Программирование самоучитель: 5 книг для начинающих программистов

как освоить Python с нуля за 30 минут?

Прочитав статью, вы познакомитесь с особенностями языка Python, основными типами данных, условными операторы, циклами и работой с файлами. В заключении приведена подборка литературы и каналов на YouTube, а также бесплатных курсов.

***

Установка Python

Python в Ubuntu предустановлен. Чтобы узнать версию Python, откроем терминал комбинацией клавиш Ctrl + Alt + T и введем следующую команду:

python3 --version
    

Для Windows нужно скачать Python с официального сайта и установить как обычную программу.

Установка редактора кода

Для работы нам понадобится редактор кода (IDE). Самые популярные:

• PyCharm
• Atom
• Visual Studio Code
• Sublime Text

Для установки Atom в Ubuntu введем в терминале:

wget -qO - https://packagecloud. io/AtomEditor/atom/gpgkey | sudo apt-key add -
sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64] https://packagecloud.io/AtomEditor/atom/any/ any main" > /etc/apt/sources.list.d/atom.list'
sudo apt-get update
sudo apt-get install atom
    

Рис. 1. Страница установки Atom для Windows

Для Windows скачаем Atom с официального сайта. После установки редактора кода установим для него плагин run-python-simply (есть и другие) для запуска Python. Два способа установки:

• Перейдем на страничку плагина и нажмем кнопку Install.
• Откроем Atom, перейдем во вкладку File → Settings → Install , введем в поле поиска run-python-simply и установим его.

Создание проекта

Создадим проект, в котором будем хранить код и другие файлы. Для этого перейдем во вкладку File → Add Project Folder и выберем любую свободную папку.

Онлайн-редакторы кода

Если под рукой только смартфон, воспользуемся бесплатными онлайн-редакторами кода:

• repl.it
• onlinegdb.com
• tutorialspoint.com
• paiza.io
• onecompiler.com

1. Синтаксис

Python использует отступы, чтобы обозначить начало блока кода:

if 3 > 1:
    print("Три больше единицы") # Три больше единицы
    

Python выдаст ошибку, если вы пропустите отступ:

if 3 > 1:
print("Три больше единицы") # Ошибка: IndentationError: expected an indented block 
    

Рекомендуется использовать отступ, равный четырем пробелам.

2. Hello, World

Создадим файл example. py, где example – имя файла, .py – расширение, которое означает, что программа написана на языке программирования Python.

Напишем в example.py следующую строчку:

print('Hello, World') # Hello, World
    

У нас установлен плагин run-python-simply и запустить код мы можем двумя способами:

• перейти во вкладку Packages → Run Python Simply → Toggle F5;
• или нажать на клавишу F5.

После запуска кода появится окно терминала с результатом или ошибкой.

В нашем случае в терминале отобразится фраза Hello, World.

Здесь:

print() – функция, выводящая на экран фразу Hello, World.

'Hello, World' – строка (заключена в кавычки).

Также можно использовать переменную word, которой присвоим значение 'Hello, World':

word = 'Hello, World'
print(word) # Hello, World

    

Python – язык с динамической типизацией, то есть нам не нужно заранее объявлять тип переменной, является ли она строкой, числом и так далее.

О функциях поговорим в конце статьи, сейчас разберемся со строками и другими типами данных.

3. Типы данных

3.1. Строки

Строка – упорядоченная последовательность символов, заключенная в одинарные или двойные кавычки:

"Cat and dog" # пример записи строки
'Cat and giraffe'
    

Операции со строками

Изменение регистра первого символа к верхнему регистру с помощью метода

title():

string = 'cat'
print(string. title()) # Cat

    

Преобразование всех символов к верхнему и нижнему регистру методами upper() и lower() соответственно:

string = 'cat'
print(string.upper()) # CAT
string = 'DOG'
print(string.lower()) # dog
    

Объединение строк (конкатенация). Строки объединяются с помощью знака сложения +:

first_animal = 'cat'
second_animal = 'dog'
all_animals = first_animal + ',' + ' ' + second_animal
print(all_animals) # cat, dog

    

Повторение строки:

animal = 'Cat'
print(animal * 5) # CatCatCatCatCat
    

Вычисление длины строки. Чтобы определить длину строки воспользуемся встроенной функцией len() (сокращённое от англ. length):

animal = 'Cat'
print(len(animal)) # 3
    

Рис. 2. Доступ к элементу строки по индексу в Python

Индексация начинается с 0. В нашем случае символ C имеет индекс 0, a – 1, t – 2.

Для получения элемента по индексу воспользуемся квадратными скобками []:

animal = 'Cat'
print(animal[0]) # C
    

В предыдущем примере по индексу мы получали один элемент строки. По срезу можно получить несколько элементов:

animal = 'CatDog'
print(animal[1:3]) # at
print(animal[0:6:2]) # Cto – выводится нулевой элемент и каждый второй после него
    

Как формируется срез:

list_name[start:stop:step], где start – начало среза, stop – конец среза, step – шаг среза.

Получим с помощью среза последний элемент:

animal = 'CatDog'
print(animal[-1]) # g
    

Все элементы, кроме первого:

animal = 'CatDog'
print(animal[1:]) # atDog
    

Все элементы, кроме последнего:

animal = 'CatDog'
print(animal[0:5]) # CatDo
print(animal[:5]) # CatDo
print(animal[:-1]) # CatDo
    

Создание копии строки через срез:

animal = 'CatDog'
animal_copy = animal[:]
print(animal_copy) # CatDog
    

Методом replace() заменим символы в строке:

animal = 'CatDog'
print(animal.replace('Cat', 'Dog')) # DogDog
    

В скобках метода replace() указана дополнительная информация: Cat – элемент, подлежащий замене на элемент Dog.

