Исследовательская работа по информатике на тему: «Создание QR кода на языке программирования Python.»

МБОУ «Синекинчерская основная общеобразовательная школа им.М.Н.Юхмы»

Урмарского района Чувашской Республики

Исследовательская работа по информатике  на тему:

«Создание QR кода  на языке

программирования Python.»

Выполнил: Хмелев Никита,

ученик 8 класса.

Руководитель: Хмелев Сергей

Геннадьевич,

учитель  информатики и ИКТ.

д.Сине-Кинчеры,декабрь2020

Ведение…………………………………………………………………………….	3
1.Теоретическая часть
1.1.Сущность языка  Python……………………………………………………..	5
1.2.История и философия  языка  Python……………………………………..	6
1.3. Язык программирования Python: плюсы, минусы, сфера применения. Каким языком является Python?................................................	7
2.Практическая часть
2.1. Некоторые сравнения  языков программирования Pascal и Python…………………………………………………………………….	10
2.2. Первая программа. Причины выбора  Python в качестве первого языка……………………………………………………………………………..	11
2.3. Создание QR кода(визитки школы)  на языке программирования Python……………………………………………………………………………..	12
3.Заключение…………………………………………………………………….	17
4.Список литературы…………………………………………………………..	18
5.Приложения……………………………………………………………………..	19

Оглавление.

Введение.

      Все мы знаем, что в России на уроках информатике по программированию ученики учатся на языке PASCAL. Но так ли это актуально сейчас? Наука и технологии сегодня развиваются столь стремительно, что возникает необходимость серьёзно заниматься программированием, начиная со школы. Хоть этот язык и перестал развиваться — многие считают, что язык по-прежнему выполняет функцию обучения языку программирования.

Паскаль — язык, созданный специально для того, чтобы научить программированию. Он прост и строг, в полной мере соответствует решению такой задачи, как развитие алгоритмического мышления, формирование алгоритмической культуры. Большинство учителей информатики владеют языком на уровне, достаточном для его преподавания в школе. Очень многие специалисты считают, что после изучения Паскаля легче освоить любой другой язык программирования. Большой минус — отсутствие мотивации к изучению этого языка школьниками.

Python — язык модный, живой и перспективный, обеспечивающий легкий старт. Он не обладает строгостью Паскаля, что не всегда хорошо для развития алгоритмического мышления, формирование алгоритмической культуры.

       Я хочу в своей работе рассказать о языке программирования Python.                                                                               Актуальность работы -  обусловлена тем, что прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования.

Объекты исследования –  язык программирования   Python.

Цели исследования  -

·        Выяснить  может ли  Python быть первым языком программирования?

·        Создание QR кода  на языке  программирования Python.

Гипотеза -    можно ли создать продукт QR код  на языке программирования Python , если

- изучить особенности этого языка программирования;

- узнать основные алгоритмы, необходимые для создания QR кода  на языке  программирования Python.

На основании цели и гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:

- раскрыть сущность языка программирования Python

- изучить историю данного языка

-  изучить алгоритм создания продукта QR кода на языке  Python

Задачи:                                                                                                                                                

·        рассмотреть достоинства и недостатки данного языка программирования;

·        Выяснить  может ли  Python быть первым языком программирования.

·        Расширение кругозора.

Вид проекта по содержанию – информационно - исследовательский.                                                                          Вид проекта по комплектности – межпредметный.                                                              

Методы исследования:

·        Работа с научной литературой и интернет ресурсами;

·        Анализ печатных и электронных источников информации по данной теме;

·        Анализ алгоритмов Python.

Продукты проекта:

·        QR код  на языке  программирования Python,

·        презентация в формате MicrosoftPowerPoint.

1. Теоретическая часть 
1.1. Сущность языка Python

     Python (в русском языке распространено название пито́н) — высокоуровневый язык программирования общего назначения, ориентированный на повышение производительности разработчика и читаемости кода. Синтаксис ядра Python минималистичен. В то же время стандартная библиотека включает большой объём полезных функций. Язык обладает чётким и последовательным синтаксисом, продуманной модульностью и масштабируемостью, благодаря чему исходный код написанных на Python программ легко читаем.

