Merge branch 'main' of http://uit.mpei.ru/git/GoloshchapovDY/python-labs

TEMA4/report.md

@@ -0,0 +1,394 @@
+# Отчет по теме 4
+
+Голощапов Дмитрий, А-01-23
+
+# 1 Подготовка к началу работы
+
+Запуск оболочки IDLE и установка рабочего каталога
+
+	>>>import os
+	>>>os.chdir('C:\\Users\\Дмитрий\\OneDrive\\Рабочий стол\\Goloshchapov\\python-labs\\TEMA4')
+
+# 2 Изучение стандартных встроенных функций 
+
+# 2.1 Изучение функции округления
+
+Была применена функция round с одним и двумя аргументами и изучены различия между указанием одного и двух аргументов.
+
+	>>>round(123.456,1)
+	123.5
+	>>>round(123.456,0)
+	123.0
+	>>>type(round(123.456,1))
+	<class 'float'>
+	>>>type(round(123.456,0)) #В результате получаются числа класса float, так как указано сколько цифр после запятой нужно оставить. Два вышеупомянутых варианта отличаются именно количесивом цифр, оставленных после запятой при округлении.
+	<class 'float'>
+	>>>round(123.456)
+	123
+	>>>type(round(123.456)) #В данном случае получается число типа int, так как не указано количество цифр после запятой, и по умолчанию число округляется до целого.
+	<class 'int'>
+
+# 2.2 Изучение функции создания последовательности
+
+Была применена функция range с тремя и с одним аргументо и изучена разница  между этими способами применения функции.
+
+	>>>gg=range(76,123,9)
+	>>> type(gg)
+	<class 'range'>
+	>>>list(gg)
+	[76, 85, 94, 103, 112, 121]
+	>>>range(23) #При указывание одного аргумента строится последовательность от 0 до указанного числа не включительно, с шагом 1.
+	range(0, 23)
+	>>>list(range(23))
+	[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]
+
+# 2.3 Изучение функции zip
+
+Была применена функция zip и произведена попытка обращения к элементу созданной последовательности по индексу.
+
+	>>> qq=["Goloshchapov", "Filipov", "Xodyuck", "Ivanov"]
+	>>> ff=zip(gg,qq)
+	>>> tuple(ff) #В итоге получится последовательность из 4 элементов, так как в qq 4 элемента, а в gg 6. Длина равна длине самого короткого списка.
+	((76, 'Goloshchapov'), (85, 'Filipov'), (94, 'Xodyuck'), (103, 'Ivanov'))
+	>>> ff[1] #Исходя из текста ошибки, можно сказать, что zip обьекты не поддерживают доступ по индексу.
+	Traceback (most recent call last):
+  	File "<pyshell#16>", line 1, in <module>
+    	ff[1]
+	TypeError: 'zip' object is not subscriptable
+
+# 2.4 Изучение функции eval 
+
+Была применена функция eval.
+
+	>>> fff=float(input('коэффициент усиления=')); dan=eval('5*fff-156')
+	коэффициент усиления=5
+	>>> fff
+	5.0
+	>>> dan
+	-131.0
+
+# 2.5 Изучение функции exec
+
+Была применена функция exec.
+
+	>>> exec(input('введите инструкции:'))
+	введите инструкции:perem=-123.456;gg=round(abs(perem)+98,3)
+	>>> gg
+	221.456
+
+# 2.6 Изучение ряда полезных функций (abs, pow, max, min, sum, divmod, len, map)
+
+Был изучен и применен ряд полезных функций:
+
+abs - выдает значение по модулю;
+len - выдает длину обьекта;
+max - выдает максимальное число из списка введенных в аргумент; 
+min - выдает минимальное число из списка введенных в аргумент;
+pow - при двух аргументах: возводит первый в степень второго, при наличие третьего аргумента делит получившийся результат на третий аргумент и показывает остаток;
+sum - суммирует числа;
+divmod  - возвращает кортеж (a // b, a % b), где а и b соответственно первый и второй аргумент;
+map - применяет функцию из первого аргумента к каждому элементу итерируемого обьекта, который указан во втором аргументе.
