《Python程序设计》教学大纲参考.docx

1、Python程序设计教学大纲参考 Python程序设计教 学 大 纲 院（系、部）:计算机科学与技术学院教研室:日 期:2016年5月1日 课程名称：Python程序设计 课程编号：课程性质：限制性选修 考核方式：考查参考学时：64+16前导课程：数据结构、数据库原理、计算机网络、计算机图形学、数字图像处理、计算机安全等，根据学生专业可适当微调。适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、通信工程、数字媒体技术及其他工科专业一、 教学目的和要求 通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式，熟练运用Python列表、元组、字典、集合等基本数据类型以及相关列表推导式、切片等特性来

2、解决实际问题，熟练掌握Python分支结构、循环结构、函数设计以及类的设计与使用，熟练使用正则表达式处理字符串，同时使得学生掌握不同领域的Python扩展模块并能够解决大数据处理、图形图像处理、音乐编程与语音识别、多线程编程、数据库编程、网络编程、逆向工程与软件分析、科学计算可视化、密码学、安卓平台应用等领域中的实际问题,同时还应培养学生的代码优化与安全编程意识。 二、 教学中应注意的问题Python编程模式中非常重要的一条是代码简单化、问题简单化，保证代码具有较强的可读性。在教学过程中，一定不要在Python程序中带有其他编程语言的痕迹，要尽量从最简单的角度去思考和解决问题、实现自己的想法和

3、思路，保证代码的优雅、简洁，让代码更加Pythonic。使用Python编程解决问题应充分借鉴和使用成熟的标准库和扩展库，尽量避免独立编写完整的业务逻辑，部分具体操作完全可以使用扩展库来实现，大幅度提高开发效率。例如，如果需要进行排序则直接使用内置函数或方法进行排序，切不可再使用选择法排序、冒泡法排序或堆排序等排序算法来编写代码实现。3、 教学内容不同专业可根据专业特色在以下主要教学内容中进行选取。对于非计算机专业本科生或研究生，一般建议前8章都讲，第二篇中的部分章节可以选讲。对于计算机专业本科生，建议全部讲授。 教学重点：如何选择正确的Python版本。 教学重点：Windows平台的Pyt

4、hon安装。 教学重点：使用pip安装和管理Python扩展库。 教学重点：Python对象模型，Python变量，Python自动内存管理功能，数字、字符串基本知识，Python运算符与表达式，常用Python内置函数，基本输入输出，Python模块的导入与使用。 教学难点：变量类型不需要提前说明，并且可以随时动态改变；Python中一切都是对象，包括函数也是对象。 教学重点：缩进和空格、空行在Python程序中的作用和重要性，注释的形式和注释的作用，测试驱动的程序设计方式。 教学难点：时刻保证Python代码的可读性。 教学重点：.py、.pyc等文件名的作用，Python伪编译，Pyth

5、on 3.5之后不再使用.pyo文件。 教学重点：根据_name_属性来确定Python程序的运行方式。 教学重点：Python程序的组织方式。 教学重点：Python程序设计入门，了解运算符和表达式以及模块中方法的用法。 教学重点：列表对象的创建与删除，列表元素的增加与删除，列表元素访问与计数，有序序列的双向索引，成员资格判断运算符in，切片操作，列表排序，列表推导式。 教学难点：Python自动内存管理，切片操作与浅复制，列表推导式。 教学重点：元组对象的创建与删除，元组与列表的区别，序列解包，生成器推导式。 教学难点：元组与列表的区别，元组的不可变本质，序列解包，生成器与列表推导式的效率

6、比较。 教学重点：字典对象的创建与删除，字典元素的读取，字典元素的添加与修改，有序字典对象的使用，使用字典来计数。 教学难点：字典对象的get()方法，访问字典对象时可以使用“键”作为下标。 教学重点：集合对象的创建与删除，集合的并、交、差以及对称差等运算，使用集合来提取序列中的唯一元素。 教学难点：Python运算符的多重含义。 教学重点：栈、队列、堆、链表、二叉树、图等数据结构的实现。 教学重点：Python运算符，条件表达式。 教学难点：关系运算符可以连用，Python中的False等价对象，几乎所有Python表达式都可以作为条件表达式来使用。 教学重点：单分支选择结构、双分支选择结构