Для удаление пробелов слева и справа применяется метод strip(), только справа – rstrip(), только слева – lstrip():

animal = ' CatDog  '
print(animal.strip()) # CatDog
print(animal.rstrip()) #  CatDog  – здесь остался пробел слева 
print(animal.lstrip()) # CatDog – здесь остался пробел справа 
    

Преобразование строки в список индивидуальных символов:

animal = 'CatDog '
print(list(animal)) # ['C', 'a', 't', 'D', 'o', 'g', ' ']
    

3.2. Числа

Целые числа (int) не имеют дробной части:

print(25 + 0 - 24) # 1
    

Число с плавающей точкой (float) имеет дробную часть:

print(2.8 + 4.1) # 6.8999999999999995
    

Операции над числами:

print(2 + 3) # Сложение: 5
print(5 - 4) # Вычитание: 1
print(5 * 5) # Умножение: 25
print(4 / 2) # Деление: 2. 0
print(4 ** 4) # Возведение в степень: 256
    

Порядок операций. Выражение в скобках будет просчитываться в первую очередь:

print(3*4 + 5) # 17
print(3*(4 + 5)) # 27
    

Чтобы преобразовать число с плавающей точкой в целое воспользуемся функцией int(), а для обратного преобразования – функцией float():

print(int(5.156)) # 5
print(float(4)) # 4.0
    

3.3. Списки

Список (англ. list) – набор упорядоченных элементов произвольных типов. Списки задаются квадратными скобками [] и содержат объекты любого типа: строки, числа, другие списки и так далее. Элементы можно менять по индексу.

Создадим список animals и выведем его на экран:

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
print(animals) # ['cat', 'dog', 'giraffe']
    

Обратимся к второму элементу списка:

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
print(animals[1]) # dog
    

Чтобы изменить элемент списка, обратимся к нему по индексу и присвоим новое значение:

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
print(animals) # ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals[2] = 'orangutan' # меняем третий элемент
print(animals)  # ['cat', 'dog', 'orangutan']
animals[2] = ['orangutan']
print(animals) # ['cat', 'dog', ['orangutan']] – список внутри списка, вложенный список
    

Для добавления элемента в конец списка воспользуемся методом append():

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals. append('tyrannosaurus')
print(animals) # ['cat', 'dog', 'giraffe', 'tyrannosaurus']
    

Метод insert() вставляет элемент по индексу:

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals.insert(1, 43)
print(animals) # ['cat', 43, 'dog', 'giraffe']
    

Число 43 вставляется на место с индексом 1, остальные элементы сдвигаются вправо. Первый элемент остается на прежнем месте.

Для удаления элемента из списка, обратимся к элементу по индексу, используя команду del:

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
del animals[2]
print(animals) # ['cat', 'dog']
    

Другой способ удаления – метод pop():

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals.pop(2)
print(animals) # ['cat', 'dog']
    

В двух предыдущих примерах мы удаляли элемент по его индексу. Теперь удалим элемент по его значению с помощью метода remove():

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals.remove('dog')
print(animals) # ['cat', 'giraffe']
    

Чтобы упорядочить список по алфавиту используем метод sort():

animals = ['giraffe', 'cat', 'dog']
animals.sort()
print(animals) # ['cat', 'dog', 'giraffe']
    

Список в обратном порядке выводится методом reverse():

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
animals.reverse()
print(animals) # [giraffe', 'dog', 'cat']
    

Для определения длины списка воспользуемся функцией len():

animals = ['cat', 'dog', 'giraffe']
print(len(animals)) # 3
    

3.4. Кортежи

Рис. 3. Доступ к элементам кортежа по индексу в Python

Кортеж (англ. tuple), как и список хранит элементы, только в отличие от списка, элементы кортежа не изменяются. Кортеж задается круглыми скобками ():

animals = ('cat', 'dog', 'giraffe')
print(animals[0]) # Получение элемента кортежа с индексом 0: cat
    

Одноэлементный кортеж задается с помощью запятой после первого элемента. Без запятой получим строку. Чтобы узнать какой тип данных мы получаем на выходе воспользуемся функцией type():

animals = ('cat',)
print(animals) # ('cat',)
print(type(animals)) # <class 'tuple'> – кортеж
animals = ('cat')
print(animals) # cat
print(type(animals)) # <class 'str'> – строка
    

Конкатенация кортежей:

print(('cat',) + ('dog', 2))  # ('cat', 'dog', 2)
    

Повторение кортежа:

print(('cat', 'dog', 4) * 2) # ('cat', 'dog', 4, 'cat', 'dog', 4)
    

Срез кортежа:

animals = ('cat', 'dog', 'giraffe')
print(animals[0:1]) # ('cat',)
print(animals[0:2]) # ('cat', 'dog')
    

Чтобы создать список из элементов кортежа применим функцию list():

animals_tuple = ('cat', 'dog', 33)
animals_list = list(animals_tuple)
print(animals_list)  # ['cat', 'dog', 33]
    

3.

5. Словари Рис. 4. Устройство словаря в Python

Словарь – неупорядоченная коллекция произвольных элементов, состоящих из пар «ключ-значение». Словарь объявляется через фигурные скобки {}: dictionary = {‘pets‘: ‘cat‘, ‘numbers‘: (1, 2)}, где pets и numbers – ключи, а cat, (1, 2) – значения. Если в списке мы получаем объект по его индексу, то в словаре по ключу.

