Einführung¶

Die Vorlesung »Python für Naturwissenschaftler« baut auf der Vorlesung »Einführung in das Programmieren für Physiker und Naturwissenschaftler«, im Folgenden kurz Einführungsvorlesung genannt, auf. Sie setzt daher Kenntnisse der Programmiersprache Python, wie Sie in der Einführungsvorlesung vermittelt werden, voraus. Gegebenenfalls wird empfohlen, sich Grundkenntnisse von Python mit Hilfe des Manuskripts zur Einführungsvorlesung anzueignen oder das Manuskript zu verwenden, um Kenntnisse aufzufrischen.

Die Einführungsvorlesung beschränkt sich bewusst weitestgehend auf Sprachelemente von Python, die in ähnlicher Form auch in anderen, für den Naturwissenschaftler wichtigen Programmiersprachen, wie C oder Fortran, verfügbar sind. Diese Beschränkung wird in der Vorlesung »Python für Naturwissenschaftler« fallengelassen, so dass einige weitere wichtige Sprachelemente besprochen werden können. Dabei wird jedoch keine Vollständigkeit angestrebt. Vielmehr soll auch Raum bleiben, um erstens eine etwas detailliertere Einführung in die zentrale numerische Bibliothek in Python, nämlich NumPy, zu geben und zweitens einige für die Codeentwicklung relevante Werkzeuge zu besprechen.

Aus Zeitgründen werden wir uns bei Letzteren auf Versionskontrollsysteme, auf Verfahren zum systematischen und nachvollziehbaren Testen von Programmen und auf Verfahren zur Bestimmung der Laufzeiten verschiedener Programmteile beschränken. Einige dieser Techniken werden wir zwar konkret im Zusammenspiel mit Python kennenlernen, sie sind aber auch auf andere Programmiersprachen übertragbar. Auch wenn solche Techniken häufig als unnötiger Aufwand empfunden werden, können sie wesentlich zur Qualität wissenschaftlichen Rechnens beitragen. [1]

Die im Manuskript gezeigten Code-Beispiele sind für die Verwendung mit einer aktuellen Version von Python 3 vorgesehen. Ein Großteil der Beispiele ist aber auch unter Python 2.7 lauffähig oder lässt sich durch kleinere Anpassungen lauffähig machen.