Разница между страницами «Дифференциальные уравнения» и «Python (МИЭФ)»

Материалы по математике, 2017-18 учебный год
(Различия между страницами)
Перейти к навигации Перейти к поиску
 
 
Строка 1: Строка 1:
−
* Лекции читает: Щуров Илья Валерьевич.
+
Факультатив по Python для МИЭФ.
  
−
* Семинары ведёт: Солодовников Никита Алексеевич.
+
Ведёт: Илья Щуров.
  
−
* Учебный ассистент: Петрова Ксения.
+
==Инструменты==
 +
===Python===
 +
Мы используем Python версии 3 и оболочку Jupyter (ранее известную как IPython Notebook). Чтобы их установить, проще всего скачать пакет [http://continuum.io/downloads Anaconda]. Обратите внимание: вам нужна версия с Python 3.x.
  
−
==Материалы==
+
После установки Anaconda у вас появится:
−
===Общая теория дифференциальных уравнения===
 
−
* Тема 1: Понятие дифференциального уравнения: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:notion_of_ODE/ лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar01.pdf семинар].
 
  
−
* Тема 2: Автономные дифференциальные уравнения на прямой: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:2:auto/ лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar02.pdf семинар].
+
* Под Windows: в меню «Пуск» пункт «Anaconda», в нём подпункт «IPython Notebook».
−
**
 
−
**  Дополнительный материал: [https://nplus1.ru/blog/2015/07/09/doomsday На пути к концу света]: Как учёные в 1960-х с помощью дифференциальных уравнений и статистики предсказали конец света и как над ними посмеялась реальность.
 
  
−
* Тема 3: Теорема существования и единственности решения ОДУ: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:3:eu/ лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar03.pdf семинар].
+
* Под Mac OS X: приложение Anaconda Launcher, в нём пункт ipython-notebook.
−
**
 
−
**  Дополнительный материал: фильм «Хаос». [http://www.youtube.com/watch?v=vts0YHACsYY Глава 1: Панта рей. Движение и детерминизм] (англ. яз, доступны русские субтитры).
 
  
−
* Тема 4: Многомерные дифференциальные уравнения [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:4:phasespace/ лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar04.pdf семинар].
+
После запуска IPython Notebook у вас откроется окно браузера (и лучше пусть это будет не Internet Explorer, под ним IPython Notebook работает с некоторым скриптом, а иногда не работает) со списком файлов. В нём надо выбрать New → Python 3. Откроется новая вкладка браузера, в ней будет запущен пустой notebook, состоящий из отдельных ячеек (cells). В ячейку с кодом можно вписать код и нажать Shift+Enter — он выполнится и вам покажут тут же результат.
  
−
* Тема 5. Ещё о многомерных уравнениях. [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:5:multidim/ лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar05.pdf семинар].
+
Для установки дополнительных пакетов вам необходимо открыть консоль (это может быть Anaconda Prompt под Windows или стандартный «Терминал» под Mac OS или Linux) и набрать команду <code>conda install <название пакета></code> или <code>pip install <название пакета></code> (например, <code>conda install seaborn</code>).
  
−
* Тема 6. Дифференциальные 1-формы. Уравнения в полных дифференциалах. См. последний параграф [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:5:multidim/#label_h2_number_5_4 тут] и раздел 6.1 [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:6:firstint/#label_par_6_diff здесь]. [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar06.pdf Семинар].
+
Вы можете также запустить Jupyter онлайн [http://try.jupyter.org здесь], но данные там не сохранятся и возможности будут ограничены.
  
−
* Тема 7. Первые интегралы: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:6:firstint/#label_h2_number_6_2 лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar07.pdf семинар].
+
===Работа с ipynb-файлами===
 +
Мы выкладываем материалы курса в виде ipynb-файлов. По ссылкам ниже вы можете просмотреть эти файлы. Если вы хотите открыть этот файл у себя, то вам необходимо скачать его (нажав на иконку в правом верхнем углу страницы с лекцией) и положить в каталог, из которого Jupyter открывает ноутбуки: например, воспользовавшись кнопкой Upload в самом Jupyter (на экране со списком файлов). Также этот каталог можно найти по строчке <code>Serving notebooks from local directory: /home/user/IPython</code>, появляющейся в чёрненьком окошке при запуске Jupyter; здесь <code>/home/user/IPython</code> — искомый путь.
  
−
* Тема 8. Консервативные системы с одной степенью свободы: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:7:cons/#label_chap_7_cons лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar08.pdf семинар].
+
==Материалы==
 +
===Занятие 1===
 +
* Первое знакомство: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%201.ipynb конспект], [http://www.youtube.com/watch?v=5Y5tKPKhurA видео].
 +
**
 +
**  Дополнение: PT [http://pythontutor.ru/lessons/inout_and_arithmetic_operations/ арифметические операции], [http://pythontutor.ru/lessons/int_and_float/ целые и вещественные числа].
  
