آموزش برنامه نویسی پایتون - Multithreading، OOP، NumPy و Pandas

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

• معرفی Introduction

چرا زبان برنامه نویسی پایتون را یاد بگیریم؟ Why to Learn Python Programming Language?

• چرا باید پایتون یاد گرفت؟ Why to learn Python?

راه اندازی محیط Environment Setup

• نصب پایتون Installing Python

• در حال نصب PyCharm Installing PyCharm

### اصول پایتون ### ### PYTHON FUNDAMENTALS ###

• اصول پایتون Python fundamentals

مبانی پایتون Python Basics

• اولین قدم ها در پایتون First steps in Python

• انواع داده های اساسی چیست؟ What are the basic data types?

• بولین ها Booleans

• رشته های Strings

• برش رشته String slicing

• ریخته گری نوع Type casting

• اپراتورها Operators

• اظهارات مشروط Conditional statements

• چگونه از شرایط متعدد استفاده کنیم؟ How to use multiple conditions?

• تمرین - عبارات شرطی Exercise - conditional statements

• راه حل - عبارات شرطی Solution - conditional statements

• عملگرهای منطقی Logical operators

• حلقه ها - برای حلقه Loops - for loop

• حلقه ها - حلقه while Loops - while loop

• تمرین: محاسبه میانگین Exercise: calculating the average

• راه حل: محاسبه میانگین Solution: calculating the average

• حلقه های تو در تو چیست؟ What are nested loops?

• شمردن Enumerate

• بشکن و ادامه بده Break and continue

• محاسبه اعداد فیبوناچی Calculating Fibonacci-numbers

• تمرین: اعداد فیبوناچی Exercise: Fibonacci-numbers

• راه حل: اعداد فیبوناچی Solution: Fibonacci-numbers

• آزمون پایه پایتون Python Basics Quiz

توابع در پایتون Functions in Python

• توابع چیست؟ What are functions?

• تعریف توابع Defining functions

• آرگومان های موقعیتی و آرگومان های کلیدواژه Positional arguments and keyword arguments

• برگرداندن مقادیر Returning values

• برگرداندن مقادیر متعدد Returning multiple values

• تمرین کدگذاری توابع Functions coding exercise

• راه حل - توابع Solution - functions

• عملگر بازده Yield operator

• متغیرهای محلی و جهانی Local and global variables

• مرتبط ترین توابع داخلی کدامند؟ What are the most relevant built-in functions?

• بازگشت چیست؟ What is recursion?

• تمرین کدگذاری بازگشتی Recursion coding exercise

• راه حل - بازگشت Solution - recursion

• متغیرهای محلی در مقابل متغیرهای جهانی Local vs global variables

• تابع __main__ The __main__ function

• آزمون توابع Functions Quiz

ساختارهای داده در پایتون Data Structures in Python

• چگونه زمان اجرای الگوریتم ها را اندازه گیری کنیم؟ How to measure the running time of algorithms?

• معرفی ساختارهای داده Data structures introduction

• ساختارهای داده آرایه چیست I What are array data structures I

• ساختارهای داده آرایه چیست II What are array data structures II

• لیست ها در پایتون Lists in Python

• لیست در پایتون - عملیات پیشرفته Lists in Python - advanced operations

• لیست ها در پایتون - درک لیست Lists in Python - list comprehension

• (!!!) لیست ها و آرایه های پایتون (!!!) Python lists and arrays

• تمرین: درک فهرست Exercise: list comprehension

• راه حل - درک لیست Solution - list comprehension

• اندازه گیری زمان اجرای لیست ها Measuring running time of lists

• تاپل ها چیست؟ What are tuples?

• تغییرپذیری و تغییرناپذیری Mutability and immutability

• ساختارهای داده لیست پیوندی چیست؟ What are linked list data structures?

• پیاده سازی لیست پیوندی دوگانه در پایتون Doubly linked list implementation in Python

• هش و پیچیدگی زمان اجرا O(1). Hashing and O(1) running time complexity

• فرهنگ لغت در پایتون Dictionaries in Python

• مجموعه در پایتون Sets in Python

• تمرین: ساخت فرهنگ لغت Exercise: constructing dictionaries

• راه حل: ساخت فرهنگ لغت Solution: constructing dictionaries

• مرتب سازی Sorting

• آزمون ساختارهای داده Data Structures Quiz

برنامه نویسی شی گرا (OOP) Object Oriented Programming (OOP)

• برنامه نویسی شی گرا (OOP) چیست؟ What is object oriented programming (OOP)?

