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编辑推荐
(1) 资深作者编著,图书质量更有保证:一线资深工程师执笔,系统归纳和总结了智能算法的实战经验。
(2) 配套源码,便于读者动手实践:理论必须联系实践,本书提供源代码,方便教师及读者学习使用。
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MATLAB 编程指南——计算、编程、仿真、算法及应用
MATLAB/Simulink系统仿真
MATLAB GUI程序设计
MATLAB智能算法
MATLAB数学建模
MATLAB优化算法
MATLAB信号处理
MATLAB图像处理
MATLAB优化算法
内容简介
全书的编写基于当前版本的MATLAB环境,书中由浅入深地全面讲解了MATLAB在GUI设计方面应用的知识。本书按逻辑编排,重点给出了MATLAB在GUI设计各个环节中的实现方法,在讲解各个知识点时列举了丰富的实例,使得本书具有很强的实用性; 内容完整且每章相对独立,是一本具有很高使用价值的MATLAB参考书。
本书分为三个部分共13章。第一部分为MATLAB基础,涵盖的内容有MATLAB概述、GUI设计预备知识、二维和三维绘图、图像文件的显示以及文件读取I/O操作; 第二部分为基于GUI常见设计技术,涵盖的内容有句柄图形对象、GUI控件及属性、uimenu菜单及设计、MATLAB GUI基础设计等; 第三部分为基于MATLAB的高级GUI设计技术及应用,涵盖的内容有MATLAB与Excel文件的数据交换、基于GUI设计的学生成绩管理系统、基于GUI的离散控制系统设计、GUI实现滤波器设计、基于GUI的BP神经网络设计及GUI在图像处理方面的应用。
本书以实用为目标,深入浅出、实例引导、内容翔实,适合作为理工科高等院校研究生、本科生教学用书,也可作为相关专业科研工程技术人员的参考用书。
作者简介
付文利 毕业于哈尔滨工业大学信息技术专业,研究生学历。现就职于烽火通信集团,担任系统工程师。精通MATLAB科学计算、Simulink系统仿真、Visual C++ 程序设计等,在国内外期刊发表论文多篇。在工作实践中长期使用MATLAB /Simulink,对其编程与应用有深刻的理解。
目录
目录
第一部分MATLAB基础
第1章MATLAB概述
1.1MATLAB软件介绍
1.1.1MATLAB语言
1.1.2MATLAB绘图功能
1.1.3MATLAB数学函数库
1.1.4MATLAB应用程序接口
1.2MATLAB工作环境
1.2.1命令行窗口
1.2.2帮助系统窗口
1.2.3工作空间窗口
1.2.4M文件编辑窗口
1.2.5图形窗口
1.2.6当前文件夹
1.2.7搜索路径
1.3MATLAB中的函数类型
1.3.1匿名函数
1.3.2M文件主函数
1.3.3子函数
1.3.4嵌套函数
1.3.5私有函数
1.3.6重载函数
1.4查询帮助命令
1.4.1help命令
1.4.2lookfor命令
1.4.3模糊寻找
1.5MATLAB程序流程控制结构
1.5.1顺序结构
1.5.2选择结构
1.5.3循环结构
1.5.4程序流程控制语句及其他常用命令
本章小结
第2章GUI设计预备知识
2.1数组与矩阵
2.1.1数组的创建与操作
2.1.2常见的数组运算
2.1.3矩阵的表示
2.1.4寻访矩阵
2.1.5矩阵的拼接
2.1.6矩阵的运算
2.1.7矩阵的乘方
2.1.8矩阵的行列式
2.2MATLAB基本数值类型
2.2.1整数类型数据运算
2.2.2变量与常量
2.2.3数值
2.2.4表达式
2.2.5空数组
2.2.6逻辑运算
2.2.7关系运算
2.3字符串
2.3.1创建字符串
2.3.2基本字符串操作
2.3.3字符串操作函数
2.4元胞数组
2.4.1元胞数组的创建
2.4.2元胞数组的基本操作
2.4.3元胞数组的操作函数
2.5结构
2.5.1结构的创建
2.5.2结构的基本操作
2.5.3结构操作函数
本章小结
第3章二维绘图
3.1基本的二维绘图
3.2figure函数与subplot函数
3.3二维图形的标注与修饰
3.4特殊二维图形的绘制
本章小结
第4章三维图形绘制
4.1创建三维图形
4.1.1三维图形概述
4.1.2三维曲线图
4.1.3三维曲面图
