Python金融數(shù)據(jù)分析與挖掘（微課版） 教案全套 黃恒秋

Python金融數(shù)據(jù)分析與挖掘課程教案一、課程教學(xué)安排總覽課程內(nèi)容教學(xué)方法學(xué)時(shí)安排理論講授實(shí)踐教學(xué)第二章科學(xué)計(jì)算包Numpy講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法32第三章數(shù)據(jù)處理包Pandas講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法55第四章數(shù)據(jù)可視化包Matplotlib講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法23第五章機(jī)器學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法55第六章金融數(shù)據(jù)基礎(chǔ)講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法41第七章基礎(chǔ)案例講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法105第八章綜合案例一：上市公司綜合評(píng)價(jià)講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法32第九章綜合案例二：股票價(jià)格漲跌趨勢(shì)預(yù)測(cè)講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法55第十章綜合案例三：股票價(jià)格形態(tài)聚類(lèi)與收益分析講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法55第十一章綜合案例四：行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)分析講授法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法32合計(jì)4535二、課程教學(xué)內(nèi)容計(jì)劃第二章科學(xué)計(jì)算包Numpy【教學(xué)目標(biāo)】1.了解Numpy及導(dǎo)入使用；2.理解數(shù)組的創(chuàng)建、切片、連接、存取、排序及搜索相關(guān)技能；

3.掌握數(shù)組靈活切片的方法及數(shù)組連接、排序、搜索相關(guān)知識(shí)。【教學(xué)重點(diǎn)】數(shù)組的切片、連接、改變形態(tài)。數(shù)組的相關(guān)方法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】數(shù)組的切片及改變形態(tài)、線性代數(shù)運(yùn)算。【教學(xué)時(shí)數(shù)】3學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.導(dǎo)入并使用Numpy創(chuàng)建數(shù)組；2.數(shù)組的運(yùn)算、切片、連接及存取、排序與搜索；數(shù)組相關(guān)屬性與方法；3.矩陣及線性代數(shù)運(yùn)算第三章數(shù)據(jù)處理包Pandas【教學(xué)目標(biāo)】1.了解Pandas導(dǎo)入及創(chuàng)建數(shù)據(jù)框和序列；2.理解數(shù)據(jù)框和序列的訪問(wèn)、切片及方法；

3.掌握數(shù)據(jù)框和序列相關(guān)方法的靈活應(yīng)用，數(shù)據(jù)框、序列、數(shù)組、列表之間的相關(guān)轉(zhuǎn)換及運(yùn)用。4.熟練掌握常用時(shí)間處理函數(shù)、合并函數(shù)與關(guān)聯(lián)函數(shù)，以及滾動(dòng)計(jì)算、時(shí)間元素提取、映射與離散化、分組統(tǒng)計(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算任務(wù)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】數(shù)據(jù)框、序列相關(guān)屬性、方法的應(yīng)用，數(shù)據(jù)框和序列數(shù)據(jù)的訪問(wèn)、切片及相互之間的轉(zhuǎn)換。常用外部數(shù)據(jù)文件的讀取、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與合并、滾動(dòng)計(jì)算、時(shí)間元素提取與分組統(tǒng)計(jì)計(jì)算。【教學(xué)難點(diǎn)】數(shù)據(jù)框、序列的訪問(wèn)及切片。數(shù)據(jù)框、序列、數(shù)組、列表相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和分組統(tǒng)計(jì)的函數(shù)理解與應(yīng)用?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】5學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.導(dǎo)入并使用Pandas創(chuàng)建數(shù)據(jù)框和序列；2.數(shù)據(jù)框和序列相關(guān)屬性、方法的介紹及使用；3.數(shù)據(jù)框和序列的訪問(wèn)、切片及運(yùn)算；4.外部數(shù)據(jù)文件的讀取及滾動(dòng)計(jì)算函數(shù)的使用；5.時(shí)間處理函數(shù)、合并函數(shù)與關(guān)聯(lián)函數(shù)，以及滾動(dòng)計(jì)算、時(shí)間元素提取、映射與離散化、分組統(tǒng)計(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算任務(wù)。第四章數(shù)據(jù)可視化包Matplotlib【教學(xué)目標(biāo)】1.了解Matplotlib中的pyplot模塊導(dǎo)入及簡(jiǎn)單使用方法；2.理解利用Matplotlib中的pyplot模塊繪圖的基本流程及原理；

