數據科學基礎實踐教程

陳展榮

多年來深入教學一線，主要負責Python語言、數據科學基礎、Office實訓的教學工作。
多年來一直負責信息技術，大數據方面課程的教學工作。

第 1章 數據科學基礎實踐概論
1.1　數據科學的基本概念
1.1.1　數據科學的含義
1.1.2　數據的特性
1.1.3　數據價值與數據科學家
1.2　數據科學基礎實踐內容
1.3　數據科學基礎實踐的教學目標與要求
1.3.1　教學目標
1.3.2　實驗要求
1.3.3　實驗要點

第　2章 數據表示
2.1　Excel操作界面與數據處理
2.1.1　窗口與功能介紹
2.1.2　Excel 的工作表、工作組與單元格
2.1.3　Excel的數據類型
2.1.4　數據輸入
2.1.5　數據驗證
2.2　數據表示基礎實驗
2.2.1　Excel工作表的建立與數據的輸入實驗
2.2.2　Excel工作表的建立與圖表的基本操作實驗
2.2.3　Excel數據的基本操作與數據驗證實驗

第3章　數據計算
3.1　公式與函數的基本概念
3.1.1　公式的基本操作
3.1.2　數組與數組公式
3.1.3　函數
3.2　公式與函數實驗
3.2.1　數據的基本計算應用實驗
3.2.2　數據統計實驗
3.2.3　數組公式的應用實驗
3.2.4　應用數學函數的數據計算實驗
3.2.5　日期、邏輯函數的數據計算實驗
3.2.6　文本數據的查找與引用和金融財務數據的應用實驗
3.2.7　數據庫函數的應用實驗
3.3　數據計算應用實驗
3.3.1　十進制數轉換為二進制數實驗
3.3.2　十進制正整數轉換為其他進制整數
3.3.3　十進制小數轉換為其他進制小數
3.3.4　十進制整數轉換為其他進制整數原碼
3.3.5　十進制整數轉換為其他進制整數反碼
3.3.6　十進制整數轉換為其他進制整數補碼
3.3.7　全加器的計算推演

第4章　數據分析
4.1　數據分析的預處理
4.1.1　基本概念
4.1.2　數據採集與清洗實驗
4.1.3　數據清洗綜合應用實驗
4.2　數據分析
4.2.1　基本概念
4.2.2　數據分析實驗
4.3　規劃求解與最優化方案選擇
4.3.1　規劃求解的步驟
4.3.2　規劃求解最小（大）值實驗

第5章　數據可視化
5.1　數據可視化概述
5.2　數據可視化實驗算法篇

第6章　算法可視化工具
6.1　RAPTOR基礎
6.1.1　RAPTOR的概念與特點
6.1.2　RAPTOR的操作環境
6.1.3　RAPTOR常量
6.1.4　RAPTOR變量
6.1.5　RAPTOR的輸入與輸出語句
6.1.6　RAPTOR的數據處理語句
6.1.7　RAPTOR的子過程調用語句
6.1.8　RAPTOR 函數與決策表達式
6.1.9　RAPTOR數組變量
6.2　RAPTOR 入門基礎實驗
6.2.1　RAPTOR的應用環境實驗
6.2.2　RAPTOR的字符變量及字符串變量賦值實驗
6.2.3　RAPTOR函數應用實驗
6.2.4　RAPTOR數組變量應用實驗

第7章　算法設計基礎
7.1　算法的三種流程控制結構
7.1.1　算法的基本結構
7.1.2　RAPTOR中的順序結構算法設計
7.1.3　RAPTOR中的分支結構算法設計
7.1.4　RAPTOR中的循環結構算法設計
7.2　子過程
7.2.1　子過程的創建和調用
7.2.2　子過程的算法設計實驗
7.3　迭代（遞推）算法
7.3.1　迭代算法思想
7.3.2　斐波那契(Fibonacci)數列與素數問題
7.4　窮舉法
7.4.1　窮舉法求解的步驟
7.4.2　使用窮舉算法求解不定方程
7.5　遞歸法
7.5.1　遞歸算法思想
7.5.2　使用遞歸算法求N!
7.6　排序問題算法
7.6.1　數組與常用的排序算法
7.6.2　排序問題算法設計實驗
7.7　查找問題算法
7.7.1　常用的查找算法
7.7.2　查找問題算法設計實驗
7.8　數值概率(利用random()函數的模擬)算法
7.8.1　數值概率算法思想
7.8.2　數值概率算法實驗