−
* Семинар 9. Линейные уравнения первого порядка, разное: [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar09.pdf семинар]
+
* Списки и цикл <code>for</code>: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%202.ipynb конспект], [https://www.youtube.com/watch?v=kBu3g-ITjY4 видео].
 +
**
 +
**  Дополнение: PT [http://pythontutor.ru/lessons/lists/ списки].
  
−
* Семинар 10. Однородные уравнения. Замены переменных, разное: [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar10.pdf семинар]
+
* Ввод-вывод списков, проверка условий, цикл <code>while</code>: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%203.ipynb конспект], [http://www.youtube.com/watch?v=uzgaCV8KZA0 видео]
 +
**
 +
**  Дополнение: PT  [http://pythontutor.ru/lessons/lists/#section_2 split и join], [http://pythontutor.ru/lessons/ifelse/ if], [http://pythontutor.ru/lessons/while/ while]
  
−
===Линейная теория и её приложения===
+
===Занятие 2===
−
* Тема 11: Простейшие линейные уравнения: [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:9:linear/#label_chap_9_linear лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar11.pdf семинар]
+
* Присвоение vs. копирование: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%202.ipynb#Присвоение-и-копирование-списков конспект].
  
−
* Тема 12: Линейные особые точки на плоскости: вещественные собственные значения. [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:10:linear-systems/#label_chap_10_linear-systems лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar12.pdf семинар]
+
* Функции: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%204.ipynb конспект] [https://www.youtube.com/watch?v=NYrYSFyCg4w видео].
 +
**
 +
**  Дополнение: PT [http://pythontutor.ru/lessons/functions/ функции].
  
−
* Тема 13 (отступление): Линейные уравнения высших порядков. [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar13.pdf семинар]
+
* Списковые включения (list comprehensions): [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%205.ipynb#Списковые-включения-(list-comprehensions) конспект] [https://www.youtube.com/watch?v=z8bu_b5BboI&feature=youtu.be&t=24m59s видео]
 +
**
 +
**  Дополнение: PT [http://pythontutor.ru/lessons/lists/#section_3 списковые включения][1]], [http://pythontutor.ru/lessons/2d_arrays/ двумерные массивы]
  
−
* Тема 14: Линейные особые точки на плоскости: комплексные собственные значения. [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:10:linear-systems/#label_h3_number_10_2_7 лекция], [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar14.pdf семинар]
+
* Словари: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%205.ipynb конспект], [http://www.youtube.com/watch?v=z8bu_b5BboI видео]
 +
**
 +
**  Дополнение: PT [http://pythontutor.ru/lessons/dicts/ словари]
  
−
* Тема 15: Линейные системы в высших размерностях. Матричная экспонента. [http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:11:multidim-linear/#label_chap_11_multidim-linear лекция]
+
===Занятие 3===
 +
* Сортировка: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%206.ipynb#Сортировка конспект], [https://www.youtube.com/watch?v=1w0NG-pfcsg&feature=youtu.be&t=9m17sвидео]
 +
**
 +
**  Дополнение: [https://docs.python.org/3/howto/sorting.html Sorting howto] (англ.)
  
−
* Темы 16-17: Устойчивость положений равновесия ([http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:12:stability/#label_chap_12_stability лекция]), структурная устойчивость ([http://math-info.hse.ru/odebook/chapter/label/chap:13:bifurc/#label_chap_13_bifurc лекция]), [http://math-info.hse.ru/a/2017-18/nes-ode/seminar15.pdf семинар]
+
* Файлы: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%207.ipynb#Файловый-ввод-вывод конспект]
 +
**
 +
**  Дополнение: [https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html официальная документация] (англ.)
  
−
==Домашние задания==
+
* pandas и датафреймы: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%2012.ipynb конспект по базовым возможностям pandas], [http://www.youtube.com/watch?v=ENKfnIEXyKw видео к конспекту], [https://www.youtube.com/watch?v=Llc1WYlhXgU&feature=youtu.be&t=1h28m55s видео с занятия].
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/hw1/ ДЗ№1]
+
**
 +
**  Официальная документация <code>pandas</code>: [http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/10min.html 10-минутное введение] (обзор возможностей), [http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/tutorials.html#pandas-cookbook pandas cookbook], [http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/indexing.html индексация и выбор данных] (подробно).
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/hw2/ ДЗ№2]
+
===Занятие 4===
 +
* Продвинутые возможности pandas: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%2013.ipynb конспект], [https://www.youtube.com/watch?v=acqKtanx0y4 видео второй половины занятия].
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/hw3/ ДЗ№3]
+
* Официальная документация <code>pandas</code>: [http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/advanced.html Мультииндексы]
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/hw_a/ ДЗ№A] (дополнительное)
+
===Занятие 5===
 +
* Ещё о pandas.
  