3.掌握利用Matplotlib中的pyplot模塊繪制散點(diǎn)圖、線性圖、柱狀圖、直方圖、餅圖、箱線圖和子圖的方法，以及中文字符的顯示、橫軸字符刻度和子圖的布局排列?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】利用Matplotlib中的pyplot模塊進(jìn)行散點(diǎn)圖、線性圖、柱狀圖、直方圖、餅圖、箱線圖和子圖的繪制。懂得圖形中文字符的顯示及橫軸字符刻度，子圖的布局排列?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】Matplotlib繪圖的基本流程及原理?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.導(dǎo)入并使用Matplotlib中的pyplot模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單繪圖；2.Matplotlib中的pyplot模塊繪圖基本流程及原理；3.利用Matplotlib中的yplot模塊繪制常見(jiàn)的圖形，包括散點(diǎn)圖、線性圖、柱狀圖、直方圖、餅圖、箱線圖和子圖。第五章機(jī)器學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解Scikit-learn包及相關(guān)模塊導(dǎo)入及簡(jiǎn)單使用方法；2.理解均值、中位數(shù)、最頻繁值的缺失值填充策略，均值-方差、極差數(shù)據(jù)規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化，主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)，線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸預(yù)測(cè)，邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)分類(lèi)，K-mean聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)的基本原理與方法；

3.掌握均值、中位數(shù)、最頻繁值的缺失值填充策略，均值-方差、極差數(shù)據(jù)規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化，主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)，線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸預(yù)測(cè)，邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)分類(lèi)，K-mean聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則的程序?qū)崿F(xiàn)及案例應(yīng)用。【教學(xué)重點(diǎn)】均值、中位數(shù)、最頻繁值的缺失值填充策略，均值-方差、極差數(shù)據(jù)規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化，主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)，線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸預(yù)測(cè)，邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)分類(lèi)，K-mean聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)原理的理解及程序?qū)崿F(xiàn)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)，線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸預(yù)測(cè)，邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)分類(lèi)，K-mean聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)原理的理解?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】5學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.導(dǎo)入Scikit-learn包及相關(guān)模塊；2.缺失值填充、數(shù)據(jù)規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化、主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)、線性回歸、邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、K-均值聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)的模型、算法與原理；3.利用Scikit-learn包相關(guān)模塊，完成案例教學(xué)，包括均值、中位數(shù)、最頻繁值的缺失值填充策略，均值-方差、極差數(shù)據(jù)規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化，主成分分析降維及綜合評(píng)價(jià)，線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸預(yù)測(cè)，邏輯回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)分類(lèi)，K-mean聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則第六章金融數(shù)據(jù)基礎(chǔ)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解公司治理結(jié)構(gòu)、財(cái)務(wù)報(bào)表、財(cái)務(wù)分析指標(biāo)、股票高頻、股票日頻交易和股票價(jià)格指數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)及產(chǎn)生情景；2.理解上述金融數(shù)據(jù)的重要指標(biāo)及數(shù)據(jù)形態(tài)；

