PYTHON SYSTEMATIC TUTORIAL

Python 系统教程

按顺序学习语言、数据结构和算法，继续学习文件与数据应用；最后通过 Python 后端，把网页、接口和数据库连接成完整系统。

我的考级主线 · 自主自查0 / 128
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下一课第 001 课 · Python 程序与 print() 输出Python 程序基础 · 输入输出与控制结构 · 自我介绍机器人从第一课开始 →
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ONE CLEAR LOOP

先学清知识，再用题目和项目检验

先完成基础教程，再阅读定义、规则和适用边界；随后通过例题、纠错、考题模型和项目，把知识变成能够独立使用的编程能力。

  1. 01
    基础教程定义 → 语法 → 最小实例 → 独立练习
  2. 02
    基础综合项目需求 → 模块拆分 → 分步实现 → 系统测试 → 讲解
  3. 03
    深入理解正式定义 → 机制推演 → 边界与反例 → 迁移
  4. 04
    例题精讲读题 → 列出已知与目标 → 选择方法 → 编码 → 验证
  5. 05
    错误诊所观察错误 → 定位原因 → 最小修改 → 回归测试
  6. 06
    考题模型分析去掉故事外衣 → 识别模型 → 写正确基线 → 检查边界
  7. 07
    复习冲刺知识清单 → 快速判断 → 限时编码 → 错题归因
  8. 08
    综合项目需求 → 模块拆分 → 分步实现 → 系统测试 → 讲解

LEARNING PATH

11 个能力阶段：先把程序想明白，再把项目做出来

按原大纲逐项建设，分批验收。现有 54 节拓展课只覆盖部分主题，不代表整份大纲已经完成；课程正文、示例实际运行、页面交互与硬件实测分别核验。先完成基础语法，再按先修要求选择应用专题，不必先学完全部算法课。

第 0 阶段 · 开课前准备

  • 建立直觉：计算机按“输入 → 处理 → 输出”工作；程序是指令集合，CPU 负责计算、内存暂存运行数据、硬盘持久保存。
  • 准备好环境：按第 1 课安装 Python 3，确认能运行 python --version，再开始写代码。
  • 养成习惯：统一 4 个空格缩进，变量和函数用能看懂的英文名；先预测输出再运行，报错先读类型、行号和相邻代码。
  • 学习方法：每段代码亲手运行 → 改一处 → 解释输出变化；把错题和常用代码片段收进自己的本子。

进入拓展课程 E1 · 计算机常识与学习准备（6 课）→

  1. 01 · 入门基础：语言初识与程序流程已有课程，待逐项核验

    GESP 1 级 · 第 1–16 课：输出、变量、数据类型、分支与循环，先建立程序流程感。

  2. 02 · 核心语法：字符串、容器与函数已有课程，待逐项核验

    GESP 2–4 级 · 第 17–64 课：字符编码、列表字典、函数、排序、文件与异常。

  3. 03 · 中阶进阶：面向对象与高级语法特性部分覆盖

    拓展课 E2 · 8 课：类与对象、类/实例属性、封装、继承、多态、dataclass、魔术方法与生成器/装饰器。仍需补齐内存与引用、深浅拷贝、MRO、装饰器等细项。

  4. 04 · 工具层：标准库与常用第三方模块部分覆盖

    拓展课 E3 · 8 课：pathlib、JSON/CSV、日期时间、collections、正则、pip/venv、日志与命令行参数。并发编程、XML/YAML、多种数据库操作仍需补齐。

  5. 05 · 桌面应用与办公自动化部分覆盖

    拓展课 E4 · 8 课：Tkinter 窗口与控件、文件对话框、openpyxl 表格、python-docx 文档、批量处理与打包。PyQt5、完整控件专题、PDF/图片/OCR/邮件与调度仍需补齐。

  6. 06 · 游戏开发部分覆盖

    拓展课 E5 · 8 课：pygame 窗口循环、绘制、键盘控制、碰撞、计分、关卡状态机与完整小游戏。当前小游戏不替代原大纲要求的 2048、五子棋、贪吃蛇等项目。

