前言

科学计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。在现代科学和工程技术中，经常会遇到大量复杂的数学计算问题。这些问题用一般的计算工具来解决非常困难，而用计算机来处理却非常容易。

在计算机出现之前，科学研究和工程设计主要依靠实验或试验提供数据，计算仅处于辅助地位。计算机的迅速发展，使越来越多的复杂计算成为可能。利用计算机进行科学计算带来了巨大的经济效益，同时也使科学技术本身发生了根本变化——传统的科学技术只包括理论和试验两个组成部分，使用计算机后，计算已成为同等重要的第三个组成部分。

为什么在众多的编程语言中选择Python进行科学计算呢？原因在于： 

(1) Python是一个高层次语言，是一个结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言； 

(2) Python的设计具有很强的可读性，语法结构更有特色； 

(3) 对程序员来说，社区是非常重要的，大多数程序员需要向解决过类似问题的人寻求建议，在需要人帮助时，有一个联系紧密、互帮互助的社区至关重要，Python社区就是这样一个社区。

本书简单、全面地介绍了Python软件，并利用Python实现了科学计算，解决了实际问题。本书编写具有如下特点。

1． 内容浅显全面

本书浅显而全面，从各个知识点对Python进行介绍，让读者对Python有简单而全面的认识，并能使用Python。

2． 简单易懂

本书不会纠缠于晦涩难懂的概念，而是力求用浅显易懂的语言引出概念，用常用的方式介绍编程，用清晰的逻辑解释思路。

3． 实用性强

本书理论与实例相结合，内容丰富、实用，可帮助读者快速领会知识要点。书中的实例与经典应用具有很强的实用性，且书中源代码、数据集等都可免费、轻松获得。

全书共9章。第1章魅力的Python，主要包括Python编程环境、Python基础语法等内容。第2章Python的进阶，主要包括常用函数、字符串的深入学习、列表、元组等内容。第3章Python程序与函数，主要包括顺序结构、选择结构、函数等内容。第4章NumPy数组运算，主要包括NumPy安装、NumPy的基本操作、 NumPy线性代数等内容。第5章图形可视化，主要包括Matplotlib可视化、海龟绘图等内容。第6章Python科学计算库，主要包括 Pandas科学计算库、SciPy科学计算库等内容。第7章数值计算，主要包括多项式、插值、拟合、函数最小值等内容。第8章统计分析，主要包括显著性检验、交叉验证、回归分析、逻辑回归等内容。第9章数据读写与文件管理，主要包括使用pathlib模块操作目录、使用os．path操作目录、打开文件、读取文件等内容。

随着互联网、物联网对全球的覆盖，及计算机技术的不断提升，Python在各领域的应用越来越广泛。通过本书的学习，读者不仅可以了解Python软件的特点，学习怎样使用Python，还能学会利用Python解决科学计算等问题，达到学以致用。

本书由佛山大学邓奋发编写。

由于时间仓促，加之编者水平有限，书中错误和疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正。

编者2024年8月