7、、多分支选择结构、选择结构的嵌套。 教学难点：缩进体现代码的业务逻辑。 教学重点：for循环、while循环，range对象在循环中的使用，成员测试符in在循环语句中的使用，带有else子句的循环结构，循环代码的优化。 教学难点：带有else子句的循环结构，循环代码的优化。 教学重点：break和continue语句的作用。 教学重点：字符串编码，字符串格式化，find()、index()、split()、join()、replace()、translate()、strip()、startswith()、endswith()、center()、ljust()、rjust()等字符串常用方法，字

8、符串常量，可变字符串。 教学重点：正则表达式元字符，re模块常用方法，正则表达式对象，正则表达式子模式扩展语法。 教学难点：正则表达式子模块扩展语法。 教学重点：Python函数的定义形式。 教学重点：形参与实参的概念。 教学重点：默认值参数，关键参数，可变长度参数，参数传递时的序列解包。 教学难点：任何默认值参数后面不允许出现非默认值参数，可变长度参数，参数传递时的序列解包。 教学重点：如果函数中没有（或没有执行）return语句或者执行了没有返回值的return语句，则将被认为返回空值None。 教学重点：局部作用域，全局作用域。 教学难点：局部作用域与全局作用域的区别，在函数内部定义全局

9、变量的方法。 教学重点：使用lambda表达式声明匿名函数和命名函数，在lambda表达式中调用函数，把lambda表达式作为函数参数。 教学重点：map()、reduce()、filter()、yield语句，dis模块。 教学重点：Python类的定义，self与cls参数，类成员与实例成员，私有成员与公有成员。 教学难点：带下划线的变量名，Python对象的可变性。 教学重点：类方法，实例方法，静态方法，修饰器。 教学重点：属性的定义与使用，使用属性和公开数据成员的区别，Python 2.x与Python 3.x属性的异同。 教学重点：Python类特殊方法与运算符的对应关系。 教学重点

10、：Python支持多继承，如果多个父类中有相同名字的成员，Python解释器将按照从左向右的顺序在所有父类中进行搜索，并且使用第一个遇到的成员。 教学重点：文本文件与二进制文件的区别，open()方法以及flush()、close()、read()、write()等文件对象常用方法。 教学难点：文件操作三步骤：打开文件、操作文件、关闭文件。 教学重点：read()、write()、seek()等文件对象常用方法的运用。 教学难点：Python 2.x和Python 3.x的区别。 教学重点：二进制文件读写方式，序列化模块pickle与struct。 教学重点：os与os.path与shutil

11、模块中方法的运用，判断文件是否存在，文件路径分割与连接，文件重命名，文件复制。 教学重点：os模块常用方法，当前目录的查看与修改，文件夹的创建与删除，文件夹遍历的几种方式。教学难点：遍历文件夹时递归的应用。 教学重点：CRC32与MD5计算，文件相似度计算，文件类型检测，Excel文件操作，Word文件操作。 教学重点：异常的概念与表现形式。 教学重点：Python内建异常类，自定义异常类。 教学重点：常见异常处理结构。 教学难点：异常处理代码中可能再次引发异常。 教学重点：assert与with语句。 教学重点：IDLE调试界面操作。 教学重点：pdb常用命令，使用交互模式、命令行模式、程序

12、中嵌入断点等几种方式使用pdb调试功能。 教学重点：wxPython基础知识，Frame的概念与作用，控件与事件处理函数的编写与绑定。 教学重点：按钮、静态文本框、文本框、菜单、工具条、状态条、对话框、单选钮、复选框、组合框、列表框、树形控件的用法。 教学重点：OSI参考模型，TCP/IP协议族，网络协议三要素，IP地址与MAC地址。可根据需要进行适当扩充。 教学重点：UDP协议与TCP协议的区别与实现，socket模块的应用。 教学重点：嗅探器工作原理，网卡混杂模式。 教学重点：urllib模块的应用，读取网页内容。 教学重点：IIS配置，ASP文件嵌入Python代码，C#与Python混

13、合编程开发ASP.NET网站。 教学重点：MapReduce、Hadoop、Spark等大数据处理平台或框架基础知识，可根据需要进行适当扩充。 教学重点：Map、Reduce思路。 教学重点：Windows注册表基本概念与相关知识，win32api、win32con模块方法的应用。 教学重点：py2exe、distutils模块的应用，控制台应用程序与GUI应用程序打包方式的不同。 教学重点：os模块的system()、popen()、startfile()方法，win32api模块的ShellExecute()方法，win32process模块，使用ctypes模块调用动态链接库或共享库中的

