Cal actualitzar el sistema operatiu abans d’instal·lar python (x.y). Executeu l'ordre següent per actualitzar el sistema.
$suo apt-get update
Cal comprovar que qualsevol intèrpret de python estigui instal·lat abans o no al sistema. Executeu l'ordre següent per comprovar la versió instal·lada de python. És millor eliminar qualsevol versió de Python instal·lada prèviament abans d’instal·lar Python (x, y).
$ python
La sortida mostra que no s'ha instal·lat cap paquet python abans al sistema. En aquest cas, primer hem d’instal·lar l’intèrpret python.
Install Python (x.y)
Podeu instal·lar paquets python (x, y) o python científics de dues maneres. Una manera és descarregar i instal·lar un paquet python (x, y) adequat basat en Ubuntu i una altra forma és instal·lar els paquets necessaris per realitzar computacions científiques a Python. La segona forma és fàcil d'instal·lar, que es segueix en aquest tutorial.
Passos:
- Primer, heu d’instal·lar l’intèrpret i el gestor de paquets de Python per iniciar el procés d’instal·lació. Per tant, executeu l'ordre següent per instal·lar-la python3 i python3-pip paquets. Premeu ' i ’Quan demanarà permís per a la instal·lació.
- A continuació, heu d'instal·lar les biblioteques científiques necessàries de python3 per fer operacions científiques. Executeu l'ordre següent per instal·lar les biblioteques. Aquí s’instal·laran cinc llibreries després d’executar l’ordre. Aquests són numpy, matplotlib, scipy, pandas i simpatia . Els usos d’aquestes biblioteques s’expliquen a la següent part d’aquest tutorial.
python3-scipy python3-pandes python3-sympy
- Per eliminar les limitacions de l'intèrpret de python i proporcionar una interfície fàcil d'utilitzar, ipython s'utilitza el paquet. Executeu l'ordre següent per instal·lar-la ipython3 paquet.
- Executeu l'ordre següent per instal·lar-la qt5 paquets relacionats per al desenvolupament de GUI.
python3-pyqt5.qtopenglpython3-pyqt5.qtquick
- Spyder és un útil editor de codi que pot ressaltar la sintaxi i facilitar l'edició i la depuració de codi. Executeu l'ordre següent per instal·lar-la spyder .
Si tots els paquets esmentats anteriorment s’instal·len correctament sense cap error, el vostre python (x, y) s’instal·la correctament.
Using Python (x, y):
Alguns usos bàsics de python (x, y) es mostren en aquesta part del tutorial mitjançant diferents exemples amb explicacions. Haureu d'executar el fitxer spyder editor de codi per començar a utilitzar python (x, y). Feu clic al botó Mostra l'aplicació icona i escriviu ' NS ' al quadre de cerca. Si spyder llavors s’instal·la correctament spyder apareixerà la icona.
Fer clic a Spyder3 icona per obrir l'aplicació. La següent pantalla apareixerà després d'obrir l'aplicació.
Ara podeu començar a escriure codi per fer tasques d’informàtica científica. Els usos bàsics de les cinc biblioteques instal·lades de python3 per a operacions científiques es mostren en els sis exemples següents.
Exemple-1: utilització de variables i tipus
Aquest exemple mostra l'ús bàsic de tipus i variables de dades de Python. Al següent script es declaren quatre tipus de variables. Aquests són jo nteger, float, booleà i corda . type () El mètode s'utilitza a Python per esbrinar el tipus de qualsevol variable.
#! / usr / bin / env python3# Assignació d'un valor enter
var1= 50
imprimir (tipus(var1))
# Assignant valor flotant
var2= 3.89
imprimir (tipus (var2))
# Assignació
var3= És cert
imprimir (tipus(var3))
# Assignació del valor de la cadena
sí4= 'LinuxHint'
imprimir (tipus(sí4))
Sortida:
Executeu l'script prement jugar ( ) de la part superior de l'editor. Si feu clic al botó Explorador de variables de la dreta, apareixerà la següent sortida per a les quatre variables.