4.2特殊三维图形
4.2.1三维柱状图
4.2.2散点图
4.2.3火柴杆图
4.2.4等高线图
4.2.5瀑布图
4.2.6简易绘图函数
4.3三维图形显示与控制
4.3.1颜色控制
4.3.2坐标控制
4.3.3视角控制
4.4绘制动画图形
4.5四维图形可视化
4.5.1用颜色描述第四维
4.5.2其他函数
本章小结
第5章图像处理的基础知识
5.1数字图像概述
5.1.1什么是数字图像
5.1.2图像的分类
5.2图像文件的读写
5.2.1图像文件的查询
5.2.2图像文件的读取
5.2.3图像文件的存储
5.3图像处理的基本函数
5.3.1imshow函数
5.3.2image函数和imagesc函数
5.3.3colorbar函数
5.3.4montage函数
5.3.5warp函数
5.3.6subimage函数
5.3.7zoom命令
5.3.8impixel函数
5.4图像类型的转换
5.4.1通过抖动算法转换图像类型的函数dither
5.4.2将灰度图像转换为索引图像的函数gray2ind
5.4.3将灰度图像转换为索引图像的函数grayslice
5.4.4将其他图像转换为二值图像的函数im2bw
5.4.5将索引图像转换为灰度图像的函数ind2gray
5.4.6将索引图像转换为RGB图像的函数ind2rgb
5.4.7将数据矩阵转换为灰度图像的函数mat2gray
5.4.8将RGB图像转换为灰度图像的函数rgb2gray
5.4.9将RGB图像转换为索引图像的函数rgb2ind
5.5文件读取I/O操作
5.5.1数据基本操作
5.5.2底层文件基本I/O操作
5.6文件的读写
5.6.1二进制文件的读写
5.6.2记事本数据的读写
5.6.3电子表格数据的读写
5.6.4声音文件的读写
5.6.5视频文件的读写
本章小结
第二部分基于GUI的常见设计技术
第6章句柄图形对象
6.1图形对象及其句柄
6.1.1属性的设置与查询
6.1.2对象的默认属性值
6.1.3对象的属性查找
6.1.4图形对象的复制
6.1.5图形对象的删除
6.2图形对象属性
6.2.1根对象
6.2.2图形窗口对象
6.2.3坐标轴对象
6.2.4曲线对象
6.2.5文字对象
6.2.6曲面对象
6.2.7块对象
6.2.8图像对象
6.2.9方对象
6.2.10光对象
本章小结
第7章GUI控件及uimenu菜单
7.1GUIDE界面
7.2控件及属性
7.2.1按钮
7.2.2滑块
7.2.3单选按钮
7.2.4复选框
7.2.5静态文本
7.2.6可编辑文本框
7.2.7弹出式菜单
7.2.8列表框
7.2.9切换按钮
7.2.10面板
7.2.11按钮组
7.2.12轴
7.3控件对象示例
7.4基于MATLAB的日历设计
7.5uimenu菜单及设计
7.5.1建立用户菜单
7.5.2菜单对象常用属性
7.5.3上下文菜单的建立
本章小结
第8章MATLAB GUI基础设计
8.1GUI设计原则和步骤
8.2GUI的设计工具
8.2.1布局编辑器
8.2.2对象浏览器
8.2.3属性查看器
8.2.4对齐对象
8.2.5Tab顺序编辑器
8.2.6菜单编辑器
8.2.7M文件编辑器
8.3对话框设计
8.3.1Windows公共对话框
8.3.2MATLAB专用对话框
8.4回调函数
8.5GUI界面设计实例
8.5.1GUI界面程序设计实例
8.5.2GUI实现图像处理实例
8.6GUI的数据传递方式
8.6.1全局变量
8.6.2运用GUI本身的varargin{}和varargout{}传递参数
8.6.3UserData数据与handles数据
8.6.4Application数据
8.6.5跨空间计算evalin和赋值assignin
8.6.6将数据保存到文件,需要时读取
本章小结
第三部分高级GUI设计技术及应用
第9章MATLAB与Excel文件的数据交换
9.1Excel 文件数据导入MATLAB工作空间
9.2调用 xlsfinfo 函数获取文件信息
9.3调用 xlsread 函数读取数据
9.4调用xlswrite 函数把数据写入 Excel 文件
9.5基于GUI的学生成绩管理系统设计
9.5.1系统的设计与完成
9.5.2导入成绩
9.5.3统计数据
9.5.4绘制该课程成绩曲线图
9.5.5系统应用演示