    Python — активно развивающийся язык программирования, новые версии с добавлением и изменением языковых свойств выходят примерно раз в два с половиной года. Он находит применение во множестве сфер человеческой деятельности [2].

    Python – не самый «молодой» язык программирования, но и не слишком старый. К моменту его создания уже существовали такие языки как «Паскаль» или «Си». А потому при создании «питона» авторы старались взять лучшее из различных платформ для разработчиков. Фактически Python представляет собой своеобразный «джем» удачных решений более чем из 8 различных языков.

Питон поддерживает практически все распространенные операционные системы. Он может прекрасно работать на карманных компьютерах, так и на больших серверах. В случае если платформа значительно устаревает, она исключается из поддержки ядра. К примеру, версии языка, начиная от 2.6, уже не работают с платформами Windows 95, 98 и ME. В случае необходимости можно воспользоваться более старыми версиями, отказавшись от применения современных инструментов языка. И тогда приложение будет работать, в том числе с этими ОС.

    Python относится к наиболее востребованным и популярным языкам программирования, о чем свидетельствуют многочисленные рейтинги и анализ предложений на рынке разработки программных продуктов. Он достаточно прост, а потому изучение языка не займет слишком много времени [3].

При запуске Python появляется окно интерпретатора Python Shell. Оно переводит понятный человеку код в машинный язык, то есть в код, который может выполнить процессор устройства. Здесь находятся вкладки «Файл», «Редактировать», «Отлаживать», «Опции», «Окно», «Помощь». Для созданий программ необходимо зайти во вкладку «Файл» и создать новый файл. Перед нами откроется окно, в котором мы будем писать код. После написания программы она будет исполняться в  Python Shell.

Для создания программ часто необходимы дополнительные функции. Для этого существуют специальные библиотеки. Библиотеки могут использоваться для создания оконных приложений с кнопками, картинками и так далее. Существуют специальные библиотеки для создания игр. Некоторые из них встроены в Python, некоторые нужно скачивать отдельно.

1.2. История и философия языка Python

      История языка программирования Python началась в конце 1980-х. Гвидо ван Россум задумал Python в 1980-х годах, а приступил к его созданию в декабре 1989 года в центре математики и информатики в Нидерландах. Язык Python был задуман как потомок языка программирования ABC, способный к обработке исключений и взаимодействию с операционной системой Амёба. Ван Россум является основным автором Python и продолжал выполнять центральную роль в принятии решений относительно развития языка вплоть до 12 июля 2018 года.

      Название языка произошло вовсе не от названия семейства пресмыкающихся. Автор назвал язык в честь популярного британского комедийного телешоу 1970-х «Летающий цирк Монти Пайтона». Впрочем, всё равно название языка чаще связывают именно со змеёй, нежели с передачей – даже эмблема на сайте python.org (до выхода версии 2.5) изображают змеиные головы. Важная цель разработчиков Python — создавать его забавным для использования. Это отражено в его названии, которое пришло из Монти Пайтона. Также это отражено в иногда игривом подходе к обучающим программам и справочным материалам [2].

      Разработчики языка Python придерживаются определённой философии программирования, называемой «The Zen of Python» («Дзен Пито́на», или «Дзен Па́йтона»). Её текст выдаётся интерпретатором Python по команде import this (работает один раз за сессию). Автором этой философии считается Тим Петерс (Tim Peters). По сути, это набор основных принципов, которые разработчики языка считают очень важными.

      Можно сделать вывод, что язык Python появился относительно недавно. Разработчики «питона» подходят к его созданию с юмором для облегчения работы с языком. Изучив философию Python можно ещё раз убедиться в этом. По мнению его разработчиков, важно как можно больше упростить процесс программирования, сделать его доступным и понятным для каждого.

1.3. Язык программирования Python: плюсы, минусы, сфера применения. Каким языком является Python?

Плюсы Python:  Python является интерпретируемым языком программирования, который не компилируется. Таким образом, до запуска он представляет собой обычный текстовый файл. Соответственно, программировать можно почти на всех платформах, а сам язык логичен и хорошо спроектирован.