Получим по ключам соответствующие значения из словаря dictionary:

dictionary = {'pets': 'cat', 'numbers': (1, 2)}
print(dictionary['pets']) # cat
print(dictionary['numbers'])  # (1, 2)
print(dictionary['numbers'][1])  # 2
    

Чтобы добавить новую пару «ключ-значение» используем следующую запись словарь['новый_ключ'] = новое_значение:

dictionary = {'pets': 'cat', 'numbers': (1, 2)}
dictionary['dinosaur'] = 'tyrannosaurus', 'pterodactylus'
print(dictionary) # {'pets': 'cat', 'numbers': (1, 2), 'dinosaur': ('tyrannosaurus', 'pterodactylus')}
    

Изменение существующего значения похоже на добавление нового значения словарь['существующий_ключ'] = новое_значение:

dictionary = {'pets': 'cat', 'numbers': (1, 2)}
dictionary['pets'] = 'dog'
print(dictionary) # {'pets': 'dog', 'numbers': (1, 2)}
    

Командой del можно удалить ключ со значением:

dictionary = {'pets': 'cat', 'numbers': (1, 2)}
del dictionary['pets']
print(dictionary) # {'numbers': (1, 2)}
    

3.

6. Множества

Множества – неупорядоченные последовательности не повторяющихся элементов. Множество задается через фигурные скобки {}:

animals_and_numbers = {'cat', 'dog', 99, 100}
print(animals_and_numbers) # {'cat', 99, 100, 'dog'}
    

Операции над множествами:

animals_and_numbers = {'cat', 'dog', 99, 100}
numbers = {555, 99}
animals = {'cat', 'dog'}
print(animals_and_numbers.union(numbers)) # {'cat', 99, 100, 'dog', 555} – добавляет в множество animals_and_numbers элементы множества numbers
print(animals_and_numbers.intersection(numbers)) # {99} – возвращает множество, являющееся пересечением множеств animals_and_numbers и numbers
print(animals_and_numbers.difference(numbers)) # {'cat', 'dog', 100} – Возвращает разность множеств animals_and_numbers и numbers
print(animals_and_numbers.issuperset(animals)) # True – Возвращает True, если animals является подмножеством animals_and_numbers. 

    

3.7. Файлы

С помощью функции open() мы создаем файловый объект для работы с файлами. Создадим в папке с python-файлом текстовой файл example.txt, напишем в нем слово test, сохраним и закроем. Следующий код открывает и выводит на экран содержимое текстового файла example.txt:

with open('example.txt', 'r') as file:
    for line in file:
        print(line)
    

Здесь:

example.txt – путь к файлу и его имя. В нашем случае файл расположен в папке с выполняемой программой.

r – режим работы «только чтение».

Попробуем дозаписать числа в конец файла:

numbers = ['0', '1', '2', '3']
with open('example.txt', 'a') as file:
    for number in numbers:
        file. write(number + '\n')
0 # в файл запишется последовательность чисел, каждое число с новой строчки
1
2
3
    

Здесь:

numbers – список чисел.

a – режим записи «в конец текстового файла».

\n – перенос на новую строчку.

Без переноса строки результат будет следующий:

numbers = ['0', '1', '2', '3']
with open('example.txt', 'a') as file:
    for number in numbers:
        file.write(number)
0123 # результат записи без переноса строки 
    

4. Ввод данных

Для ввода данных применяется функция input():

input_word = input('Введите какое-нибудь слово: ')
print('Слово: ' + input_word)
    

5.

Условные инструкции Рис. 5. Условный оператор if в Python

Оператор if выполняет код в зависимости от условия. Проверим, если число три меньше пяти, то выведем на экран слово true:

if 3 < 5:
    print('true') # true
    

Попробуем оператор if-else. else переводится как «в другом случае». Когда условие if не выполняется, то идет выполнение кода после else:

if 3 > 5:
    print('true')
else:
    print('false') # false
    

elif = else + if – код выполняется, если предыдущее условие ложно, а текущее истинно:

number = 15
if number < 3:
    print('число меньше трех')
elif 4 < number < 10:
    print('число в промежутке от 4 до 10')
elif number > 10:
    print('число больше 10') # число больше 10
    

6.

Цикл while Рис. 6. Цикл while в Python

Напишем цикл, который 5 раз выведет на экран слово hello:

x = 0
while x < 5:
    print('hello')
    x += 1
# получаем пять раз слово hello
hello
hello
hello
hello
hello
    

Здесь:

while – обозначение цикла.

x < 5 – условие, которое записывается после while. Каждый раз после выполнения цикла (после одной итерации) проверяется это условие. Если оно становится ложным, цикл прекращает работу.

print('hello') – вывести на экран слово hello.

x += 1 – это сокращенный способ записи x = x + 1. То есть при каждой итерации значение x увеличивается на единицу.

Бесконечный цикл записывается с помощью while True:

while True:
    print('hello')
hello
hello
hello
hello
hello
…
    

7. Цикл for

Рис. 7. Цикл for в Python

Цикл for перебирает элементы последовательности:

numbers = ['0', '1', '2', '3']
for i in range(0, len(numbers)):
    print(numbers[i])
# на экран выводятся числа 0, 1, 2 и 3
0
1
2
3

    

Здесь:

i – переменная, которая принимает значение из диапазона значений range(0, len(numbers)).

range(0, len(numbers)) – последовательность чисел от 0 до значения длины списка numbers.

print(numbers[i]) – тело цикла, выводит на экран i-й элемент списка numbers.

Второй вариант записи:

numbers = ['0', '1', '2', '3']
for number in numbers:
    print(number)
# идентичный результат
0
1
2
3
    

8. Функции

Функция выполняет одну конкретную задачу и имеет имя. Напишем функцию greeting(), которая выводит на экран приветствие:

def greeting(): # объявление функции
    print('hello') # тело функции
greeting() # запуск функции
    

Здесь:

def – создает объект функции и присваивает ей имя greeting. В скобках можно указать аргументы (см. следующий пример). В нашем случае аргументов нет и скобки пустые.

print('hello') – выводит на экран слово hello.

Напишем функцию summation(), которая складывает два числа:

def summation (a, b):
    return print(a + b)
summation(3, 8) # 11

    

Здесь:

a и b – аргументы функции.

return возвращает значение функции.

