python入門

　ここでは, 計算機プログラミングとそれに関する数学を学ぶ。機械学習（人工知能; AI)などの最新の情報処理技術を学ぶための基礎づくりである。このページは, 筑波大学生物資源学類「基礎数学」「実用解析I」の教材を元に作ったページである。(2018年度から開始; 随時改訂中)

pythonの初歩

目標: プログラミング言語pythonがどういうものか（オープンソース, オブジェクト指向）基本的な操作（実行環境, スクリプト, 変数, リスト, ループ）を理解し, 自力で扱えるようになる。

• python入門: 1. python初経験!
• python入門: 2. pythonの概要
• python入門: 3. データの型
• python入門: 4. 演算
• python入門: 5. リスト
• python入門: 6. 繰り返し処理
• python入門: 7. インデントが大事!
• python入門: 8. オブジェクト指向とは

レポート課題

おまけ: pythonの魔法のコマンドはhelp()。なんかわからないオブジェクトがあったら, help(なんか)と打つと, それに関する詳細が表示される。

pythonのモジュールと関数

目標: pythonのnumpyモジュールやmatplotlibモジュールを用いて, 数学処理・グラフ描画ができるようになる。

• python入門: 9. numpyモジュール
• python入門: 10. 数列の和
• python入門: 11. 関数
• python入門: 12. matplotlib.pyplotモジュール

レポート課題

pythonで行列計算・画像

目標: pythonで行列（画像）を扱うスキルを学び, それを用いて, 空間的な数学処理ができるようになる。

• python入門: 13. 行列をいじってみよう!
• python入門: 14. 2変数関数と曲面
• python入門: 15. 複素関数

レポート課題

pythonで微分・積分・微分方程式

• python入門: 16. 数値微分
• python入門: 17. 数値積分
• python入門: 18. Euler法で微分方程式を解こう

発展課題

• python入門: 血液型の人口動態シミュレーション（2020年度 基礎数学II 期末課題）
• python入門: 遺伝的浮動のシミュレーション

• ウェブ教材: https://www.python.jp/train/index.html
• Pythonについて
  • 森巧尚「Python１年生」翔泳社 ... 簡単。プログラミング初心者に良い。
  • 柴田敦「みんなの Python」SBクリエイティブ ... 中くらいの難易度。私はこれが好き。バランスが良い。
  • 柴田望洋 「新・明解Python入門」SBクリエイティブ ... 高い難易度。細かいこともきちんと書いてある。ちゃんと理解したい時に役立つ。

• プログラミングはスマートなものではなく泥臭いです。初心者はもちろん, 上級者でもガンガン間違えるしガンガン失敗します。エラーがガンガン出ます。
• だからうまくいかなくても「自分はプログラミングに向いていない」とか自信を無くしてはダメです。誰がやっても間違うのが普通です。打ってはエラー, 打ってはエラー, の繰り返しです。
• 諦めずに色々試すうちに工夫を覚えます。エラーがどういうときに出るかわかり始めます。みんなそうやって上達するのです。
• 受験慣れした人は「間違えることを恐れる」「正解をすぐに欲しがる」「正解は一つに決まると思っている」という傾向がありますが, これらはプログラミングではマイナスです。プログラミングはガンガン間違えるし（むしろ間違えずに一発で動くのは奇跡）, 正解は一つではないし（同じような機能のプログラムも, 組む人によって千差万別）, 自分で試行錯誤して作っていくものです。むしろプログラミングを学ぶことで受験慣れを卒業し, 一歩「大人」になるのです。
• 几帳面さが必要です。言葉や記号を丁寧に扱いましょう。プログラミング言語には記号ひとつひとつに意味があり, ちょっとでも間違えたら動きません。
  • ドットとコンマの区別
  • コロンとセミコロンの区別
  • 大文字と小文字の区別
  • スペースの有無
  • スペルの打ち間違い

こういう細かいところでミスを頻発すると疲弊します。

• 決まった「正解」があると思わないようにしましょう。プログラミングは「ひとつの目的にも多くのアプローチがある」ものです。決まりきった答を探すのでなく, 自分で考え, 見つけるのです。「ちゃんと動く」ことが正義であり正解です。
• 人に聞こう。わからなくて煮詰まったときは, 人のアドバイスが劇的に事態を打開することがあります。聞き方に注意しよう！→ https://qiita.com/seki_uk/items/4001423b3cd3db0dada7
• 人に「答」を教わろうとしない。↑これと矛盾するようですが, あなたの組んだプログラムの正解はあなたが見つけるのです。
• ChatGPTに聞くのも良いかもしれません。
• 丸暗記しないでよい。プログラミングは暗記するものでなく言語です。使って慣れて理解していくもの。
• 粘り強くやろう。粘り強さは決定的に重要です。組んだプログラムが一発で動くことはほとんどありません。動くまで頑張る・粘るのです。

メモ: PythonもRも, 「オープンソース」です。オープンソースの開発者がどういう人たちで, 何を考えているのか, こちらの記事を読んでみて下さい!!