diff --git a/TEMA4/pictures/Bar1.png b/TEMA4/pictures/Bar1.png new file mode 100644 index 0000000..fc66897 Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/Bar1.png differ diff --git a/TEMA4/pictures/Hist1.png b/TEMA4/pictures/Hist1.png new file mode 100644 index 0000000..e3116d8 Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/Hist1.png differ diff --git a/TEMA4/pictures/Ris1.png b/TEMA4/pictures/Ris1.png new file mode 100644 index 0000000..cd6850e Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/Ris1.png differ diff --git a/TEMA4/pictures/Ris2.png b/TEMA4/pictures/Ris2.png new file mode 100644 index 0000000..6ed62d0 Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/Ris2.png differ diff --git a/TEMA4/pictures/Ris3.png b/TEMA4/pictures/Ris3.png new file mode 100644 index 0000000..93cebca Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/Ris3.png differ diff --git a/TEMA4/pictures/figure0.png b/TEMA4/pictures/figure0.png new file mode 100644 index 0000000..6594efd Binary files /dev/null and b/TEMA4/pictures/figure0.png differ diff --git a/TEMA4/report.md b/TEMA4/report.md new file mode 100644 index 0000000..89538d3 --- /dev/null +++ b/TEMA4/report.md @@ -0,0 +1,351 @@ +# Отчет по теме 4 + +Степанов Артём, А-02-23 + +## Встроенные функции + +### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола. + +В оболочке IDLE установил актуальный рабочий каталог, а затем в нём создал рабочий протокол. + +![Скриншот созданного рабочего протокола](pictures/figure0.png) + +### 2. Изучение стандартных функций. + +#### 2.1. Функция __round__. + +Функция __round__ позволяет округлить переданное ей число до указанного количества знаков после запятой или, если последнее не указано, до целой части числа. + +```py +>>> help(round) + Help on built-in function round in module builtins: + + round(number, ndigits=None) + Round a number to a given precision in decimal digits. + + The return value is an integer if ndigits is omitted or None. Otherwise + the return value has the same type as the number. ndigits may be negative. + +>>> round(123.456, 1) # Округление до 1-го знака в дробной части + 123.5 # Результат - вещественное число +>>> round(123.456, 0) # Округление до 0-го знака в дробной части + 123.0 # Результат - вещественное число +>>> round(123.456) # Округление без указания знака, до которого нужно округлять (по умолчанию - округление до целой части) + 123 # Результат - целое число +``` + +#### 2.2. Функция __range__. + +Функция __range__ позволяет создать "итерируемый объект" класса range, содержащий последовательность целых чисел с заданным шагом. При передаче в эту функцию только одного аргумента, он будет считаться как правая граница диапазона значений, а левой границей и шагом будут числа 0 и 1 соответственно. + +```py +>>> gg = range(76, 123, 9) # Создание "итерируемого объекта" класса range с указанными границами и шагом +>>> gg + range(76, 123, 9) +>>> list(gg) # Преобразование "итерируемого объекта" класса range в список + [76, 85, 94, 103, 112, 121] +>>> range(23) # Создание "итерируемого объекта" класса range без указания левой границы и шага + 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. Функция __zip__. + +Функция __zip__ позволяет создать общий объект, элементами которого являются кортежи, состоящие из элементов переданных объектов последовательностей. Важно заметить, что длина результирующего объекта равна длине самого короткого объекта из переданных функции. + +```py +>>> qq = ["Степанов", "Киреев", "Беженарь", "Володин"] +>>> ff = zip(gg ,qq) +>>> ff + +>>> tuple(ff) + ((76, 