9. Модули

Модуль – файл, содержащий функции, классы и данные, которые можно использовать в других программах.

from math import trunc
print(trunc(3.9)) # 3
    

Здесь:

from math import trunc – из встроенного в Python модуля math импортируем функцию trunc, которая отбрасывает дробную часть числа.

Это был импорт отдельной функции. Теперь импортируем весь модуль и обратимся к функции через модуль.имя_функции():

import math
print(math.trunc(3.9))  # 3
    

10. Комментарии

Комментирование кода помогает объяснить логику работы программы. Однострочный комментарий начинается с хеш-символа #:

a = 45 # комментарий к коду
    

Многострочный комментарий заключается с обеих сторон в три кавычки:

"""
a = 45
b = 99
"""
    

Литература

• «Изучаем Python», Марк Лутц
• «Программируем на Python», Майкл Доусон
• «Изучаем программирование на Python», Пол Бэрри
• «Начинаем программировать на Python», Тонни Гэддис
• «Простой Python. Современный стиль программирования», Билл Любанович

Шпаргалки

• Шпаргалка по Python3 (.pdf)
• Python Cheat Sheet (.pdf)
• Beginners Python Cheat Sheet (.pdf)
• Essential Python Cheat Sheet
• Python Conditions Cheat Sheet

Больше шпаргалок в нашей группе ВКонтакте.

YouTube-каналы и курсы

Бесплатные курсы на русском и английском языках в YouTube и на образовательных ресурсах:

На английском:

• Programming with Mosh
• freeСodeСamp.org
• Microsoft Developer
• Introduction To Python Programming (Udemy)

На русском:

• Python с нуля
• Python для начинающих
• Python с нуля от А до Я
• Программирование на Python (Stepik)
• Python: основы и применение (Stepik)
• Питонтьютор (онлайн-тренажер)

Python в «Библиотеке Программиста»

• подписывайтесь на тег Python, чтобы получать уведомления о новых постах на сайте;
• телеграм-канал «Библиотека питониста»;
• телеграм-канал для поиска работы «Python jobs — вакансии по питону, Django, Flask».

***

Мы кратко познакомились с основными понятиями Python: команды, функции, операторы и типы данных. У этого языка низкий порог вхождения, простой синтаксис, поэтому вероятность освоить его человеку, который никогда не занимался программированием – высокая (по моей субъективной оценке – 90%).

***

Мне кажется, IT — это не для меня. Как понять, что я на правильном пути?

Вы сделали самое важное, что необходимо новичку в IT, — первый шаг. Самообучение требует огромной мотивации, желания и трудолюбия. Здорово, если всё это есть. В противном случае первые шаги могут стать последними.

Важно, чтобы обучение доставляло удовольствие, приносило пользу и было реальным стартом в новой профессии. На курсе онлайн-университета Skypro «Python-разработчик» начинающим айтишникам помогают мягко погрузиться в индустрию. Вы научитесь:

• писать код в Colab, PyCharm и GitHub;
• работать с базами данных SQLite, PostgreSQL, SQLAlchemy;
• использовать фреймворки Django, Flask;
• разрабатывать веб-сервисы и телеграм-боты.

У Skypro гарантия трудоустройства прописана в договоре, поэтому вам реально вернут деньги, если вы не устроитесь на работу в течение четырех месяцев после окончания обучения.

Круто, хочу узнать больше

С каких книг можно начать изучать программирование (Python, C#, C++, Java, Lua, …) / Хабр

Здравствуйте дорогие читатели.

Данная статья посвящена вопросу, который волнует большинство начинающих программистов и робототехников (именно тех робототехников, кто готов постичь премудрости сложных систем и достич конструкторских решений как в Boston Dynamics).

Для начинания есть несколько путей:

• запись в кружок или на курс

• обучаться по книгам и документации

• обучаться по видеороликам

Выбираем кружки и курсы

Мой совет использовать и сочетать все три варианта. Какой курс или кружок выбрать необходимо решать исходя из того что вы уже знаете.

Если вам мало лет и вы не знаете ничего из робототехники и механики и автоматики, то вам подойдут курсы, где необходимо постичь основы сборки механических конструкций и применение простой автоматики для реализации работы механизма.

Для детей 7 -15 лет лет подойдут все кружки связанные с робототехникой, авиомоделирование и судомоделированием. Для взрослых людей есть также курсы робототехники, но не так много — это связано с тем что для взрослого человека нужно давать более наукоёмкую информацию и стараться поднимать уровень его опыта до полупрофессионального и профессионального, а это не каждый преподаватель может, так как само доп. образование заточено под детей, а не под производство.

Есть также краткосрочные курсы как очные так и дистанционные, которые помогают взрослым окунуться в мир программирования и робототехники. Огромное их количество для определённого вида профессий — учителей и воспитателей. Но никто не мешает записаться на данный курс человеку другой профессии.

Я часто записываюсь на дистанционные курсы. Для начинающих лучше попробовать бесплатные. Например на Stepik есть огромное количество курсов.

Например, есть пару моих:
По основам программирования на python

По основам робототехники на базе Lego EV3

Курсов там огромное количество выбирай на свой вкус.

Если вы хотите создавать игры, то можете воспользоваться электронной версией книги Создание игр в Blender.

Выбираем книги для обучения программированию и робототехники

Второй вариант — это обучаться по книгам. Для начала, я рекомендую обзавестись энциклопедиями по таким разделам, как математика и физика.

Почему энциклопедии? Это связано с тем, что энциклопедии содержат достаточно полную информацию о всех направления науки и неплохое разъяснение по той или иной теме кратко, но доступно. Например, я пользуюсь энциклопедиями по математике и физике для детей Аванта+.

Не забывайте про справочники по данным дисциплинам. Это фундамент и для изучения программирования и для изучения робототехнике, так как эти две дисциплины очень тесно связаны.

