模块8 Python数据分析电子课件 Python程序设计基础 中职高二 工信版

模块八 Python数据分析 什么是Python？ 如何搭建Python的简单开发环境？ 了解Python的基本语法。 什么是数据分析？ 机器可以自动进行数据分析吗？ 为什么使用Python进行数据分析？ 数据可视化有什么好处？ 学习要点 01 02 03 交互式计算和开发环境 数组和矢量计算类库NumPy 数值计算类库SciPy 04 高级数据结构和操作类库pandas 05 可视化图表类库Matplotlib 06 实训：分析泰坦尼克号沉船人员信息 01 交互式计算和开发环境 8.1 交互式计算和开发环境 1.认识IPyhonI Python是一个Python的交互式shell，比默认的Python shell更加适用，支持变量自动补全，自动缩进，支持bash shell命令，内置了许多很有用的功能和函数。同时它也是利用Python进行科学计算和交互可视化的一个最佳的平台。IPython提供了两个主要的组件。 （1）一个强大的Python交互式shell。 （2）供Jupyter notebooks使用的一个Jupyter内核（IPython notebook）。 IPython的官方网址是http://ipython.org/，官网首页如图8-1所示。 8.1.1交互式计算和开发环境安装 5 8.1 交互式计算和开发环境 2.安装IPython 安装Python后，如果需要使用IPython，则需要使用pip来安装相关的第三方模块。在Windows平台下打开cmd命令窗口，输入“pip3 install IPython”，如图8-2所示，按Enter键就可以安装IPython。图8-2安装IPython 8.1.1交互式计算和开发环境安装 6 8.1 交互式计算和开发环境 图8-1IPython的官方网站主页 8.1.1交互式计算和开发环境安装 7 8.1 交互式计算和开发环境 图8-2 安装IPython 8.1.1交互式计算和开发环境安装 8 8.1 交互式计算和开发环境 3.安装科学计算的基础库NumPy NumPy（numeric Python）系统是Python的一种开源的数值计算扩展。这种工具可用来存储和处理大型矩阵，比Python自身的嵌套列表结构（nested list structure）要高效得多。NumPy提供了许多高级的数值编程工具，如矩阵数据类型、矢量处理以及精密的运算库。NumPy专为进行严格的数字处理而产生，多为很多大型金融公司及核心的科学计算组织使用，如Lawrence Livermore、NASA用其处理一些本来使用C++、Fortran或Matlab等所做的任务。 安装Python后，如果需要使用NumPy库，则需要使用pip来安装相关的第三方模块。在Windows平台下打开cmd命令窗口，输入“pip3 install numpy”，如图8-3所示，按Enter键就可以安装NumPy库。 8.1.1交互式计算和开发环境安装 9 8.1 交互式计算和开发环境 图8-3 安装NumPy库 8.1.1交互式计算和开发环境安装 10 8.1 交互式计算和开发环境 4.安装科学计算标准工具集合库Scipy Scipy是一个高级的科学计算库，它和NumPy联系很密切。Scipy一般都是操控NumPy数组来进行科学计算，所以可以说是基于NumPy之上的。Scipy有很多子模块可以应对不同的应用，如插值运算、优化算法、图像处理、数学统计等。 安装Python后，如果需要使用Scipy库，则需要使用pip来安装相关的第三方模块。在Windows平台下打开cmd命令窗口，输入“pip3 install scipy”，如图8-4所示，按Enter键就可以安装Scipy库。 8.1.1交互式计算和开发环境安装 11 8.1 交互式计算和开发环境 图8-4 安装Scipy库 8.1.1交互式计算和开发环境安装 12 8.1 交互式计算和开发环境 5.安装高级数据结构和操作类库Pandas Pandas（Python data analysis library）是基于NumPy的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。Pandas库是统计科学家在分析数据时的理想工具，非常适用于数据清洗、分析、建模，然后将分析结果组织成适合于绘图或表格显示的形式的全部过程。Statsmodel库依赖Pandas库，使其成为Python统计计算系统的重要组成部分。Pandas库已经广泛应用于金融数据。 安装Python后，如果需要使用Pandas库，则需要使用pip来安装相关的第