Лекция Введение в язык программирования PYTHON

Введение;
История;
Особенности языка;
Отличия Python 2 от Python 3;
Структура программы на языке Python;
Преимущества и недостатки;
Заключение.

Язык программирования Python был создан примерно в 1991 году голландцем Гвидо ван Россумом.

Свое имя – Пайтон (или Питон) – получил от названия телесериала, а не пресмыкающегося.
После того, как Россум разработал язык, он выложил его в Интернет, где уже целое сообщество программистов присоединилось к его улучшению. Python активно совершенствуется и в настоящее время. Часто выходят его новые версии. Официальный сайт http://python.org.

Простой
Лёгкий в освоении
Свободный и открытый
Язык высокого уровня
Портируемый
Интерпретируемый
Объектно-ориентированный
Расширяемый
Встраиваемый
Обширные библиотеки

Python – высокоуровневый язык программирования общего назначения с акцентом на производительность разработчика и читаемость кода
Python и подавляющее большинство библиотек к нему бесплатны и поставляются в исходных кодах. Более того, в отличие от многих открытых систем, лицензия никак не ограничивает использование Python в коммерческих разработках

Интерпретируемый язык программирования ​— язык программирования, в котором исходный код программы не преобразуется в машинный код для непосредственного выполнения центральным процессором, а исполняется с помощью специальной программы-интерпретатора. Т.е. код программы выполняется «на лету», переводится в машинный язык строчка за стройкой во время выполнения программы.

Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом.
Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.

Модульность ​— принцип, согласно которому программа разделяется на отдельные именованные сущности, называемые модулями. Модульность часто является средством упрощения задачи проектирования программы и распределения процесса разработки между группами разработчиков. При разбиении программы на модули для каждого из них указывается реализуемая им функциональность, а также связи с другими модулями

Модульность ​— принцип, согласно которому программа разделяется на отдельные именованные сущности, называемые модулями. Модульность часто является средством упрощения задачи проектирования программы и распределения процесса разработки между группами разработчиков. При разбиении программы на модули для каждого из них указывается реализуемая им функциональность, а также связи с другими модулями

Синтаксис ​— сторона языка программирования, которая описывает структуру программ как набор символов (обычно говорят — безотносительно к содержанию). Синтаксису языка противопоставляется его семантика. Синтаксис языка описывает «чистый» язык, в то время как семантика приписывает значения (действия) различным синтаксическим конструкциям.
Семантика — система правил определения поведения отдельных языковых конструкций. Семантика определяет смысловое значение предложений алгоритмического языка.

Если язык компилируемый (С++):

Программа преобразуется из исходного языка (C++) в язык, понятный компьютеру (бинарный код, 0 и 1) при помощи компилятора. Когда вы запускаете такую программу, компоновщик/загрузчик копирует программу с диска в оперативную память и запускает её.

Python – интерпретируемый язык программирования

Не требует компиляции в бинарный код. Программа выполняется из исходного текста. Он сам преобразует текст в некоторую промежуточную форму, называемую байткодом, а затем переводит его на машинный язык и запускает.
Программы на Python легко переносимы, их достаточно просто скопировать на другой компьютер, и они работают.

Python поддерживает как процедурно-ориентированное, так и объектно-ориентированное программирование.
В процедурно - ориентированных языках программы строятся на основе процедур или функций, которые представляют собой многократно используемые фрагменты программы.
В объектно - ориентированных языках программирования программы строятся на основе объектов, объединяющих в себе данные и функционал. Python предоставляет простые, но мощные средства для ООП, особенно в сравнении с такими большими языками программирования, как C++ или Java.

Программа

Модуль 1

*.py

Модуль 2

*.py

Модуль 3

*.py

Инструкция 1
Инструкция 2
…
Инструкция n

Инструкции

Простые
состоят из одной строки кода

Составные
содержат вложенные инструкции

Модуль —

это ряд связанных между собой
операций.

Выражения

в составе инструкций определяют,
над какими именно данными будут
выполнены действия, описанные в
инструкции.

Инструкции —

это указания компьютеру,
определяющие, какие операции выполнит
компьютер над данными.

это любые действия над операндами.

это некоторые данные.

соответствует принятому в математике.

литералы;
выражения;
переменные.

Операции -

Операнды -

Приоритет выполнения операций -

Переменная —

это именованная область оперативной
памяти, в которой хранятся некоторые
данные определённого типа.

a

75

Python 2.0 была выпущена в 2000 году. Его последняя версия, 2.7, была выпущена в 2010 году.

Python 3.0 была выпущена в 2008 году. Его новейшая версия 3.6 была выпущена в 2016 году, а версия 3.8 была доступна уже в декабре 2019 года.

Python 2 - это стандарт, а Python 3 - это будущее
Python 2 был самой популярной версией более 15 лет, она все еще является актуальной среди некоторых разработчиков приложений. Но, сейчас уже все больше компаний переходят к использованию третьей версии.
Python 2 и Python 3 имеют разные (иногда несовместимые) библиотеки. Сегодня многие разработчики создают библиотеки исключительно для использования с третьей частью. Точно так же многие старые библиотеки, созданные для Python 2, не совместимы с последующей версией. Возможно, у вас получится портировать библиотеку 2.x на 3.x., но это может быть сложно и потребовать много времени – это определенно не уровень новичков.

