用Python做科学计算
最后更新于：2022-04-01 11:14:49
# 用Python做科学计算
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Python是一种面向对象的、动态的程序设计语言。具有非常简洁而清晰的语法，适合于完成各种高层任务。它既可以用来快速开发程序脚本，也可以用来开发大规模的软件。
随着NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等众多程序库的开发，Python越来越适合于做科学计算、绘制高质量的2D和3D图像。和科学计算领域最流行的商业软件Matlab相比，Python是一门通用的程序设计语言，比Matlab所采用的脚本语言的应用范围更广泛，有更多的程序库的支持。虽然Matlab中的许多高级功能和toolbox目前还是无法替代的，不过在日常的科研开发之中仍然有很多的工作是可以用Python代劳的。
本书将介绍如何用Python开发科学计算的应用程序，除了介绍数值计算之外，我们还将着重介绍如何制作交互式的2D、3D图像；如何设计精巧的程序界面；如何和C语言所编写的高速计算程序结合；如何编写声音、图像处理算法。
阅读本书你需要学习过Python语言的一些基础知识，对面向对象的程序开发有所了解。有关Python语言基础的知识，可以参考：
啄木鸟社区的Python图书概览： [http://wiki.woodpecker.org.cn/moin/PyBooks](http://wiki.woodpecker.org.cn/moin/PyBooks)
本书中的所有示例均在Windows XP系统下采用Python(x,y)通过测试。如果你觉得安装众多的Python程序库很麻烦，不妨下载安装Python(x,y)。请阅读：[_软件包的安装和介绍_](install.html)
## 基础篇
科学计算所用到的各种库的入门介绍
* [软件包的安装和介绍](install.html)
* [安装软件包](install.html#id2)
* [函数库介绍](install.html#id7)
* [NumPy-快速处理数据](numpy_intro.html)
* [ndarray对象](numpy_intro.html#ndarray)
* [ufunc运算](numpy_intro.html#ufunc)
* [矩阵运算](numpy_intro.html#id8)
* [文件存取](numpy_intro.html#id9)
* [SciPy-数值计算库](scipy_intro.html)
* [最小二乘拟合](scipy_intro.html#id1)
* [函数最小值](scipy_intro.html#id2)
* [非线性方程组求解](scipy_intro.html#id3)
* [B-Spline样条曲线](scipy_intro.html#b-spline)
* [数值积分](scipy_intro.html#id4)
* [解常微分方程组](scipy_intro.html#id5)
* [滤波器设计](scipy_intro.html#id6)
* [用Weave嵌入C语言](scipy_intro.html#weavec)
* [SymPy-符号运算好帮手](sympy_intro.html)
* [封面上的经典公式](sympy_intro.html#id1)
* [球体体积](sympy_intro.html#id2)
* [matplotlib-绘制精美的图表](matplotlib_intro.html)
* [快速绘图](matplotlib_intro.html#id2)
* [绘制多轴图](matplotlib_intro.html#id4)
* [配置文件](matplotlib_intro.html#id5)
* [Artist对象](matplotlib_intro.html#artist)
* [Traits-为Python添加类型定义](traits_intro.html)
* [背景](traits_intro.html#id1)
* [Traits是什么](traits_intro.html#traits)
* [动态添加Trait属性](traits_intro.html#trait)
* [Property属性](traits_intro.html#property)
* [Trait属性监听](traits_intro.html#id2)
* [TraitsUI-轻松制作用户界面](traitsUI_intro.html)
* [缺省界面](traitsUI_intro.html#id1)
* [自定义界面](traitsUI_intro.html#id2)
* [配置视图](traitsUI_intro.html#id3)
* [Chaco-交互式图表](chaco_intro.html)
* [面向脚本绘图](chaco_intro.html#id1)
* [面向应用绘图](chaco_intro.html#id2)
* [TVTK-三维可视化数据](tvtk_intro.html)
* [TVTK使用简介](tvtk_intro.html#id1)
* [TVTK的改进](tvtk_intro.html#id7)
* [Mayavi-更方便的可视化](mlab_and_mayavi.html)
* [用mlab快速绘图](mlab_and_mayavi.html#mlab)
* [Mayavi应用程序](mlab_and_mayavi.html#id1)
* [将Mayavi嵌入到界面中](mlab_and_mayavi.html#id2)
* [Visual-制作3D演示动画](vpython_intro.html)
* [场景、物体和照相机](vpython_intro.html#id1)
* [简单动画](vpython_intro.html#id2)
* [盒子中反弹的球](vpython_intro.html#id3)
* [OpenCV-图像处理和计算机视觉](opencv_intro.html)
* [读写图像和视频文件](opencv_intro.html#id1)
## 手册篇
各个库的用户使用手册的翻译
* [Traits使用手册](traits_manual_index.html)
* [traits](traits_manual_index.html#id1)
* [traits.ui](traits_manual_index.html#traits-ui)
* [Visual使用手册](visual_manual_index.html)
* [场景窗口](visual_manual_display.html)
## 实战篇
用所学到的东西解决实际问题
* [声音的输入输出](wave_pyaudio.html)
* [读写Wave文件](wave_pyaudio.html#wave)
* [用pyAudio播放和录音](wave_pyaudio.html#pyaudio)
* [用pyMedia播放Mp3](wave_pyaudio.html#pymediamp3)
* [数字信号系统](filters.html)
* [FIR和IIR滤波器](filters.html#firiir)
* [FIR滤波器设计](filters.html#fir)
* [IIR滤波器设计](filters.html#iir)
* [滤波器的频率响应](filters.html#id6)
* [二次均衡器设计工具](filters.html#id7)
* [FFT演示程序](fft_study.html)
* [FFT知识复习](fft_study.html#id1)
* [合成时域信号](fft_study.html#id2)
* [三角波FFT演示程序](fft_study.html#id3)
* [频域信号处理](frequency_process.html)
* [观察信号的频谱](frequency_process.html#id2)
* [快速卷积](frequency_process.html#id5)
* [Hilbert变换](frequency_process.html#hilbert)
* [Ctypes和NumPy](ctypes_numpy.html)
* [用ctypes加速计算](ctypes_numpy.html#ctypes)
* [用ctypes调用DLL](ctypes_numpy.html#ctypesdll)
* [numpy对ctypes的支持](ctypes_numpy.html#numpyctypes)
* [自适应滤波器和NLMS模拟](fast_nlms_in_python.html)
* [自适应滤波器简介](fast_nlms_in_python.html#id1)
* [NLMS计算公式](fast_nlms_in_python.html#id5)
* [NumPy实现](fast_nlms_in_python.html#numpy)
* [DLL函数的编写](fast_nlms_in_python.html#dll)
* [ctypes的python接口](fast_nlms_in_python.html#ctypespython)
* [单摆和双摆模拟](double_pendulum.html)
* [单摆模拟](double_pendulum.html#id2)
* [双摆模拟](double_pendulum.html#id4)
* [分形与混沌](fractal_chaos.html)
* [Mandelbrot集合](fractal_chaos.html#mandelbrot)
* [迭代函数系统(IFS)](fractal_chaos.html#ifs)
* [L-System分形](fractal_chaos.html#l-system)
## 附录
* [关于本书的编写](pydoc_write_tools.html)
* [本书的编写工具](pydoc_write_tools.html#id2)
* [问题与解决方案](pydoc_write_tools.html#id3)
* [ReST使用心得](pydoc_write_tools.html#rest)
* [未解决的问题](pydoc_write_tools.html#id16)
* [最近更新](update_list.html)
## 源程序集
* [源程序集](example_code_list.html)