Кода в нём меньше, чем при использовании других языков программирования, поэтому разработка осуществляется быстрее. Вот, например, как выглядит код вывода текста "Hello, Otus!" на языке программирования Java:

class Main {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("Hello, Otus!");

    }

}

В Python же для выполнения той же самой задачи достаточно всего одной строчки:    print("Hello, Otus!")

В том числе и поэтому считается, что Python хорошо подходит для новичков.

Как применяют Python?

Как уже было сказано выше, Python универсален, поэтому его используют и в вебе, и на мобильных девайсах, и в приложениях, связанных с Machine learning, нейронными сетями и искусственным интеллектом. Но давайте обо всём по порядку.

Веб-разработка на Python

Сегодня Python довольно часто применяют в веб-разработке. Для работы используют такие фреймворки, как Django, Flask, Pyramid, Pylons, TurboGears, CherryPy. Кроме того, для создания сайтов на языке программирования Python существуют специальные движки: • Saleor; • Wagtail; • Abilian SBE; • Ella; • Django-CMS.

Ещё на языке Python нередко пишут парсеры, предназначенные для сбора информации в сети Интернет. К примеру, в компании Google язык Python используют для индексации сайтов.

Программные приложения на Python

С помощью языка Python можно создавать и десктопные программы. Вот примеры программ: • GIMP — визуальный Linux-редактор; • Ubuntu Software Center — центр приложений в операционной системе Ubuntu; • BitTorrent до 6-й версии включительно — менеджер торрент-закачек (сейчас программу переписали на C++); • Blender — приложение для создания графики 3D.

Мобильные приложения на Python

Не менее популярна и мобильная разработка на языке программирования Python. Да, для Android обычно пишут на Java/C++/C#, а для iOS используют Swift/Objective-C. Но если речь идёт о программировании серверной части мобильных приложений, то тут нередко используют Python. Допустим, тот же Instagram-клиент для iOS пишется на Objective-C, зато сервер — на Python.

Игры на Python

Много компьютерных игр либо полностью, либо частично написаны на языке Python. Бытует мнение, что данный язык не очень подходит для серьёзных проектов, однако на деле он применялся при разработке следующих хитов: • World of Tanks; • Battlefield 2; • Civilization IV; • EVE Online.

Но несмотря на возможность реализовать пользовательский интерфейс и работу с графикой, на языке программирования Python чаще всего пишут скрипты запуска сцен, взаимодействия персонажей, обработки событий.

Встроенные системы

На языке Python программируют встроенные системы для разных устройств. К примеру, язык пригодился «Сбербанку» для управления банкоматами.

Есть и другие успешные проекты: • The Owl Embedded Python System; • Raspberry Pi; • Python Embedded Tools; • Embedded Python.

Кроме того, Python используется во встроенном промышленном ПО на станках с ЧПУ, на телекоммуникационном оборудовании, а также при работе со средствами автоматического регулирования давления, температуры, расхода жидкостей и пр.

Создание скриптов на Python

Мы уже говорили про скрипты на Python. Речь идёт о написании плагинов и скриптового кода к уже готовым программам, то есть, когда нужно создать дополнительные модули или реализовать какую-нибудь логику. Такие скрипты встраивают в ПО, написанное на других языках программирования, чтобы автоматизировать определённые задачи.

Системное администрирование на Python

Системные администраторы используют Python для автоматизации задач. Это простой и мощный язык, поддерживающий специальные пакеты, повышающие его эффективность. Главный плюс заключается в том, что Python инсталлирован на все серверы с Linux по умолчанию.

Научные исследования на Python

Для Python есть ряд библиотек, которые применяются при выполнении вычислений и исследований: • SciPy; • NumPy; • Matplotlib. Благодаря наличию специализированных библиотек, а также простоте освоения, многие учёные (физики, математики, биологи) выбирают именно этот язык.

Python считается наиболее востребованным языком в Data Science. С его помощью пишут алгоритмы ML-программ и аналитические приложения. Также с его помощью обслуживают облачные сервисы и хранилища данных.

Тестирование на Python

Наряду с Java, язык программирования Python широко используется для автоматизации тестирования.