Лучшая поддержка Unicode в Python 3.
В Python 3 текстовые строки по умолчанию являются Unicode. В Python 2 строки хранятся как ASCII по умолчанию – вам нужно добавить "u" если вы захотите сохранить строки в формате Unicode в Python 2.x. Unicode более универсален, чем ASCII. Строки Unicode могут хранить буквы на иностранных языках, латинские буквы и цифры, символы, смайлики и т. д., предлагая пользователю более широкий выбор.
Версии имеют разный синтаксис

Не содержит операторных скобок (begin..end в pascal или {..}в Си), вместо этого блоки выделяются отступами: пробелами или табуляцией, а вход в блок из операторов осуществляется двоеточием.
Однострочные комментарии начинаются со знака фунта «#», многострочные — начинаются и заканчиваются тремя двойными кавычками «"""».

Чтобы присвоить значение переменной используется знак «=», а для сравнения — «==». Для увеличения значения переменной, или добавления к строке используется оператор «+=», а для уменьшения — «-=». Все эти операции могут взаимодействовать с большинством типов, в том числе со строками.

На PYTHONprint("Hello, World!")

На С++#include void main() {  cout << "Hello, World!" << endl;  }

На PYTHONprint("Hello, World!")

На С++#include void main() {  cout << "Hello, World!" << endl;  }

a := 10;
b := 1;
WHILE (a > 0) do
Begin
b = b * 2;
a = a – 1;
End;

a =10
b = 1
while a > 0:
b = b * 2
a = a - 1

Скорость выполнения программ написанных на Python очень высока. Это связанно с тем, что основные библиотеки Python написаны на C++ и выполнение задач занимает меньше времени, чем на других языках высокого уровня.
В стандартныx библиотеках Python вы можете найти средства для работы с электронной почтой, протоколами Интернета, FTP, HTTP, базами данных, и пр.

Скрипты, написанные при помощи Python выполняются на большинстве современных ОС. Такая переносимость обеспечивает Python применение в самых различных областях.
Python подходит для любых решений в области программирования, будь то офисные программы, вэб-приложения, GUI-приложения и т.д.

Интерактивный режим
В основном интерпретатор выполняет команды построчно: пишешь строку, нажимаешь Enter, интерпретатор выполняет ее, наблюдаешь результат.
Возможности языка позволяют использовать его как калькулятор, не зная команд программирования.
2 + 5
3 * (5 - 8)
2.4 + 3.0 / 2

Python, как и другие интерпретируемые языки, имеет сравнительно невысокую скорость выполнения программ. Однако, в случае с Python этот недостаток компенсируется уменьшением времени разработки программы. В среднем, программа на Python в 2-4 раза компактнее, чем её аналог на C++ или Java

Задачи, решаемые с помощью Python :
1. Системное программирование.
Встроенные в Python интерфейсы доступа к службам операционных систем делают его идеальным инструментом для создания переносимых программ и утилит системного администрирования (иногда они называются инструментами командной оболочки).

Python продолжает оставаться лидирующим инструментом в :
2. Графический интерфейс.
Простота Python и высокая скорость разработки делают его отличным средством разработки графического интерфейса. В состав Python входит стандартный объектно-ориентированный интерфейс к Tk GUI API, который называется tkinter.

Python продолжает оставаться лидирующим инструментом в :
2. Графический интерфейс.
Простота Python и высокая скорость разработки делают его отличным средством разработки графического интерфейса. В состав Python входит стандартный объектно-ориентированный интерфейс к Tk GUI API, который называется tkinter.

Python продолжает оставаться лидирующим инструментом в :
3. Веб-сценарии.
Интерпретатор Python поставляется вместе со стандартными интернет-моду​лями, которые позволяют программам выполнять разнообразные сетевые операции как в режиме клиента, так и в режиме сервера. Сценарии могут производить взаимодействия через сокеты, извлекать информацию из форм, отправленных серверным CGI-сценариям; передавать файлы по протоколу FTP; обрабатывать файлы XML; передавать, принимать, создавать и производить разбор писем электронной почты; загружать веб-страницы с указанных адресов URL и многое другое.

Python продолжает оставаться лидирующим инструментом в :
4. Интеграция компонентов.
Возможность Python расширяться и встраиваться в системы на языке и C++ делает его удобным и гибким языком для описания поведения других систем и компонентов. Например, интеграция с библиотекой на языке C позволяет Python проверять наличие библиотечных компонентов и запускать их, а встраивание Python в программные продукты позволяет производить настройку программных продуктов без необходимости пересобирать эти продукты.

Python продолжает оставаться лидирующим инструментом в :
5. Приложения баз данных.
В языке Python имеются интерфейсы доступа ко всем основным реляционным базам данных: Sybase, Oracle, Informix, ODBC, MySQL, PostgreSQL, SQLite и многим другим.
6. Быстрое создание прототипов.
В программах на языке Python компоненты, написанные на Python и на C, выглядят одинаково. Благодаря этому можно сначала создавать прототипы систем на языке Python, а затем переносить выбранные компоненты на компилируемые языки, что существенно экономит время разработ