Python na Ciência da Computação - FLISOL 2011

Uso de Python em cursos de Ciˆncia da
e
Computa¸˜o
ca
Estruturas, bibliotecas e ferramentas

Marco Andr´ Lopes Mendes <marcoandre@gmail.com>
e

9 de abril de 2011

e Uso de Python em cursos de Ciˆncia da Computa¸˜o
e ca

Apresenta¸õ
ca
Quem ´ esse cara?
e

1 Mestre em Ciˆncia da Computa¸õ pela UFSC
e ca
2 Professor desde 1995

1 Usu´rio Unix desde 1992 e Linux desde 1999
a
2 Entusiasta de software de c´digo aberto
o

1 Membro da comunidade Python desde 2004
2 Membro-fundador da Associa¸õ Python Brasil (APyB)
ca
3 Membro da diretoria da APyB

e ca

Uma breve introdu¸˜o
ca
Sobre a linguagem

1 Criada por Guido van Rossum em 1991
2 Origem do nome: grupo de humoristas
Monty Python
3 Linguagem de alt´
ıssimo n´ (VHLL)
ıvel
4 Sintaxe de f´cil leitura
a
5 Orientada ` objetos, estruturada e funcional
a
6 Tipagem forte e dinˆmica
a
7 Multiplataforma
8 Interpretada
9 Ambiente interativo
10 Licen¸a compat´ com a GPL
c ıvel

e ca

Estruturas de dados nativas

1 Strings
2 Listas
3 Tuplas
4 Dicion´rios
a
5 Sets
6 Frozensets

e ca

NumPy
Matem´tica
a

1 Poderoso array N-dimensional de objetos
2 integra¸˜o com c´digo C/C++ e Fortran
ca o
3 fun¸˜es de ´lgebra linear, transformada de Fourier e n´meros
co a u
aleat´rios
o

e ca

SciPy
Matem´tica
a

1 Utiliza como base o NumPy para lidar eficientemente com
grandes quantidades de n´meros
u
2 Implementa: Estat´ ısticas, otimiza¸õ, integra¸õ num´rica,
ca ca e
processamento de sinais e imagens, solu¸õ de equa¸˜es
ca co
diferenciais, fun¸˜es especiais (Bessel, etc.), polinˆmios, etc.
co o
e ca

Sage
Matem´tica
a

1 Aplicativo de matem´tica GPL
a
2 Combina o poder de muitos pacotes de c´digo aberto
o
existentes em uma interface Python comum
3 Miss˜o: Criar uma alternativa livre e de c´digo aberto para
a o
Magma, Maple, Mathematica e Matlab.

e ca

PyODE
Computa¸õ Gr´fica
ca a

1 PyODE ´ um binding de ODE para Python
e
2 ODE: simula¸õ de dinˆmica de objetos r´
ca a ıgidos
3 Jun¸˜es e deteçõ de colisõ com friçõ
co ca a ca
4 Simula¸õ de ve´
ca ıculos, objetos e criaturas em ambientes
virtuais
5 Jogos de computador, ferramentas de autoria 3D e de
simula¸õ
ca
e ca

PyOpenGL
Computa¸õ Gr´fica
ca a

1 PyOpenGL: binding de OpenGL para Python
2 OpenGL: API livre utilizada na computa¸õ gr´fica
ca a
3 Desenvolvimento de aplicativos gr´ficos, ambientes 3D, jogos,
a
entre outros
e ca

PIL - Python Image Library
Processamento de Imagens

1 suporte ` abertura e grava¸˜o de muitos formatos de imagem
a ca
diferentes
2 formatos suportados: PNG, TIFF, BMP, EPS e GIF

e ca

PyGlet
Computa¸õ Gr´fica, anima¸õ e jogos
ca a ca

1 Desenvolvimento de jogos e aplica¸˜es visualmente ricas
co
2 Suporte para eventos de mouse e teclado
3 Pode carregar diversos formatos de arquivos de multim´
ıdia

e ca

Cocos 2D
Anima¸õ e jogos
ca

1 Framework para a constru¸õ de jogos, demos e outras
ca
aplica¸˜es gr´ficas e interativas em 2D
co a
2 Utiliza PyGlet e OpenGL

e ca

PyGame
Anima¸õ e jogos
ca

1 M´dulo multi-plataforma projetado para escrever jogos.
o
2 Inclui bibliotecas de computa¸õ gr´fica de som.
ca a
3 ´ constru´ sobre a biblioteca SDL (Simple DirectMedia
E ıda
Layer)

e ca

Panda 3D
Anima¸˜o e jogos
ca

1 Motor de jogo 3D escrito em C++ para ser usado com Python
2 Desenvolvido pela Disney e Carnegie Mellon University’s
Entertainment Technology Center
3 Possui motor de f´
ısica, texturas animadas, suporte a shaders e
som 2D e 3D
e ca

