سوالات فنی آیین نامه پایه سوم

آیین نامه پایه سوم، یکی از مهم ترین بخش های درسی دانش آموزان مقطع متوسطه می باشد. در این مقاله، به بررسی سوالات فنی آیین نامه پایه سوم می پردازیم.

اولین سوالی که از داوطلبان پایه سوم می پرسند این است که چه تعداد اساس هستند؟ پایه‌ی سامانه متریک در این مقطع مدرسه، عدد ۱۰ است. در این مفهوم، یک دهم به اصطلاح برابر یک سانتی متر در نظام متریک است.

سوال بعد این است که دانش آموز نیاز به اطلاعات بیشتر دارد. به عنوان مثال، او ممکن است بپرسد که تعداد اساس ها در یک کلاس مانند ریاضی، فیزیک و شیمی چگونه است؟ پاسخ به این سؤال بسیار ساده است، همه ی این دروس از یک ستاره اساسی استفاده می کنند.

سوالات بعدی شامل مفاهیم فنی بیشتری هستند، شامل اصول مبدأ خاص، ترتیب سوالات، تصاویر و عناصر شناور در مسائل، پویایی ظاهری و غیره. در نتیجه بهتر است که دانش آموزان به منظور موفقیت در دروس آیین نامه، با یادگیری مطالب فنی و نحوه ی بکارگیری آنها، آشنا شوند.

1. مراحل ایجاد یک فایل جدید در پایتون

برای ایجاد یک فایل جدید در پایتون می‌توان از تابع open استفاده کرد. برای این کار، ابتدا باید نام فایل و حالت باز کردن فایل را به این تابع ارسال کرد. مثلاً برای ایجاد یک فایل جدید با نام "example.txt" و حالت ایجاد فایل و نوشتن در فایل، می‌توان از کد زیر استفاده کرد:

```

file = open("example.txt", "w")

```

در این کد، "file" نامی است که برای ارجاع به فایل ایجاد شده استفاده می‌شود. "example.txt" نام فایل است که قصد ایجاد آن را داریم و "w" حالت باز کردن فایل است که برای نوشتن در فایل استفاده می‌شود.

بعد از ایجاد فایل، می‌توانیم با استفاده از تابع write متن خود را در فایل ذخیره کنیم. برای مثال، دستور زیر متن "Hello world!" را در فایل example.txt ذخیره خواهد کرد:

```

file.write("Hello world!")

```

به این ترتیب، یک فایل با نام "example.txt" ایجاد شده و در آن متن "Hello world!" ذخیره شده است. پس از اتمام کار با فایل، باید آن را بسته تا برای دیگر کاربران در دسترس نباشد. برای بستن فایل از تابع close استفاده می‌شود:

```

file.close()

```

اگر برای ذخیره متن‌های بیشتر در فایل، فایل را دوباره باز کنیم و محتویات جدید را به انتهای فایل اضافه کنیم، می‌توانیم از حالت باز کردن "a" استفاده کنیم. مثلاً به جای "w" در کد اول، از "a" استفاده کنیم:

```

file = open("example.txt", "a")

file.write("Another line.")

file.close()

```

در این صورت، "Another line." به انتهای محتویات قبلی فایل اضافه می‌شود.

2. نحوه تعریف متغیر در پایتون

در پایتون، متغیرها به صورت دایره ای ایجاد می‌شوند و هر متغیر دارای نامی منحصر به فرد می‌باشد. این نام متغیر، باعث شناسایی آن در برنامه می‌شود و باید به صورت حروف و اعداد و ترکیبی از آنها باشد.

برای ایجاد یک متغیر در پایتون، نام آن را تعریف کرده و به اندازه کافی حافظه برای ذخیره داده‌ها در این متغیر اختصاص داده می‌شود. در اینجا داده های انواع مختلفی مانند اعداد صحیح، اعشاری، رشته ها و غیره می‌توانند در متغیر ذخیره شوند.