14、函数。 教学重点：win32gui、win32api、win32con等模块的应用，使用不同方式窗口应用程序窗口。 教学重点：多线程概念，threading模块基本用法。 教学难点：线程数量不是越多越好。 教学重点：Thread对象，创建线程的方法，join()方法，daemon属性。 教学重点：线程同步技术，Lock/RLock对象，Condition对象，Queue对象，Event对象。13.4 多进程编程教学重点：创建进程，启动进程，进程同步。 教学重点：SQLite数据库概念，如何在Python中使用SQLite数据库，Connection对象，Cursor对象，Row对象。 教学重点

15、：使用pywin32操作ACCESS数据库和MSSQLServer数据库，使用pymssql操作MSSQLServer数据库，使用MySQLDb操作MySQL数据库，SQL语句的编写。 教学重点：PyOpenGL模块的使用，图形编程框架的搭建，绘制文字，绘制基本图形，纹理映射，键盘与鼠标事件的接收和处理。 教学重点：PIL模块与pillow模块，图像文件的打开、保存与显示，图像信息查看，图像点运算，图像格式转换，图像缩放、旋转、增强、裁剪与粘贴，图像滤波、边缘提取、对比度调整。 教学重点：pygame模块，音乐播放器的设计与实现。 教学重点：speech模块，语音识别。 教学重点：逆向工程与软

16、件分析的重要性，主流软件和插件介绍。 教学重点：IDAPython插件的安装与使用，PE文件的概念及其在Windows平台的地位，使用IDAPython简单分析PE文件；Immunity Debugger调试器的使用与简单操作，使用Immunity Debugger寻找PE文件中的循环、打包器或指令。 教学难点：ROP攻击以及ROP Gadgets简单识别。有些内容需要查阅PE文件规范，并要求学生了解汇编语言的基本语法和有关指令。 教学重点：Windows调试接口，调试事件的概念，进程调试原理，线程环境或上下文的读取与修改，断点概念与类型。 教学重点：numpy模块的安装与使用，数据与标量数值

17、的计算，数据与数组的算数运算，数组转置，向量内积，数组元素访问，矩阵不同维度上的求和与均值计算以及最大值、最小值的查找，标准差与方差计算，数组切片与布尔运算，加权平均值的计算。 教学重点：scipy模块的安装与使用，常数与特殊函数的使用，使用scipy实现中值滤波。 教学重点：matplotlib模块的安装与使用，正弦曲线与散点图的绘制，图形显示模式的设置，三维图形绘制。17.4 数据分析模块pandas教学重点：Python标准库pandas应用。17.5 统计分析模块statistics教学重点：Python标准库statistics应用。第十八章 密码学编程18.1 安全哈希算法教学重点

18、：MD5、SHA系列算法的Python实现与应用。18.2 对称密钥密码算法DES和AES教学重点：DES、AES算法的Python实现与应用。18.3 非对称密钥密码算法RSA与数字签名算法DSA教学重点：RSA和DSA算法的Python实现与应用。第十九章 安卓平台的Python编程19.1 QPython简介教学重点：QPython和QPython3简单介绍。19.2 安卓应用开发案例教学重点：安卓平台编程。4、 教学课时分配以下学时分配表仅供参考，可根据学生专业进行微调。教学课时分配表（参考） 章 节 名 称课堂学时实验学时课外学时第一章 Python基础42第二章 Python数据结

19、构644第三章 选择与循环42第四章 字符串与正则表达式622第五章 函数设计与使用42第六章 面向对象程序设计422第七章 文件操作424第八章 异常处理结构与程序调试42第九章 GUI编程422第十章 网络程序设计22第十一章 大数据处理22第十二章 Windows系统编程424第十三章 多线程编程424第十四章 数据库编程222第十五章 多媒体编程424第十六章 逆向工程与软件分析42第十七章 科学计算与可视化224第十八章 密码学编程644第十九章 安卓平台的Python编程224 五、 参考书目1.董付国.Python程序设计，清华大学出版社，20152.董付国.Python程序设计基础，清华大学出版社，20153.董付国.Python程序设计（第2版）,清华大学出版社，20164.张颖,赖勇浩著.编写高质量代码改善Python程序的91个建议.机械工业出版社,20145.杨佩璐,宋强等编著.Python宝典.电子工业出版社,20146.袁国忠译.Python编程入门.人民邮电出版社,20137.张若愚著.Python科学计算.清华大学出版社,20128.赵家刚,狄光智,吕丹桔等编.计算机编程导论Python程序设计,人民邮电出版社,20139.李锐,李鹏,曲亚东等译.机器学习实战.人民邮电出版社.2013