Из книг по программированию рекомендую начать с основ. Например, Джейсона Бриггса «Python для детей».

Данный язык программирования достаточно универсален для обучения как самому программированию, так и программированию роботов.

В качестве продолжения, могу рекомендовать данные книги по программированию. Все они связаны с математикой, 3D координатами, списками, функциями и классами 1 из 2.

Как уже и писал ранее python универсален и подойдёт для изучения в робототехники.

Последняя книга охватывает процесс создание модели устройства. Поэтому, перед тем как создавать устройства из материала, необходимо создать модель в том числе и виртуальную. Для этого нам понадобятся книги по 3d моделированию и визуализации физики.

Если вам необходимо отработать навыки в механике и программировании сложных процессов в устройстве, то можно воспользоваться данной книгой.

Есть книга для самых маленьких, которым предстоит знакомится с устройствами 1 из 2.

Если вам будет под силу все эти книги, то можете смело приступать к более сложным вещам: компьютерное зрение и машинное обучение.

Все эти книги я активно использую в своей работе и они мне неоднократно помогали.

Если же вам нравятся языки со статической типизацией, то можно взять что по C++.

Данная книга для студентов

Также есть хорошие книги по Delphi:

Эта книга немного устарела, но коды рабочие для новых версий.

Если ваша мечта касается создания игр, то можно изучить C# на базе Unity.

Всё в ваших руках. Если вы горите этой идей, то вы обязательно достигните своей цели.

И напоследок, моё видео о выборе книг для программирования.

Учебное пособие по программированию на R для начинающих

В этом учебном пособии по программированию на R для начинающих рассматриваются следующие темы:

• Введение в R
• Что такое язык программирования R?
• Зачем использовать программирование на R?
• История R
• Особенности программирования на языке R
• Применение Р
• Компании, использующие R
• Динамика заработной платы для программирования R
• Заключение

Введение в R

R — один из наиболее часто используемых языков программирования, используемых в интеллектуальном анализе данных. По состоянию на март 2022 года R занимает 11-е место в индексе TIOBE, показателе популярности языков программирования, в котором язык достиг 8-го места в августе 2020 года. В этом руководстве по R мы начнем с изучения того, что такое R.

• R — это инструмент с открытым исходным кодом
.
• R также является кроссплатформенным языком
• R — отличный инструмент визуализации
• R используется для задач обработки данных и машинного обучения.

 

Теперь давайте рассмотрим каждую из этих особенностей R. 002 Поскольку R является языком программирования с открытым исходным кодом, вы можете загрузить бесплатно и начните изучать программирование на R. А если вы уже являетесь экспертом по программированию на R, вы можете внести свой вклад в сообщество R, создав свои пакеты, которые сможет использовать все сообщество R. Итак, вы можете добавить свои новшества в существующий набор библиотек в R.

Есть еще вопросы? Приходите в наше сообщество программистов R и проясните их уже сегодня!

R: кроссплатформенный язык

Поскольку R является кроссплатформенным языком, вы можете запускать один и тот же код R в нескольких операционных системах. Допустим, вы используете систему Windows, но ваш клиент имеет MAC-адрес, вам вообще не о чем беспокоиться, потому что ваш R-код будет без проблем работать в системе вашего клиента.

R: инструмент визуализации

R — отличный инструмент визуализации. Он предоставляет несколько пакетов, таких как ggplot2, ggvis и plotly, с помощью которых мы можем создавать потрясающие визуализации. Это также одна из основных причин, по которой люди изучают программирование на R. Когда дело доходит до визуализации данных, R намного опережает Python.

R: инструмент обработки данных и машинного обучения

С помощью языка R вы можете реализовать различные алгоритмы машинного обучения, такие как линейная регрессия, дерево решений и наивный байесовский алгоритм.

Продолжая изучение этого руководства по программированию на R, мы увидим, какие компании используют R и для каких целей.

Ознакомьтесь с лучшими R Вопросы для интервью , чтобы получить преимущество в вашей карьере!

Что такое язык программирования R?

R — это язык и среда для статистических вычислений и графики. R предоставляет широкий спектр статистических (линейное и нелинейное моделирование, классические статистические тесты, анализ временных рядов, классификация, кластеризация) и графических методов и обладает широкими возможностями расширения.

Зачем использовать программирование на R?

R можно рассматривать как другую реализацию S. Есть несколько важных отличий, но большая часть кода, написанного для S, работает без изменений в R. Язык S часто является средством выбора для исследований в области статистической методологии, а R предоставляет Путь к участию в этой деятельности с открытым исходным кодом.

Одной из сильных сторон R является простота, с которой можно создавать хорошо продуманные графики качества публикации, включая математические символы и формулы, где это необходимо. Большое внимание было уделено значениям по умолчанию для второстепенных вариантов дизайна в графике, но пользователь сохраняет полный контроль.

История R

R — это интерпретируемый язык компьютерного программирования, созданный Россом Ихакой и Робертом Джентльменом в Оклендском университете, Новая Зеландия, где в настоящее время его разрабатывает основная группа разработчиков R, созданная в 1997 году. В апреле 2003 года был основан R Foundation как некоммерческая организация для дальнейшей поддержки проекта R. В 1995 году R стал бесплатным программным обеспечением с открытым исходным кодом под Стандартной общественной лицензией GNU. Первый официальный релиз состоялся в 1995, за которой последовала первая «стабильная бета-версия» (v1.0), выпущенная 29 февраля 2000 года.

Особенности программирования на R

Существует несколько причин, по которым R идеально подходит для ученых и аналитиков данных. Некоторые из ключевых особенностей, которые отличают R от множества статистических языков:

1. Открытый исходный код

R — это бесплатная программная среда с открытым исходным кодом, которая легко настраивается и адаптируется к требованиям пользователя и проекта. Вы можете легко вносить улучшения и добавлять пакеты для дополнительных функций в R. Программа доступна бесплатно, где вы легко узнаете, как установить R, загрузить и начать практиковать.