در پایتون، نوع متغیر نیازی به تعریف قبلی ندارد و برمبنای داده‌ای که در آن ذخیره می‌شود، نوع متغیر به‌طور خودکار تشخیص داده می‌شود. به‌عنوان مثال، اگر به یک متغیر مقدار 10 را اختصاص دهیم، آن متغیر به‌طور خودکار به نوع داده int تشخیص داده می‌شود که نشان‌دهنده‌ی اعداد صحیح است.

روش تعریف متغیر در پایتون به صورت زیر است:

نام_متغیر = مقدار

به‌عنوان مثال، اگر بخواهیم مقدار 10 را به متغیر x اختصاص دهیم، کد زیر را می‌توان استفاده کرد:

x = 10

از این پس، با صرف توجه به نام متغیر، مقدار آن در برنامه قابل دسترسی است و می‌توان آن را با جدیدترین مقدار وارد شده به‌روزرسانی کرد.

3. تفاوت بین لیست و تاپل در پایتون

در زبان پایتون، لیست و تاپل دو نوع داده ساختاری هستند که به کاربران کمک می‌کنند تا داده های خود را به صورت جامع و منظم ذخیره کنند. اگرچه هر دو نوع از داده ساختارها به شکل یک مجموعه از عناصر داخلی (داده ها) را در خود نگه می‌دارند، اما این دو دارای تفاوت های مهمی در استفاده، مزیت ها و محدودیت ها هستند.

لیست در پایتون شامل يك تعداد عناصر یکسان یا متفاوت است و تغییر پذیر است. به عبارت دیگر، ما می توانیم هر زمانی که خواستیم از عناصر لیست حذف یا به آن اضافه کنیم. بنابراین، لیست به عنوان یک داده ساختار شناخته می‌شود که تغییر پذیری آن امکان اسناد را تضمین می‌کند. با استفاده از این داده ساختار، می توانیم به راحتی عناصر را اضافه، حذف، جایگزینی و چیدمان مجدد در لیست انجام دهیم.

از طرف دیگر، توپل در پایتون شامل نامتغیرهای با طول ثابت است. با این حال، ما می توانیم برای خواندن مقدار عناصر از یک توپول استفاده کنیم. به عنوان یک داده ساختار غیر قابل تغییر، توپول کاربرد خاصی برای نگهداری اطلاعاتی دارد که باید در طول برنامه بدون تغییر باقی بماند. این امر بهینه سازی کد کردن را برای ثابت کردن متغیرها و دیگر نوع های داده کاربردی همچون ماتریس ها و دیکشنری ها فراهم می آورد.

در کل، اگر تأثیری از تغییر عناصر لیست در برنامه شما مهم نیست، شما می توانید از لیست استفاده کنید. اما اگر نیاز دارید که بخشی از داده های خود را در طول برنامه ثابت نگه دارید و از هرگونه تغییر احتمالی جلوگیری کنید، توپول می‌تواند گزینه ای مناسب باشد.

به طور خلاصه، استفاده از لیست و توپول در پایتون به تفکیک نیاز های برنامه شما بستگی دارد. برای تغییرات مداوم، لیست بهترین گزینه است، در حالی که برای مقدارهای ثابت، توپول راه حل مطلوب تر است.

4. استفاده از شرط ها در پایتون

شرط ها یکی از اصلی‌ترین اجزای برنامه نویسی است که به شما اجازه می‌دهد تا کد خود را به گونه‌ای بنویسید که تصمیمات بر اساس شرایط خاصی اتخاذ شوند. در پایتون شرایط با استفاده از دستور if و elif بیان می‌شوند. این دستورات شامل یک شرط منطقی هستند که اگر برقرار باشد، بلوک کد مربوطه اجرا می‌شود.

دستور if به شما اجازه می‌دهد تا یک شرط منطقی را بررسی کنید. اگر این شرط برقرار باشد، بلوک کد داخل if اجرا می‌شود. اگر شرط برقرار نباشد، بلوک کد بعدی یا ادامه برنامه اجرا می‌شود.

