Programování a zpracování dat v Pythonu - NOFY078

• Anglický název: Programming and data processing in Python
• Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: letní
• E-Kredity: 4
• Rozsah, examinace: letní 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: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: Mgr. Michal Belda, Ph.D.; prof. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.
• Neslučitelnost : NOFY178
• Záměnnost : NOFY178
• Je neslučitelnost pro: NOFY178, NPRF050
• Je záměnnost pro: NOFY178, NPRF050

Anotace

Poslední úprava: Mgr. Hana Kudrnová (26.04.2023)

Kurz aplikovaného programování v jazyce Python provede studenty fyzikálních oborů od krátkých skriptů přes zpracování dat k vizualizaci výsledků. Zaměření na matematicko-fyzikální aplikace umožní absolventům získané znalosti okamžitě prakticky využívat při studiu, studentských projektech i případném zapojení do výzkumných prací. V první části kurzu bude důraz kladen na praktické využití bez nutnosti hlubších znalostí programování a algoritmizace. Ve druhé části budou představeny základy objektově orientovaného programování a dalších pokročilejších technik programování.

Cíl předmětu

Poslední úprava: Mgr. Hana Kudrnová (25.04.2023)

• seznámit se s využitím programovacího jazyka Python pro matematické a fyzikální aplikace

• naučit se psát programy pro zpracování a vizualizaci dat

• seznámit se se základy objektově orientovaného programování

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: Mgr. Michal Belda, Ph.D. (07.06.2019)

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.

Literatura

Poslední úprava: Mgr. Hana Kudrnová (22.01.2018)

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.

Metody výuky

Poslední úprava: Mgr. Hana Kudrnová (19.01.2018)

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

Sylabus

Poslední úprava: Mgr. Hana Kudrnová (25.04.2023)

• vývojová prostředí; 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, plotly a dalších

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

• optimalizace výkonu: prostředí Cython, paralelizace, použití na HPC infrastrukturách