Willkommen im Wiki zur Projektarbeit Python mit ChatGPT!

Dieses Verzeichnis stellt ein Python Tutorial dar, welches im Rahmen einer Projektarbeit für andere Studierende, Mitarbeitende und Lehrende der TH OWL erstellt wurde. Die einzelnen Abschnitte, Texte, Erklärungen, Code Beispiele usw. wurden mit Hilfe des Chatbots ChatGPT des Herstellers OpenAI erstellt.

Das Tutorial ist in mehrere Abschnitte gegliedert, welche durch die Teilnehmenden der Projektarbeit als am sinnvollsten und für die meisten Studiengänge am nützlichsten eingestuft wurden. Die einzelnen Abschnitte können wiederum weitere Unterabschnitte enthalten. Die als Grundlagen bezeichneten Themen dienen dazu, die Grundbegriffe und Basistechniken der Programmiersprache Python zu erlernen und eine Übersicht über die Struktur der objektorientierten Programmierung zu geben. Dieser Abschnitt richtet sich also insbesondere an alle, die ohne Vorerfahrung in die Programmiersprache Python einsteigen wollen. Es wird empfohlen, diesen Abschnitt als erstes zu lesen und zu bearbeiten. Alle weiteren Abschnitte bauen auf diesen erlernten Techniken auf und einzelne Funktionen im Code, welche Grundwissen darstellen, werden nicht erneut vollständig erläutert werden.

Wir wünschen allen Lesenden und angehenden Python Programmierenden viel Erfolg und Spaß!

Voraussetzungen

Seite	Beschreibung
Installation Python und Pip	Installation von Python und Pip auf Windows, Linux & macOS
Visual Studio Code Installation	Installation der kostenfreien und von uns empfohlenen Entwicklungsumgebung VS Code von Microsoft

Grundlagen

Seite	Beschreibung
Arrays	Geordnete Datensammlungen mit Indexzugriff
Dictionaries	Schlüssel-Wert-Paare für flexible Datenverwaltung
Ein und Ausgabe	Benutzerinteraktion durch Lesen und Anzeigen von Informationen
Funktionen	Wiederverwendbare Code-Blöcke für spezifische Aufgaben
Lambda	Kurze anonyme Funktionen für einfache Aufgaben
Listen	Geordnete Datensammlungen für flexible Elemente
Modules	Wiederverwendbare Code-Einheiten zur Organisation und Strukturierung
Objekte	Instanzen von Klassen für Daten und Verhalten
Operatoren	Ausführen von Aktionen auf Operanden
Schleifen	Wiederholte Ausführung von Code basierend auf Bedingungen
Sets	Ungeordnete Sammlungen eindeutiger Elemente
Strings	Zeichenfolgen zur Darstellung und Verarbeitung von Text
Syntax, Comments	Programmierregeln und -erklärungen für Lesbarkeit
Variablen, Datentypen und Casting	Wertezuweisung, Datentypen und Konvertierung

Wissenschaftliches Rechnen (Philipp Kühne, Daniel Martin)

Seite	Beschreibung
Python.math	Grundlegende mathematische Funktionen und Variablen, die bereits in Python integriert sind
NumPy	Routinen und n-dimensionale Arrays
SciPy	NumPy-Extension
SymPy	NumPy-Extension

Graphical User Interface (Jan Ehlenbröker, Thi Bao Tram La)

Seite	Beschreibung
Tkinter	Simple GUI-Erstellung
PyQt5	Komplexere GUI-Erstellung
Kivy	GUIs mit besserem Support für mobile Geräte
Streamlit	GUI für Visualisierung und Analyse von Daten
Gradio	GUI für ML Demos

Darstellung (Jan-Philipp Homuth, Jan-Simon Schneider)

Seite	Beschreibung
Einführung in Matplotlib	Installation und Einrichtung von Matplotlib
Grundlagen des Plottings	Achsen, Legenden, Marker & Linienstile
Plottypen	Basic, Statistiken, 3D etc.
Subplots und mehrere Achsen	Kombinieren verschiedener Plot-Typen und Arbeiten mit mehreren Achsen
Anpassungen und Stilisierung	Hintergrundbilder, Gatterlinien, Schriftarten & Autoscaling
Fortgeschrittene Plot-Techniken	Daten aus CSV-Dateien, Zeitreihen

Kommunikation (Arvid Wessel, Lars Eugster)

Seite	Beschreibung
Einführung in Web APIs	Allgemeine Erklärung zur Funktion von Web-APIs
Grundlagen der Netzwerkprogrammierung mit Python	Verschiedene Netztwerk-Protokolle und Umgang mit Python Sockets
Aufbau eines einfachen HTTP-Servers in Python	Erstellung eines HTTP Servers, sowie verarbeiten und erstellen von HTTP-Anfragen
Entwicklung einer RESTful API mit Python und Flask (FastAPI)	Einführung in Flask
Authentifizierung und Autorisierung in Web-APIs	Grundlagen der Authentifizierung in Python
Verwendung von Datenformaten in Web-APIs	Verwendung von Datenformaten wie JSON,XML und YAML für die API-Kommunikation
Fortgeschrittene Konzepte in der API-Entwicklung	Paginierung, Filterung, Caching, Leistungsoptimierung, Webhooks
API-Dokumentation und Testen	Erstellen von API-Dokumentation mit OpenAPI/Swagger sowie das Testen von APIs mit Python-Bibliotheken
Deployment und Skalierung von Web-APIs	Bereitstellen von APIs, Skalierungstechniken und Fehlerbehebung
Kommunikation über serielle Schnittstellen	Unterkapitel für serielle Schnittstellen
Messaging und Queueing in Python	Nachrichtenübermittlung und Warteschlangenmanagement

Datenbanken (Elizaveta Bocharnikova)

Seite	Beschreibung
Grundlagen von Datenverarbeitung und ‐speicherung	Grundlagen der Datenverarbeitung und -speicherung durch Einführung in Dateiformate wie JSON und CSV
Datenbanken und ihre Anwendung	Erstellung von Abfragen in Python, Interaktion zwischen Datenbanken und Dateien, Unterschiede zwischen JSON und Datenbanken
Fortgeschrittene Themen in Datenbanken	Datenbanktypen, die Geschichte der Datenbanken und Transaktionskonzepte
Datenbankverwaltung und ‐optimierung	Grundlagen der Datenbankverwaltung, Indexierung, Administration und Datenbankmigration
Sicherheit, Integration und Qualitätssicherung	Datenbankintegration in Webanwendungen, Datenbank-Testing und Qualitätssicherung
Zukunfttrends	Einige der Trends in Bereich der Datenbanken, die interessant sein könnten
MySQL Befehle Spickzettel	Wichtigste Befehle mit Beispielen und Erklärungen auf einen Blick
Multiple‐Choice‐Test	Ein Multiple - Choice - Test mit Lösungen