3.了解開(kāi)源數(shù)據(jù)接口?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】公司治理結(jié)構(gòu)、財(cái)務(wù)報(bào)表、財(cái)務(wù)分析指標(biāo)、股票高頻、股票日頻交易和股票價(jià)格指數(shù)相關(guān)核心指標(biāo)數(shù)據(jù)。【教學(xué)難點(diǎn)】股票高頻數(shù)據(jù)的生成加工及理解?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】4學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.公司治理結(jié)構(gòu)、財(cái)務(wù)報(bào)表、財(cái)務(wù)分析指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)及重要指標(biāo)數(shù)據(jù)的解讀；2.股票高頻數(shù)據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)景及數(shù)據(jù)加工、核心指標(biāo)數(shù)據(jù)的理解；3.開(kāi)源數(shù)據(jù)接口第七章基礎(chǔ)案例【教學(xué)目標(biāo)】1.了解案例實(shí)現(xiàn)的基本思路。2.理解案例實(shí)現(xiàn)的具體算法及程序?qū)崿F(xiàn)，各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換并實(shí)現(xiàn)程序計(jì)算；3.掌握案例實(shí)現(xiàn)的具體過(guò)程，包括思路、算法、數(shù)據(jù)處理、程序計(jì)算及結(jié)果展現(xiàn)。【教學(xué)重點(diǎn)】案例的實(shí)現(xiàn)思路、算法及程序具體實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】案例的實(shí)現(xiàn)算法、程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程中各類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】10學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.股票價(jià)格指數(shù)周收益率和月收益率的計(jì)算；2.上市公司凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率的計(jì)算；3.股票價(jià)、量走勢(shì)圖繪制；4.股票價(jià)格移動(dòng)平均線的繪制；5.滬深300指數(shù)走勢(shì)預(yù)測(cè)；6.基于主成分聚類(lèi)的上市公司盈利能力分析7.國(guó)際股票指數(shù)關(guān)聯(lián)分析第八章綜合案例一：上市公司綜合評(píng)價(jià)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解上市公司綜合評(píng)價(jià)的基本概念及模型。2.理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)選取、預(yù)處理、量化投資設(shè)計(jì)的基本原理、原則及流程；3.掌握指標(biāo)數(shù)據(jù)選取、預(yù)處理、程序?qū)崿F(xiàn)、量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的全部流程。【教學(xué)重點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、指標(biāo)數(shù)據(jù)的選擇、預(yù)處理、程序?qū)崿F(xiàn)。【教學(xué)難點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型的理解。【教學(xué)時(shí)數(shù)】3學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.上市公司綜合評(píng)價(jià)模型及方法基本介紹；2.基于投資規(guī)模與效率指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)方法；3.基于成長(zhǎng)與價(jià)值指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)方法；4.指標(biāo)數(shù)據(jù)選取及數(shù)據(jù)預(yù)處理；5.主成分分析模型及程序?qū)崿F(xiàn)；6.量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析第九章綜合案例二：股票價(jià)格漲跌趨勢(shì)預(yù)測(cè)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解股票價(jià)格漲跌趨勢(shì)的基本概念。2.理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、技術(shù)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算、模型實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證相關(guān)原理、方法及流程；3.掌握技術(shù)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算、模型檢驗(yàn)、量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的全部流程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、指標(biāo)概念及公式理解、程序?qū)崿F(xiàn)及模型檢驗(yàn)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、指標(biāo)公式理解及量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】5學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.了解股票價(jià)格漲跌趨勢(shì)的基本概念。2.理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、技術(shù)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算、模型實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證相關(guān)原理、方法及流程；3.掌握技術(shù)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算、模型檢驗(yàn)、量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的全部流程第十章綜合案例三：股票價(jià)格形態(tài)聚類(lèi)與收益分析【教學(xué)目標(biāo)】1.了解股票價(jià)格形態(tài)分析的基本概念、關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)概念2.理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)提取算法、形態(tài)特征表示、K-最頻繁值聚類(lèi)算法；3.