دستور elif هم مانند if عمل می‌کند، با این تفاوت که زمانی که شرط قبلی برقرار نبود و شرط بعدی برقرار باشد، بلوک کد مربوط به شرط elif اجرا می‌شود. اگر هیچ یک از شروط برقرار نباشد، برنامه به بلوک else می‌رود و بلوک کد مربوطه اجرا می‌شود.

مثال ارائه شده نشان می‌دهد که چگونه از شرط ها برای تصمیم گیری در پایتون استفاده می‌شود:

```

x = 10

if x < 5:

print("x کمتر از 5 است")

elif x < 10:

print("x بین 5 و 10 است")

else:

print("x بیشتر یا مساوی 10 است")

```

در این مثال، شرط های if و elif بررسی می‌کنند که x کمتر، بین 5 و 10 یا بیشتر یا مساوی با 10 است و بلوک کد مربوطه برای هر شرط اجرا می‌شود.

5. تعریف تابع در پایتون

تابع در پایتون، به شیوه‌ای است که در آن بلاکی از کد داخل یک نام مشخص شده، تعریف و در نهایت با استفاده از آن نام می‌تواند فراخوانی شود. این عمل به کاربر این امکان را می‌دهد تا قطعاتی از کد خود را به‌صورت مستقل درنظر گرفته و مجددا استفاده کند.

تعریف تابع در پایتون به صورت زیر است:

def نام_تابع(ورودی):

بدنه_تابع

بازگشت خروجی

در اینجا، نام تابع با استفاده از کلمه‌ی کلیدی def مشخص می‌شود. سپس اطلاعات ورودی برای تابع، در پرانتز ضروری هستند. بعد از پرانتز، می‌توانید بدنه تابع خود را با دادن چند خط کد با دستورات مختلف، تعریف کنید. درنهایت هم، به‌وسیله‌ی دستور return، خروجی تابع را مشخص می‌کنید.

استفاده از توابع در پایتون باعث سبک‌تر و خواناتر بودن کدها می‌شود و به کاربر این اجازه را می‌دهد، که یک عملیات خاص را در قطعه‌ای از کد خود تعریف کند و در نهایت با فراخوانی آن، بارها و بارها بر این عملیات استفاده کند. این کار به کاربر کمک می‌کند تا مجددا کدهای تکراری خود را بازنویسی نکند و به راحتی کدهای وابسته به هم را با هم مشخص کند و قابلیت پیشرفت کدهای خود را بالا ببرد.

6. استفاده از حلقه ها در پایتون

حلقه یا Loop در پایتون، یک قابلیت پرکاربرد و قدرتمند است که به برنامه نویسان این اجازه را می‌دهد تا بخشی از برنامه خود را چندین بار تکرار کنند. از حلقه ها عمدتا برای پردازش داده ها استفاده می شود.

در پایتون دو نوع حلقه وجود دارد: حلقه for و حلقه while. حلقه for بیشتر برای چرخه ترکیبیاتی یا شمارش استفاده می شود، در حالی که حلقه while در صورتی استفاده می شود که برنامه نویس بخواهد تا زمانی که یک شرط خاص برقرار باشد، یک بلوک کد را به صورت پیوسته اجرا کند.

حلقه for با استفاده از استفاده از key و value می‌تواند از دیکشنری‌ها، شماره‌ها و کاراکترها چرخه را اجرا کند و در هر مرحله از حلقه، مقدار جدیدی را به متغیر داده شده اضافه می کند.

حلقه while نیز به کاربر اجازه می دهد تا یک بلوک کد را هر بار که شرط مشخصی درست است تکرار کند. این حلقه بیشتر برای بررسی شرایط مختلف کاربرد دارد و تا زمانی که شرط خاصی برقرار باشد، بلوک کد را اجرا می کند.

در کل، استفاده از حلقه ها در پایتون یکی از مهم ترین قابلیت های زبان برنامه نویسی است که به راحتی برای پردازش انواع مختلف داده ها استفاده می شود و یکی از اجزای اساسی برنامه نویسی هوشمند است.