本章小结
第10章基于GUI的离散控制系统设计
10.1控制系统工具箱介绍
10.2控制系统理论基础
10.3离散控制系统设计与完成
10.3.1绘制Bode图界面
10.3.2绘制Nyquist曲线
10.3.3绘制Nichols曲线
10.3.4绘制根轨迹
10.3.5离散系统稳定性判断
10.3.6阶跃响应
10.3.7脉冲响应
本章小结
第11章GUI实现滤波器设计
11.1IIR数字滤波器
11.1.1IIR滤波器设计思想
11.1.2IIR滤波器设计编程实现
11.2FIR数字滤波器
11.2.1FIR滤波器设计思想
11.2.2FIR滤波器设计编程实现
11.3基于GUI的数字滤波器设计与实现
11.3.1“滤波器设计”界面设计
11.3.2“滤波器设计”回调函数
11.3.3AutoChoose.m程序的编写
11.3.4运行和结果显示
本章小结
第12章智能算法的GUI设计
12.1神经网络结构及BP神经网络
12.1.1神经元与网络结构
12.1.2生物神经元
12.1.3人工神经元
12.1.4BP神经网络及其原理
12.1.5基于MATLAB的BP神经网络工具箱函数
12.1.6BP神经网络在函数逼近中的应用
12.1.7GUI实现BP神经网络的设计
12.2遗传算法GUI设计
12.3蚁群算法GUI设计
本章小结
第13章GUI设计在图像处理方面的应用
13.1基于GUI的图像压缩处理技术
13.2GUI在图像处理中的应用
13.2.1图像几何运算的GUI设计
13.2.2图像增强的GUI设计
13.2.3图像分割的GUI设计
13.2.4图像边缘检测的GUI设计
13.3GUI菜单选项设计实现图像的处理
13.3.1文件操作菜单项
13.3.2图像编辑菜单项
13.3.3图像分析菜单项
13.3.4图像调整菜单项
13.3.5图像平滑菜单项
13.3.6图像锐化菜单项
13.3.7图像高级处理菜单项
13.3.8小波变换菜单项
本章小结
参考文献
精彩书摘
数字图像处理是一门新兴技术,随着计算机硬件的发展,数字图像的实时处理已经成为可能。下面介绍MATLAB中图像显示函数及其功能,并介绍基本的图像处理函数、图像类型转换等。
学习目标:
(1) 理解图像文件的读写与显示;
(2) 掌握图像类型转换的基本原理与实现步骤。
5.1数字图像概述
5.1.1什么是数字图像
图像有多种含义,其中最常见的定义是指各种图形和影像的总称。在日常的学习或统计中,图像都是必不可少的组成部分,它为人类构建了一个形象的思维模式,有助于学习和思考问题。
随着数字技术的不断发展和应用,现实生活中的许多信息都可以用数字形式的数据进行处理和存储,数字图像就是以数字形式进行存储和处理的图像。利用计算机可以对它进行常见图像处理技术所不能实现的加工处理,还可以将它在网上传输,也可以多次复制而不失真。
数字图像是指一个被采样和量化后的二维函数(该二维函数由光学方法产生),采用等距矩形网格采样,对幅度进行等间隔量化。一幅是指图像是一个被量化的采样数值的二维矩阵。
5.1.2图像的分类
在计算机中,按照颜色和灰度的多少可以将图像分为二值图像、灰度图像、索引图像和真彩色RGB图像四种基本类型。目前,大多数图像处理软件都支持这四种类型的图像。
1. 二值图像
一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个值构成,0代表黑色,1代表白色。由于每一像素(矩阵中每一元素)取值仅有0、1两种可能,所以计算机中二值图像的数据类型通常为1个二进制位。二值图像通常用于文字、线条图的扫描识别(OCR)和掩膜图像的存储,如图5��1所示。
2. 灰度图像
灰度图像矩阵元素的取值范围通常为[0,255]。因此其数据类型一般为8位无符号整型(int8),这就是人们经常提到的256灰度图像。0表示纯黑色,255表示纯白色,中间的数字从小到大表示由黑到白的过渡色。在某些软件中,灰度图像也可以用双精度数据类型(double)表示,像素的值域为[0,1],0代表黑色,1代表白色,0到1之间的小数表示不同的灰度等级。二值图像可以看成是灰度图像的一个特例,如图5��2所示。
前言/序言
前言
