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Unterlagen und Programme für den Python Kurs

Python für Naturwissenschaftler

(Quelle: xkcd)

Kurs-Beschreibung

Python ist eine Skriptsprache, die in den letzten Jahren stark an Beliebtheit zugenommen hat dank ihrer klaren Syntax und der umfassenden Bibliothek an Modulen. Gerade für naturwissenschaftliche Fragestellungen steht davon eine Vielzahl (z.B Numpy, Scipy, ...) bereit, die es erlauben, numerische, statistische und physikalische Probleme mit vergleichsweise geringem Aufwand zu lösen.

Dieser Kurs richtet sich an Naturwissenschaftler, die grundlegende Kenntnisse im Programmieren lernen, und diese auf konkrete Problemstellungen anwenden möchten. Vorkenntnisse im Programmieren sind nicht notwendig.

An jedem Kurstag wird es einen theoretischen Teil geben, in dem ein neues Thema vorgestellt wird. Anschließend können die Teilnehmer dann das neugelernte Wissen an Beispielen erproben.

Der folgende Verlaufsplan zeigt gerade in den späteren Wochen Module und Themen, die angeschnitten werden können, aber nicht müssen. Soll heißen, Vorschläge der Studenten werden gerne angenommen.

Verlaufsplan (vorläufig)

Grundlagen der Programmierung:###

1. Hello World
2. Datentypen und Variablen
3. Operatoren
4. Schleifen
5. Bedingungen
6. Ein- und Ausgabe

• Übungen
• Lösungen

Datentypen in Python:

1. Listen
2. Tupel und Sequenzen
3. Mengen (Sets)
4. Assoziative Arrays (Dictionaries)

• Übungen
• Lösungen

Funktionen, Klassen & Objekte

1. Funktionen
2. Klassen, Objekte

• Übungen
• Lösungen

Module

1. Importieren von Modulen
2. Übersicht über die Standard Library
3. Pip
4. Virtualenv
5. Selbsterstellte Module

• Übungen
• Lösungen

Numpy

1. Arrays
2. Array Arithmetik
3. Indexing/Slicing
4. Daten einlesen und schreiben
5. Lineare Algebra
6. Bildbearbeitung

• Übungen
• Lösungen

Scipy & Matplotlib

Scipy

1. Integration
2. Lineare Regression/Funktionen fitten

Matplotlib

1. Funktionen plotten
2. Histogramme

Datenanalyse mit Pandas

1. Wetterdaten von Halle analysieren

Molecular Dynamics

1. Verlet Algorithmus
2. Simulation eines idealen Gases

Schrödinger Gleichung numerisch lösen

Elektronenstruktur

1. Hartree Fock Methode

Monte Carlo

Python beschleunigen

1. Pypy
2. Cython