7. پارامتر های تابع در پایتون

توابع یکی از مهمترین اجزای برنامه نویسی در زبان پایتون محسوب می‌شوند. در این زبان، یک تابع شامل یک بلوک کد بوده و می‌تواند یک ورودی دریافت کند و خروجی بازگرداند. برای ایجاد یک تابع، ابتدا نام آن را باید مشخص کرد. سپس، باید لیستی از ورودی‌های قابل قبول تعریف کرد. در نهایت، باید خروجی تابع را نیز مشخص کرد.

این ورودی‌ها و خروجی‌ها، در پایتون با نگاشت از عناصری به نام پارامترها، مشخص می‌شوند. پارامترها معمولاً به عنوان متغیرهایی در نظر گرفته می‌شوند که هرکدام باید یک نوع داده خاص را دریافت کند. تعریف پارامترها به عنوان بخشی از تابع، مانند استفاده از هر متغیر دیگری در پایتون است و تمام قواعد اعمال شده برای متغیرها به آنها نیز اعمال می‌شود.

در پایتون، پارامترها به دو نوع تقسیم می‌شوند: پارامترهای ضروری (mandatory parameters) و پارامترهای اختیاری (optional parameters). پارامترهای ضروری، اجباری هستند و باید حتماً در تابع وارد شوند. پارامترهای اختیاری، به عنوان یک گزینه کاربردی در تابع استفاده می‌شوند و می‌توانید آنها را با مقدار پیش‌فرض مقداردهی کنید.

در پایتون، تابع ها می‌تواند حتی تعداد نامحدودی پارامتر بگیرند که در زبان پایتون به آن "پارامترهای تعریف نشده" یا "args" معروف هستند. با استفاده از args، می‌توانید تعدادی ورودی را به صورت ترتیبی برای تابع ارسال کنید. با کار با پارامترهای تابع در پایتون، می‌توانید توابع بسیار کارآمد و عملیاتی را برای برنامه‌های پیچیده بنویسید.

8. نحوه استفاده از ماژول ها در پایتون

در پایتون، ماژول‌ها به عنوان فایل‌هایی با پسوند .py شناخته می‌شوند که حاوی تعدادی کلاس، تابع، متغیر و ... هستند. این ماژول‌ها می‌توانند به صورت جداگانه ایجاد شوند و در برنامه‌های دیگر استفاده شوند.

برای استفاده از ماژول‌ها در پایتون، معمولا از دستور import استفاده می‌شود. این دستور به شما اجازه می‌دهد تا یک ماژول را بارگذاری کنید و در برنامه‌تان به آن دسترسی پیدا کنید. مثلاً، برای بارگذاری ماژول math، کافی است که دستور زیر را وارد کنید:

```

import math

```

حالا شما می‌توانید از تابع‌های موجود در ماژول math استفاده کنید. برای استفاده از تابع sqrt، می‌توانید به شکل زیر عمل کنید:

```

x = math.sqrt(25)

print(x) # 5.0

```

در اینجا، تابع sqrt مربوط به ماژول math به صورت math.sqrt فراخوانی شده است.

همچنین، می‌توانید از دستور from نیز استفاده کنید. این دستور به شما اجازه می‌دهد تا یک تابع یا کلاس خاص از یک ماژول را بارگیری کنید. برای مثال، برای بارگذاری تابع sqrt از ماژول math، می‌توانید به شکل زیر عمل کنید:

```

from math import sqrt

x = sqrt(25)

print(x) # 5.0

```

در این حالت، تابع sqrt فقط بارگیری می‌شود و ما نیازی به استفاده از نام ماژول نداریم. با توجه به اینکه تمام ماژول ها در فرمان import میتوانند لود شوند. برای دسترسی به تابع یا متغیر خاصی از ماژول باید به شکل اسم_ماژول.اسم_تابع یا متغیر این کار را انجام دهیم.

در نهایت، برای به اشتراک گذاشتن و استفاده از ماژول‌های ساخته شده توسط خودتان، می‌توانید آن‌ها را در پوشه‌های ویژه‌ای با نام site-packages ذخیره کنید. با این کار، دیگران می‌توانند این ماژول‌ها را به راحتی بارگیری کرده و در برنامه‌های خود استفاده کنند.