AIMA
Inteligˆncia Artificial
e

1 C´digo em Python dos algoritmos do livro Artificial
o
Intelligence: a Modern Approach, de Peter Norvig
2 O livro-texto apresenta os algoritmos em pseudo-c´digo
o
3 Existem os c´digos em Lisp tamb´m, para compara¸õ
o e ca

e ca

Peach
Inteligˆncia Artificial
e

1 M´dulo escrito puramente em Python, baseado nas bibliotecas
o
cient´
ıficas SciPy e NumPy
2 Implementa¸õ de algoritmos de inteligˆncia computacional e
ca e
aprendizado de m´quina
a
3 Redes neurais artificiais, l´gica fuzzy, algoritmos gen´ticos,
o e
inteligˆncia de enxames e muito mais
e
4 Objetivo primariamente educacional
5 Cuidado com a eficiˆncia na implementa¸õ
e ca

e ca

Compiladores

1 PLY: Python Lex-Yacc
2 PyParsing
3 Parsing: Python parser generator module
4 ANTLR: ANother Tool for Language Recognition

e ca

PyDot e Graphviz
Grafos

1 pydot ´ uma interface da linguagem de pontos Graphviz’s
e
para Python
2 Permite a cria¸õ fćil de grafos dirigidos e nõ dirigidos
ca a a
3 Grafos abstratos e redes podem ser criados automaticamente
4 Desenvolvido pelos laborat´rios de pesquisa da AT&T
o
e ca

NetworkX
Grafos

1 Cria¸õ, manipula¸õ e estudo da estrutura, dinˆmica e
ca ca a
fun¸˜es das redes complexas
co
2 Adequado para opera¸õ em grandes gr´ficos reais (p.e. mais
ca a
de 10 milh˜es de n´s e 100 milh˜es de bordas)
o o o
3 Utiliza dicion´rios de dicion´rios de Python como estrutura
a a
4 Pode ser usado para an´lises de redes e de redes sociais
a
e ca

PyMetric
Grafos

1 Simula¸õ interativa de rede e ferramenta de
ca
visualiza¸õ
ca
2 Tra¸a caminhos dado um conjunto de n´s e
c o
enlaces com m´tricas
e
3 Simula¸õ de mudan¸as do sistema m´trico,
ca c e
falhas de roteador e interrup¸˜es de enlaces,
co
mudan¸as na topologia e roteamento
c
4 Considera cargas em enlaces e mudan¸as
c
que afetam a distribui¸õ de carga
ca
5 Estat´
ısticas sobre a topologia: caminhos de
custo-igual, liga¸˜es com custos
co
assim´tricos, caminho mais longo
e
6 Sugere mudan¸as m´tricas em engenharia de
c e
tr´fego
a
e ca

PL/Python
Banco de Dados e SQL

1 ”O banco de dados livre mais avan¸ado do mundo”
c
2 Stored procedures (em PL/PgSQL), triggers, domains
3 Programa¸˜o de procedures: uso de outras linguagens de
ca
programa¸˜o
ca
4 Atualmente suportadas: python, ruby, tcl, perl, Java, PHP e C
5 Python: simples, poderosa e com muitas bibliotecas
dispon´
ıveis

e ca

ZODB - Zope Object Data Base
Banco de Dados Orientado a Objetos

1 Banco de dados transacional orientado a objetos livre utilizado
pelo servidor de aplica¸˜o Zope para armazenamento
ca
transparente de objetos Python
2 Pode ser usado independentemente
3 Caracter´
ısticas: transa¸˜es, hist´rico/cancelamento,
co o
armazenamento transparente conect´vel, cache embutido,
a
controle de concorrˆncia multivers˜o (MVCC) e escalabilidade
e a
atrav´s da rede (usando ZEO)
e
4 Reposit´rio de dados Python maduro que possui centenas de
o
milhares de sistemas rodando sobre ele atualmente

e ca

Twisted
Protocolos de redes

1 Framework de rede de c´digo aberto escrito inteiramente em
o
Python
2 Permite a cria¸˜o de proxies SMTP, HTTP e servidores SSH
ca
(e mais) em Python com o m´ ınimo esfor¸o
c
3 ´ ass´
E ıncrono e dirigido a eventos
4 N˜o exige o uso de modelos tradicionais de threading
a

e ca

Socket e Asyncore
Protocolos de redes

Socket
1 Interface de rede de baixo n´
ıvel
2 Fornece interface semelhante ` BSD
a

Asyncore
1 Infra-estrutura b´sica para escrever servi¸os de socket
a c
ass´
ıncrono para clientes e servidores
2 Meio termo entre socket e Twisted

e ca

PyRO - Python Remote Objects
Sistemas Distribu´
ıdos

1 Comunica¸˜o de objetos em rede de forma simples
ca
2 Acesso a objetos em diferentes m´quinas na rede como se
a
fossem locais
3 Lembra Java Remote Method Invocation (RMI).

e ca

Multithreading
Processamento distribu´
ıdo, paralelo e multiprocessamento

1 threading: primitivas de baixo n´ para trabalhar com
ıvel
m´ltiplos threads
u
2 Qeue: ﬁlas LIFO, FIFO e de prioridade com multi-produtores e
consumidores
3 multiprocessing: oferece concorrˆncia local e remoto, usando
e
subprocessos em vez de threads

e ca

Python Cryptography Toolkit
Criptografia

1 Algoritmos de criptografia: RC4, Blowfish, DES, Diamond,
IDEA, LOKI91, RC5, REDOC III, Sapphire.
2 Algoritmos de hash: MD2, MD4, MD5, Secure Hash
Algorithm
3 Algoritmos de chave p´blica: ElGamal, RSA
u

e ca

Lista de discuss˜o
a

e ca

Python Brasil[7]
Encontro brasileiro da comunidade Python

e ca

Comunidade Python Brasil
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e ca

Dorneles Trem´a: 1979 - 2011
e

e ca

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4 blog: marrcandre.blogspot.com

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u a

e ca

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