• اصول کلاس و اشیاء Class and objects basics

• با استفاده از سازنده Using the constructor

• متغیرهای کلاس و متغیرهای نمونه Class variables and instance variables

• تمرین: ساخت کلاس Exercise: constructing classes

• راه حل: ساخت کلاس ها Solution: constructing classes

• متغیرهای خصوصی و مخفی کردن نام Private variables and name mangling

• وراثت در OOP چیست؟ What is inheritance in OOP?

• کلمه کلیدی فوق العاده The super keyword

• لغو تابع (روش). Function (method) override

• پلی مورفیسم چیست؟ What is polymorphism?

• چند شکلی و انتزاع مثال Polymorphism and abstraction example

• تمرین: انتزاع Exercise: abstraction

• راه حل: انتزاع Solution: abstraction

• ماژول ها Modules

• تابع __str__ The __str__ function

• مقایسه اشیاء - توابع برتر Comparing objects - overriding functions

• آزمون برنامه نویسی شی گرا Object Oriented Programming Quiz

مدیریت حافظه Memory Management

• حافظه پشته و پشته چیست؟ What are stack and heap memory?

• پشته حافظه و شبیه سازی حافظه پشته Stack memory and heap memory simulation

• جمع آوری زباله و شمارش مراجع Garbage collection and reference counting

• بررسی مجدد انواع متغیرها Revisiting the types of variables

• عملگرهای == و is The == and the is operators

• با مرجع و ارزش تماس بگیرید Call by reference and value

• آزمون مدیریت حافظه Memory Management Quiz

مدیریت فایل ها (I/O) Handling Files (I/O)

• خواندن و پردازش فایل ها Reading and processing files

• پردازش فایل ها - مثال شماره 1 Processing files - example #1

• پردازش فایل ها - مثال شماره 2 Processing files - example #2

• فایل های جدید ایجاد کنید و محتوا را به روز کنید Create new files and update content

• تمرین: رسیدگی به فایل ها Exercise: handling files

• راه حل: مدیریت فایل ها Solution: handling files

استثناها و خطاها Exceptions and Errors

• استثناها و خطاها چیست؟ What are exceptions and errors?

• رسیدگی به استثنائات Handling exceptions

• رسیدگی به استثنائات II Handling exceptions II

• استثناها را مطرح کنید Raise exceptions

• تعریف استثناهای خودمان Defining our own exceptions

• فهرست استثنائات List of exceptions

• استفاده از کلمه کلیدی with Using the with keyword

• آزمون استثناها و خطاها Exceptions and Errors Quiz

### محاسبات چند نخی و موازی ### ### MULTITHREADING & PARALLEL COMPUTING ###

• محاسبات چند رشته ای و موازی Multithreading and parallel computing

نظریه چند رشته ای Multithreading Theory

• فرآیندها و رشته ها چیست؟ What are processes and threads?

• الگوریتم برش زمانی The time-slicing algorithm

• مزایای چند رشته ای Benefits of multithreading

• جنبه منفی Multithreading Downside of multithreading

• آزمون تئوری چند رشته ای Multithreading Theory Quiz

پیاده سازی های چند رشته ای Multithreading Implementations

• ایجاد و شروع موضوعات Creating and starting threads

• ایجاد موضوعات با وراثت Creating threads with inheritance

• به هم پیوستن موضوعات Joining threads

• کنترل پارامترها Handling parameters

• موضوعات و فرآیندها بازبینی شدند Threads and processes revisited

• تمرین: چند رشته ای Exercise: multithreading

• راه حل: چند رشته ای Solution: multithreading

• نخ های دیمون Daemon threads

• مدیریت حافظه رشته ها Memory management of threads

• چرا از همگام سازی استفاده کنیم؟ Why to use synchronization?

• همگام سازی با قفل Synchronization with locks

• قفل های ورود مجدد چیست؟ What are re-entrant locks?

• با استفاده از RLocks Using RLocks

• بن بست و زنده چیست؟ What are deadlocks and livelocks?

• سمافورها چیست؟ What are semaphores?

• نمونه سمافورها Semaphores example

• ارتباطات بین رشته ای - اشیاء رویداد Inter-thread communication - event objects

• استخرهای نخ چیست؟ What are thread pools?

• مجموعه موضوعات و مقادیر بازگشتی Thread pools and return values

• تمرین: استخرهای نخ Exercise: thread pools

• راه حل: استخرهای نخ Solution: thread pools

• آزمون اجرای چند رشته ای Multithreading Implementation Quiz

مثال چند رشته ای - مسئله فیلسوفان غذاخوری Multithreading Example - Dining Philosophers Problem

• مشکل فلاسفه ناهار خوری I - مشکل Dining philosophers problem I - the problem

• مسائل فیلسوفان ناهار خوری II - ثابت ها Dining philosophers problems II - constants

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری III - چاپستیک Dining philosophers problems III - chopstick

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری چهارم - فیلسوف Dining philosophers problems IV - philosopher

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری V - اجرای شبیه سازی Dining philosophers problems V - running the simulation

محاسبات موازی Parallel Computing

• چند رشته ای در مقابل برنامه نویسی موازی Multithreading vs parallel programming

• قفل مترجم جهانی (GIL) چیست؟ What is the Global Interpreter Lock (GIL)?