2. Сильные графические возможности

Программа R обладает мощными графическими возможностями, позволяющими создавать статическую графику с визуализацией производственного качества, и оснащена расширенными библиотеками с доступом к интерактивным графическим возможностям, упрощающим визуализацию и представление данных.

Некоторые другие функции R Programming включают:

• Высокоактивное сообщество
• Широкий выбор упаковок
• Комплексная среда
• Распределенные вычисления
• Запуск без компилятора

Применение программирования на R

R — один из новейших передовых инструментов с широким спектром применения. Приложения R не ограничиваются только одним сектором, мы можем видеть использование R в банковском деле, электронной коммерции, финансах и многих других секторах.

Некоторые приложения, которые популярны в R Programming:

• Финансы

R — самый популярный инструмент для обработки данных в финансовом секторе. Программирование R предоставляет расширенный статистический набор, способный выполнять все необходимые финансовые задачи.

• Банковское дело

Подобно финансовым учреждениям, банковские отрасли также используют R для моделирования кредитных рисков и других форм анализа рисков.

• Здравоохранение

С помощью R медицинские учреждения могут анализировать данные и обрабатывать информацию, обеспечивая необходимый фон для дальнейшего анализа и обработки данных в различных областях, таких как генетика, биоинформатика, открытие лекарств и эпидемиология.

• Электронная коммерция

Поскольку компаниям электронной коммерции приходится иметь дело с различными формами данных, структурированными и неструктурированными, а также с различными источниками данных, такими как электронные таблицы и базы данных (SQL и NoSQL), R оказывается эффективным инструментом для сектора электронной коммерции. .

• Социальные сети

Социальные сети — это игровая площадка данных для новичков в науке о данных, а R, анализ настроений и различные другие формы интеллектуального анализа данных в социальных сетях являются одними из основных статистических инструментов, которые используются с R.

Компании, использующие R

• Google : R — это язык, широко используемый Google. У Google есть проект под названием Google Flu Trends, который использует R для оценки текущей активности гриппа. Google также использует R Programming, чтобы сделать свою рекламу более эффективной.
• Facebook : Если у вас есть учетная запись Facebook, вы, вероятно, будете обновлять свой статус и размещать фотографии профиля. Facebook может сделать это с помощью программирования R
.
• Airbnb : Airbnb создала собственный пакет R под названием «Rbnb» для визуализации масштабирования данных
.

Далее в этом учебнике по программированию на R мы также увидим тенденции заработной платы экспертов по программированию на R.

Хотите пройти сертификацию по программированию на R! Изучайте программирование на R у ведущих экспертов по программированию на R и добейтесь успеха в своей карьере с помощью 9 программ Intellipaat.0081 R Сертификация программирования !

Тенденции заработной платы программистов на языке R

Согласно опросу O’Reilly Data Scientist Survey, средняя заработная плата специалистов по навыкам R составляет около 115 000 долларов США. Обладая навыками R, у вас есть возможность претендовать на различные должности, такие как:

• Статистический аналитик
• Аналитик данных
• Специалист по данным
• Инженер по машинному обучению

Таким образом, зарплата и интересная карьера определенно должны стать хорошим мотиватором для изучения программирования на R.

Продолжая изучение следующих модулей этого учебника по программированию на R, вы изучите различные аспекты программирования на R.

Заключение

В настоящее время R является одним из наиболее важных инструментов, который используется исследователями, аналитиками данных, статистиками и маркетологами для извлечения, очистки, анализа, визуализации и представления данных. По мере роста науки о данных и больших данных, развитие ниши в программировании на R будет для вас очень выгодно. Изучение программирования на R не только даст вам необходимые навыки для продолжения карьеры в сфере науки о данных, но и продвинет вас на рынок труда, который в будущем будет только расти. Итак, приступим к изучению программирования на R.

Расписание курсов

Учебное пособие по программированию Sense2GoL — Infineon Technologies

Обзор

В этом Учебнике по программированию рассмотрите настройку и базовое программирование Sense2GoL Development Kit:

1. Настройте среду, установив необходимое программное обеспечение и подготовив IDE.
2. Начните с простой программы, которая заставит мигать светодиод на Sense2GoL.
3. Чтение необработанных данных из Sense2GoL.
4. Пример необработанных данных во временных рамках.
5. Реализовать первые приложения:
   • Устройство открывания двери

1. Настройка среды

Существует несколько способов настроить среду разработки в зависимости от вашей любимой среды IDE. Мы предоставили вам инструкции для наиболее распространенных IDE.

Всего два шага, чтобы подготовить вас к программированию:

1. Установить Segger J-Link
2. Подготовьте свою IDE

1.1 Установка Segger J-Link

Чтобы использовать и программировать микроконтроллеры Infineon XMC на Sense2GoL DevKit, на вашем ПК должен быть установлен SEGGER J-Link. Перейдите по этой ссылке и установите пакет программного обеспечения и документации J-Link для вашей операционной системы.

1.2 Подготовьте IDE

Чтобы запрограммировать Sense2GoL DevKit, мы предлагаем одну из двух IDE:

• Arduino IDE
• Платформа ввода/вывода (рекомендуется)
  Для более сложного программирования с созданием и включением собственных библиотек эта IDE предпочтительнее из-за своей структуры.
  Для основ программирования Sense2GoL совершенно достаточно Arduino IDE.

1.2.1 Arduino IDE

Если это еще не сделано, загрузите и установите ArduinoIDE отсюда.

После этого необходимо добавить платы микроконтроллеров Infineon в ArduinoIDE.
Это делается путем открытия ArduinoIDE и перехода к пункту 9.0003 Файл > Настройки .

