cykly, podmínky, funkce; syntaktický cukr - jak s méně řádky kódu dosáhnout stejných výsledků

Knihovny funkcí: použití vestavěných modulů, instalace a použití doplňujících knihoven, tvorba vlastních modulů

Vědecké výpočty: knihovny NumPy a SciPy pro práci s maticovými daty, numerické výpočty, statistické zpracování a další; knihovna pandas pro načítání a zpracování tabulkových dat

Ukládání dat: formátování výstupu, formáty souborů, čtení a zápis dat z/do souborů a databází; knihovny pro práci s formáty používanými ve fyzikálních oborech

Vizualizace: tvorba grafů pomocí knihoven matplotlib a pandas

Úvod do objektově orientovaného programování: třídy, objekty, atributy, metody, zapouzdření, dědičnost; ošetřování chybových stavů

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (15.04.2021)

angličtina

Introduction to Python: language basics, history and versions (2 and 3), comparison to other languages; Python philosophy (short readable code, batteries included)

IPython console, Jupyter notebooks; integrated development environments and Python distributions; short simple single-purpose scripts

Python building blocks: syntax, variables, data types, builtins; procedural programming basics - loops, conditions, functions; syntactic sugar - do more with less code

Libraries: builtin libraries and modules, extensions.

Scientific computing: NumPy and SciPy libraries for processing vector and matrix data, statistics; processing tabular data with pandas

Input/Output: formatting, file formats, reading and writing files; specialized libraries for data used in math and physics

Visualization: creating graphs using matplotlib, seaborn and pandas

Object-oriented programming: classes, objects, attributes, methods, encapsulation, inheritance; error handling

Code optimization: NumPy, cython, parallelization

Graphical User Interface: basics of GUI using builtin libraries

Poslední úprava: Belda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (20.04.2021)