  7. 07 · 算法已有课程，待逐项核验

    GESP 5–8 级 · 第 65–128 课：数论、链表、贪心、二分、树、图与动态规划。

  8. 08 · 数据结构已有课程，待逐项核验

    GESP 3 级与算法课的列表、字典、集合、栈队列、链表、树与图；更深入的结构专题继续扩展。

  9. 09 · 数据分析与可视化部分覆盖

    拓展课 E6 · 8 课：numpy 数组、pandas 表格与清洗、分组统计、matplotlib 图表与成绩分析项目。Seaborn、Bokeh、Pyecharts 及 pandas 深入专题仍需补齐。

  10. 10 · 人工智能与硬件编程部分覆盖

    拓展课 E7 · 8 课：AI 与数据边界、特征标签、训练评估、scikit-learn 分类、大模型 API 安全、MicroPython 硬件。神经网络/CNN 与树莓派仍需补齐；MicroPython 不替代树莓派。

01

GESP PYTHON 1 级 · 第 001–016 课

Python 程序基础 · 输入输出与控制结构

独立编写有输入、有判断、有循环的完整 Python 小程序。
本级知识编程环境的认识与使用变量的定义与使用基本数据类型顺序、分支、循环结构基本运算输入与输出
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 001Python 程序与 print() 输出print 输出与第一个程序待学习
  2. 002变量、输入与类型转换变量、input 与类型转换待学习
  3. 003基本数据类型与算术运算数据类型与算术运算待学习
  4. 004分支结构：if、elif 与 elseif / elif / else 分支结构待学习
  5. 005for 循环与 range()for 循环与 range()待学习
  6. 006while 循环与 breakwhile 循环与 break待学习
  7. 007逻辑运算与取模and / or / not 与 % 取模待学习
  8. 008模块导入与 Turtle 循环绘图import 模块与 Turtle 循环绘图待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 009数据类型与类型转换int / float / str 与类型转换待学习
  2. 010条件边界与循环结构条件组合、边界判断与循环三要素待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 011整除、取余与程序解题步骤解题四步与 //、% 的应用待学习
  2. 012循环读入、分支与分类统计循环读入 + 分支判断 + 双计数器待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 013一级常见错误辨析= 与 ==、类型转换、冒号缩进、range 边界、英文标点待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 014数位分解：整除与取余用 // 和 % 拆出每一位数字待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 015一级限时综合训练考场策略与限时快答训练待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 016一级综合项目：口算练习程序输入—处理—输出、分支循环与计数器综合待学习
02

GESP PYTHON 2 级 · 第 017–032 课

计算机基础 · 字符编码与流程控制

看懂流程图并用代码实现，熟练处理类型转换、ASCII 编码与循环嵌套。
本级知识计算机存储与网络程序设计语言的特点流程图的概念与绘制ASCII 编码数据类型转换多层分支与循环嵌套常用数学函数
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 017ASCII 编码与 ord()、chr()ASCII 编码、ord() 与 chr()待学习
  2. 018流程图与程序设计语言流程图的概念与程序设计语言待学习
  3. 019数据类型转换与计算机存储数据类型转换与计算机存储常识待学习
  4. 020math 模块常用函数math 库常用数学函数待学习
  5. 021嵌套循环循环嵌套待学习
  6. 022多层分支与嵌套循环多层分支与循环嵌套综合待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 023循环、分支与统计循环、分支与统计综合待学习
项目

基础综合项目

把已经学过的基础知识点组合使用，完成有明确输入输出的小任务。

  1. 024二级综合应用：编码与流程控制编码、数学与流程综合待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 025ASCII 编码：字符比较与转换ASCII 编码的进阶玩法：大小写转换、字符比较与绕回加密待学习
  2. 026嵌套循环：穷举与图案输出循环嵌套进阶：多层穷举与复杂图案待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 027分段函数与分段计费分段计费题的四步拆解法待学习
  2. 028嵌套循环：数字三角形循环嵌套题的四步拆解法待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 029二级常见错误辨析考级高频错误的错因分析与纠正待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 030质数判定与数位运算GESP 真题风格题的解题模板待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 031二级限时综合训练限时训练与答题策略待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 032二级综合项目：字符编码应用ASCII、数学函数、循环与分支的大综合待学习
03