В открывшемся окне «Настройки» вставьте следующий URL-адрес в поле ввода «Дополнительные URL-адреса менеджера досок» .

  https://github. com/Infineon/Assets/releases/download/current/package_infineon_index.json 

Чтобы установить платы, перейдите в « Инструменты» > «Плата» > «Диспетчер плат…» и найдите XMC. Вы найдете варианты установки файлов платы для микроконтроллеров. Нажмите «Установить» , чтобы добавить платы в Arduino IDE.

Наконец, после успешной установки ‘XMC1300 Sense2GoL’  должен быть выбран из списка плат в ‘ Tools  > Board’ .

 

1.2.2 PlatformIO (рекомендуется)

Загрузите и установите platformIO отсюда.
Откройте platformIO, создайте новый проект и выберите плату «XMC1300 Sense2GoL (Infineon)» в мастере проекта.

Сгенерированный файл ‘platform.ini’   должен выглядеть следующим образом:

Теперь вы можете сразу приступить к кодированию, сборке, загрузке и мониторингу. Познакомьтесь с ним! (Помощь можно найти здесь.)

2. Заставьте светодиод мигать

Для начала мы хотим, чтобы оранжевый светодиод на плате (  LED1   — см. здесь) мигал.
Чтобы заставить мигать светодиод на Sense2GoL, необходимо выполнить два шага: 

1. Настройка платы
2. Пусть светодиод мигает

2.1 Настройка платы

Для метода () необходимо установить светодиод 1 закрепить на   OUTPUT  . Это позволяет управлять светодиодом.

     

2.2 Пусть светодиод мигает

Затем мы должны многократно включать и выключать светодиод 1.
Мы можем сделать это в методе  loop()  :

  digitalWrite(LED1, HIGH)     включает светодиод,     задержка (500)      ждет полсекунды, прежде чем продолжить.

 

2.3 Посмотрите, как он мигает

Загрузите свой код в Sense2GoL и смотрите, как мигает светодиод.

Поздравляю! Вам только что удалось поговорить со своим советом.

3. Чтение необработанных данных

Хотя мигающий светодиод — это круто, это совсем не полезно. Давайте продолжим и прочитаем некоторые необработанные данные из Sense2GoL, чтобы перейти к интересным вещам.

Для этого необходимы три шага: 

1. Настройка платы
2. Чтение данных
3. Отправить данные на ПК

     

3.1 Установка платы

В   9037 4   setup()     метод, у нас есть две вещи для сделать, прежде чем мы сможем прочитать необработанные данные и отправить их на ПК.

3. 1.1 Открытие последовательного порта

Во-первых, нам нужно инициализировать соединение через последовательный порт, которое позволит нам обмениваться данными между XMC и ПК.

Это делается:

 Serial.begin(BAUDRATE)   открывает последовательное соединение и устанавливает скорость передачи данных через это соединение. Эта скорость передачи должна совпадать на стороне платы и на стороне ПК. В нашем примере скорость передачи Sense2GoL составляет 38400 .
 

3.1.2 Включение чипа радара

Во-вторых, чтобы использовать встроенный чип радара BGT24LTR11, мы должны сначала включить его через  BGT_ON     pin (  BGT_ON — см. здесь ).
Поскольку управляемый переключатель для этого низкоактивен, нам нужно отключить  BGT_ON    контакт , чтобы включить BGT.

Это делается:

ПРИМЕЧАНИЕ. Работа с внешней платой

Sense2GoL также может работать с внешней платой для сбора данных и обработки сигналов.
Дополнительные сведения о работе с внешней платой см. на странице устройства Sense2GoL.
Обратите внимание: если вы используете Sense2GoL с внешней платой, описанные выше действия немного отличаются.

После того, как вы загрузили приведенный выше код на встроенный XMC, чтобы включить BGT, вам необходимо подключить  VCCIN    (питание 5 В) и  GND  (земля) к соответствующим контактам вашей платы.
Теперь подключите аналоговые контакты IF_I_HG  и IF_Q_HG   на некоторые аналоговые входы вашей собственной платы, и вы готовы к работе.

 

3.2 Чтение данных

Далее мы хотим прочитать необработанные данные в методе  цикл . Необработанные данные радиолокационного чипа могут восприниматься как усиленный аналоговый сигнал на контактах CH_I и CH_Q (см. здесь).

Теперь нам нужно просто прочитать эти выводы и отправить их значения через соединение последовательного порта на ПК, чтобы оно появилось на последовательной консоли на нашем компьютере.

Это выглядит следующим образом:

   analogRead( PIN )  считывает значение необработанных данных с указанного аналогового вывода. Serial.print(PIN) и Serial.println(PIN) отправляют считанные необработанные данные в последовательное соединение.

Весь код выглядит так:

3.3 Получение d ata

Если вы скомпилировали и загрузили код на плату Sense2GoL, она прочитает необработанные данные и отправит их в последовательное соединение. На вашем компьютере вы можете увидеть его прибытие, открыв последовательный монитор (например, из ArduinoIDE или PlatfromIO).

Поступающие данные будут выглядеть так:

Вы должны увидеть изменение значений при перемещении доски или каких-либо объектов перед антенной.

Поздравляем! Вам только что удалось считать необработанные данные радара с вашего датчика радара.

4. Выборка таймфрейма

ВНИМАНИЕ  

Теперь мы шагнем глубже в мир программирования на C/C++!
Если вы не знакомы с указателями, функциями или концепциями языка Arduino, изучите Справочник по языку Arduino!

Для дальнейшего анализа, т.е. реализации приложений, необходимо рассматривать выборочные IQ-данные в определенные временные рамки. Таким образом, несколько точек данных выбираются с фиксированной частотой выборки (также называемой частотой выборки) и сохраняются в буферах.
Затем можно проанализировать буферизованные данные IQ.