MATLAB是美国MathWorks公司的产品,是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,用于算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB的功能有进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算相同问题要比用C和Fortran等语言简洁得多,并且MathWorks也吸收了Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C、Fortran、C++和Java的支持。用户可以直接调用MATLAB函数库,也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便以后调用。
MATLAB可以创建图形用户界面(graphical user interface,GUI),它是用户和计算机之间交流的工具。MATLAB 将所有GUI支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强,而且具有强大的绘图功能,使MATLAB开发的程序可以为越来越多的用户所接受。
1. 本书特点
由浅入深,循序渐进: 本书以初中级读者为对象,先让读者了解其各项功能,然后进一步详细地介绍MATLAB在GUI程序设计方面的应用。
步骤详尽,内容新颖: 本书结合作者多年MATLAB使用经验与GUI程序设计实际应用案例,对MATLAB软件的使用方法与技巧进行详细的讲解,使读者在阅读时能够快速掌握书中所讲内容。
内容翔实,例程丰富: 学习实际工程应用案例的具体操作是掌握MATLAB最好的方式。本书有详细的例子,每个例子都经过精挑细选,针对性很强,透彻详尽地讲解了MATLAB在GUI程序设计方面的应用。
2. 本书内容
本书详细讲解MATLAB图像处理的基础知识和核心内容。全书共分为13章,具体内容如下:
第一部分介绍了MATLAB的基础知识、MATLAB的基本运算、图形的可视化、图像文件的显示以及文件读取I/O操作等内容,让读者对MATLAB有一个概要性的认识。具体的章节安排如下: 第1章是MATLAB基础概述; 第2章是GUI设计预备知识; 第3章是二维绘图; 第4章是三维绘图; 第5章是图像处理的基础知识。
第二部分为基于GUI的常见设计技术,涵盖的内容有句柄图形对象、GUI控件及属性、uimenu菜单及设计、MATLAB GUI基础设计等,向读者展示了GUI设计的方法及技巧。具体的章节安排如下: 第6章是句柄图形对象; 第7章是GUI控件及uimenu菜单; 第8章是MATLAB GUI基础设计。
第三部分为高级GUI设计技术及应用,涵盖的内容有MATLAB与Excel文件的数据交换、基于GUI的学生成绩管理系统设计、基于GUI的离散控制系统设计、GUI实现滤波器设计、GUI在图像处理方面的应用及基于GUI的BP神经网络设计等。让读者进一步领略到MATLAB GUI的强大功能和广泛的应用范围。具体的章节安排如下: 第9章是MATLAB与Excel文件的数据交换; 第10章是基于GUI的离散控制系统设计; 第11章是GUI实现滤波器设计; 第12章是智能算法的GUI设计; 第13章是GUI在图像处理方面的应用。
3. 读者对象
本书适合于MATLAB初学者和期望提高应用MATLAB进行GUI程序设计能力的读者,例如: 相关从业人员、初学MATLAB GUI程序设计的技术人员、大中专院校的教师和在校生、相关培训机构的教师和学员、参加工作实习的“菜鸟”、相关科研工作人员、MATLAB爱好者。
4. 读者服务
为了方便解决本书疑难问题,读者朋友在学习过程中遇到与本书相关的技术问题,可以发邮件到邮箱caxart@126.com,或者访问博客http://blog.sina.com.cn/caxart,编者会尽快给予解答。
另外本书所涉及的素材文件(程序代码)已经上传到上述的博客中,读者可以到此下载。
本书主要由王广、邢林芳编著。此外,付文利、温正、张岩、沈再阳、林晓阳、任艳芳、唐家鹏、孙国强、高飞等也参与了本书部分内容的编写工作,在此表示感谢。虽然作者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善,但由于水平有限,书中欠妥之处在所难免,希望读者和同人能够及时指出,共同促进本书质量的提高。
最后再次希望本书能为读者的学习和工作提供帮助!
