Python. Основы программирования

1. Введение в программирование• Что такое программирование? ....8• Зачем учить программирование? ....8• Почему Python? ....92. Установка и настройка Python• Установка Python на Windows ................................................... 1 О• Установка Python на macOS .... .. .............. .................................. 1 О• Установка Python на Linux ....11• Настройка среды разработки (IDE) ......................... ....123. Основы Python• Первая программа на Python .. ..... .. ........ ...... ...... .... ... ... .... .. ...... ....13• Переменные и типы данных ....14• Операторы и выражения ......................... ..... ................... ....15• Ввод и вывод данных ............ .... ... ............. ................... .... ....174. Управляющие конструкции• Условные операторы (if, elif, else) ...... ..................................... .. ....18• Циклы (for, while) ........................ ....19• Примеры использования циклов и условий ..................... ....215. Функции• Определение и вызов функций ................. .............. ....22• Аргументы и параметры функций ...... ...... .... .. ......................... ....231• Возвращение значений из функций ....24• Примеры функций .. ............... .. ........ ... ................... .. ............ ....256. Структуры данных• Списки (lists) ......... ..... ... ............ ....... ... ................ .... ....27• Кортежи (tuples) ....28• Словари ( dictionaries) ............. .............. ..... ... ..... .... ..... ... ....... ....29• Множества (sets) ....30• Примеры работы со структурами данных ....317. Работа с файлами• Чтение и запись файлов ............. ........ .... ....... ....33• Работа с текстовыми файлами .... .................... ...... . ........ ... ...... ....33• Работа с бинарными файлами ........................ .... ....34• Примеры работы с файлами .... ....358. Обработка ошибок и исключений• Типы исключений .................... .................................... ....37• Обработка исключений с помощью try-except ....39• Создание собственных исключений ........................................... ....40• Примеры обработки ошибок .................. ......... ......................... ....419. Модули и пакеты• Импортирование модулей ........... ............................ ......... ....... ....43• Создание собственных модулей ................................... . ... ..... ....442• Установка сторонних модулей ....44• Примеры использования модулей ............................................. ....4510. Объектно-ориентированное программирование (ООП)• Классы и объекты ....48• Наследование ....... ... .................... ... .............. .... ....49• Инкапсуляция ....50• Полиморфизм ....51• Примеры ООП ....5211. Работа с библиотеками• Библиотека NumPy для научных вычислений ........... . ....55• Библиотека Pandas для работы с данными ....56• Библиотека Matplotlib для визуализации данных ....57• Примеры использования библиотек ....5812. Веб-разработка с Python• Введение в веб-разработку ........ ... ............ ..... ....... .... ...... .. .... ....60• Фреймворк Flask ................................... ..... ................ .... ....61• Фреймворк Django ....62• Примеры веб-приложений ......... ..................... ... .................... ....6413. Работа с базами данных• Введение в базы данных ....68• Работа с SQLite ....703• Работа с PostgreSQL ....72• Примеры работы с базами данных ......... .. .. ....... .... ... ........... .... ....7314. Проекты и практические задания• Проект 1: Калькулятор ....78• Проект 2: Игра "Угадай число" ....79• Проект 3: Веб-скрейпер ....80• Проект 4: Веб-приложение "Список дел" ... ...... ..... ............ ....8215. Заключение• Что дальше? ....85• Основные языки программирования ......................... ....87• Пример сайта на Python .................... ... ...... ........ .... ....9116. Области применения PythonВеб-разработка:Фреймворки : Django, Flask, Pyramid ....... ................... ..... .... .... .. ....102Применение: Создание веб-сайтов, веб-приложений, API ....108Научные вычисления и анализ данных:Библиотеки: NumPy, Pandas, SciPy ....110Применение: Обработка и анализ больших объемов данных, научныеисследования, статистический анализ ....115Машинное обучение и искусственный интеллект:Библиотеки: TensorFlow, Keras, scikit-learn, PyTorch .... ............ ........ ....118Применение: Разработка моделей машинного обучения, нейронных сетей,систем компьютерного зрения и обработки естественного языка ... .. ....1244Автоматизация задач:Библиотеки: Selenium, BeautifulSoup, Scrapy ........ ... .... .... ... .... .... ... ....126Применение: Веб-скрейпинг, автоматизация рутинных задач, тестированиепрограммного обеспечения ....131Разработка мобильных приложений:Фреймворки: Kivy, BeeWare .. .... .. ................... .. .... .. ..... . .......... ... ....132Применение: Создание кроссплатформенных мобильных приложений дляAndroid и iOS .. ... ...... ............... ............ .... ..... .... ... .... .... ..... ....137Разработка игр:Библиотеки: Pygame, Panda3D ....138Применение: Создание 2D и 3D игр, симуляций ....144Кибербезопасность:Библиотеки: Scapy, Requests .......... .. .............................. ....145Применение: Сканирование сети, пентестинг, анализ уязвимостей .......... ....149Работа с базами данных:Библиотеки: SQLAlchemy, Django ОRМ, SQLite ............. .. ..... ....151Применение: У правление реляционными и нереляционными базами данных,создание ОRМ-моделей ... ...... ................ .......... ....... .. ....... .... ....... ....157Обработка изображений и видео:Библиотеки: OpenCV, PIL (Pillow) ................................ .... ....159Применение: Обработка и анализ изображений, создание видеофильтров,компьютерное зрение ....165(loT):Библиотеки : MicroPython, CircuitPython .... ....... .... .... ..... .. .......... ....167Применение: Разработка программного обеспечения для микроконтроллерови устройств IoT ........................... .. .. ................................. .... ....1715Финансовый анализ:Библиотеки: Pandas, NumPy, SciPy ........ ...... .. .. ............. ..... ... ........... ....173Применение: Анализ финансовых данных, моделирование рынков,алгоритмическая торговля ................................... ........................... 1 79Обработка естественного языка (NLP):Библиотеки: NL ТК, SpaCy ...... .. .......... ..... ..... ............ .. . ....180Применение: Анализ текста, обработка естественного языка, создание чат-ботов ... ... ...... ..... .... ... ... ...... ...... ...... .. ....185Образование и обучение:Применение: Создание образовательных платформ, интерактивных учебныхматериалов, симуляций ....188Биоинформатика:Библиотеки: Biopython ....195Применение: Анализ биологических данных, геномика, протеомика ....197Робототехника:Библиотеки: ROS (Robot Operating System) ....199Применение: Разработка программного обеспечения для роботов,автоматизация робототехнических систем ........ ... .. .. ..... ...... ....202Мультимедиа:Библиотеки : PyDub, MoviePy ...... ... ............... .. ........ ........ ... ............ ....204Применение: Обработка аудио и видео файлов, создание мультимедийныхприложений .................. .. ..... ......................... ........... . ....208Геопространственные данные:Библиотеки: GeoPandas, Shapely ...................................................... 21 ОПрименение: Анализ геопространственных данных, создание карт игеоинформационных систем .... ... ..... ... .............. .... .......... ....2156Сетевое программирование:Библиотеки: Twisted, Asyncio .. ....... ... ...... .. .......... .. .... .......... .. .. ... ....216Применение: Разработка сетевых приложений,обработка асинхронных задач ....221Визуализация данных:Библиотеки: Matplotlib, Seabom, Plotly ................. ... ................. .. ....222Применение: Создание графиков и визуализаций для анализа данных ... ....228Автоматизация офисных задач:Библиотеки: OpenPy XL, Pandas ... .. ... ......... ... ....230Применение: Обработка Ехсеl-файлов,автоматизация отчетов и аналитики ............. .. ...... .. .... ....23517. Приложения• Ресурсы для дальнейшего изучения ... .................. .. ....240• Справочник по синтаксису Python ...... .. ........ .. ...... .... ...... .. ...... ....241• Полезные ссылки и ресурсы ................ ....... ....................... ....243