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1、第一章绪论Python程序设计与应用目录contents计算机发展历史软硬件基本知识常用编程语言介绍Python语言简介1.1计算机发展历史目录contents1.1.1计算机的历史计算机算机之前的之前的计算工具算工具身体：身体：巴布亚新几内亚原始部落的一种计数规则1.1.1计算机的历史1.计算机算机之前的之前的计算工具算工具手指：手指：1.1.1计算机的历史1.计算机算机之前的之前的计算工具算工具绳结：1.1.1计算机的历史1.计算机算机之前的之前的计算工具算工具算筹：算筹：1.1.1计算机的历史1.计算机算机之前的之前的计算工具算工具筹筹码：1.1.1计算机的历史1.机械机械计算机算机算算
2、盘：最早的计算工具是我们中国的算盘，已有2000多年的历史。人们按照一定的规则上下拨动算珠，可以进行不同类型的计算。1.1.1计算机的历史2.机械机械计算机算机奈氏骨牌：奈氏骨牌：1.1.1计算机的历史2.机械机械计算机算机 1.1.1计算机的历史2.机械机械计算机算机舒卡德舒卡德计算器算器 1.1.1计算机的历史2.机械机械计算机算机 1.1.1计算机的历史2.机械机械计算机算机差分机差分机 1.1.1计算机的历史1.机械机械计算机算机1.1.1计算机的历史2.电子子计算机算机 1946年年第一台第一台电子管子管计算机算机ENIAC1879美爱迪生白炽灯1904英弗莱明真空二极管1907美李
3、弗雷斯特真空三极管德1950贝尔实验室肖克莱、巴丁、布拉顿晶体三极管1.1.1计算机的历史2.电子子计算机算机 冯诺依曼和它的依曼和它的电子管子管计算机算机1.1.1计算机的历史2.电子子计算机算机 集成集成电路路 阿姆斯特朗和登月阿姆斯特朗和登月飞船船电脑中小集成中小集成电路的自拍路的自拍1.1.2个人的计算机的历史第第1阶段段（19711973年）是4位和8位低档微处理器时代，通常称为第1代，其典型产品是Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机。Intel4004是一种4位微处理器，Intel4004的功能有限，主要用于计算器、电动打字机、
4、照相机、台秤、电视机等家用电器上，使这些电器设备具有智能化，从而提高它们的性能。Intel8008是世界上第一种8位的微处理器，存储器采用PMOS工艺，用于简单的控制场合。1.1.2个人的计算机的历史第第2阶段段（19711977年）是8位中高档微处理器时代，通常称为第2代，其典型产品是Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。它们的特点是采用NMOS工艺，集成度提高约4倍，运算速度提高约1015倍（基本指令执行时间12s），指令系统比较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、DMA等控制功能。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均
5、指令执行时间为1S2S，采用汇编语言、BASIC、Fortran编程，使用单用户操作系统。1.1.2个人的计算机的历史第第3阶段段（19781984年）是16位微处理器时代，通常称为第3代，其典型产品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微处理器。其特点是采用HMOS工艺，集成度（2000070000晶体管/片）和运算速度（基本指令执行时间是0.5s）都比第2代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统。1981年IBM公司推出的个人计算机采用8088CPU。
6、1.1.2个人的计算机的历史1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器。1984年，IBM公司推出了以80286处理器为核心组成的16位增强型个人计算机IBMPC/AT。由于IBM公司在发展个人计算机时采用了技术开放的策略，使个人计算机风靡世界。1.1.2个人的计算机的历史第第4阶段段（19851992年）是32位微处理器时代，又称为第4代。其典型产品是Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达100万个晶体管/片，具有32位地址线和32位数据总线。每秒钟可完成600万条指令