Минусы языка программирования Python

Несмотря на множество плюсов (простота, лаконичность, универсальность), у языка есть и минусы. 1. Программы на Python считают недостаточно быстрыми. Для сравнения: софт для iOS, написанный на языке Swift, может работать в 8 раз быстрее, чем на Python. Также Python — не очень подходящее решение для задач, которые требуют большого объёма памяти, — такие задачи лучше решать с помощью C либо C++. 2. Высокий уровень зависимости от системных библиотек. В результате затрудняется перенос на другие системы. Да, проблема решается посредством Virtualenv, однако у этого инструмента свои недостатки: костыли, избыточность полных методов изоляции, дублирование системных библиотек. 3. Global Interpreter Lock не даёт возможности одновременно исполнять несколько потоков Python в реализации CPython. Но GIL мы можем на какое-то время отключить, как это реализовано в математическом пакете NumPy.

2. Практическая часть

2.1. Некоторые сравнения  языков программирования Pascal или Python.

Паскаль	Питон
if ch1=ch2 then // если два символа совпадают...     .... if ch1>ch2 then // если код первого символа больше кода второго     ....	if ch1 == ch2:  # если два символа совпадают...     .... if ch1>ch2:  # если код первого символа больше кода второго     ....
Паскаль	Питон
readln(s1); readln(s2); s:=s1+s2; writeln(s); // выведет две строки одну за другой	s1 = input() s2 = input() s = s1 + s2 print(s)  # выведет две строки одну за другой
Паскаль	Питон
s:='Test'; s:=s+'2'; writeln(s); // выводит Test2	s = "Test" s = s + '2' print(s)  # выводит Test2

2.2. Первая программа. Причины выбора  Python в качестве первого языка.

 Простой элегантный синтаксис. Программировать на Python интересно. Синтаксис кажется естественным и простым. Возьмем этот код для примера:

a = 2 

b = 3 

sum = a + b 

print(sum)

1.     Даже если вы не программировали ранее, вы с легкостью поймете, что эта программа добавляет две цифры и выводит их.

2.     Не слишком строгий .Не нужно определять тип переменной в Python. Нет необходимости добавлять “;” в конце строки. Python принуждает следовать методам написания читаемого кода (например, одинаковым отступам). Эти мелочи могут значительно облегчить обучение новичкам.

2.3.          Создание QR кода  на языке  программирования Python.

 План действий:

1.     Скачать и установить на компьютер pycharm  с сайта https://softcatalog.info/ru/programmy/pycharm

2.     Запустить и назвать новый проект своим именем qrcode1.

3.     Для создания QR кода необходимо использовать специальную библиотеку https://pypi.org/project/qrcode/, для того чтобы сгенерировать наш QR код пайтон.

4.     Инсталляция происходит в терминале пайтона  с помощью записи pip install qrcode[pil].

5.     Создаем объект QR код , у которого можно определить границы, размер бокса,( box_size=10,    border=4,) коррекцию ошибки,

( error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L), а также какую версию использовать.

6.     Потом добавим qr.add_data и создаем наш QR код.

7.     И сам QR код(объект) мы   сгенерируем в картинку  img = qr.make_image, используем черный цвет в виде квадратиков fill_color="black", а задний фон в виде белого квадрата back_color="white"

8.     Скопируем с библиотеки https://pypi.org/project/qrcode/ , вставим код в окно программы pycharm и , запустим программу с помощью кнопки RUN.

9.     Если программа завершилась без ошибок, то  в терминале запишется Process finished with exit code 0

10. Потом сохраняем картинку в наш проект img.save

("qrcode1.jpg","JPEG"), указывая названия файла qrcode1.jpg и

формат сохранения картинки(JPEG).

11. Сохраняем и запускаем наш проект.

12. Появляется в основном  меню внизу главной страницы qrcode1.jpg

13. Запускаем его и появляется на экране наш QR код.

14. Именно в этой картинке(объекте) содержится информация про нашу визитку школы.

  Модуль pyqrcode является генератором QR кода, который прост в использовании и написан на чистом Python.  В отличие от других генераторов здесь можно управлять вручную. Мы  можем установить любой или все свойства нашего QR кода. QR-коды могут быть сохранены в виде SVG, PNG (с помощью модуля pypng) и обычного текста.