+
+	>>>abs(-5)
+	5
+	>>>len("hi")
+	2
+	>>>max(3, 4)
+	4
+	>>>min(3, 4)
+	3
+	>>>pow(3, 2)
+	9
+	>>>pow(3, 2, 3)
+	0
+	>>>sum([2, 3])
+	5
+	>>>divmod(7, 2)
+	(3, 1)
+	>>>list(map(lambda x: x*2, [1, 2, 3, 4]))
+	[2, 4, 6, 8]
+
+# 3 Изучение функций из модуля math для работы с математическими выражениями и операциями.
+
+Был импортирован и изучен модуль math. Были изучены и применены некоторые функции из модуля math.
+
+sin - считает и выдает синус аргумента в радианах;
+acos - считает и выдает арккосинус аргумента в радианах;
+degrees - переводит число в радианах в градусы;
+radians - переводит число в градусах в радианы;
+exp - выдает значение числа e возведенного в степень, которая указана в аргументе;
+log - считает натуральный логарифм числа;
+log10 - считает делятичный логарифм числа;
+sqrt - считает корень из числа в аргументе;
+ceil - округляет число вверх;
+floor - округляет число вниз;
+pi - данная функция является представлением числа пи в питоне.
+
+	>>>import math
+	>>>dir(math)
+	['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'cbrt', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'exp2', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fma', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'sumprod', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']
+	>>>help(math.factorial)
+	Help on built-in function factorial in module math:
+
+	factorial(n, /)
+    	Find n!.
+
+	>>>math.factorial(5)
+	120
+	>>>math.sin(180)
+	-0.8011526357338304
+	>>>math.acos(0.5)
+	1.0471975511965979
+	>>>help(math.degrees)
+	Help on built-in function degrees in module math:
+
+	degrees(x, /)
+    	Convert angle x from radians to degrees.
+
+	>>>math.degrees(0.5)
+	28.64788975654116
+	>>>math.radians(28)
+	0.4886921905584123
+	>>>math.exp(1)
+	2.718281828459045
+	>>>math.log(1)
+	0.0
+	>>>math.log10(1)
+	0.0
+	>>>math.sqrt(9)
+	3.0
+	>>>help(math.ceil)
+	Help on built-in function ceil in module math:
+
+	ceil(x, /)
+    	Return the ceiling of x as an Integral.
+
+    	This is the smallest integer >= x.
+
+	>>>math.ceil(4.7)
+	5
+	>>>math.floor(4.7)
+	4
+	>>>math.pi
+	3.141592653589793
+	>>>math.sin(2*math.pi/7+math.exp(0.23))
+	0.8334902641414562
+
+# 4 Изучение модуля cmath для работы с комплексными числами
+
+Был импортирован и изучен модуль cmath и применены функции для извлечения корня и расчета фазы комплексного числа.
+
+	>>>import cmath
+	>>>dir(cmath)
+	['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atanh', 'cos', 'cosh', 'e', 'exp', 'inf', 'infj', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'log', 'log10', 'nan', 'nanj', 'phase', 'pi', 'polar', 'rect', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau']
+	>>>cmath.sqrt(1.2-0.5j)
+	(1.118033988749895-0.22360679774997896j)
+	>>>cmath.phase(1-0.5j)
+	-0.4636476090008061
+
+# 5 Изучения стандартного модуля randon для работы с псевдослучайными числами
+
+Были самостоятельно изучены и применены методы модуля random:
+
+random - равномерно распределенное случайное число;  
+uniform- равномерно распределенное случайное число в диапазоне, заданном двумя аргументами;  
+randint - случайные целые числа в диапазоне от значения первого аргумента до значения второго;
+gauss - нормально распределенное случайное число с средним равным первому аргументу и стандартным отклонением равным второму аргументу; 
+choice - случайный выбор из совокупности указанной в аргументе; 
+shuffle - случайная перестановка элементов списка в аргументе; 
+sample - случайный выбор подмножества элементов из списка в первом аргументе (количество элементов равно числу, указанному во втором аргументе); 
+betavariate - случайное число с бета-распределением, где альфа равна первому аргументу, а бета равна второму аргументу;
+gammavariate - случайное число с гамма-распределением, где альфа равна первому аргументу, а бета равна второму аргументу.
+
+Также был самостоятельно создан список с 4 случайными значениями, подчиняющимися, соответственно, равномерному, нормальному, бета и гамма – распределениям и с любыми допустимыми значениями параметров этих распределений.