7、（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）。1.1.2个人的计算机的历史第第5阶段段（1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微处理器时代，通常称为第5代。典型产品是Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构，并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着MMX（MultiMediaeXtended）微处理器的出现，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。1.1.2个人的计算机的历史第第6阶段段2005年至今是酷睿（Core）系列微处理器时代，通常称为第6代。“酷睿”是一款领先节能的
8、新型微架构，设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效，提高每瓦特性能，也就是所谓的能效比。早期的酷睿是基于笔记本处理器的。1.2软硬件基本知识目录contents软件是指实现算法的程序及其文档，包括计算机本身运行所需的系统软件（SystemSoftware）和用户完成特定任务所需的应用软件（ApplicationSoftware）等。硬件是指实际的物理设备，包括计算机的主机及其外部设备。PC是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。1.2.1冯 诺依曼结构1.2.1冯 诺依曼结构Python在这里1.2.1冯 诺依曼结构二二进制制“二进制”的思想是指在计算机中，指令和数据都以二进制形式表示。计算机采
9、用二进制，而不采用十进制，是因为二进制数据有以下一些主要特点：二二进制数容易表示制数容易表示二进制数只含有两个数字和，因此可用大量存在的具有两个不同稳定物理状态的元件来表示同时，由于表示二进制数的元件的状态数少，故数据传送不易出错，工作稳定可靠。二二进制数的运算制数的运算规则简单二进制数的加法和乘法的运算规则，都比十进制数简单得多，这使得计算机中的运算部件的结构也相应地比较简单。它的加法规则和乘法规则都只有条：0+0=00+1=11+0=11+1=1000=001=010=011=1二二进制可制可进行行逻辑计算算因二进制数的两个数字和与逻辑代数的逻辑变量取值一样，故可采用二进制数进行逻辑运算。
10、为了和十进制区别，Python在书面表示时，二进制采用0b或0B作为前缀，八进制采用0o或0O作为前缀，十六进制采用0 x或0X作为前缀。1.2.1冯 诺依曼结构冯 诺伊曼伊曼结构构“存储程序和程序控制”的思想为冯诺伊曼机的基本结构，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。到目前为止，几乎所有计算机的结构都按冯诺伊曼结构。运算器运算器运算器（arithmeticunit）的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断等操作。在控制器的控制下，它对取自存储器或寄存在其内部寄存器的数据进行算术或逻辑运算，其结果暂存内部寄存器或送到存储器。控制器控制器控制器（cont
11、rolunit）的主要作用是控制各部件的工作，使计算机自动地执行程序。它按存储顺序取出指令，并对指令进行分析，然后向各部件发出相应的控制信号，使这些部件协调动作，完成指令所规定的操作。这样逐一执行一系列指令，就使计算机能够按照这一系列指令组成的程序的要求自动运行。控制器和运算器合在一起成为中央处理器（CPUCentralProcessingUnit），它是计算机的核心部件。存存储器器存储器（memory）是用来存储程序和数据的部件。用户先通过输入设备把程序和数据存储在存储器中。运行时，控制器从存储器逐一取出指令加以分析，发出控制命令以完成指定的操作；根据控制命令，从存储器取出数据送到运算器中运
12、算或把运算器中的结果送到存储器保存。可见，可从存储器进行“读”，或对存储器进行“写”。运算器、控制器、内存储器合起来称为计算机的主机。1.2.1冯 诺依曼结构冯 诺伊曼伊曼结构构输入入设备和和输出出设备输入（input）设备能把程序、数据、图形、图像、声音、控制现场的模拟量等信息，通过输入接口转换成计算机可以接收的电信号。常用的输入设备有键盘、鼠标器、操纵杆、卡片输入机、纸带输入机、光笔、语音识别装置、数字化仪、扫描仪、条形码阅读器、光学字符阅读机（OCROpticalCharacterReader）、调制解调器（modem）及各种模数（A/D）转换器等。输出（output）设备能把计算机运行
13、结果或过程，通过输出接口转换成人们所要求的直观形式或控制现场能接受的形式。常见的输出有显示器、打印机、绘图仪、卡片穿孔机、纸带穿孔机、语音合成装置、缩微胶卷输出设备、modem及各种数模（D/A）转换器等。1.2.1冯 诺依曼结构3PC的系的系统部件部件现代PC既简单又复杂。说它简单，是因为这些年来把系统所用的许多元器件集成为越来越少的组件。说它又是复杂的，是因为现代系统中的每一个部件完成了以前系统中相同部件多得多的功能。下面是组装一个现代计算机系统所需要的基本组件主板；CPU；存储器；显示适配器；显示器；机箱；电源；软盘驱动器；硬盘驱动器；CD-ROM；声卡；键盘；鼠标；其他可选硬件等。1.