掌握關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)提取算法、形態(tài)特征表示方法、K-最頻繁值聚類(lèi)算法的基本流程及程序?qū)崿F(xiàn)，以及量化投資策略設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)提取算法、K-最頻繁值聚類(lèi)算法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)提取算法、K-最頻繁值聚類(lèi)算法、量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)】5學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.股票價(jià)格形態(tài)分析的基本概念；2.股票關(guān)鍵價(jià)格點(diǎn)的概念及提取算法；3.形態(tài)特征的表示及計(jì)算4.K-最頻繁值算法及程序?qū)崿F(xiàn)；5.量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析第十一章綜合案例四：行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)分析【教學(xué)目標(biāo)】1.解行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)的基本概念。2.理解行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)的指標(biāo)表示、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法及量化投資策略設(shè)計(jì)原理3.掌握行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法及量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的全流程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)理解、行業(yè)輪動(dòng)規(guī)則挖掘及量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】行業(yè)輪動(dòng)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘及量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。【教學(xué)時(shí)數(shù)】3學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法【教學(xué)內(nèi)容】1.行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)的基本概念；2.行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)的指標(biāo)表示與計(jì)算；3.日、周、月頻率的行業(yè)聯(lián)動(dòng)與輪動(dòng)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘；4.量化投資策略設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容計(jì)劃實(shí)驗(yàn)一：NumPy數(shù)組操作（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第2章實(shí)驗(yàn)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆誑umPy數(shù)組的定義及操作方法。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】賦值定義較復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)請(qǐng)完成以下問(wèn)題：將列表L1定義為一維數(shù)組l1，將嵌套列表L2定義為二維數(shù)組l22.內(nèi)嵌函數(shù)定義較復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)請(qǐng)完成以下任務(wù):1）定義一個(gè)3行3列元素全為1的數(shù)組A2）定義一個(gè)3行3列元素全為0的數(shù)組B3）定義一個(gè)初始值為2、末值為9、步長(zhǎng)為2的數(shù)組C4）定義一個(gè)默認(rèn)初始值0，步長(zhǎng)為1的,末值為9的一維數(shù)組D3.數(shù)組運(yùn)算現(xiàn)給出數(shù)組A和B，請(qǐng)按順序完成以下任務(wù)：1）求解A的最大值、最小值、余弦值、正弦值、長(zhǎng)度2）求A乘B3）返回計(jì)算結(jié)果Max_A,Min_A,cos_A,sin_A,le_A,result4.數(shù)組切片5.數(shù)組鏈接【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2實(shí)驗(yàn)二：Pandas數(shù)據(jù)處理操作（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第3章實(shí)驗(yàn)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆誔andas數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義及操作方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1.序列和數(shù)據(jù)框請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）導(dǎo)入pandas包2）定義列表L1、L2，元組T1、T2L1=[1,-2,2.3,'hq']L2=['kl','ht','as','km']T1=(1,8,8,9)T2=(2,4,7,'hp')3）基于定義的列表和元組構(gòu)造數(shù)據(jù)框，默認(rèn)索引，列名依次為a,b,c,d，返回計(jì)算結(jié)果A4）基于定義的列表和元組構(gòu)造數(shù)據(jù)框，索引為a,b,c,d,列名為L(zhǎng)1,L2,T1,T2，返回計(jì)算結(jié)果B2.