第8章　Excel中的算法推演
8.1　遞推計算
8.1.1　遞推算法思想
8.1.2　求斐波那契數列第m項的值
8.1.3　求最大公約數
8.1.4　約瑟夫問題
8.2　二分法計算
8.2.1　二分法搜索策略與過程
8.2.2　用二分法求冪
8.3　貪心算法
8.3.1　貪心算法思想
8.3.2　埃及分數
8.4　加密算法
8.4.1　古典加密算法與現代加密算法
8.4.2　文本加密

第9章　Python程序設計基礎
9.1　Python編譯環境
9.1.1　Python簡介
9.1.2　Python環境配置及基本命令實驗
9.2　Python基礎語法
9.2.1　標識符與Python程序格式
9.2.2　Python基礎語法實驗
9.3　Python的基本數據類型與計算
9.3.1　Python 基本數據類型
9.3.2　Python 基本運算
9.3.3　Python基本計算實驗
9.4　組合數據類型
9.4.1　各種組合數據類型的特點與轉換
9.4.2　組合數據類型應用實驗
9.5　Python 輸入、輸出模塊及編程方法
9.5.1　Python 輸入語句
9.5.2　Python輸出語句
9.5.3　Python 編程方法
9.5.4　Python基礎編程實驗
9.6　Python的控制結構
9.6.1　Python的三種控制結構
9.6.2　Python的控制結構實驗
9.7　Python函數
9.7.1　Python的函數定義格式與參數傳遞
9.7.2　Python函數實驗

第　10章 算法在Python中的實現
10.1　RAPTOR算法流程在Python中的實現
10.1.1　子過程的Python編程
10.1.2　遞推算法的Python編程
10.1.3　窮舉算法的Python編程
10.1.4　遞歸算法的Python編程
10.1.5　利用random()函數的模擬算法的python編程
10.2　Excel算法在Python中的實現
10.2.1　二分法求冪的Python編程
10.2.2　貪心算法的python編程
10.2.3　文本加密算法的Python編程
10.3　Python訪問Excel數據實驗
10.3.1　Python訪問Excel數據文件操作
10.3.2　Python把數據寫入到Excel文件的操作步驟工具篇

第　11章 Word文檔處理
11.1　Word基礎操作
11.1.1　Word工作窗口與基本功能簡介
11.1.2　文字處理操作實驗
11.1.3　Word特殊元素處理—圖片、公式及表格實驗
11.1.4　word頁面佈局實驗
11.2　長文檔編輯
11.2.1　文檔格式化
11.2.2　長文檔編輯實驗
11.3　修訂與批註
11.3.1　修訂與批註的步驟
11.3.2　批註與修訂實驗

第　12章 二維動畫與Flash製作
12.1　動畫與Flash介紹
12.1.1　動畫的定義
12.1.2　Flash界面
12.1.3　Flash相關概念
12.1.4　補間動畫的種類
12.2　Flash形狀補間
12.2.1　Flash形狀補間的定義與基本操作
12.2.2　Flash形狀補間實驗
12.3　Flash動作補間
12.3.1　Flash動作補間的含義
12.3.2　Flash動作補間實驗
12.4　Flash動畫綜合實例
12.4.1　五角星的製作
12.4.2　碧波盪漾的製作

第　13章 Xmind思維導圖製作
13.1　Xmind功能介紹
13.2　思維導圖設計
13.2.1　思維導圖設計步驟
13.2.2　Python基本數據類型導圖
13.2.3　思維導圖模仿實驗
13.2.4　思維導圖設計實驗
附錄A　《數據科學基礎實踐教程》上機考試樣題
附錄B　《數據科學基礎實踐教程》上機實驗報告樣本
參考文獻