14、2.2计算机软件发展1.微机上的典型操作系微机上的典型操作系统Windows操作系操作系统的的发展展1.2.2计算机软件发展2.语言言处理系理系统（1）汇编程序）汇编程序汇编程序（assembler）是将汇编语言编写的源程序翻译加工成机器语言表示的目标程序的一种软件。汇编程序一般还提供查错、修改等功能，并对源程序中出现的伪指令等作相应的处理。（2）解释程序）解释程序解释程序（Interpreter）将高级程序设计语言编写的源程序按动态的运行顺序逐句进行翻译并执行，即每翻译一句就产生一系列完成该语句功能的机器指令并立即执行这一系列机器指令，如此进行，直至源程序运行结束。在这过程中，若出现错误，则
15、系统会显示出错信息，待修正后才能继续下去，解释程序的这种工作方式，便于实现人机会话。（3）编译程序）编译程序编译程序（compiler）是能将用高级程序设计语言编写的源程序翻译成用汇编语言或机器语言表示的目标程序。编译程序把源程序翻译成目标程序一般经过词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成五个阶段。从以上所述可见，汇编程序和编译程序都产生目标程序，而解释程序不产生目标程序，解释程序可提供人机对话的工作方式，使得用户对源程序的调试、修改和扩充比较方便，但程序执行的速度比较慢；编译程序对源程序进行编译产生目标程序，将来执行的速度较快，但对源程序修改后必须重新编译。1.2.2计算机
16、软件发展3.数据数据库系系统数据库系统（DataBaseSystem），数据库管理系统（DBMSDataBaseManagementSystem）。数据库系统是一门综合的软件技术，它研究如何有效地组织数据和方便地处理数据。数据库系统是一个记载和维护数据信息的系统，它由数据、硬件、软件和用户四部分构成。数据是数据库系统的重要资源。在系统中，一般把它组织成一些数据库存储，它具有冗余小、可共享等特点。所谓数据库，可理解成按一定的方式组织起来的操作数据的集合。硬件是数据库系统的物质基础，包括存储系统中数据的存储设备以及有关的控制设备，如硬盘、光盘等。软件是数据库管理系统。它是用户和物理数据库之间的接口
17、，能把数据库的物理细节屏蔽起来，向用户提供一个使用方便灵活的友善的工作界面。数据库管理系统是一组软件的集合，用来定义数据库，帮助和控制用户为增加、删除、修改和检索数据时对数据库的访问和使用，提供数据独立性、完整性和安全性的保障。1.2.2计算机软件发展4.应用用软件件在计算机硬件和系统软件的支持下，面向具体问题和具体用户的软件，称为应用软件。应用软件是一些具有一定功能并满足一定要求的应用程序的组合。目前，一些应用软件有的已逐步标准化、模块化，形成了解决某类典型问题的应用程序组合，即软件包（package），如财务管理软件包、统计软件包、运筹学软件包等。随着计算机应用的日益广泛深入，各种应用软件
18、的数量不断增加，质量日趋完善，使用更加灵活方便，通用性越来越强，人们只要略加学习一些基础知识和基本操作方法，就可以利用这些应用软件进行数据处理、文字处理、辅助设计等。如同软硬件的界限在不断变化一样，系统软件和应用软件之间也不存在明显的界限。1.3常用编程语言介绍目录contents1.3常用编程语言介绍1.3.1机器机器语言言计算机指令系统中的指令由，代码组成并且能被机器直接理解执行，它们被称为机器指令。机器指令的集合就是该计算机的机器语言，即计算机可以直接接收、理解的语言。机器语言能利用机器指令精确地描述算法，并且所编程序占用内存空间少、执行速度快。用机器语言编写程序是一件十分繁琐的工作，不
19、仅要记住用，代码表示的各条指令的不同功能，而且这种全部由，代码组成的程序，直观性很差，容易出错，阅读检查和修改调试都较困难。不仅如此，由于不同类型的计算机的指令系统不同，机器语言也不同。因此，机器语言是一种面向机器的语言。1.3常用编程语言介绍1.3.3高高级程序程序设计语言言高级程序设计语言又称算法语言或高级语言。高级程序设计语言不再依赖机器，而是面向过程。换句话说，一般情况下，人们无需了解计算机的内部结构，只要选择适当的数据结构和正确的算法，就可以依照高级程序设计语言的语法规则，编写能描述解题过程的程序。高级程序设计语言很接近人们习惯使用的自然语言和数学语言。它允许用由英语单词组成的语句编