+
+	>>>import random
+	>>>dir(random)
+	['BPF', 'LOG4', 'NV_MAGICCONST', 'RECIP_BPF', 'Random', 'SG_MAGICCONST', 'SystemRandom', 'TWOPI', '_ONE', '_Sequence', '_Set', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_accumulate', '_acos', '_bisect', '_ceil', '_cos', '_e', '_exp', '_floor', '_index', '_inst', '_isfinite', '_log', '_os', '_pi', '_random', '_repeat', '_sha512', '_sin', '_sqrt', '_test', '_test_generator', '_urandom', '_warn', 'betavariate', 'choice', 'choices', 'expovariate', 'gammavariate', 'gauss', 'getrandbits', 'getstate', 'lognormvariate', 'normalvariate', 'paretovariate', 'randbytes', 'randint', 'random', 'randrange', 'sample', 'seed', 'setstate', 'shuffle', 'triangular', 'uniform', 'vonmisesvariate', 'weibullvariate']
+	>>>help(random.seed)
+	Help on method seed in module random:
+
+	seed(a=None, version=2) method of random.Random instance
+    	Initialize internal state from a seed.
+    
+    	The only supported seed types are None, int, float,
+    	str, bytes, and bytearray.
+    
+    	None or no argument seeds from current time or from an operating
+    	system specific randomness source if available.
+    
+    	If *a* is an int, all bits are used.
+    
+    	For version 2 (the default), all of the bits are used if *a* is a str,
+    	bytes, or bytearray.  For version 1 (provided for reproducing random
+    	sequences from older versions of Python), the algorithm for str and
+    	bytes generates a narrower range of seeds.
+
+	>>> random.seed()
+	>>> r = random.random()
+	>>> r
+	0.566968813410544
+	>>> u = random.uniform(1, 10)
+	>>> u
+	8.395257535596317
+	>>> rnd = random.randint(1, 10)
+	>>> rnd
+	1
+	>>> g = random.gauss(0, 1)
+	>>> g
+	0.7923172140812969
+	>>> l = ["a", "b", "c"]
+	>>> ch = random.choice(l)
+	>>> ch
+	'b'
+	>>> random.shuffle(l)
+	>>> l
+	['b', 'c', 'a']
+	>>> s = random.sample(l, 2)
+	>>> s
+	['c', 'b']
+	>>> b = random.betavariate(2, 5)
+	>>> b
+	0.30401704168811955
+	>>> g = random.gammavariate(2, 2)
+	>>> g
+	4.631853628453073
+	>>> random_list = [random.uniform(1, 10), random.gauss(5, 2), random.betavariate(2, 5),  random.gammavariate(2, 2)]
+	>>> random_list
+	[3.2315627374553832, 4.74773932227122, 0.25797354673276174, 2.476042709934176]
+
+# 6 Изучение модуля time для работы со временем и календарями
+
+Были изучены и применены методы из модуля time:
+
+time - возвращает время в секундах, прошедшее с начала эпохи, за которое обычно принимается 1.01.1970г;
+gmtime - возвращает объект класса struct_time, содержащий полную информацию о текущем времени (UTC): год (tm_year), месяц (tm_mon), день tm_mday)...;
+localtime - для получения «местного» времени (которое стоит на компьютере);
+asctime - преобразовывает представление времени из кортежа в строку (просто отображает время в формате строки);
+ctime - преобразовывает время в секундах, прошедшего с начала эпохи, в строку;
+sleep - прерывает работу программы на заданное время в секундах; 
+mktime - преобразовает время из типа кортежа или struct_time в число секунд с начала эпохи.
+
+	>>> import time
+	>>> dir(time)
+	['_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'monotonic_ns', 'perf_counter', 'perf_counter_ns', 'process_time', 'process_time_ns', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'thread_time', 'thread_time_ns', 'time', 'time_ns', 'timezone', 'tzname']
+	>>> c1=time.time()
+	>>> c1
+	1759240944.8244405
+	>>> c2=time.time()-c1
+	>>> c2
+	19.052595853805542
+	>>> dat=time.gmtime()
+	>>> dat
+	time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=9, tm_mday=30, tm_hour=14, tm_min=3, tm_sec=22, tm_wday=1, tm_yday=273, tm_isdst=0)
+	>>> dat.tm_mon
+	9
+	>>> dat.tm_hour
+	14
+	>>> tim=time.localtime()
+	>>> tim
+	time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=9, tm_mday=30, tm_hour=17, tm_min=5, tm_sec=35, tm_wday=1, tm_yday=273, tm_isdst=0)
+	>>> time.asctime()
+	'Tue Sep 30 17:06:29 2025'
+	>>> time.ctime()
+	'Tue Sep 30 17:06:47 2025'
+	>>> time.sleep(2) #Две секунды в IDLE не появлялось приглашение для ввода команды.