'Степанов'), (85, 'Киреев'), (94, 'Беженарь'), (103, 'Володин')) +>>> ff[1] # К "итерируему объекту" класса zip нельзя обратиться оп индексу + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + ff[1] + TypeError: 'zip' object is not subscriptable +``` + +#### 2.4. Функция __eval__. + +С помощью функции __eval__ можно вычислять значения выражений, представленных в виде символьной строки и корректно записаннх нааа языке Python. + +```py +>>> fff = float(input("Коэффициент усиления = ")); dan = eval('5 * fff - 156') + Коэффициент усиления = 50 +>>> dan + 94.0 +``` + +#### 2.5. Функция __exec__. + +Существует также достаточно похожая на __eval__ функция __exec__, которая позволяет записывать и выполнять объекты-аргументы функции, которые также должны быть записаны в соответствии с синтаксисом языка Python. + +```py +>>> exec(input('Введите инструкции: ')) + Введите инструкции: perem = -123.456; gg = round(abs(perem) + 98, 3) +>>> gg + 221.456 +``` + +#### 2.6. Остальные встроенные функции. + +Помимо рассмотренных выше встроенных функциий существует и масса других. Работа некоторых из них представлена ниже. + +```py +>>> abs(-100) # Получение модуля числа + 100 +>>> pow(2, 5) # Возведение чисда в степень + 32 +>>> max(1, 2, 3, 10) # Получение максимального числа из переданной последовательности + 10 +>>> min(1, 2, 3, 10) # Получение минимального числа из переданной последовательности + 1 +>>> sum([1, 2, 3, 10]) # Суммирование элементов переданной последовательности + 16 +>>> divmod(11, 4) # Получение кортежа с двумя элементами: результатами целочисленного деления и деления с остатком + (2, 3) +>>> def square(x): +... return x ** 2 +... +>>> map(square, [1, 2, 3, 10]) # Применение заданной функции ко всем элементам переданной последовательности + +>>> list(map(square, [1, 2, 3, 10])) + [1, 4, 9, 100] +``` + +### 3. Изучение функций из стандартного модуля __math__. + +Стандартный модуль __math__ содержит в себе множество математических функций, работа которых будет рассмотрена ниже. Для того, чтобы использовать данные функции, необходимо предварительно загрузить сам модуль с мощью инструкции __import__. + +```py +>>> 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', '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', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp'] +>>> help(math.factorial) + Help on built-in function factorial in module math: + + factorial(n, /) + Find n!. + + Raise a ValueError if x is negative or non-integral. + +>>> math.factorial(5) # Расчет факториала числа + 120 +>>> math.sin(math.pi / 6) # Расчет синуса числа + 0.49999999999999994 +>>> math.acos(0.5) * 180 / math.pi # Расчет арккосинуса числа + 60.00000000000001 +>>> math.degrees(math.pi / 6) # Перевод угла в радианах в градусы + 29.999999999999996 +>>> math.radians(60) # Перевод угла в градусах в радианы + 1.0471975511965976 +>>> math.exp(2) # Возведение числа Эйлера в определенную степень + 7.38905609893065 +>>> math.log(8, 2) # Вычисление логарифма с определенным основанием + 3.0 +>>> math.log10(100) # Вычисление десятичного логарифма + 2.0 +>>> math.sqrt(64) # Вычисление квадратного корня + 8.0 +>>> math.ceil(4.25) # Округление в большую сторону + 5 +>>> math.floor(4.25) # Округление в меньшую сторону + 4 +``` + +С помощью функций из модуля __math__ можно вычислять значения сложных математических выражений: + +```py +>>> math.sin(2 * math.pi / 7 + math.exp(0.23)) + 0.8334902641414562 +``` + +### 4. Изучение функций из модуля __cmath__. + +Модуль __cmath__ предлагает функции для работы с комплексными