20、写解题程序，程序中所用的各种运算符号、运算表达式与日常使用的数学式子相仿，因此容易被人们理解和使用。用高级程序设计语言编写的程序不能直接在计算机上运行，必须先经过相应语言处理系统加工后，才能在计算机上执行。1.3常用编程语言介绍目前，已有数百种高级程序设计语言。这些语言各有特点，分别适用于编写某些方面的程序。应用比较广泛的有下列一些语言：FORTRAN（FORmulaTRANslator），IBM公司1954年推出，它是第一种高级语言，主要用于科学计算、数据分析，人称为60年代的语言，是美国的第一个国家标准语言。ALGOL（ALGOrithmicLanguage），由GAMM（德意志联邦共和国
21、应用数学与力学协会）于1958年推出，也用于科学计算、数据分析，我国在0、年代使用较多。ALGOL语言是结构化语言的雏形。COBOL（COmmonBusinessOrientedLanguage），在美国国防部组织下，由CODASYL（COnferenceonDataSystemLanguage数据库系统语言协会）推出，它是当今全世界使用最多的语言，主要用来进行商业数据处理，是美国的第二个国家标准语言。Pascal语言是1971年瑞士的NWirth教授推出的，堪称全能新秀，它是ALGOL语言的改进和发展，是完全的结构化语言，被称为70年代的语言。BASIC（BeginnersAllpurpos
22、eSymbolicInstructionCode）语言是美国的JKKemeny和TEKurtz教授于1965年推出的，作为一种入门语言，在个人计算机上使用最多。LISP（LIStProcessinglanguage）由MIT的JMcCarthy于1980年推出，称为表处理语言，人工智能中使用最多。1.3常用编程语言介绍PROLOG（PROgramminginLOGic）是法国的AColmeraner于1972年推出，在日本第五代计算机的KIPS计划中作为核心语言引起人们的普遍重视。C于1973年由贝尔实验室的DMRitchie推出，作为UNIX操作系统的书写语言，正广泛运用于系统设计中，主要用
23、于书写系统程序。而紧随其后的C+是Microsoft公司开发的基于C/C+的集成开发工具。它是一种应用较广泛的面向对象的程序设计语言，使用它可以实现面向对象的程序设计。而C语言只是C+的一个子集，C+包含了C语言的全部内容，C+保持与C语言的兼容。现在所流行VisualC+是代码效率最高的Windows应用程序的开发工具。其编译器，调试器，连接器，编辑器，资源编辑器的功能特别强大，在编辑器中还提供了自动语句生成功能，编辑器会自动提示函数的参数，对象的参数，对象的成员。另外，VisualC+还提供了很多向导，用户可以利用它直接编写Windows应用程序。VisualBASICforWindows
24、程序设计语言是Microsoft公司于1991年推出，从而使得开发Windows应用软件变得简单、方便，利用它们可以有效地开发出符合Windows风格的应用程序。VisualBASIC是采用可视化工具、面向对象、事件驱动的高级程序设计语言。Java是Sun公司于1995年推出的一种新的程序设计语言。虽然提出该语言的初衷与Internet无关，但它确实是借助Internet而流行开来的。1.3常用编程语言介绍1.4Python语言介绍目录contents1.4.1Python语言的言的历史史1.4.2Python语言的言的优势1.4.3Python语言的言的特点特点使用方便使用方便Python是
25、一种脚本语言，是解释型语言，这使其能够在各种不同的平台上运行，只要安装相应的解释器，并且不需要复杂的设置和配置，也不需要进行编译链接，敲入的Python代码就可以直接运行起来。清晰易清晰易读Python语言使用缩进来表示程序中的嵌套关系，强制形成一致的编程风格；同时，其省略了变量的预定义，使其代码更接近于自然语言的表达，这使得使用Python语言编写的程序非常容易读懂。功能丰富功能丰富Python基于开源拥有非常强大的基本类库和数量众多的第三方扩展库，这使得人们要通过编程实现相应的功能变得非常简单，这也是Python得以流行的原因之一。除此之外，Python还具备实用化的面向对象编程特点，它用
26、最简单的方法让编程者能够享受到面向对象带来的好处。即使作为脚本语言，Python的执行速度并不慢。1.4.4Python语言的言的应用用谢谢观看Python程序设计与应用第二章Python编程环境搭建Python程序设计与应用目录contentsAnaconda安装与Python编程界面如何选择Anaconda版本和Anaconda的下载安装、编程界面介绍Anaconda其他常用功能常用软件包下载和安装方法、常用包的使用方法介绍了解IDLE开发环境Python的官网自带集成开发环境IDLE介绍Anaconda安装与Python编程界面2.1.1Anaconda安装过程2.1.2Anaconda