+	>>> time.mktime(tim)
+	1759241135.0
+	>>> time.localtime(c1)
+	time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=9, tm_mday=30, tm_hour=17, tm_min=2, tm_sec=24, tm_wday=1, tm_yday=273, tm_isdst=0)
+
+# 7 Изучение графических функций
+
+Был создан линейный график, на котором изображена зависимость сигналов от времени.
+
+	>>> import pylab
+	>>> x=list(range(-3,55,4))
+	>>> t=list(range(15))
+	>>> x;t
+	[-3, 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33, 37, 41, 45, 49, 53]
+	[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]
+	>>> pylab.plot(t,x)
+	[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000002666C2AE490>]
+	>>> pylab.title('Первый график')
+	Text(0.5, 1.0, 'Первый график')
+	>>> pylab.xlabel('время')
+	Text(0.5, 0, 'время')
+	>>> pylab.ylabel('сигнал')
+	Text(0, 0.5, 'сигнал')
+	>>> pylab.show()
+
+![](Ris1.png)
+
+Далее были созданы два линейных графика на одном поле. (По оси y - значения из списка, по оси х - порядковый номер значений).
+
+	>>> X1=[12,6,8,10,7]
+	>>> X2=[5,7,9,11,13]
+	>>> pylab.plot(X1)
+	[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000002666DAA2D50>]
+	>>> pylab.plot(X2)
+	[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000002666DAA2E90>]
+	>>> pylab.show()
+
+![](Ris1.1.png)
+
+Также была создана круговая диаграмма.
+
+	>>> region=['Центр','Урал','Сибирь','Юг']
+	>>> naselen=[65,12,23,17]
+	>>> pylab.pie(naselen,labels=region)
+	([<matplotlib.patches.Wedge object at 0x000002666C285160>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000002666D04C7D0>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000002666D04CB90>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000002666D04CE10>], [Text(-0.191013134139045, 1.0832885038559115, 'Центр'), Text(-0.861328292412156, -0.6841882582231001, 'Урал'), Text(0.04429273995539947, -1.0991078896938387, 'Сибирь'), Text(0.9873750693480946, -0.48486129194837324, 'Юг')])
+	>>> pylab.show()
+
+![](Ris2.png)
+
+Самостоятельно была создана гистограмма (по оси у - частота повторения значений, по оси х сами значения)
+
+	>>> data = [1, 2, 3, 3, 2, 3, 3, 3, 2]
+	>>> pylab.hist(data, bins=3)
+	(array([1., 3., 5.]), array([1.        , 1.66666667, 2.33333333, 3.        ]), <BarContainer object of 3 artists>)
+	>>> pylab.title("Гистограмма")
+	Text(0.5, 1.0, 'Гистограмма')
+	>>> pylab.show()
+
+![](Ris3.png)
+
+Самостоятельно была создана столбиковая диаграмма, где по оси х - категории, а по оси у - значения, относящиеся к каждой категории.
+
+	>>> c = ['A', 'B', 'C', 'D']
+	>>> v = [25, 40, 30, 50]
+	>>> pylab.bar(c, v)
+	<BarContainer object of 4 artists>
+	>>> pylab.title("Столбиковая диаграмма")
+	Text(0.5, 1.0, 'Столбиковая диаграмма')
+	>>> pylab.show()
+
+# 8 Изучение модуля statistics для работы в сфере статистики
+
+Самостоятельно был импортирован и изучен модуль statistics. Из него были использованы функции подсчета среднего значения, медианы и моды для выборки в списке.
