Навчальний посібник містить приклади програм мовою Python з коментарями. Розглянуто основи програмування, стандартну бібліотеку та сторонні пакети для технічних та наукових обчислень. Призначено для вивчення дисциплін "Об'єктно-орієнтоване програмування" та "Інформаційне забезпечення САПР", а також для виконання курсових і магістерських робіт під час підготовки фахівців першого (бакалаврського) та другого (магістерського) рівнів освіти за спеціальністю 131 - Прикладна механіка. ЗМІСТ ВСТУП 9 РОЗДІЛ 1. МОВА PYTHON ТА ЇЇ СТАНДАРТНА БІБЛІОТЕКА 12 Найпростіша програма 12 Програма для додавання двох чисел 12 Числові типи даних 12 Оператори числових типів 13 Оператор умови if 15 Оператор циклу for 16 Оператор циклу while 16 Оператори break і continue 16 Послідовність кортеж. Оператори для усіх послідовностей 17 Послідовність рядок 18 Юнікод-рядки 20 Юнікод-літерали в Python 2 20 Послідовність список 20 Словник. Оператори для словників 22 Множина 23 Функції 24 Функції з довільною кількістю аргументів 25 lambda-функції 25 Рекурсивні функції 25 Замикання 26 Обробка виняткових ситуацій 26 Файли 27 Модулі 29 Файл c:\1\main.py: 29 Файл c:\1\module1.py: 30 Файл c:\1\package1\__init__.py: 30 Файл c:\1\package1\module1.py: 30 Файл c:\1\package1\module2.py: 31 Математичні функції 31 Вбудовані функції для роботи з послідовностями 32 Генератори 33 Співпрограми 34 Ітератори 35 Об'єкти 36 Класи 36 Клас із конструктором 37 Успадкування і поліморфізм 38 Атрибути класу і атрибути екземпляра 39 Статичні методи та методи класу 40 Властивості 41 Перевантаження операторів 42 Контейнери 43 Менеджери контексту і інструкція with 44 Метакласи 45 Декоратори 47 Декоратори з аргументом 47 Декоратори класу 48 Інтроспекція 49 inspect - перегляд об'єктів часу виконання 51 copy - копії об'єктів 53 itertools - функції для ефективних ітерацій 54 re - операції з використанням регулярних виразів 56 decimal - дійсні числа довільної точності 63 time - визначення і конвертування значень часу 64 datetime - робота з датою і часом 65 calendar - робота з календарем 66 pdb - відлагоджувач Python 67 timeit - тривалість виконання невеликих частин коду 68 logging - ведення журналу 68 pickle - серіалізація об'єктів Python 69 shelve - збереження об'єктів Python 70 anydbm - універсальний доступ до DBM баз даних 71 sqlite3 - DB-API 2.0 інтерфейс для баз даних SQLite 71 csv - читання і запис файлів CSV 72 tarfile - читання і запис файлів архіву tar 73 zipfile - робота з ZIP-архівами 74 zlib - сумісне з gzip стиснення даних 75 sys - системні параметри і функції 75 os - файлова система 77 shutil - високорівневі операції з файлами 78 os - створення і керування процесами 78 subprocess - керування підпроцесами 79 subprocess - міжпроцесова взаємодія 81 main.py - модуль клієнта 81 server.py - модуль сервера 81 thread - створення багатьох потоків керування 82 threading - високорівневий інтерфейс потоків 83 multiprocessing - підтримка багатох процесів 85 multiprocessing - запуск паралельних задач 86 multiprocessing - міжпроцесова взаємодія 86 socket - низькорівневий мережевий інтерфейс 87 server.py - модуль сервера 87 client.py - модуль клієнта 89 socketFileIO.py - читання і запис об'єктів Python через сокет 89 SocketServer - каркас для мережевих серверів 90 CGI HTTP сервер 91 CGI-програма simple.py - генерація форми запиту 93 CGI-програма get_post.py - обробка запитів GET і POST 94 WSGI сервер 95 urllib2 - запити до HTTP серверів 98 xml.dom.minidom - мінімальна реалізація DOM 100 xml.etree.ElementTree - ElementTree XML API 102 HTMLParser - простий парсер HTML і XHTML 105 Tkinter - проста програма з графічним