27、中的python编辑器Spyder目录contentsAnaconda世世界界上上最最大大的的蟒蟒蛇蛇编程程环境的搭建境的搭建问题使得使得大多数大多数Python初学者初学者们头疼不已，本疼不已，本课程推荐使程推荐使用用Anaconda来管理你的来管理你的安装安装环境和各种工具包，境和各种工具包，使得你能使得你能够真正体会到真正体会到“简单易学易学”这几个字。几个字。Anaconda是一个用于科是一个用于科学学计算的算的Python发行版，行版，支持支持Linux，Mac，Windows系系统。Anaconda是在是在conda（一个包管理器和（一个包管理器和环境管境管理器）上理器）上发展出来
28、，附展出来，附带了一大批常用数据科学包，了一大批常用数据科学包，还提供了包管理与提供了包管理与环境管境管理的功能，可以很方便地理的功能，可以很方便地解决多版本解决多版本python并存、并存、切切换以及各种第三方包安以及各种第三方包安装装问题。使你可以不做任何使你可以不做任何设置即置即可立即开始可立即开始Python编程。程。2.1.1Anaconda安装过程（2）安装Anaconda同意许可协议启动安装2.1.1Anaconda安装过程（2）安装Anaconda选择安装路径选择可见用户2.1.1Anaconda安装过程（2）安装Anaconda初学者推荐安装选项初学者两个均打勾初学者两个均打
29、勾高级安装选项2.1.1Anaconda安装过程（2）安装Anaconda安装完毕安装VSCode初学者可以直接跳过skip2.1.1Anaconda安装过程（3）启动AnacondaAnaconda安装后，在桌面上找到下图图标或者开始菜单中选择启动AnacondaNavigator。启动后界面如图所示可以从界面中看到它包含多个应用程序，AnacondaNavigator就是这些程序的导航入口。Anaconda就像一个集成开发工具箱，将python一般用到的所有工具都集成在里面，对于初学者不需要另外任何配置即可进行编程。AnacondaNavigator2.1.2Anaconda中的pytho
30、n编辑器Spyder（1）Spyder基本窗口AnacondaNavigator中选择Spyder下面的lunch按钮。Anaconda会为我们启动python的编译工具Spyder。Spyder编辑器窗口器窗口Editor窗口IPythonConsole窗口variableexplorer/fileexplorer/help窗口Spyder（python3.6）运行界面2.1.2Anaconda中的python编辑器Spyder（1）Spyder基本窗口Spyder界面 Spyder工具条工具条文件工具条创建、打开、保存py文件运行工具条分别代表在运行菜单下的如下选项2.1.2Anacond
31、a中的python编辑器Spyder（1）Spyder基本窗口Spyder界面 Spyder工具条工具条文件工具条创建、打开、保存py文件运行工具条2.1.2Anaconda中的python编辑器Spyder（1）Spyder基本窗口Spyder界面 Spyder工具条工具条调试工具条2.1.2Anaconda中的python编辑器Spyder（2）使用Spyder编写代码【例题2.1】使用spyder编写变量定义、运算和输出并观察各窗口变化在editor窗口中输入代码a=10b=15print(a+b)开始执行这三条语句执行结果控制台窗口变量管理器窗口2.1.2Anaconda中的pytho
32、n编辑器Spyder（3）使用console直接运行【例题2.2】在控制台窗口中直接输入代码运行在控制台窗口中输入In2:c=”hello”观察变量管理器窗口str类型变量c，其值为“hello”控制台窗口输入Str型变量c2.1.2Anaconda中的python编辑器Spyder（3）使用console直接运行【例题2.2】在控制台窗口中直接输入代码运行继续输入代码In3:d=”Tom”In4:printc+d错误提示按提示修改程序2.1.2Anaconda中的python编辑器Spyder（4）在console中使用帮助通过在console中，可以使用help(参数)的方式来进行相关函数