编者
《Python科学计算与数据分析实战》 一、 核心内容概述 本书是面向科学研究人员、工程师、数据分析师以及对Python进行科学计算和数据分析感兴趣的学习者而精心编写的。它系统地介绍了使用Python进行科学计算和数据分析的理论基础、核心工具以及实际应用。本书将Python强大的编程能力与NumPy、SciPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn等一系列成熟的科学计算库相结合,旨在帮助读者掌握从数据获取、处理、可视化到模型构建与评估的完整流程。 本书内容涵盖以下几个主要方面: 1. Python基础与科学计算环境搭建:首先,本书将简要回顾Python的基础语法,重点强调其在科学计算中的适用性。接着,详细指导读者如何搭建高效的科学计算环境,包括安装Anaconda发行版,熟悉Jupyter Notebook/Lab等交互式开发工具的使用。 2. NumPy:高效数值计算的基础:深入讲解NumPy库的核心概念,包括ndarray对象、向量化操作、广播机制、数组索引与切片等。通过丰富的实例,展示如何利用NumPy进行大规模数值运算、线性代数操作、傅里叶变换等,为后续的数据分析和建模打下坚实基础。 3. SciPy:科学计算的瑞士军刀:系统介绍SciPy库的各个模块,包括优化、积分、插值、信号处理、图像处理、统计、稀疏矩阵等。本书将聚焦于实际应用场景,讲解如何运用SciPy解决复杂的科学与工程问题,例如求解微分方程、进行数据拟合、信号滤波等。 4. Pandas:数据处理与分析的利器:详细阐述Pandas库的核心数据结构——Series和DataFrame。重点讲解数据导入导出(CSV, Excel, SQL等)、数据清洗(缺失值处理、异常值检测)、数据转换(数据类型转换、合并、连接、分组)、数据聚合与重塑等常用操作。通过真实数据集案例,演示如何使用Pandas高效地进行数据探索和预处理。 5. Matplotlib与Seaborn:数据可视化的艺术:系统介绍Matplotlib库,包括创建各种图表(折线图、散点图、柱状图、饼图、直方图等)、自定义图表元素(标题、标签、图例、颜色、样式)、以及生成多子图等。在此基础上,介绍Seaborn库,它提供了更美观、更高级的统计数据可视化功能,如热力图、箱线图、小提琴图等,能够帮助读者更直观地理解数据特征和模型结果。 6. Scikit-learn:机器学习的强大引擎:作为本书的重要组成部分,将详细介绍Scikit-learn库在机器学习领域的广泛应用。内容包括监督学习(分类、回归)、无监督学习(聚类、降维)、模型选择与评估(交叉验证、网格搜索)、特征工程(特征缩放、特征选择)等。本书将通过实际数据集,引导读者构建、训练和评估各种机器学习模型,例如线性回归、逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林、K-Means等。 7. 案例研究与进阶主题:本书将穿插多个综合性的案例研究,将前述各部分知识融会贯通,解决实际的科学计算与数据分析问题。例如,使用Python进行时间序列分析、图像识别基础、文本数据挖掘初步等。同时,还会提及一些进阶主题,如性能优化、并行计算、数据可视化进阶技巧等,为读者进一步深入学习提供指引。 二、 目标读者 高校学生与科研人员:为学习和研究中遇到的数值计算、数据处理、模型构建等问题提供实用工具和解决方案。 工程师与技术人员:在工程模拟、数据分析、系统优化等领域,能够利用Python进行高效的计算和数据驱动的决策。 数据分析师与数据科学家:学习掌握Python进行数据采集、清洗、探索性分析、建模、评估和报告的全流程。 编程爱好者:希望掌握一门强大的编程语言,并将其应用于解决实际的科学与工程问题。 跨学科研究者:无论您是物理、化学、生物、经济、金融还是其他学科背景,只要需要处理数据和进行计算,本书都将为您提供有力的支持。 三、 本书特色与亮点 1. 理论与实践深度结合:本书不仅阐述了科学计算与数据分析的基本原理,更注重通过大量的代码示例和实际案例来展示如何应用这些知识。读者可以通过动手实践,加深理解,掌握解决实际问题的能力。 2. 工具链全面且权威:本书选用的Python科学计算库(NumPy, SciPy, Pandas, Matplotlib, Seaborn, Scikit-learn)都是该领域最主流、最权威的工具,具有广泛的应用基础和社区支持。 3. 