числами. + +```py +>>> 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) # Вычисление квадратного корня из комплексного числа + (1.118033988749895-0.22360679774997896j) +>>> cmath.phase(1 - 0.5j) # Вычисление фазы комплексного числа + -0.4636476090008061 +``` + +### 5. Изучение стандартного модуля __random__. + +В стандартном модуле __random__ находятся функции для выполнения операций с псевдослучайнми числами и выборками. + +```py +>>> 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() +>>> random.random() # Равномерно распределенное случайное число + 0.1152129653955114 +>>> random.uniform(1, 2) # Равномерно распределенное случайное число + 1.652820336318591 +>>> random.randint(5, 6) # Случайное целое число + 5 +>>> random.gauss(5, 0.2) # Нормально распределенное случайное число + 5.586721832935044 +>>> random.choice(["Apple", "Orange", "Pear"]) # Случайный выбор элемента из совокупности + 'Pear' +>>> fruits = ["Apple", "Orange", "Pear"] +>>> random.shuffle(fruits) # Перемешивание элементов списка +>>> fruits + ['Orange', 'Pear', 'Apple'] +>>> random.sample(fruits, 2) # Получение выборки заданной размерности из совокупности + ['Pear', 'Orange'] +>>> random.betavariate(1, 2) # Случайное число с бета-распределением + 0.3607912068298316 +>>> random.gammavariate(1, 2) # Случайное число с гамма-распределением + 3.0315991157427007 +``` + +Создан список с 4 случайными значениями, подчиняющимися равномерному, нормальному, бета и гамма - рапределениям соответственно: + +```py +>>> [random.uniform(1, 5), random.gauss(2, 1), random.betavariate(1, 2), random.gammavariate(1, 2)] + [4.634488864215074, 3.6175843692296463, 0.03744862534726113, 0.6504992939184938] +``` + +### 6. Изучение функций из модуля __time__. + +Модуль __time__ позволяет использовать функции для работы с календарем и временем. + +```py +>>> 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() # Время в секундах, прошедшее с начала эпохи +>>> c1 + 1760195668.18832 +>>> c2 = time.time() - c1 # Получение времени со ввода предыдущей команды +>>> c2 + 48.85673546791077 +>>> dat = time.gmtime() # Получение полной информации о текущем времени +>>> dat + time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=11, tm_hour=15, tm_min=15, tm_sec=48, tm_wday=5, tm_yday=284, tm_isdst=0) +>>> dat.tm_mon # Получение текущего месяца + 10 +>>> dat.tm_hour # Получение текущего часа + 15 +>>> datLocal = time.localtime() # Получение полной информации о текущем "местном" времени +>>> datLocal + time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=11, tm_hour=18, tm_min=16, tm_sec=38, tm_wday=5, tm_yday=284, tm_isdst=0) +>>> time.asctime(datLocal) # Преобразование представления времени из кортежа в строку + 'Sat Oct 11 18:16:38 2025' +>>> time.ctime(c1) # Преобразование времени в секундах, прошедшего с начала эпохи, в строку + 'Sat Oct 11 18:14:28 2025' +>>> time.sleep(10) # Прерывание работы программы на заданное количество секунд +>>> time.mktime(datLocal) # Преобразование времени из кортежа или структуры в число секунд с начала эпохи + 1760195798.0 +``` + +### 7. Графические функции. + +В развернутой версии Python присутствуют модули пакета matplotlib, в состав которого входит модуль pylab, содержащий ряд полезных функций для графического представления данных. + +```py +>>> import pylab +>>> x = list(range(-3, 55, 4)) +>>> t = list(range(15)) +>>> pylab.plot(t, x) # Создание графика в оперативной памяти компьютера + [] +>>> pylab.title("Первый график") # Добавление названия графика + Text(0.5, 1.0, 'Первый график') +>>> pylab.xlabel("Время") # Добавление