Exemple-2: utilitzant numpy per crear una matriu multidimensional
Tots els tipus d’informàtica numèrica són realitzats per numpy paquet en python. Aquest mòdul pot definir i utilitzar l'estructura de dades multidimensional, el vector i la matriu. Es pot calcular molt ràpidament perquè està desenvolupat per C i FORTRAN. numpy El mòdul s'utilitza en el següent script per declarar i utilitzar matrius unidimensionals i bidimensionals a Python. Es declaren tres tipus de matrius a l'script. myArray és una matriu unidimensional que conté 5 elements. ajuda La propietat s’utilitza per esbrinar la dimensió d’una variable de matriu. len () aquí s'utilitza la funció per comptar el nombre total d'elements de myArray . s telèfon () La funció s'utilitza per mostrar la forma actual de la matriu. myArray2 és una matriu bidimensional que conté sis elements en dues files i tres columnes (2 × 3 = 6). mida () La funció s'utilitza per comptar els elements totals de myArray2 . arrange () La funció s'utilitza per crear una matriu d'interval anomenada myArray3 que genera elements afegint 2 amb cada element a partir de 10.
#! / usr / bin / env python3#Utilitzant numpy
importaciónumpycomnpy
# Declareu una matriu unidimensional
myArray=npy.matriu([90,45,78,12,66])
#Imprimiu tots els elements
imprimir(myArray)
#Imprimiu la dimensió de la matriu
imprimir(myArray.ajuda)
#Imprimiu el nombre total d'elements
imprimir(len(myArray))
#Imprimiu la forma de la matriu
imprimir(npy.forma(myArray))
# Declareu una matriu bidimensional
myArray2=npy.matriu([[101,102,103],['Nila','Ella','Bella']])
## Imprimiu el nombre total d'elements
imprimir(npy.mida(myArray2))
#Crear una matriu d'interval
myArray3=npy.arange(10,20,2)
#Imprimiu els elements de la matriu
imprimir(myArray3)
Sortida:
La següent sortida apareixerà després d'executar l'script.
Exemple-3: utilitzar Matlab per dibuixar una corba
Matplotlib La biblioteca s'utilitza per crear figures científiques 2D i 3D basades en dades específiques. Pot generar una sortida d’alta qualitat en diferents formats com PNG, SVG, EPG, etc. És un mòdul molt útil per generar xifres de dades de recerca on la xifra es pot actualitzar en qualsevol moment canviant les dades. En aquest exemple es mostra com es pot dibuixar una corba basada en els valors de l'eix X i l'eix Y mitjançant aquest mòdul. pylab s'utilitza per dibuixar la corba aquí. linspace () s'utilitza per establir el valor de l'eix x en un interval regular. Els valors de l'eix Y es calculen al quadrat del valor de l'eix X. figura () és una funció d'inici que s'utilitza per habilitar pylab . S'utilitza el caràcter 'b' a parcel · la() funció per establir el color de la corba. Aquí, 'b' indica el color blau. xlabel () s'utilitza per definir el títol de l'eix x i ylabel () La funció s'utilitza per establir el títol de l'eix y. El títol del gràfic el defineix title () mètode.
#! / usr / bin / env python3#Utilització del mòdul pylab
importaciópylabcompl
#Estableix el valor de l'eix x
x=pl.linspace(0, 8, 20)
#Calculeu el valor de l'eix y
i=x **2
#Inicialització per al traçat
pl.figura()
#Estableix la trama en funció del valor x, y amb color blau
pl.parcel · la(x,i, 'B')
#Estableix el títol de l'eix x
pl.xlabel('X')
#Estableix el títol de l'eix y
pl.ylabel('I')
#Estableix el títol del gràfic
pl.títol('Exemple de traçat')
pl.espectacle()
Sortida:
La següent sortida apareixerà després d'executar l'script. La corba es mostra a la part inferior dreta de la imatge.
Exemple-4: Ús del mòdul sympy per a variables simbòliques
La biblioteca sympy s'utilitza a Python per a l'àlgebra simbòlica. La classe de símbols s’utilitza per crear un símbol nou a Python. Aquí es declaren dues variables simbòliques. var1 variable es defineix a És cert i és_imaginari la propietat torna Fals per a aquesta variable. var2 variable s'estableix en true que indica 1. Per tant, quan es comprova que var2 és superior a 0 o no, llavors torna True.
#! / usr / bin / env python3#import sympy module
des desimpatiaimportació*
#Creeu una variable de símbol anomenada 'var1' amb un valor
var1=Símbol('var1',real=És cert)
#Prova el valor
imprimir(var1.és_imaginari)
#Creeu una variable de símbol anomenada 'var2' amb un valor
var2=Símbol('var2',positiu=És cert)
#Comproveu que el valor és superior a 0 o no
imprimir(var2>0)
Sortida:
La següent sortida apareixerà després d'executar l'script.