循序渐进,由浅入深:本书从Python基础讲起,逐步深入到NumPy、Pandas等数据处理核心,再到Matplotlib等可视化工具,最后聚焦于Scikit-learn的机器学习应用。逻辑清晰,适合不同基础的读者。 4. 注重实际问题导向:本书的案例选择贴近实际科研和工程应用,例如数据建模、信号处理、统计分析、模式识别等,力求让读者学到的知识能够直接应用于工作和研究中。 5. 强调编程效率与代码质量:在介绍各种库的使用方法时,本书也融入了编写高效、可读性强的Python代码的良好实践,帮助读者培养良好的编程习惯。 6. 体系完整,覆盖面广:从基础的数值计算到复杂的数据分析和机器学习,本书构建了一个相对完整的Python科学计算与数据分析知识体系,能够满足读者不同阶段的学习需求。 7. 可读性强,语言通俗易懂:尽管涉及专业知识,本书的语言力求通俗易懂,避免过于晦涩的学术术语,方便广大读者理解和吸收。 四、 内容结构详解 第一部分:Python科学计算的基石 第一章:Python科学计算环境搭建与基础回顾 Anaconda简介与安装 Jupyter Notebook/Lab的使用 Python基础语法回顾(变量、数据类型、控制流、函数) Python面向对象编程简介(对科学计算的影响) 虚拟环境管理 第二章:NumPy:多维数组与向量化计算 ndarray对象:创建、属性与操作 数组索引、切片与视图 数组的形状、重塑与组合 广播(Broadcasting)机制 数学函数与通用函数(ufuncs) 线性代数运算(矩阵乘法、求解方程组、特征值等) 随机数生成 第二部分:数据的处理与分析 第三章:Pandas:数据处理与操作的核心 Series:一维带标签数组 DataFrame:二维表格型数据结构 数据导入与导出(CSV, Excel, JSON, SQL) 数据选择与过滤(loc, iloc, boolean indexing) 缺失值处理(isnull, fillna, dropna) 数据清洗与转换 数据合并与连接(merge, join, concat) 分组与聚合(groupby, agg, transform) 数据透视与重塑(pivot_table, stack, unstack) 第四章:Matplotlib与Seaborn:数据可视化 Matplotlib基础:Figure, Axes, Plotting 创建基本图表(折线图, 散点图, 柱状图, 直方图, 饼图) 自定义图表元素(标题, 标签, 图例, 颜色, 样式, 刻度) 子图与复合图表 Seaborn简介与安装 使用Seaborn绘制统计图表(分布图, 分类图, 回归图) 热力图(heatmap)与相关性分析 高级可视化技巧 第三部分:科学计算与机器学习应用 第五章:SciPy:科学计算的丰富工具箱 积分与数值积分 优化算法(线性规划, 非线性优化) 插值与拟合 信号处理(滤波, 傅里叶变换) 图像处理基础(IO, 几何变换, 滤波) 统计函数与分布 稀疏矩阵及其应用 第六章:Scikit-learn:机器学习入门与实践 机器学习概述与流程 数据预处理(特征缩放, 标准化, 编码) 监督学习: 回归模型(线性回归, Lasso, Ridge) 分类模型(逻辑回归, SVM, K近邻, 决策树) 无监督学习: 聚类模型(K-Means, DBSCAN) 降维(PCA, t-SNE) 模型选择与评估(交叉验证, 网格搜索, 评价指标) 特征工程初步 第四部分:综合案例与进阶探讨 第七章:综合案例研究 案例一:金融时间序列分析与预测 案例二:医学图像数据初步处理与分析 案例三:用户行为数据分析与推荐系统基础 案例四:科学实验数据可视化与模式识别 第八章:进阶主题与未来展望 Python科学计算性能优化 并行计算简介(multiprocessing, dask) 数据可视化进阶(交互式图表, Dash/Streamlit初步) 深度学习库简介(TensorFlow, PyTorch) 科学计算领域的最新发展趋势 五、 结语 《Python科学计算与数据分析实战》旨在为读者提供一条坚实的路径,掌握利用Python这门强大而灵活的语言,应对当今科学研究与工程实践中日益增长的数据分析和计算挑战。通过本书的学习,读者将能够自信地运用Python工具解决复杂问题,从海量数据中挖掘有价值的信息,并为进一步深入学习更高级的算法和技术奠定坚实的基础。我们希望本书能成为您在Python科学计算与数据分析之旅上的得力伙伴。