інтерфейсом 107 Tkinter - основні класи 108 ttk.Treeview - дерево елементів 112 Вбудовування інтерпретатора Python у C++ програму 116 ctypes - виклик зовнішніх C-функцій 117 Розширення Python мовою C++ 119 РОЗДІЛ 2. СТОРОННІ БІБЛІОТЕКИ PYTHON 121 IPython - інтерактивна командна оболонка 121 Jupyter Notebook - інтерактивні документи 124 Matplotlib - процедурний API pyplot 126 Matplotlib - об'єктно-орієнтований API 127 Matplotlib - додаткові параметри графіків 128 Matplotlib - інші типи діаграм 130 Matplotlib - інтерактивна побудова графіків 134 Bokeh - інтерактивна візуалізація 135 Bokeh - cерверна програма 136 numpy - робота з масивами 137 numpy.linalg - лінійна алгебра 142 numpy.random - генератори випадкових чисел 143 numpy - поліноми 144 scipy.vectorize - векторизація функцій 144 scipy - похідна і первісна функції 145 scipy.integrate - інтегрування 146 scipy.integrate.odeint - звичайні диференціальні рівняння 147 scipy.integrate.odeint - модель польоту снаряду 148 scipy.integrate.odeint - модель коливань, що згасають 149 scipy.interpolate - інтерполяція 150 scipy.optimize.fsolve - розв'язування рівнянь 152 scipy.optimize.root - розв'язування систем рівнянь 153 scipy.optimize.curve_fit - регресійний аналіз 153 scipy.optimize.curve_fit - множинна регресія 156 scipy.optimize.fminbound - оптимізація функції однієї змінної з границями 158 scipy.optimize.fminbound - локальна оптимізація невідомої функції 160 scipy.optimize.fmin_l_bfgs_b - оптимізація з границями методом L-BFGS-B 161 scipy.optimize.differential_evolution - диференціальна еволюція 162 scipy.optimize.basinhopping - комбінований метод глобальної оптимізації 164 scipy.stats - випадкові величини 167 scipy.stats - підгонка кривих і перевірка статистичних гіпотез 170 scipy.stats.kde - ядрова оцінка густини розподілу 174 scipy.fftpack дискретне перетворення Фур'є 175 scipy.fftpack - обернене дискретне перетворення Фур'є 177 scipy.cluster - кластеризація 179 pandas - аналіз даних 181 scikit-learn - машинне навчання 186 NetworkX - графи 188 NetworkX - орієнтовані графи, алгоритми на графах 191 pyDatalog - логічне програмування в Python 195 Зв'язок з інтерпретатором Prolog 196 kanren - логічне програмування в Python 197 python-constraint - задачі виконання обмежень 199 PIL (Pillow) - робота з растровою графікою 200 PyOpenGL - прив'язка до OpenGL 201 pyglet - кросплатформна віконна і мультимедійна бібліотека 205 pythonOCC - прив'язка до геометричного ядра Open CASCADE Technology 209 FreeCAD - вільна САПР з Python API 211 Abaqus/CAE - моделювання методом скінченних елементів 215 SymPy - символьна математика 217 Взаємодія з Maple 221 OMPython - інтерфейс OpenModelica Python 222 xlwt - створення електронних таблиць Excel 224 pywin32 - інтерфейс до win32 GUI API 225 win32com.client - об'єкти Excel 226 win32com.client - об'єкти Excel з обробкою подій 227 win32com.client - об'єкти SOLIDWORKS 230 pyserial - доступ до послідовного порту 230 pyFirmata - комунікація комп'ютера та Arduino 231 concurrent.futures - запуск паралельних задач 233 Dask - розподілені обчислення на чистій Python 234 Dask.Distributed - розподілені обчислення 236 PyQt4 - фреймворк Qt в Python 237 PyQt4 - елементи керування QtGui 239 PyQt4 - створення елемента керування 244 PyParsing - зручний синтаксичний аналіз 247 pymorphy2 - морфологічний аналізатор 250 pygments - підсвітка синтаксису 251 pygments - підсвітка синтаксису в Tkinter 253 lxml - простий і швидкий парсинг XML і HTML 255 lxml - XSLT трансформації 256 Bottle - легкий WSGI веб-фреймворк 256 РОЗДІЛ 3. ЗАДАЧІ 260 ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 268