外部數(shù)據(jù)文件讀取請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）導(dǎo)入pandas包2）read_excel()函數(shù)讀取“一、車(chē)次上車(chē)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表.xlsx”數(shù)據(jù)表，用數(shù)據(jù)框df1來(lái)存儲(chǔ)3）通過(guò)read_table()函數(shù)讀取"txt1.txt"文件中的數(shù)據(jù)（不帶表頭），用數(shù)據(jù)框df2來(lái)表示4）通過(guò)read_csv()函數(shù)分塊讀取的方式讀取“data.csv”文件，每次讀取20000行，并輸出每次讀取的數(shù)據(jù)集行數(shù)和數(shù)據(jù)集的尺寸，其格式為：“第n次讀取數(shù)據(jù)規(guī)模為：數(shù)據(jù)集行數(shù)（舉例：第1次讀取數(shù)據(jù)集規(guī)模為：20000）”“數(shù)據(jù)集尺寸（舉例：(20000,13)）3.邏輯索引、切片方法，groupby分組計(jì)算函數(shù)應(yīng)用請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）請(qǐng)讀取地鐵站點(diǎn)進(jìn)出站客流數(shù)據(jù)表(Data.xlsx)，表結(jié)構(gòu)字段如下：站點(diǎn)編號(hào)、日期、時(shí)刻、進(jìn)站人數(shù)、出站人數(shù)2）取出第0列，通過(guò)去重的方式獲得地鐵站點(diǎn)編號(hào)列表，記為code3）采用數(shù)據(jù)框中的groupby分組計(jì)算函數(shù)，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)地鐵站點(diǎn)每天的進(jìn)站人數(shù)和出站人數(shù)，計(jì)算結(jié)果采用一個(gè)數(shù)據(jù)框sat_num來(lái)表示，其中列標(biāo)簽依次為：站點(diǎn)編號(hào)、日期、進(jìn)站人數(shù)和出站人數(shù)；4）計(jì)算出每個(gè)站點(diǎn)國(guó)慶節(jié)期間（10.1~10.7）的進(jìn)站人數(shù)和出站人數(shù)，計(jì)算結(jié)果用一個(gè)數(shù)據(jù)框sat_num2來(lái)表示，其中列標(biāo)簽依次為:A1_站點(diǎn)編號(hào)、A2_進(jìn)站人數(shù)、A3_出站人數(shù)。4.數(shù)據(jù)框關(guān)聯(lián)操作5.數(shù)據(jù)框合并操作6.序列移動(dòng)計(jì)算方法應(yīng)用7.數(shù)據(jù)框切片（iloc、loc）方法請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）導(dǎo)入pdndas包2）讀取地鐵站點(diǎn)進(jìn)出站客流數(shù)據(jù)表（Data.xlsx）,字段依次為：站點(diǎn)編號(hào)、日期、時(shí)刻、進(jìn)站人數(shù)、出站人數(shù)3）采用索引（iloc）實(shí)現(xiàn)的方式，獲取135站點(diǎn)10月1日-10月2日早上9-11點(diǎn)3個(gè)時(shí)刻的進(jìn)站客流量數(shù)據(jù)(取所有字段)，記為A4）采用列標(biāo)簽（loc)實(shí)現(xiàn)方式，獲取135站點(diǎn)10月1日-10月2日早上9-11點(diǎn)3個(gè)時(shí)刻的進(jìn)站客流量數(shù)據(jù)（取所有字段）,記為B。8.數(shù)據(jù)框排序請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）導(dǎo)入pandas包2）用read_excel()函數(shù)讀取“data.xlsx"表，用數(shù)據(jù)框read表示3）提取600000.SH代碼交易數(shù)據(jù)，并按交易日期從小到大進(jìn)行排序,記為data4）對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)框read,按代碼、交易日期從小到大進(jìn)行排序9.數(shù)據(jù)框綜合應(yīng)用案例請(qǐng)完成以下任務(wù)：讀取地鐵站點(diǎn)進(jìn)出站客流數(shù)據(jù)表（Data.xlsx），統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得每個(gè)站點(diǎn)每個(gè)時(shí)刻（除去國(guó)慶期間）的總進(jìn)站客流量和總出站客流量，用一個(gè)數(shù)據(jù)框來(lái)R表示，結(jié)果返回R，列名依次為：A1_站點(diǎn)編號(hào)、A2_時(shí)刻、A3_總進(jìn)站客流、A4_總出站客流10.序列及簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）定義一個(gè)列表code,編號(hào)為1~302）對(duì)code，按30個(gè)元素一次隨機(jī)抽樣，記為A3）返回結(jié)果，為序列s，其中index為編號(hào)，值為抽樣結(jié)果11.序列及較復(fù)雜抽樣題目背景：某題庫(kù)有選擇、填空、判斷、計(jì)算和應(yīng)用5種題型，每種題型題號(hào)從1開(kāi)始依次按順序編號(hào)，其中選擇題70道，填空題80道，判斷題50道，計(jì)算題30道，應(yīng)用題20道。現(xiàn)有40個(gè)同學(xué)參加考試，要求每個(gè)同學(xué)從5種題型中隨機(jī)抽取1道題目組成試卷，請(qǐng)編程實(shí)現(xiàn)給出每個(gè)同學(xué)試卷的具體題目編號(hào)。請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）定義一個(gè)數(shù)據(jù)框A，index為默認(rèn)序號(hào)（0~39），代表每一位同學(xué)2）數(shù)據(jù)框A的第0列表示每位同學(xué)隨機(jī)抽簽的第1種題型的序號(hào)，第1、2、3、4列依次類(lèi)推【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】5實(shí)驗(yàn)三：數(shù)據(jù)可視化包Matplotlib應(yīng)用（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第4章實(shí)驗(yàn)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆諗?shù)據(jù)可視化的基本使用方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1.散點(diǎn)圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)155各時(shí)刻進(jìn)站客流散點(diǎn)圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.1/155各時(shí)刻進(jìn)站客流散點(diǎn)圖.png"。2.線性圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)155各時(shí)刻進(jìn)站客流線性圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.2/155各時(shí)刻進(jìn)站客流線性圖.png"。3.柱狀圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)155各時(shí)刻進(jìn)站客流柱狀圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.3/155各時(shí)刻進(jìn)站客流柱狀圖.png"。4.直方圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)155各時(shí)刻進(jìn)站客流直方圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.4/155各時(shí)刻進(jìn)站客流直方圖.png"。5.餅圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)157各時(shí)刻進(jìn)站客流餅圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.5/157各時(shí)刻進(jìn)站客流餅圖.png"。6.箱線圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，繪制站點(diǎn)9時(shí)刻的進(jìn)站客流箱線圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.6/9時(shí)刻各站點(diǎn)進(jìn)站客流箱線圖.png"。7.子圖繪制請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“各站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)出站客流數(shù)據(jù).xlsx”，獲得155、157、151、123四個(gè)站點(diǎn)在各時(shí)刻的進(jìn)站客流，用一個(gè)2*2的子圖，繪制其線性圖；2）最后，采用plt.savefig函數(shù)保存圖片，文件路徑如下："學(xué)員4.7/4個(gè)站點(diǎn)各時(shí)刻進(jìn)站客流子圖.png"?！窘虒W(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】3實(shí)驗(yàn)四：scikit-learn應(yīng)用（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第5章實(shí)驗(yàn)1-10）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆諜C(jī)器學(xué)習(xí)包scikit-learn的基本使用方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1．缺失值填充請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）讀取“銀行貸款審批數(shù)據(jù).xlsx”表，自變量為x1~x15，決策變量為y（1-同意貸款，0-不同意貸款），其中x1~x6為數(shù)值變量，x7~x15為名義變量2）請(qǐng)對(duì)x1~x6中存在的缺失值用均值策略填充，x7~x15用最頻繁值策略填充3）最后返回填充處理后的X（即x1~x15），以及決策變量Y(即y)2.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)自變量X中的數(shù)值變量（x1~x6）作均值-方差標(biāo)準(zhǔn)化處理，需要注意的是x7~x15名義變量不需要作標(biāo)準(zhǔn)化處理。2）返回結(jié)果X1，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為數(shù)組形式，X1中含有標(biāo)準(zhǔn)化后的x1~x6和未標(biāo)準(zhǔn)化的x7~x15。3.缺失值填充請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)缺失值填充、數(shù)值變量標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)集，取前600條記錄作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，后90條記錄作為測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建支持向量機(jī)分類(lèi)模型；2）返回計(jì)算結(jié)果為模型準(zhǔn)確率rv和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率r。4.邏輯回歸模型及其應(yīng)用請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)缺失值填充、數(shù)值變量標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)集，取前600條記錄作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，后90條記錄作為測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建邏輯回歸模型；2）返回計(jì)算結(jié)果為模型準(zhǔn)確率rv和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率r。5.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)模型及其應(yīng)用請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)缺失值填充、數(shù)值變量標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)集，取前600條記錄作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，后90條記錄作為測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)模型；2）返回計(jì)算結(jié)果為模型準(zhǔn)確率rv和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率r。6.