33、的帮助查询。在console窗口中输入help(print)输出print用法使用使用help输出出print用法用法Anaconda其他常用功能2.2.1常用应用程序及pip模块安装命令2.2.2常用科学包介绍目录contents2.2.1常用应用程序及pip模块安装命令（1）常用应用在AnacondaNavigator的home界面中包含了已安装的JupyterLab、JupyterNotebook、QTconsole、Spyder四个应用以及Glueviz、Orange3APP、Rstudio、VSCode待安装的应用。其中JupyterLab是包含了Jupyter(笔记本)的一个超集。
34、它允许开发者打开多种格式的文件，包括：支持语言的源代码文件，纯文本、CSV（和其他分隔符的文本格式）、JSON、各类图片、甚至是PDF格式的文件。Rstudio则是一种R语言的集成开发环境，直接点击Install即可对其下载安装。VSCode可以将微软的VS进行扩展，使之对python有一个很好的支持，同样点击install即可下载安装2.2.1常用应用程序及pip模块安装命令（1）常用应用安装-Pip命令如果你需要更新或重新安装Jupyter。只需在cmd窗口中输入pipinstalljupyter就可以了。C:Pipinstalljupyter安装安装过程程安装成功安装成功2.2.1常用科
35、学包介绍（1）Numpy介绍NumPy代表“NumericPython”，其前身就是Numeric。它是一个由多维数组对象和用于处理数组的例程集合组成的库。2005年，TravisOliphant通过将Numarray的功能集成到Numeric包中来创建了NumPy包。这个开源项目有很多贡献者。使用NumPy，开发人员可以执行以下操作：数组的算数和逻辑运算。傅立叶变换和用于图形操作的例程。与线性代数有关的操作。NumPy拥有线性代数和随机数生成的内置函数。NumPy通常与SciPy（ScientificPython）和Matplotlib（绘图库）一起使用。2.2.1常用科学包介绍（2）Num
36、py安装安装NumPy：pipinstallnumpyAnaconda安装好后自带numpy包。测试是否有安装numpy的方法可以直接在代码中导入numpy包即可在console中输入Importnumpyasnp回车后无错误提示即认为已安装成功如果未安装，则应提示ModuleNotFoundErrorHelp(numpy.sort)可调出numpy.sort函数的相关帮助文档2.2.1常用科学包介绍（3）Numpy应用-排序【例题2.4】使用numpy对数组进行排序，观察并分析numpy的sort功能。在editor窗口中输入以下代码，选中后按F9此时得到运行结果如下：我们的数组是：3791
37、调用sort()函数：3719沿轴0排序：3197我们的数组是：(raju,21)(anil,25)(ravi,17)(amar,27)按name排序：(amar,27)(anil,25)(raju,21)(ravi,17)importnumpyasnpa=np.array(3,7,9,1)print(我们的数组是：)print(a)print(n)print(调用sort()函数：)print(np.sort(a)print(n)print(沿轴0排序：)print(np.sort(a,axis=0)print(n)#在sort函数中排序字段dt=np.dtype(name,S10),(ag
38、e,int)a=np.array(raju,21),(anil,25),(ravi,17),(amar,27),dtype=dt)print(我们的数组是：)print(a)print(n)print(按name排序：)print(np.sort(a,order=name)2.2.1常用科学包介绍（1）Pandas介绍PythonDataAnalysisLibrary或Pandas是基于NumPy的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。Pandas纳入了大量库和一些标准的数据模型，提供了高效地操作大型数据集所需的工具。Pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。它是
39、使Python成为强大而高效的数据分析环境的重要因素之一。2.2.1常用科学包介绍（1）Pandas介绍Pandas基于两种数据类型：series与dataframe。series是一个一维的数据类型，其中每一个元素都有一个标签。如果你阅读过这个系列的关于Numpy的文章，你就可以发现series类似于Numpy中元素带标签的数组。其中，标签可以是数字或者字符串。dataframe是一个二维的表结构。Pandas的dataframe可以存储许多种不同的数据类型，并且每一个坐标轴都有自己的标签。你可以把它想象成一个series的字典项。2.2.1常用科学包介绍（2）Pandas应用举例【例题2.