названия оси абсцисс + Text(0.5, 0, 'Время') +>>> pylab.ylabel("Сигнал") # Добавление названия оси ординат + Text(0, 0.5, 'Сигнал') +>>> pylab.show() # Отображение графика +``` + +![Первый график](pictures/Ris1.png) + +На одном рисунке можно отобразить несколько графиков: + +```py +>>> X1 = [12, 6, 8, 10, 7]; X2 = [5, 7, 9, 11, 13] +>>> pylab.plot(X1) + [] +>>> pylab.plot(X2) + [] +>>> pylab.show() +``` + +![Второй график](pictures/Ris2.png) + +Также данный модуль дает возможность строить круговые и столбиковые диаграммы и гистограммы. + +```py +>>> region = ["Центр", "Урал", "Сибирь", "Юг"] +>>> naselen = [65, 12, 23, 17] +>>> pylab.pie(naselen, labels = region) + ([, , , ], [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() +``` + +![Круговая диаграмма](pictures/Ris3.png) + +```py +>>> pylab.hist([1, 2, 3, 1, 1, 2, 2, 2, 2], bins = 3) + (array([3., 5., 1.]), array([1. , 1.66666667, 2.33333333, 3. ]), ) +>>> pylab.show() +``` + +![Гистограмма](pictures/Hist1.png) + + +```py +>>> pylab.bar(region, naselen) + +>>> pylab.show() +``` + +![Столбиковая диаграмма](pictures/Bar1.png) + +### 8. Статистические функции из модуля __statistics__. + +В составе модуля __statistics__ находятся различные статистические функции. Работа некоторых из них представлена ниже. + +```py +>>> 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', '_mean_stdev', '_normal_dist_inv_cdf', '_sqrt_bit_width', '_ss', '_sum', 'bisect_left', 'bisect_right', 'correlation', 'covariance', 'defaultdict', 'erf', 'exp', 'fabs', 'fmean', 'fsum', 'geometric_mean', 'groupby', 'harmonic_mean', 'hypot', 'linear_regression', 'log', 'math', 'mean', 'median', 'median_grouped', 'median_high', 'median_low', 'mode', 'mul', 'multimode', 'namedtuple', 'numbers', 'pstdev', 'pvariance', 'quantiles', 'random', 'reduce', 'repeat', 'sqrt', 'stdev', 'sys', 'tau', 'variance'] +>>> statistics.mean([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) # Вычисление среднего + 5 +>>> statistics.stdev([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) # Вычисление среднеквадратичного отклонения + 2.7386127875258306 +>>> statistics.median([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]) # Вычисление медианы + 4.5 +``` + +### 9. Завершение работы со средой. + +Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE. diff --git a/TEMA4/task.md b/TEMA4/task.md new file mode 100644 index 0000000..f37a401 --- /dev/null +++ b/TEMA4/task.md @@ -0,0 +1,51 @@ +# Общее контрольное задание по теме 4 + +Степанов Артём, А-02-23 + +## 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 + +```py +>>> #1 +>>> exec(''' +... import cmath +... result = divmod(round(cmath.phase(0.2 + 0.8j), 2) * 20, 3) +... print(result) +... ''') + (8.0, 2.6000000000000014) +>>> #2 +>>> import time +>>> localTime = time.localtime() +>>> print("Current time: {}:{}".format(localTime.tm_hour, localTime.tm_min)) + Current time: 23:30 +>>> #3 +>>> weekDays = ["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"] +>>> import random +>>> random.sample(weekDays, 3) + ['Saturday', 'Monday', 'Thursday'] +>>> #4 +>>> random.choice(range(14, 33, 3)) + 23 +>>> #5 +>>> N = math.floor(random.gauss(15, 4)) +>>> N + 17 +>>> import string +>>> letters = random.sample(string.ascii_letters, N) +>>> letters + ['P', 'b', 't', 'z', 'R', 'f', 'm', 'O', 'p', 'i', 'j', 'a', 'E', 'r', 'B', 'd', 'y'] +>>> #6 +>>> timeDiff = round(time.time() - time.mktime(localTime)) +>>> print(timeDiff // 60, "minutes and", timeDiff % 60, "seconds") + 19 minutes and 52 seconds +``` \ No newline at end of file