Заключение.

     В заключении отмечу, что программирование и информационные технологии в совокупности за последние годы сделали большой шаг вперед. Спрос сейчас идет на простоту языка (читабельность кода), скорость набора и функциональность в сумме.  

     На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что Python ­– активно развивающийся и самый перспективный язык программирования, который поддерживает почти все операционные системы. Он простой и удобный в использовании.

В процессе выполнения данного исследования я:

·        Изучил язык программирования Python;

·        Понял сущность и выяснил  историю  языка  Python;

·         Выяснил  плюсы, минусы, сферу применения Python;

·        Сравнил некоторые вещи  языков программирования Pascal и Python

·        Выполнил  первую простую  программу для складывания чисел.

·        Выяснил причины выбора  Python в качестве первого языка.

·        Создал QR код(визитки школы)  на языке программирования Python.

Было очень интересно и увлекательно изучить историю и философию Python и создать QR код(визитки школы)  на языке программирования  Python (Пайтон). В конце своей работы, хочется сказать, что данная тема мне очень интересен, и я собираюсь работать над ней дальше.

Список литературы

1. Арсак Ж. Программирование игр и головоломок / Ж. Арсак. – Наука, 1990. – 76с.

2. Википедия: Python. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org

3. Tech: Python – краткий обзор языка и его назначения. – Режим доступа: https://techrocks.ru

4. Трофимов В. Программирования игр, создание с нуля / В. Трофимов. – 2020. [Электронная книга]

5. Яндекс Дзен: Дзен питона. – Режим доступа: https://zen.yandex.ru

6. Geekbrains.ru    [Электронный       ресурс]         /          Редакция    сайта.            — Электрон.                      журн.                      —                      Режим                      доступа: https://geekbrains.ru/posts/why_love_python

Приложение1.

ВИЗИТНАЯ КАРТОЧКА(основные данные школы)  в виде  QR кода на языке программирования Python.

Приложение2.

import qrcode
qr = qrcode.QRCode(
    version=1,
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
    box_size=10,
    border=4,
)
qr.add_data(' МБОУ «Синекинчерская  ООШ им.М.Н.Юхмы»;[phone]; email: [e-mail];сайт - http://kinch-urmary.lbihost.ru; Дата создания  организации —  1882 год;  ВКОНТАКТЕ- https://vk.com/club173704136;  ИНСТАГРАММ -https://www.instagram.com/sinekincherskayaoosh21')
qr.make(fit=True)

img = qr.make_image(fill_color="black", back_color="white")
img.save("qrcode1.jpg","JPEG")

ИНФОРМАЦИЯ в нашем QR коде.

 МБОУ« Синекинчерская ООШ им.М.Н.Юхмы» Урмарского района Чувашской Республики;тел: [phone];email: [e-mail];                      сайт - http://kinch-urmary.lbihost.ru;Дата создания  организации —  1882 год; ВКОНТАКТЕ -  https://vk.com/club173704136;     ИНСТАГРАММ -https://www.instagram.com/sinekincherskayaoosh21

Приложение3.

import qrcode

qr = qrcode.QRCode(

    version=1,

    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,

    box_size=10,

    border=4,

)

qr.add_data(' МБОУ «Синекинчерская  ООШ им.М.Н.Юхмы»;НПК по ИКТ ; Создание QR кода(визитки школы) на языке программирования Python; Выполнил:Хмелев Никита,ученик 8 класса;Руководитель:Хмелев Сергей Геннадьевич')

qr.make(fit=True)



img = qr.make_image(fill_color="black", back_color="white")

img.save("qrcode1.jpg","JPEG")

 

import qrcode

qr = qrcode.QRCode(

    version=1,

    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,

    box_size=10,

    border=4,

)

qr.add_data(' МБОУ «Синекинчерская  ООШ им.М.Н.Юхмы»;Спасибо за внимание')

qr.make(fit=True)



img = qr.make_image(fill_color="black", back_color="white")

img.save("qrcode1.jpg","JPEG")