2020 年度 後学期 教養教育科目
2020 年度 後学期 教養教育科目
Python入門
Python入門
本サイトは、群馬大学2020年度の後学期に開講した教養教育科目「Python入門」の授業資料と授業動画の一部を自己学習等での使用を目的とし公開するものです。本コンテンツのすべての著作権は井上仁に帰属します。
この授業では、プログラミング的思考力を身につけるために、プログラミング言語の一つであるPythonの基本的を修得し、簡単な数値計算、テキスト処理、データ処理のプログラムを作成できるようなることを目的とする。
私たちは複雑な問題を解決しようとする際に、問題をより小さな問題に分解して取り組むことが多い。また同様の問題が発生したときにすぐに対応できるように手順化しておく。プログラミング的思考とは、このように目的を達成するために物事を順序立てて考えて実行することである。この授業では、Pythonというプログラミング言語を用いて、Pythonの基本的な構文を理解するとともにプログラミング思考を修得する。また、1年前期開講科目「データサイエンス」で修得した各統計量を計算するプログラムやデータ処理のための簡単なプログラムの作成方法を修得する。
以下について理解する。
全体の概要
プログラムとはなにか
なぜプログラミング(言語)を学習するのか
基本的なプログラムと演算子を用いた式の表現について理解する。
データ
変数
基本的な関数
基本的なプログラムと演算子を用いた式の表現について理解する。
要素をもつデータ型としてリストについて理解する。また反復処理について理解する。
要素をもつデータ型と反復型のプログラム、内包表記について理解する。
関数の概念、関数の作成方法について理解する。
関数の応用として、再帰関数、可変長引数について理解する。また、要素をもつデータ型として、タプルと辞書について理解する。
ライブラリの概念と外部ファイル(CSVファイル)からの読み込みについて理解する。
ライブラリーの利用
ファイルからの入力
CSVファイルからの入力
CSVファイルからの入力の復習とNumpyライブラリーの基本について理解する。
Numpyライブラリーを利用したデータ処理とpandasライブラリーの基本について理解する。
NumPyライブラリー
配列の次元数(ndim)、形状(各次元の大きさ)、要素数(size)
配列の次元と軸
配列(行列)の転置
スライス
配列の平坦化(一次元化)
配列のリスト化
条件を満たす要素の抽出
リストから配列を作成
配列(行列)の演算
pandasライブラリー
シリーズ
データフレーム
データフレームの基本操作
データフレームのデータの参照
Matplotlibを利用したグラフ描画の基本について理解する。
第1回の授業を振り返って
Matplotlibパッケージ(のpyplotモジュール)
関数の利用
オブジェクト(インスタンス)の利用
オブジェクト指向について理解する。
授業では、Pythonの実行環境として 国立情報学研究所(NII) の、学認クラウドオンデマンド構築サービスの一つとして提供されている「CoursewareHub」を利用しています。
学術情報基盤オープンフォーラム2021 のトラック「学認クラウドオンデマンド構築サービス・SINETStream」 で環境構築に関する動画と資料が公開されています。
CoursewareHub (Jupyter Notebook)で作成したnotebookのため、Google Colaboratoryでは、うまく実行できない場合があります(特にファイルの読み込み)。