4.1 Создание буферов данных IQ

Для сохранения значений данных IQ с двух аналоговых входных контактов необходимо объявить два целочисленных массива. В этом случае мы называем их буфером I для выборочных данных I(t) и буфером Q для данных Q(t).
Чтобы легко изменить количество выборочных точек данных IQ(t), мы определяем макрос SAMPLES   , который определяет размер буфера, а также определяет количество измеренных точек данных.

4.2 Выборка нескольких точек данных

Теперь, когда у нас есть два буфера для I- и Q-данных, эти сигналы IQ-данные могут быть получены.
Для этого два входных сигнала дискретизируются с фиксированной SAMPLING_RATE  .
Таким образом, два аналоговых входа считываются, ожидается    SAMPLING_TIME_US микросекунд и считывается снова. Это повторяется до тех пор, пока буферы не будут заполнены.
Таким образом, мы объявляем функцию, которая принимает указатели двух буферов и реализует только что описанную функцию.
В результате получается следующая функция:

Теперь, когда у нас есть два буфера, заполненных данными, мы можем указать некоторые вспомогательные функции для этих буферов, которые будут полезны на дальнейших этапах обработки.
Сначала мы определяем функцию, которая возвращает среднее значение содержимого буфера.
Во-вторых, в целях отладки мы реализуем функцию печати, которая отображает содержимое буфера.

4.3 Расчет среднего значения

Очень полезной функцией является расчет среднего значения заполненного буфера. Среднее значение можно использовать для установки порога чувствительности или для этапа предварительной обработки преобразования Фурье.
Поэтому мы объявляем функцию, которая принимает указатель и длину буфера, который мы хотим проанализировать, и возвращает соответствующее среднее значение.
 

4.4 Печать содержимого буфера

В целях отладки очень полезно иметь функцию, отображающую все содержимое буфера. Распечатав буфер в формате файла .csv (значения, разделенные запятыми), передаваемые значения можно легко визуализировать в программах оценки данных (скрипты Python, скрипты Matlab, Excel). Поэтому мы реализуем функцию, которая принимает указатель и длину в буфер и выводит их на последовательный монитор, где каждое значение отделяется точкой с запятой.

4.5 Тестирование выборки временных интервалов

 Теперь, когда все функции и буферы реализованы, пришло время их протестировать. Для этого мы считываем 128 выборок в нашем методе loop() и выводим содержимое буфера и соответствующие средние значения на последовательный монитор. Это делается каждые 5 секунд.
Вы можете найти полный эскиз в нашем разделе списка : L1. Выборка периода тестирования

5. Приспособление: открыватель двери

 

Устройство открывания дверей — классическое применение радарных датчиков. Цель состоит в том, чтобы обнаруживать уходящих или приближающихся людей или объекты, чтобы автоматически открывать или закрывать дверь.
Это можно сделать несколькими способами. Самый простой — просто анализировать сигналы IQ(t) во времени.
Таким образом, в нашем алгоритме обработки сигналов нам нужно анализировать только простые необработанные сигналы времени.

5. 1 Обработка сигналов 

Как объяснялось в нашем уроке по теории радиолокации #MakeRadar School, направление движения можно определить, определив опережающий сигнал в фазе. В случае направления движения к радару сигнал I(t) будет опережать сигнал Q(t), а от радара сигнал Q(t) опережает сигнал I(t).

Обработка сигналов в деталях

Рисунок 5.1: Выборка IQ(t)-данных во времени для удаляющегося объекта (слева) и выборка IQ-данных во времени для приближающегося объекта (справа).

Теперь необходимо определить, какой сигнал является ведущим. Как видно из рисунка 5.1, сигнал Q(t) явно опережает сигнал I(t) по фазе при выходе из радиолокационного датчика и наоборот.
Таким образом, определение должно быть реализовано в нашем коде обработки сигналов.

Индикатор опережающего/запаздывающего сигнала

Один из способов сделать это — рассмотреть фронты сигнала Q(t) (рис. 5.1 (синий)) в поворотных точках сигнала I(t) ( Рисунок 5. 1 (красный)). В зависимости от направления краев указывается опережающий или, соответственно, отстающий сигнал.

Q-singal фронт \ точка поворота I-signal	Минимум	Максимум
Передний край	Отправление	Приближается
Задний фронт	Приближается	Отправление

В зависимости от длительности кадра IQ(t)-сигнала можно наблюдать ребра в нескольких поворотных точках. Увеличивая/уменьшая значение индикатора для различных точек разворота, можно учитывать среднее направление во временном интервале.

Чувствительность

Чтобы игнорировать небольшие движения перед радаром, мы можем рассматривать только точки поворота за пределами диапазона чувствительности вокруг среднего значения сигнала IQ(t) (рис. 5.1 (черный цвет)). Таким образом, рассматриваются только более высокие величины I(t)-сигналов.

5.1 Реализация

Теперь, когда мы обсудили идею обработки сигнала, мы можем приступить к реализации открывателя двери.
После предварительной работы по сбору необработанных данных нам осталось только реализовать дополнительную функцию, определяющую направление движения в буферизованных IQ(t)-данных.
На следующем этапе мы должны реализовать функциональность нашей двери в нашем методе OUTPUT.

Начнем с определения направления!

Возвращаемое значение нашей функции должно быть направлением движения, тогда как «1» указывает на приближающееся движение, а «-1» — на удаляющееся. Отсутствие движения обозначается ‘0’. В основном для определения необходимо проанализировать два буфера сигналов IQ(t) и, таким образом, передать их функции.
Вместе с шагами, уже описанными в Обработка сигнала Получена следующая функция секции:

Применим его к двери!

Поскольку мы реализуем только «виртуальный» открыватель двери, мы печатаем только реакцию двери в нашем последовательном мониторе.