線性回歸模型及其應(yīng)用在發(fā)電場(chǎng)中電力輸出（PE）與AT（溫度）、V（壓力）、AP（濕度）、RH（壓強(qiáng)）有關(guān)，相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)“發(fā)電場(chǎng)數(shù)據(jù).xlsx”文件，請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）求出PE與AT、V、AP、RH之間的線性回歸關(guān)系式系數(shù)向量,用列表b表示，其元素依次為常數(shù)項(xiàng)、AT回歸系數(shù)、V回歸系數(shù)、AP回歸系數(shù)、RH回歸系數(shù)；2）求出回歸方程的擬合優(yōu)度（判定系數(shù)），用變量r表示；3）今有某次測(cè)試數(shù)據(jù)AT=28.4、V=50.6、AP=1011.9、RH=80.54，試?yán)脴?gòu)建的線性回歸模型預(yù)測(cè)其PE值。7.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸模型及其應(yīng)用請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）基于上一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸模型，返回計(jì)算結(jié)果模型準(zhǔn)確率r；2）并針對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)AT=28.4、V=50.6、AP=1011.9、RH=80.54，預(yù)測(cè)其PE值。8.支持向量機(jī)回歸模型及其應(yīng)用請(qǐng)完成以下任務(wù)：1）基于上一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，構(gòu)建支持向量機(jī)回歸模型（采用線性核函數(shù)），返回計(jì)算結(jié)果模型的擬合優(yōu)度r；2）并針對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)AT=28.4、V=50.6、AP=1011.9、RH=80.54，預(yù)測(cè)其PE值。9.基于主成分分析的綜合評(píng)價(jià)讀取“農(nóng)村居民人均可支配收入來(lái)源2016.xlsx”數(shù)據(jù)表，其中數(shù)據(jù)來(lái)源于2016年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，首先對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值方差標(biāo)準(zhǔn)化處理；其次對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)數(shù)據(jù)做主成分分析，要求提取累計(jì)貢獻(xiàn)率在95%以上；再次基于提取的主成分計(jì)算綜合得分，綜合得分=提取的各主成分與對(duì)應(yīng)貢獻(xiàn)率之和；最后基于綜合得分獲得各地區(qū)的排名，得分按從高到低排序，用一個(gè)序列Rs來(lái)表示，其中index為地區(qū)名稱(chēng)，值為綜合得分。10.K均值聚類(lèi)算法及其應(yīng)用讀取“農(nóng)村居民人均可支配收入來(lái)源2016.xlsx”數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)來(lái)源于2016年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，首先對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)作均值-方差標(biāo)準(zhǔn)化處理，注意首列為地區(qū)名稱(chēng)，不用標(biāo)準(zhǔn)化；其次對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)，作K-均值聚類(lèi)分析（K=4）；最后，給出聚類(lèi)分析結(jié)果，用一個(gè)序列Fs來(lái)表示，其中index為地區(qū)名稱(chēng)，值為所屬類(lèi)別的標(biāo)簽值（0、1、2、3）?！窘虒W(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】4實(shí)驗(yàn)五：關(guān)聯(lián)規(guī)則基礎(chǔ)（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第5章實(shí)驗(yàn)11-12）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆找粚?duì)一和多對(duì)一關(guān)聯(lián)規(guī)則的基本使用方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1.布爾數(shù)據(jù)集構(gòu)建將以下超市的購(gòu)買(mǎi)記錄（已用一個(gè)"超市購(gòu)買(mǎi)記錄.txt"來(lái)存放，讀取該文件即可），文件內(nèi)容存放與下列展示一致，即頓號(hào)分隔，文件編碼為utf-8）：I1、西紅柿、排骨、雞蛋、毛巾、水果刀、蘋(píng)果I2、西紅柿、茄子、水果刀、香蕉I3、雞蛋、襪子、毛巾、肥皂、蘋(píng)果、水果刀I4、西紅柿、排骨、茄子、毛巾、水果刀I5、西紅柿、排骨、酸奶、蘋(píng)果I6、雞蛋、茄子、酸奶、肥皂、蘋(píng)果、香蕉I7、排骨、雞蛋、茄子、水果刀、蘋(píng)果I8、土豆、雞蛋、襪子、香蕉、蘋(píng)果、水果刀I9、西紅柿、排骨、鞋子、土豆、香蕉、蘋(píng)果將其轉(zhuǎn)換為布爾數(shù)據(jù)集，其中數(shù)據(jù)集用數(shù)據(jù)框Data來(lái)表示，數(shù)據(jù)框中的字段名稱(chēng)即為商品名稱(chēng)，如果商品在某個(gè)購(gòu)買(mǎi)記錄中出現(xiàn)用1來(lái)表示，否則為0。2.基于布爾數(shù)據(jù)集的一對(duì)一和多對(duì)一關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘針對(duì)以下布爾數(shù)據(jù)集(已用一個(gè)“test12.xlsx”表格來(lái)存取，直接讀取即可，字段名稱(chēng)為A、B、C):A B C1 1 00 1 11 0 01 1 11 1 11 0 01 1 10 1 11 0 01 1 11 1 01 1 11 1 0請(qǐng)編程計(jì)算規(guī)則“A->B”和“A,B->C”的支持度和置信度，分別用sp1和co1,sp2和co2來(lái)表示【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】1實(shí)驗(yàn)六：金融數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（頭歌平臺(tái)配套的實(shí)驗(yàn)課程第6章實(shí)驗(yàn)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆展善备哳l數(shù)據(jù)的加工及分時(shí)計(jì)算?