−
==Варианты прошедших контрольных работ==
+
* Извлечение данных из веб-страниц с помощью BeautifulSoup и requests: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%208.ipynb конспект], [http://www.youtube.com/watch?v=3nPksaHTMGI видео]
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2016-17/nes-ode/midterm2015-16.pdf Мидтерм 2015-16]
+
**
 +
**  Оригинальная документация (англ.): [http://docs.python-requests.org/en/latest/ requests] [http://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs4/doc/ BeautifulSoup].
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2016-17/nes-ode/midterm2013-14.pdf Мидтерм 2013-14] [http://math-info.hse.ru/f/2013-14/nes-ode/midterm-prim.pdf ещё один]
+
===Занятие 6 (планируется)===
 +
* Продвинутые возможности веб-скреппинга, работа с API.
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2016-17/nes-ode/midterm-solutions.pdf Мидтерм 2016-17] (с решениями).
+
* Извлечение данных с помощью RoboBrowser: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%2010.ipynb#Эмуляция-действий-с-браузером конспект], [https://www.youtube.com/watch?v=tC618tbA5Yk&feature=youtu.be&t=11m10s видео]
 +
**
 +
**  Оригинальная документация (англ.): [http://robobrowser.readthedocs.org/en/latest/ RoboBrowser]
 +
 
 +
* Работа с открытыми API с помощью XML: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%209.ipynb конспект], [http://www.youtube.com/watch?v=5aelkl2HAow видео].
 +
 
 +
* JSON и API: [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/nesopendata2017/blob/master/API-JSON.ipynb конспекты] [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%2010.ipynb ещё один пример].
 +
 
 +
* [http://nbviewer.math-hse.info/github/ischurov/pythonhse/blob/master/Lecture%2010.ipynb#Selenium конспект]
 +
**
 +
**  [http://selenium-python.readthedocs.org/ неофициальная документация] по Python-Selenium (её проще читать, чем официальную).
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/final2017.pdf Final 2016-17].
+
==Итоговый проект==
 +
* [http://math-info.hse.ru/2017-18/Python_(%D0%9C%D0%98%D0%AD%D0%A4)/%D0%9F%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B0 Правила итогового проекта]
  
−
* [http://math-info.hse.ru/f/2017-18/nes-ode/final2016.pdf Final 2015-16].
+
==Примечания==
 +
* ↑ PT использует термин «генераторы списков» вместо «списковые включения»

Текущая версия на 14:18, 8 февраля 2020

Факультатив по Python для МИЭФ.

Ведёт: Илья Щуров.

Инструменты

Python

Мы используем Python версии 3 и оболочку Jupyter (ранее известную как IPython Notebook). Чтобы их установить, проще всего скачать пакет Anaconda. Обратите внимание: вам нужна версия с Python 3.x.

После установки Anaconda у вас появится:

  • Под Windows: в меню «Пуск» пункт «Anaconda», в нём подпункт «IPython Notebook».
  • Под Mac OS X: приложение Anaconda Launcher, в нём пункт ipython-notebook.

После запуска IPython Notebook у вас откроется окно браузера (и лучше пусть это будет не Internet Explorer, под ним IPython Notebook работает с некоторым скриптом, а иногда не работает) со списком файлов. В нём надо выбрать New → Python 3. Откроется новая вкладка браузера, в ней будет запущен пустой notebook, состоящий из отдельных ячеек (cells). В ячейку с кодом можно вписать код и нажать Shift+Enter — он выполнится и вам покажут тут же результат.

Для установки дополнительных пакетов вам необходимо открыть консоль (это может быть Anaconda Prompt под Windows или стандартный «Терминал» под Mac OS или Linux) и набрать команду conda install <название пакета> или pip install <название пакета> (например, conda install seaborn).

Вы можете также запустить Jupyter онлайн здесь, но данные там не сохранятся и возможности будут ограничены.

Работа с ipynb-файлами

Мы выкладываем материалы курса в виде ipynb-файлов. По ссылкам ниже вы можете просмотреть эти файлы. Если вы хотите открыть этот файл у себя, то вам необходимо скачать его (нажав на иконку в правом верхнем углу страницы с лекцией) и положить в каталог, из которого Jupyter открывает ноутбуки: например, воспользовавшись кнопкой Upload в самом Jupyter (на экране со списком файлов). Также этот каталог можно найти по строчке Serving notebooks from local directory: /home/user/IPython, появляющейся в чёрненьком окошке при запуске Jupyter; здесь /home/user/IPython — искомый путь.

Материалы

Занятие 1

Занятие 2

Занятие 3

Занятие 4

Занятие 5

  • Ещё о pandas.

Занятие 6 (планируется)

  • Продвинутые возможности веб-скреппинга, работа с API.

Итоговый проект

Примечания

  • ↑ PT использует термин «генераторы списков» вместо «списковые включения»
Источник — http://math-info.hse.ru/wiki2017-18/index.php?title=Дифференциальные_уравнения&oldid=26