• آزمون محاسبات موازی Parallel Computing Quiz

### عبارات لامبدا ### ### LAMBDA EXPRESSIONS ###

• برنامه نویسی تابعی چیست؟ What is functional programming?

• اصول عبارات لامبدا Lambda expressions basics

• آرگومان های موقعیتی و آرگومان های کلیدواژه Positional arguments and keyword arguments

• توابع ناشناس Anonymous functions

• عبارت تابع فراخوانی فوری (IIFE) Immediately invoked function expression (IIFE)

• عملکرد لامبدا در توابع استاندارد Lambda functions within standard functions

• فیلتر کنید Filter

• نقشه Map

• كاهش دادن Reduce

• تمرین: عبارات لامبدا Exercise: lambda expressions

• راه حل: عبارات لامبدا Solution: lambda expressions

• آزمون عبارات لامبدا Lambda Expressions Quiz

### کتابخانه های مهم ### ### IMPORTANT LIBRARIES ###

• کتابخانه های مهم مرتبط با پایتون Python related important libraries

NumPy - کتابخانه شماره 1 پایتون NumPy - Python's #1 Library

• مزیت کلیدی NumPy چیست؟ What is the key advantage of NumPy?

• ایجاد و به روز رسانی آرایه ها Creating and updating arrays

• ابعاد آرایه ها Dimension of arrays

• شاخص ها و برش Indexes and slicing

• انواع Types

• تغییر شکل دهید Reshape

• تمرین: مشکل تغییر شکل Exercise: reshape problem

• راه حل: مشکل تغییر شکل Solution: reshape problem

• انباشتن و ادغام آرایه ها Stacking and merging arrays

• فیلتر کنید Filter

• مقایسه زمان اجرا: آرایه ها و لیست ها Running time comparison: arrays and lists

• امتحان NumPy NumPy Quiz

Matplotlib Matplotlib

• Matplotlib چیست؟ What is Matplotlib?

• ایجاد اولین طرح ها Creating the first plots

• برچسب ها و عنوان Labels and title

• نشانگرها و خطوط Markers and lines

• تمرین طرح چند خطی Multiple line plot exercise

• راه حل طرح چند خطی Multiple line plot solution

• توری Grid

• طرح های فرعی Subplots

• توطئه های پراکنده Scatter plots

• تمرین نمودارهای پراکنده Scatter plots exercise

• راه حل نمودارهای پراکندگی Scatter plots solution

• میله ها Bars

• نمودار دایره ای Pie chart

پانداها Pandas

• پاندا چیست؟ What is Pandas?

• اولین قدم ها First steps

• سلسله Series

• DataFrames DataFrames

• عملیات DataFrame DataFrame operations

• مقایسه سرعت - عملیات DataFrame Speed comparison - DataFrame operations

• خواندن CSV و فایل های متنی Reading CSV and text files

• عملیات Operations

• فیلتر کردن داده ها Data filtering

• با استفاده از تابع application() Using the apply() function

• مقایسه سرعت - حلقه ها و اعمال () Speed comparison - loops and apply()

• تمرین عملکردی را اعمال کنید Apply function exercise

• راه حل تابع را اعمال کنید Apply function solution

• برداری چیست؟ What is vectorization?

• نمونه برداری I Vectorization example I

• نمونه برداری بردار II Vectorization example II

• تمرین برداری Vectorization exercise

• راه حل برداری Vectorization solution

• مسابقه پانداها Pandas Quiz

### مبانی پایگاه داده ### ### DATABASE FUNDAMENTALS ###

• حافظه داخلی و خارجی Internal and external memory

• سیستم های مدیریت پایگاه داده و زبان های پایگاه داده Database management systems and database languages

• نصب MySQL Installing MySQL

• گام های اول با پایگاه داده First steps with databases

• ایجاد جداول پایگاه داده Creating database tables

• عملیات درج Insertion operation

• عملیات به روز رسانی Update operation

• عملیات را حذف کنید Remove operation

• آزمون پایگاه داده Database Quiz

مطالب دوره (دانلود) COURSE MATERIALS (DOWNLOADS)

• دانلود اسلایدها Download slides

• اسلایدها را به صورت PDF دانلود کنید Download slides as PDF

• کد منبع را دانلود کنید Download source code