9. خطاها و اعلان آنها در پایتون

پایتون، یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی محبوب و عمومی است که برای ایجاد برنامه‌های کامپیوتری، توسعه وب و هوش مصنوعی و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شود. در همه زبان‌های برنامه‌نویسی، خطاها بخشی از فرآیند توسعه کد هستند. خطاهایی که در پایتون وجود دارد، ممکن است برای برنامه نویسانی که از زبان‌های دیگر به این زبان روی می‌آورند، جالب نباشد.

خطاها در پایتون نوعی پیغام خطا هستند که نشانگر عدم توانایی برنامه در اجرای دستورات مختلف هستند. زمانی که برنامه نویس یا سیستم متوجه یک خطای اجرایی در برنامه می‌شود، پایتون به صورت خودکار پیغام خطا را نمایش می‌دهد که این پیغام ارائه‌ای برای برنامه‌نویس است که نشانگر مشکل مربوط به برنامه اجرا شده است. این نوع اعلان خطاها، به برنامه نویسان کمک می‌کند تا بهبود برنامه خود را پیدا کنند.

به شکل کلی، خطاهای پایتون به دو دسته تقسیم می‌شوند: خطاهای نحوی(Syntax error) و خطاهای عملکردی(Runtime error). خطاهای نحوی به خطاهایی گفته می‌شود که در ترکیب و نحوی برنامه بوده و به این معنی هستند که برنامه‌ای که نوشته شده، به دلایلی قابل فهم نیست. در ضمن، خطاهای عملکردی نشان دهنده آن هستند که در حین اجرای برنامه، مشکلی وجود دارد. به عنوان مثال، خطای معروف Not Found در پایتون، علت عملکردی نداشتن فایلی است که برنامه درخواست کرده است.

در نهایت، برنامه‌نویسان با استفاده از ابزارهای مختلفی مانند Debugging و Logging می‌توانند خطاهای خود را تشخیص داده و اصلاح کنند. همچنین، استفاده از الگوهای طراحی صحیح و نویسندگی بهتر برای کدها، خطاهای آینده را کاهش خواهد داد و در نتیجه، برنامه‌های بهتری را به دست خواهد آورد.

10. کار با رشته ها در پایتون

رشته‌ها یا همان Strings در پایتون یکی از داده‌ساختارهای مهم هستند که با استفاده از آن‌ها می‌توانیم به‌راحتی با متن‌ها کار کنیم. یک رشته در پایتون به عنوان یک دنباله از کاراکترها تعریف می‌شود. در بیشتر موارد، این کاراکترها شامل حروف، اعداد، نمادها و حتی فاصله هستند.

اما با استفاده از متدهای مختلف در پایتون، می‌توان به راحتی با رشته ها کار کرد. برای مثال، می‌توانیم رشته های را با هم به صورت ترکیبی ادغام کنیم، آن‌ها را به صورت الفبایی مرتب کنیم، دستکاری کنیم و حتی به صورت خودکار، رشته‌های بزرگ یا کوچک را تبدیل کنیم.

از دیگر کاربردهای رشته ها در پایتون، می‌توان به جستجو، جایگزینی و تجزیه و تحلیل رشته ها اشاره کرد. برای نمونه، می‌توانیم قسمت‌هایی را از یک رشته با توجه به یک الگو جدا کنیم یا حتی با توجه به یک الگو، رشته های مطابق را جستجو کنیم. همچنین، می‌توانیم بخش‌های خاصی از یک رشته را با یک مقدار خاص جایگزین کنیم.

در کل، استفاده از رشته ها در پایتون برای انجام بسیاری از کارهای روزمره قابل استفاده و پویا است. همچنین، مطالعه و یادگیری متدهای مختلف رشته در پایتون می‌تواند به ما کمک کند تا بتوانیم با مستندات و برنامه های مختلف به راحتی کار کنیم.