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數據科學方法與實踐 ――基于 Python 技術實現 版權信息
- ISBN：9787121428173
- 條形碼：9787121428173 ; 978-7-121-42817-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
數據科學方法與實踐 ――基于 Python 技術實現 本書特色
本書既適用于高等院校“數據科學與大數據技術”專業人才的基礎培養，也適用于信息處理相關專業人才的能力提升，能夠為數據科學從業者和相關學科的科研工作者提供必要的技術支撐。
數據科學方法與實踐 ――基于 Python 技術實現 內容簡介
本書系統介紹數據科學的核心概念、基本方法和關鍵技術，內容涵蓋數據科學的導向目標，涉及科學計算、數據處理和分析、數據可視化等關鍵知識環節。本書基于 Python 技術框架實現，內容注重理論和實踐的有機融合，克服單調、晦澀的知識累積之苦，以問題為導向，學以致用，提供了大量的案例代碼和樣本數據集，可以為學習者平添幾分學習的樂趣。本書既適用于高等院校“數據科學與大數據技術”專業人才的基礎培養，也適用于信息處理相關專業人才的能力提升，能夠為數據科學從業者和相關學科的科研工作者提供必要的技術支撐。
數據科學方法與實踐 ――基于 Python 技術實現 目錄
目 錄
第 1 章 數據科學概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1 什么是數據科學？ ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．2 大數據技術??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6
1．3 數據未來??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．20
第 2 章 Python 基礎????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．1 編程環境與規范????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．2 數據類型、數據載體及運算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．25
2．3 序列結構??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．30
2．4 程序流程控制??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．5 函數??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．6 字符串????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．45
2．7 文件操作??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．50
2．8 面向對象程序設計??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．51
第 3 章 科學計算―― Numpy????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．57
3．1 計算基礎??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．58
3．1．1 什么是科學計算？ ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．58
3．1．2 Numpy 基礎????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．62
3．2 數組的創建與訪問??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．65
3．2．1 創建數組 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．66
3．2．2 數組的訪問 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．72
3．3 數組的基本操作????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．74
3．4 數組的基本運算????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．85
3．5 矩陣基礎及運算????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????112
3．6 Numpy 的簡單應用????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
第 4 章 數據處理和分析―― Pandas ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
4．1 數據結構??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
4．1．1 常用數據結構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
4．1．2 數據類型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????137
4．1．3 數據類型的簡單使用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????138
4．1．4 系列的基本使用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????140．VI??
4．1．5 數據幀的基本使用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145
4．2 數據加載與文件格式????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154
4．2．1 Pandas 的 I/O 功能????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????155
4．2．2 數據讀寫與文件格式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????158
4．3 數據清洗與預處理??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184
4．3．1 檢測與處理缺失值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????185
4．3．2 檢測和處理重復值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
4．3．3 檢測和處理異常值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????197
4．3．4 數據轉換 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????201
4．3．5 數據匹配 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????213
4．3．6 數據標準化 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218
4．4 數據處理與分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221
4．4．1 層次化索引 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????222
4．4．2 數據連接與合并 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????234
4．4．3 數據聚合與分組運算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????245
4．5 時間序列分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????261
4．5．1 時間序列基礎 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????261
4．5．2 時間戳（ Timestamp） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265
4．5．3 時區（ Timezone） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274
4．5．4 時期（ Period） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????277
4．5．5 時間差（ Timedelta） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????283
4．5．6 時間序列重構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????285
4．6 Pandas 高級應用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????302
4．6．1 分類數據 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????302
4．6．2 鏈式編程技術 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????310
第 5 章 數據可視化―― Matplotlib??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????315
5．1 繪圖基礎??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????315
5．2 二維圖形可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????328
5．3 三維圖形可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????354
5．4 使用動畫??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365
5．4．1 使用 Animation 模塊創建動畫 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365
5．4．2 使用 OpenGL 創建動畫 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????373
5．5 復雜網絡結構可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????379
5．5．1 網絡可視化基礎 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????380
5．5．2 網絡圖的生成 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????385
5．5．3 網絡圖的繪制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????387
第 1 章 數據科學概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1 什么是數據科學？ ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．2 大數據技術??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6
1．3 數據未來??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．20
第 2 章 Python 基礎????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．1 編程環境與規范????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．2 數據類型、數據載體及運算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．25
2．3 序列結構??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．30
2．4 程序流程控制??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．5 函數??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．6 字符串????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．45
2．7 文件操作??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．50
2．8 面向對象程序設計??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．51
第 3 章 科學計算―― Numpy????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．57
3．1 計算基礎??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．58
3．1．1 什么是科學計算？ ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．58
3．1．2 Numpy 基礎????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．62
3．2 數組的創建與訪問??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．65
3．2．1 創建數組 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．66
3．2．2 數組的訪問 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．72
3．3 數組的基本操作????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．74
3．4 數組的基本運算????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．85
3．5 矩陣基礎及運算????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????112
3．6 Numpy 的簡單應用????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
第 4 章 數據處理和分析―― Pandas ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
4．1 數據結構??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
4．1．1 常用數據結構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
4．1．2 數據類型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????137
4．1．3 數據類型的簡單使用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????138
4．1．4 系列的基本使用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????140．VI??
4．1．5 數據幀的基本使用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145
4．2 數據加載與文件格式????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154
4．2．1 Pandas 的 I/O 功能????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????155
4．2．2 數據讀寫與文件格式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????158
4．3 數據清洗與預處理??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184
4．3．1 檢測與處理缺失值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????185
4．3．2 檢測和處理重復值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
4．3．3 檢測和處理異常值 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????197
4．3．4 數據轉換 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????201
4．3．5 數據匹配 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????213
4．3．6 數據標準化 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218
4．4 數據處理與分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221
4．4．1 層次化索引 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????222
4．4．2 數據連接與合并 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????234
4．4．3 數據聚合與分組運算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????245
4．5 時間序列分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????261
4．5．1 時間序列基礎 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????261
4．5．2 時間戳（ Timestamp） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265
4．5．3 時區（ Timezone） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274
4．5．4 時期（ Period） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????277
4．5．5 時間差（ Timedelta） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????283
4．5．6 時間序列重構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????285
4．6 Pandas 高級應用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????302
4．6．1 分類數據 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????302
4．6．2 鏈式編程技術 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????310
第 5 章 數據可視化―― Matplotlib??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????315
5．1 繪圖基礎??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????315
5．2 二維圖形可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????328
5．3 三維圖形可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????354
5．4 使用動畫??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365
5．4．1 使用 Animation 模塊創建動畫 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365
5．4．2 使用 OpenGL 創建動畫 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????373
5．5 復雜網絡結構可視化????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????379
5．5．1 網絡可視化基礎 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????380
5．5．2 網絡圖的生成 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????385
5．5．3 網絡圖的繪制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????387
展開全部
數據科學方法與實踐 ――基于 Python 技術實現 作者簡介
馬學強，漢族，1970年10月出生，山東壽光人，中**員，2015年6月畢業于山東師范大學管理工程與工業工程專業，獲工學博士學位。現為山東師范大學信息科學與工程學院副教授。 主要從事虛擬植物模型、進化計算的理論與應用研究。參與***、省級課題多項，主持省級和校級教學改革項目多項；在EI檢索及其它國內外著名學術期刊及國際會議上發表論文10多篇；獲得山東省科技進步一等獎1項（第6位）、山東省計算機應用優秀成果一等獎1項（第5位），山東省高等教育教學成果一等獎1項（第3位）。
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