+
+	>>> import statistics
+	>>> dir(statistics)
+	['Counter', 'Decimal', 'Fraction', 'LinearRegression', 'NormalDist', 'StatisticsError', '_SQRT2', '__all__', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_coerce', '_convert', '_decimal_sqrt_of_frac', '_exact_ratio', '_fail_neg', '_float_sqrt_of_frac', '_integer_sqrt_of_frac_rto', '_isfinite', '_kernel_invcdfs', '_mean_stdev', '_newton_raphson', '_normal_dist_inv_cdf', '_quartic_invcdf', '_quartic_invcdf_estimate', '_random', '_rank', '_sqrt_bit_width', '_sqrtprod', '_ss', '_sum', '_triweight_invcdf', '_triweight_invcdf_estimate', 'acos', 'asin', 'atan', 'bisect_left', 'bisect_right', 'correlation', 'cos', 'cosh', 'count', 'covariance', 'defaultdict', 'erf', 'exp', 'fabs', 'fmean', 'fsum', 'geometric_mean', 'groupby', 'harmonic_mean', 'hypot', 'isfinite', 'isinf', 'itemgetter', 'kde', 'kde_random', 'linear_regression', 'log', 'math', 'mean', 'median', 'median_grouped', 'median_high', 'median_low', 'mode', 'multimode', 'namedtupl	e', 'numbers', 'pi', 'pstdev', 'pvariance', 'quantiles', 'random', 'reduce', 'repeat', 'sin', 'sqrt', 'stdev', 'sumprod', 'sys', 'tan', 'tau', 'variance']
+	>>> data = [1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 6]
+	>>> mean = statistics.mean(data)
+	>>> mean
+	3.6666666666666665
+	>>> median = statistics.median(data)
+	>>> median
+	4
+	>>> mode = statistics.mode(data)
+	>>> mode
+	5
+
+# 9 Завершение работы в IDLE
+
+Был завершен сеанс в среде IDLE.
+
+
+
+
+
+
+
+

TEMA4/task.md

@@ -0,0 +1,57 @@
+# Общее контрольное задание по теме 4
+
+Голощапов Дмитрий, А-01-23
+
+# Задание
+
+Реализовать, записать в текстовый файл и проанализировать результаты последовательности инструкций, выполняющих следующие действия:
+    
+• Напишите и исполните единое выражение, реализующее последовательное выполнение следующих операций: вычисление фазы комплексного числа 0.2+0.8j, округление результата до двух знаков после запятой, умножение полученного значения на 20, получение кортежа из двух значений: округленное вниз значение от деления результата на 3 и остатка от этого деления. 
+    
+• Создайте объект класса struct_time с временными параметрами для текущего московского времени. Создайте строку с текущим часом и минутами.
+   
+• Создайте список с элементами – названиями дней недели. Сделайте случайную выборку из этого списка с тремя днями недели. 
+    
+• Напишите инструкцию случайного выбора числа из последовательности целых чисел от 14 до 32 с шагом 3.
+    
+• Сгенерируйте нормально распределенное число N с математическим ожиданием 15 и стандартным отклонением 4 и округлите его до целого значения. Создайте список с N элементами – случайно выбранными буквами латинского алфавита.
+    
+• Напишите инструкцию для определения временного интервала в минутах, прошедшего с момента предыдущего (из п.2) определения временных параметров.
+
+# Решение 
+
+	>>> divmod((round(cmath.phase(0.2+0.8j), 2))*20, 3)
+	(8.0, 2.6000000000000014)
+	>>> divmod(math.floor((round(cmath.phase(0.2+0.8j), 2))*20), 3) #Для получения остатка в целом виде и делении целых чисел, можно использовать такое выражение.
+	(8, 2)
+
+	>>> v = time.localtime()
+	>>> v
+	time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=9, tm_mday=30, tm_hour=18, tm_min=48, tm_sec=25, tm_wday=1, tm_yday=273, tm_isdst=0)
+	>>> st = v.tm_hour, v.tm_min
+	>>> st
+	(18, 48)
+	>>> st = str(v.tm_hour)+" hour "+str(v.tm_min)+" min "
+	>>> st
+	'18 hour 48 min '
+
+	>>> ned = ["пн", "вт", "ср", "чт", "пт", "сб", "вскр"]
+	>>> random.sample(ned, 3)
+	['чт', 'сб', 'пт']
+
+	>>> random.choice(list(range(14, 33, 3)))
+	26
+
+	>>> N = round(random.gauss(15, 4))
+	>>> N
+	12
+	>>> import string #Импортировали модуль в котором есть латинский алфавит, чтобы из него выбрать буквы. Без использования этого модуля создавать список с алфавитом нужно было бы вручную.
+	>>> random.sample(string.ascii_letters, N)
+	['q', 'F', 'z', 'E', 'd', 'C', 'k', 'N', 'e', 'n', 'm', 'V']
+
+	>>> time.localtime().tm_min - v.tm_min
+	21
+
+
+
+