40、5】使用pandas随机生成四组数据并绘制折线图在Editor中加入代码importpandasaspdimportnumpyasnpdf=pd.DataFrame(np.random.randn(10,4),index=pd.date_range(2018/12/18,periods=10),columns=list(ABCD)df.plot()运行后，可以得到左侧图像其中，ABCD为随机生成的Dataframe。2.2.1常用科学包介绍（3）Matplotlib应用举例Matplotlib是一个Python的绘图库，它以各种硬拷贝格式和跨平台的交互式环境生成出版质量级别的图形。这个绘图库包
41、要比pandas里的绘图功能强大多了。importmatplotlib.pyplotaspltimportnumpyasnpfrommpl_toolkits.mplot3dimportAxes3Dfig=plt.figure(figsize=(12,8)ax=Axes3D(fig)#生成X，YX=np.arange(-4,4,0.25)Y=np.arange(-4,4,0.25)X,Y=np.meshgrid(X,Y)R=np.sqrt(X*2+Y*2)#heightvalueZ=np.sin(R)#绘图#rstride（row）和cstride(column)表示的是行列的跨度ax.plot
42、_surface(X,Y,Z,rstride=1,#行的跨度cstride=1,#列的跨度cmap=plt.get_cmap(rainbow)#颜色映射样式设置)#offset表示距离zdir的轴距离ax.contourf(X,Y,Z,zdir=z,offest=-2,cmap=rainbow)ax.set_zlim(-2,2)plt.show()运行代码可以生成以下三维的图形2.2.1常用科学包介绍（4）ScipySciPy是一款方便、易于使用、专为科学和工程设计的Python工具包.它包括统计,优化,整合,线性代数模块,傅里叶变换,信号和图像处理,常微分方程求解器等等。了解IDLE开发环境
43、2.3.1启动IDLE2.3.2使用IDLE编写Python程序目录contents2.3.1启动IDLE当安装好python以后，IDLE就自动安装好了，不需要另外去找。在开始菜单中选择IDLE（Python3.x64-bit）即可启动。2.3.1使用IDLE编写程序（1）IDLEPythonshellIDLE是一个功能完备的代码编辑器，允许在这个编辑器中编写代码。启动IDLE时会出现python3.x.xshell的窗口，这就是IDLE的窗口了，在窗口中会显示“三个尖括号”提示符（）,可以输入代码。IDLE提供大量特性：TAB键自动补全输入python的关键字Print中的pr，按下TAB
44、键可以将代码补全2.3.1使用IDLE编写程序（1）IDLEPythonshellIDLE是一个功能完备的代码编辑器，允许在这个编辑器中编写代码。启动IDLE时会出现python3.x.xshell的窗口，这就是IDLE的窗口了，在窗口中会显示“三个尖括号”提示符（）,可以输入代码。IDLE提供大量特性：回退代码语句当运行代码后，可使用Alt+P回退到上一次编辑的Python代码。使用ALT+N转入下一条代码。自动补全代码Alt+/（查找编辑器内已经写过的代码来补全)补全提示Ctrl+Shift+space如果默认与输入法冲突，可以通过以下路径找到快捷键定义并修改Options-configu
45、reIDLE-Keys-force-open-completions提示的时候只要按空格就出来对于的，否则翻上下键不需要按其他键自动就补全了。2.3.1使用IDLE编写程序（2）在shell中运行代码IDLE在shell中运行代码与anaconda中的console窗口运行代码类似，在提示符下直接输入代码即可执行。如果输入代码错误，IDLE同样可以提示出错代码并给出错误分析。2.3.1使用IDLE编写程序（2）在shell中运行代码在shell中，可以在debug窗口中选择debugger调出debugcontrol。通过此窗口可以随时查看变量、函数在运行过程中的状态，并进行断点调试。2.3.