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】今有基本行情（簡(jiǎn)稱(chēng)level-1）部分?jǐn)?shù)據(jù)，見(jiàn)配套數(shù)據(jù)表“SHL1_600000.xlsx”，字段依次為：證券代碼、交易日期、昨收盤(pán)價(jià)、當(dāng)前時(shí)間、（開(kāi)、高、低、最新）價(jià)、累計(jì)成交量、分筆期間成交量、累計(jì)成交額、分筆期間成交額、累計(jì)成交筆數(shù)、分筆期間成交筆數(shù)、賣(mài)方委托價(jià)格5-1，買(mǎi)方委托價(jià)格1-5，賣(mài)方委托量5-1，買(mǎi)方委托量1-5。根據(jù)該基本行情交易數(shù)據(jù)表，計(jì)算獲得1分時(shí)交易數(shù)據(jù)表，其基本字段及計(jì)算思路如下：靜態(tài)字段：證券代碼、交易日期時(shí)間字段：分時(shí)點(diǎn)成交字段：分時(shí)期間（開(kāi)、高、低、收）價(jià)格、分時(shí)期間成交量、分時(shí)期間成交金額計(jì)算思路：1分時(shí)數(shù)據(jù)是由基本行情（level-1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得。分時(shí)計(jì)算主要有兩種計(jì)算方式：一種是時(shí)間前置，一種是時(shí)間后置。比如后置計(jì)算1分時(shí)0931這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，其行情統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)間為[093000.000,093059.999]；前置計(jì)算1分時(shí)0931這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，其行情統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)間為[093100.000,093159.999]。計(jì)算的規(guī)則主要有4個(gè)方式：取區(qū)間頭、取區(qū)間未、取區(qū)間最大、取區(qū)間最小。比如計(jì)算600000，20130301，0931這個(gè)分時(shí)點(diǎn)的分時(shí)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)的分筆數(shù)據(jù)區(qū)間范圍為093002-093052（需要按時(shí)間排序），則：開(kāi)盤(pán)價(jià)為：樣本范圍內(nèi)的CP的第一個(gè)價(jià)格11.070最高價(jià)為：樣本范圍內(nèi)的CP的最大的價(jià)格11.080最低價(jià)為：樣本范圍內(nèi)的CP的最小的價(jià)格11.060收盤(pán)價(jià)為：樣本范圍內(nèi)的CP的最后的價(jià)格11.070分時(shí)期間成交量為：樣本范圍內(nèi)最后的TQ-上一個(gè)樣本范圍內(nèi)的最后的TQ=sum(樣本范圍內(nèi)的CQ)=10559900-4190571=6369329。分時(shí)期間成交額為：樣本范圍內(nèi)最后的TM-上一個(gè)樣本范圍內(nèi)的最后的TM=sum(樣本范圍內(nèi)的CM)=116929015-46389621=70539394。【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】1實(shí)驗(yàn)七：金融基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析（教材配套的第7章練習(xí)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆空莆栈A(chǔ)的金融數(shù)據(jù)分析及挖掘方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】今有2017-2018年每個(gè)季度的每股指標(biāo)數(shù)據(jù)，共22720條數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)全部來(lái)源于國(guó)泰安CSMAR數(shù)據(jù)庫(kù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄及表結(jié)構(gòu)如表下所示：2017-2018每個(gè)季度的每股指標(biāo)數(shù)據(jù)StkcdAccperF090301BF090601BF091001AF091301AF091501AF091801B0000012017-03-310.361911.57722812.098953.2885854.046768-6.69820000012017-06-300.7311593.0986612.315323.2885854.258008-7.465350000012017-09-301.1154924.58782812.703033.2885854.642341-9.201340000012017-12-311.3505536.10768812.932673.2885854.639546-6.917880000012018-03-310.38411.59330213.010543.2885854.6852072.4136280000012018-06-300.77883.2314513.287193.2885854.944030.4341880000012018-09-301.191384.56482213.700123.2885855.35661-0.658710000012018-12-311.4454286.18590613.980323.2885855.535061-3.338560000022017-03-310.0629951.68393614.673770.7570195.606924-0.86274…………其中Stkcd-股票代碼、Accper-截止日期、F090301B-歸屬于母公司每股收益、F090601B-每股營(yíng)業(yè)收入、F091001A-每股凈資產(chǎn)、F091301A-每股資本公積、F091501A-每股未分配利潤(rùn)、F091801B-每股經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流量?jī)纛~。問(wèn)題如下：1.對(duì)每個(gè)股票代碼，計(jì)算每個(gè)季度每股收益同比增長(zhǎng)率，并找出連續(xù)4個(gè)季度每股收益同比增長(zhǎng)率大于20%的股票代碼。