第2回「Python入門（1）」2023年11月6日資料

Transcript

1. 旭川高専デジタル人材育成講座 『Python入門（１）』 2023年11月6日（月） 笹岡久行（ささおか ひさゆき） 旭川工業高等専門学校 電気情報工学科 （ご注意）本資料は当該講座以外では個人の学習目的での利用可
2. はじめに
3. 講師紹介（自己紹介） • ホームページから引用 （https://researchmap.jp/）
4. COMPASS 5.0事業「K-DASH」(AI・数理データサイエンス分野)
5. （文部科学省ホームページから引用）
6. 旭川工業高等専門学校 デジタル人材育成事業
7. プログラミング言語「Python」とは？
8. Pythonって？ ChatGPTの回答から
9. Pythonって？（続き） ChatGPTの回答から
10. Pythonって？（続き） Googleの検索結果（https://www.rd.ntt/se/media/article/0074.html）から
11. Pythonって？（続き） Googleの検索結果（https://www.internetacademy.jp/）から
12. プログラミング言語のシェア ホームページ（https://cmc-japan.co.jp/）から引用
14. 「Python入門」講座について
15. 本日の目的 1. Pythonの特徴を説明できる． 2. Pythonで簡単な計算できる． 3. Pythonで簡単なグラフを描くことができる．
16. Python入門の講座についてのお願い • 60分×4回のオンライン講義だけでは全てを修得するのは難しいです． • もし可能であれば，ぜひご自分でいろいろと試して，学んでください．
17. Pythonの教材 とても多くの無料で学べる教材があります．例えば， 1. 公式サイト https://www.python.org/ 2. 東京大学「Pythonプログラミング入門」 https://utokyo-ipp.github.io/ 3. 京都大学「プログラミング演習Python2021」https://repository.kulib.kyoto- u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/265459/1/Version2021_10_08_01.pdf 4. 東京工業大学「Python早見帳」https://chokkan.github.io/python/index.html 5. 筑波大学（三谷先生） https://mitani.cs.tsukuba.ac.jp/book_support/python/python_slides.pdf 6. さくらインターネット株式会社「初学者向けTellus学習コース」 https://tellusxdp.github.io/start-python-with-tellus/index.html など
18. 「Python」を使ってみる！
19. Google「Colaboratory」https://colab.research.google.com/ WebブラウザでPythonのプログラミングが可能 もし，Googleのアカウントがあるとオンラインで成果の保存も可能
21. Pythonで簡単に四則演算ができます． 「+」．．．足し算 「-」．．．引き算 「*」（アスタリスク）．．．掛け算 「/」（スラッシュ）．．．割り算 「%」・・・剰余（割り算の余り）を求める 「**」・・・累乗（ｎ乗）
22. 計算例
23. 問題１「0.1 + 0.1 + 0.1」の答えは？ セル（四角の中）へ式を入力し，「Enter」キーを押す．
24. （ご参考）丸め誤差とは IT用語辞典（https://e-words.jp/）から引用
25. （ご参考）丸め誤差を防ぐ方法(chatGPTの回答) いくつか方法を示してくれるので，ぜひ自分で真偽を確かめてみてください．
26. 2次方程式を解いてみる！
27. ルート（平方根）の計算 mathライブラリにある「sqrt」を利用します． ※ライブラリとは，既にプログラミングされているもの これを読み込むために，初回のみ「import」文を使います．
28. ２次方程式の解の公式 xを求めたい時，a, b, cはそれぞれの方程式の係数もしくは定数項
29. Pythonに2次方程式を解いてもらう • セルの中に入力し，実行 ◦ 「＃」はコメントなので，入力の必要はありません。 「import」や「if」はPythonの命令です。 今回はそのまま入力してください。
30. 答え
31. 問題２ 解は？（もし時間があれば．．．） • 例題のプログラムを参考にして，a, b, cの値（「変数」）を変更し，結果を確認 してください。 (1) x2 + 32x + 255 = 0 (2) 5x2 + 2x + 15 = 0 • もし時間がなければ，すみませんが，各自確認してみてください． ◦ プログラムは，後日，ホームページにおいておきます．
32. 簡単なグラフを書いてみよう！
33. お願い • 繰り返し，データ構造やライブラリについてはよくわからないと思います． 今回は，サンプルを参考にしてみてください． • サンプルを書き換え，グラフが描けることをご確認ください． • 今回利用するライブラリの詳細な説明は下記URLのホームページや各種書籍 などを参考にしてください． 「matplotlib」ホームページ https://matplotlib.org/ • （ご参考）さくらインターネット株式会社『初心者向けTellus学習コース』 「Matplotlibの使い方」 https://tellusxdp.github.io/start-python-with-tellus/lesson3.html
34. （ご参考）ライブラリについて • 有名なライブラリ ◦ 「matplotlib」：グラフを描いたり，データを可視化する時によく使うライブラリ https://matplotlib.org/ ◦ 「pandas」：データ解析を行う時によく使うライブラリ https://pandas.pydata.org/ ◦ 「scikit-learn」：機械学習の有名なアルゴリズムが組み込まれたライブラリ https://scikit-learn.org/ ◦ 「NumPy」：高速に大規模な計算を行う時によく使うライブラリ https://www.numpy.org/
35. 準備 • 関数のグラフを描いてみよう。 ◦ 指数関数や2次関数 などの数学の授業で習った関数を描かせてみよう。 一度だけ入力し，実行してください。（何も結果は表示されなければOK)
36. グラフを書いてみよう！（1） 『 y = x 』のグラフ ↓ 行番号は無視してください。 3行目で「y = x」の「x」の部分を定義 （難）5行目 xが取る範囲を定義 （難）6行目 グラフを描く範囲を定義 （難）7行目 x, yの座標に点をプロット （難）8行目 補助線（灰色の線）を表示
37. グラフを書いてみよう！（2） 『 y = x 2』のグラフ ↓ 行番号は無視してください。 3行目で「y = x2」の「 x2 」の部分を定義 (Pythonでは「＊＊」で◯乗を意味します。)
38. 問題3 グラフを描いてみよう（もし時間があれば．．．） • 例題のプログラムを参考にして，グラフを確認してください。 （1） y = 5x + 3 (ただし，x は -10 から 10の範囲) （2） y = x2 －4x + 3 (ただし，x は -5 から 5 の範囲) ．．．演習2での2次方程式の例題 • もし時間がなければ，すみませんが，各自確認してみてください． ◦ プログラムは，後日，ホームページにおいておきます．
39. まとめ
40. 今回，学んだこと 1. Pythonとは？ 2. Pythonを使って簡単な計算をする方法 3. Pythonを使って簡単なグラフを描く方法 • Pythonを使いこなせるともっと多くの楽しいことができます。 • ぜひ，勉強はもっと続けてください。 ◦ 腕に自身がある方はKaggle等への参加も検討してみてください。 ◦ Kaggle ホームページ https://www.kaggle.com/ • もしご都合がつくようであれば，この後の講座も受講してください． （ご注意）本資料は当該講座以外では個人の学習目的での利用可