46、1使用IDLE编写程序（3）创建py代码文件并运行IDLE也可以创建多行的py代码文件并批量执行代码，首先，通过文件菜单下新建一个文件，IDLE会重新开一个代码编辑窗口，我们可以通过这个窗口编写一个a.py的文件。编写后可以单击“run”-“runmodule”来执行代码。同样，在run菜单下，可以利用checkmodule来检查程序语法错误，另外，在执行过一次的shell中，可以直接通过importa来再次运行a.py。谢谢观看第二章Python编程环境搭建Python第三章Python入门Python程序设计与应用第三章Python入门3.1标识符、关键字和数据类型3.2常量与变量3.3运
47、算符与表达式3.4源程序书写风格3.5赋值语句3.6基本输入/输出3.7字符串操作3.8Python内置函数目录contents3.1标识符、关键字和数据类型3.1.1标识符、关键字1.Python标识符标识符是程序开发人员自己定义的一些符号和名称，这些符号和名称用来标识编写程序用到的变量名、函数名、文件名等。Python规定标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。Python标识符没有长度限制。2.Python关键字每个关键字都有特殊的含义。Python语言自己已经使用了，不允许开发者自己定义和关键字相同名字的标识符。3.1.2.标准数据类型Python标
48、准的数据类型可分为7种，之所以有不同的数据类型，是基于不同的需要。见下表。表3.2标准数据类型数据类型名称描述Number（数字）包括int（整型）,float（浮点型）,complex（复数型）String（字符串）例如：hello表3.2标准数据类型数据类型名称描述Number（数字）包括int（整型）,fl表3.2标准数据类型数据类型名称描述Number（数字）包括int（整型）,float（浮点型）,complex（复数型）String（字符串）例如：helloBool（布尔型）True，FalseList（列表）例如：1,2,3Dictionary（字典）例如：1:nihao,2:h
49、elloTuple（元组）例如：(1,2,3,abc)Set（集合）例如：乒乓球,足球,游泳,唱歌oat（浮点型）,complex（复数型）String（字符串）例如：hell数据类型名称描述Number（数字）包括int（整型）,float（浮点型）,complex（复数型）String（字符串）例如：helloBool（布尔型）True，FalseList（列表）例如：1,2,3Dictionary（字典）例如：1:nihao,2:helloTuple（元组）例如：(1,2,3,abc)Set（集合）例如：乒乓球,足球,游泳,唱歌oBool（布尔型）True，FalseList（列表）例如
50、：1,2,33.2常量与变量3.2.1.常量在程序执行过程中，其值不能被改变的量称为常量。1.数字数字也称数值，Python支持以下三种数值类型：（1）整型（int）：用于表示整数，不带小数点，可以有正号或负号。例如，23，-456，987648等。（2）浮点型（float）：用于表示实数（浮点数），可以有正号或负号。浮点数也可用科学计数法表示，如2.346e12表示2.3461012。(3)复数型（complex）：用于表示数学中的复数，如6+3j、2.8-5.2j，复数的虚部以字母j或J结尾。2.字符串（String）字符串是常用的数据类型。字符串常量是用一对英文半角引号括起来的0个或多个