Exemple-5: creeu DataFrame amb pandes
La biblioteca pandas està desenvolupada per netejar, analitzar i transformar qualsevol dada en python. Utilitza moltes funcions de numpy biblioteca. Per tant, és essencial instal·lar-lo numpy biblioteca de python abans d’instal·lar-la i utilitzar-la pandes . També s'utilitza amb altres biblioteques científiques de Python com scipy, matplotlib Els components bàsics de pandes són sèrie i DataFram e. Qualsevol sèrie indica la columna de dades i un DataFrame és una taula multidimensional d’una col·lecció de sèries. El següent script genera un DataFrame basat en tres sèries de dades. La biblioteca Pandas s’importa al principi del script. A continuació, una variable anomenada marques es declara amb tres sèries de dades que contenen notes de tres assignatures de tres estudiants anomenades ' Janifer ',' John 'i' Paul ' . DataFrame () La funció dels pandes s'utilitza a la següent sentència per generar un DataFrame basat en la variable marques i emmagatzemar-lo a la variable, resultat . Per últim, el resultat La variable s'imprimeix per mostrar el DataFrame.
#! / usr / bin / env python3#importar el mòdul
importaciópandescompd
#Calificacions de tres assignatures per a tres estudiants
marques= {
'Janifer':[89, 67, 92],
'John':[70, 83, 75],
'Paul':[76, 95, 97]
}
#Crear el marc de dades amb pandes
assignatures=pd.DataFrame(marques)
# Mostra el marc de dades
imprimir(assignatures)
Sortida:
La següent sortida apareixerà després d'executar l'script.
Exemple-6: Utilització del mòdul scipy per al càlcul matemàtic
SciPy La biblioteca conté un gran nombre d’algoritmes científics per realitzar computacions científiques en python. Alguns d’ells són Integració, Interpolació, transformada de Fourier, àlgebra lineal, estadístiques, IO de fitxers, etc. L’editor Spyder s’utilitza per escriure i executar els codis en exemples anteriors. Però l’editor spyder no admet els mòduls scipy. Podeu consultar la llista de mòduls compatibles de l'editor spyder prement Dependències ... opció del menú d'ajuda. El mòdul Scipy no existeix a la llista. Per tant, els dos exemples següents es mostren des del terminal. Obriu el terminal prement Alt_Ctrl + T i escriviu pitó per executar l’intèrpret python.
Càlcul de l'arrel cubal dels nombres
La biblioteca scipy conté un mòdul anomenat cbrt per calcular l'arrel cub qualsevol número. El següent script calcularà l'arrel cub de tres nombres. numpy La biblioteca s'importa per definir la llista dels números. Pròxim, scipy biblioteca i cbrt mòdul que es troba a sota scipy.special s’importen. Els valors de l'arrel cub de 8, 27 i 64 s'emmagatzemen a la variable resultat que s'imprimeix més tard.
>>> importaciónumpy>>> importacióscipy
>>> des descipy.especial importaciócbrt
>>>resultat=cbrt([ 8, 27, 64])
>>> imprimir(resultat)
Sortida:
La sortida següent apareixerà després d'executar les ordres. Les arrels cubes de 8, 27 i 64 són 2, 3 i 4.
Resoldre àlgebra lineal mitjançant un mòdul scipy
linalg El mòdul de la biblioteca scipy s'utilitza per resoldre l'àlgebra lineal. Aquí, scipy la biblioteca s’importa a la primera ordre i a la següent linalg mòdul de scipy s'importa la biblioteca. numpy s'importa la biblioteca per declarar les matrius. Aquí, eq Es declara la variable per definir els coeficients i hores La variable s'utilitza per definir els valors respectius per al càlcul. solve () s'utilitza per calcular els resultats en funció de eq i hores variables.
>>> importacióscipy>>> des descipyimportaciólinalg
>>> importaciónumpycomper exemple
>>>eq=per exemple.matriu([[9, 0, 5], [10, 3,-2], [7,-2, 0]])
>>>hores=per exemple.matriu([3,-6, 9])
>>>resultat=linalg.resoldre(eq,hores)
>>> imprimir(resultat)
Sortida:
La següent sortida apareixerà després d'executar les ordres anteriors.
Conclusió:
Python és un llenguatge de programació molt útil per resoldre diferents tipus de problemes matemàtics i científics. Python conté un gran nombre de biblioteques per fer aquest tipus de tasques. Els usos bàsics d'algunes biblioteques es mostren en aquest tutorial. Si voleu ser programador científic i novell per a python (x, y), aquest tutorial us ajudarà a instal·lar i utilitzar python (x, y) a Ubuntu.
A continuació es pot trobar una demostració: