Python实现教程——新工科过程计算与优化电子书

内容简介

前言

第1章 Python入门基础

【本章导读】

1.1 Python概述

1.1.1 发展历史

1.1.2 安装与启动

1.1.3 运行与编码模式

1.1.4 变量与常量

1.1.5 数据及数据类型

1.2 Python基本运算符及函数

1.2.1 基本运算符

1.2.2 常用函数

1.2.3 数组创建及运算

1.2.4 矩阵运算

1.3 Python程序运行与控制结构

1.3.1 顺序结构

1.3.2 循环结构

1.3.3 选择结构

1.4 Python常用标准库和第三方库

1.4.1 time和calendar

1.4.2 sys和os

1.4.3 math和random

1.4.4 NumPy库

1.4.5 SymPy库

1.4.6 SciPy库

1.4.7 Matplotlib库

1.4.8 Skimage库

1.4.9 Turtle库

1.4.10 Pyinstaller库

1.4.11 GUI库

1.4.12 数据统计与分析库

1.4.13 OpenCV库

1.4.14 Sklearn

1.5 Python前景展望

本章重点知识

习题

第2章 数据图形绘制

【本章导读】

2.1 数据图形绘制概述

2.2 布局设置

2.2.1 单个axes布局

2.2.2 subplot（ijn）布局

2.2.3 subplots（nrows，ncols，＊，＊＊）布局

2.2.4 fig.add_axes()布局

2.2.5 subplot2grid()布局

2.2.6 图中图布局

2.3 各种图形绘制函数

2.3.1 绘制函数

2.3.2 综合应用例子

2.4 界面细节设置

2.4.1 文字设置

2.4.2 坐标轴设置

2.4.3 网格设置（网格线型、线宽）

2.4.4 线型线宽设置

2.4.5 颜色设置

2.4.6 数据点标记设置

2.4.7 文本标注

2.4.8 箭头文本

2.4.9 共享坐标轴

2.4.10 图例设置

2.5 实际案例绘制

2.5.1 多根函数绘制

2.5.2 离心泵性能曲线绘制

2.5.3 二维函数值色图绘制

2.5.4 地壳元素含量饼状图绘制

2.6 3D图像绘制

2.7 二维绘制命令在三维空间绘制

本章重点知识

习题

第3章 过程方程求解

【本章导读】

3.1 超越方程求解

3.1.1 基本方法

3.1.2 编程求解

3.1.3 库函数求解

3.1.4 实例求解分析

3.2 线性方程组求解

3.2.1 基本方法

3.2.2 编程求解

3.2.3 库函数求解

3.2.4 病态方程组分析

3.3 非线性方程组求解

3.3.1 基本方法

3.3.2 编程求解

3.3.3 库函数求解

本章重点知识

习题

第4章 微分方程求解

【本章导读】

4.1 微分方程应用概述

4.2 常微分方程求解

4.2.1 基本方法

4.2.2 编程求解

4.2.3 库函数求解

4.3 常微分方程组求解

4.3.1 基本方法

4.3.2 库函数求解

4.3.3 实例求解

4.3.4 边值问题

4.4 偏微分方程求解

4.4.1 基本方法

4.4.2 编程求解

4.4.3 实例应用

4.5 库函数求解偏微分方程

4.5.1 FiPy库简介及安装

4.5.2 FiPy库具体应用

本章重点知识

习题

第5章 过程系统优化

【本章导读】

5.1 优化问题概述

5.1.1 优化数学模型

5.1.2 优化问题的基本方法

5.2 无约束问题优化求解

5.2.1 单变量函数优化

5.2.2 多变量函数优化

5.2.3 库函数求解无约束问题

5.3 线性优化求解

5.3.1 线性规划概述

5.3.2 线性规划通用模型

5.3.3 线性规划库函数求解

5.3.4 灵敏度分析

5.4 非线性规划求解

5.4.1 非线性规划求解基本方法

5.4.2 非线性规划库函数优化求解

本章重点知识

习题

第6章 模型参数拟合及辨识

【本章导读】

6.1 参数拟合及辨识的标准

6.1.1 问题的提出

6.1.2 标准的确定

6.2 单变量拟合

6.2.1 基本方法

6.2.2 库函数拟合

6.2.3 灵活应用

6.3 多变量拟合

6.3.1 基本方法

6.3.2 库函数拟合

6.3.3 灵活应用

6.4 过程参数辨识

6.4.1 问题提出

6.4.2 求解策略

6.4.3 编程求解

6.5 解矛盾方程

6.5.1 问题的提出

6.5.2 实例求解

本章重点知识

习题

第7章 Python图形用户界面开发

【本章导读】

7.1 图形用户界面开发概述

7.2 Python常用图形用户界面开发库

7.3 PyQt5图形用户界面开发

7.3.1 开发环境搭建

7.3.2 PyQt5主要功能及入门

7.3.3 几个简单的GUI设计

7.4 复杂用户界面开发应用实例

7.4.1 方程求解及过程优化系统开发

7.4.2 实验数据处理及图像绘制系统开发

本章重点知识

习题

第8章 数据统计与分析

【本章导读】

8.1 数据统计与分析概述

8.1.1 数据

8.1.2 统计

8.1.3 数据分析

8.2 Pandas库

8.2.1 Pandas库简介

8.2.2 Series数据结构

8.2.3 DataFrame数据结构

8.2.4 时序数据

8.3 Seaborn库统计图形绘制

8.3.1 Seaborn库概述

8.3.2 Seaborn库图形绘制

8.4 Statsmodels库统计分析应用

8.4.1 Statsmodels库概述

8.4.2 Statsmodels库统计分析

本章重点知识

习题

第9章 图像处理

【本章导读】

9.1 图像处理概述

9.1.1 图像

9.1.2 图像处理

9.1.3 图像处理常用第三方库

9.2 OpenCV图像处理基础

9.2.1 图像读入与显示

9.2.2 图像数据获取

9.2.3 三通道分离与合并

9.2.4 图像数据简单处理

9.3 图像处理基本函数

9.3.1 图像颜色数据直方图函数

9.3.2 图像颜色阈值处理函数

9.3.3 自适应阈值函数

9.3.4 图像形态学函数

9.3.5 图像几何处理函数

9.3.6 几种绘制轮廓的函数

9.4 机器学习及图像处理基础

9.4.1 机器学习定义

9.4.2 机器学习分类

9.4.3 机器学习算法开发步骤

9.4.4 k均值聚类算法

9.4.5 K-近邻算法

本章重点知识

习题

第10章 Python智能算法实战

【本章导读】

10.1 智能算法概述

10.2 人工神经网络算法

10.2.1 神经网络的基本原理

10.2.2 BP神经网络

10.2.3 BP神经网络物性估算实例求解

10.2.4 方法展望

10.3 遗传算法

10.3.1 算法基本原理

10.3.2 遗传算法实现流程图

10.3.3 实例求解

10.3.4 方法展望

10.4 模拟退火算法

10.4.1 算法基本原理

10.4.2 算法实现基本流程

10.4.3 实例求解

10.4.4 方法展望

10.5 粒子算法

10.5.1 算法基本原理

10.5.2 算法实现步骤

10.5.3 实例求解

10.5.4 方法展望

10.6 蚁群算法

10.6.1 算法基本原理

10.6.2 算法实现步骤

10.6.3 实例求解

10.6.4 方法展望

本章重点知识

习题

参考文献