GESP PYTHON 3 级 · 第 033–048 课

Python 数据结构 · 进制与位运算

熟练使用列表、字典、元组与集合处理成组数据，并完成进制转换与位运算。
本级知识数据编码（原码、反码、补码）进制转换位运算算法的概念与描述列表、字典、元组与集合常用内置函数列表解析
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 033进制转换与数据编码二/八/十六进制与数据编码待学习
  2. 034位运算位运算 & | ^ ~ << >>待学习
  3. 035列表、内置函数与排序基础列表与内置函数、算法的概念待学习
  4. 036字典的增删改查字典的增删改查待学习
  5. 037元组与坐标数据元组的应用待学习
  6. 038集合与去重集合的应用待学习
  7. 039列表推导式、zip() 与 enumerate()列表推导式、zip 与 enumerate待学习
项目

基础综合项目

把已经学过的基础知识点组合使用，完成有明确输入输出的小任务。

  1. 040字典计数、列表处理与词频统计字典、列表与算法综合待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 041进制转换、位权与补码位权展开、短除法与补码再探待学习
  2. 042位掩码：取位、置位、清位与异或取位、置位、清位与异或神技待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 043二进制中 1 的个数典型考级题的分步拆解待学习
  2. 044字典计数与元组排序字典计数与元组排序综合待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 045三级常见错误辨析错例 → 报错/错因 → 正确写法待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 046回文判断与进制转换回文判断与进制转换综合套路待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 047三级限时综合训练答题策略与限时训练待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 048三级综合项目：多种数据结构应用列表、字典、元组、集合与进制的大综合待学习
04

GESP PYTHON 4 级 · 第 049–064 课

函数、嵌套数据、排序与文件操作

用函数组织程序，正确处理嵌套数据，理解递推与三种基础排序，并完成可验证的文本文件读写。
本级知识复合数据类型的嵌套函数定义、调用、形参与实参参数对象共享与变量作用域递推关系与计算顺序冒泡、选择、插入排序与稳定性时间与空间复杂度文件重定向与文本文件读写异常处理机制与常用方法
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 049嵌套列表与二维数据嵌套列表、行列下标与对象别名待学习
  2. 050嵌套字典、列表与数据记录记录字段、容器嵌套与数据访问待学习
  3. 051函数定义、调用与返回值函数、参数、调用和返回值待学习
  4. 052形参、实参与模块化程序形式参数、实际参数与职责分工待学习
  5. 053默认参数、关键字参数与函数契约位置参数、关键字参数、默认值与前置条件待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 054对象共享、重新绑定与变量作用域参数绑定、可变对象、局部名称与全局名称待学习
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 055递推关系、初值与计算顺序递推算法、状态定义与空间优化待学习
  2. 056冒泡排序、稳定性与过程追踪相邻交换、稳定排序与提前结束待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 057选择排序与不稳定的反例最小值选择、交换与稳定性待学习
  2. 058插入排序、排序选择与效率分析有序前缀、元素移动、稳定性与复杂度待学习
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 059文本读取、UTF-8与资源关闭文件对象、编码、逐行读取与with待学习
  2. 060文本写入、追加与读写模式覆盖、追加、独占创建、读写模式与文件位置待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 061异常处理与错误定位try、具体except、else、finally与raise待学习
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 062标准输入输出与文件重定向文本流、标准流与输入输出重定向待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 063四级综合验证：解析、排序与异常函数分工、嵌套记录、稳定排序与边界测试待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 064四级综合项目：文本成绩持久化文本读取、校验、函数分工与报告文件待学习
05

GESP PYTHON 5 级 · 第 065–080 课

数论基础 · 链表、贪心与二分查找

运用数论、二分、贪心与分治思想，写出高效解决大问题的程序。
本级知识初等数论辗转相除法与素数筛法唯一分解定理链表二分查找与二分答案贪心、分治与递归复杂度估算
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 065质数、合数与试除法质数与合数、试除法判定待学习
  2. 066最大公因数与辗转相除法最大公因数与辗转相除法待学习
  3. 067埃氏筛法与线性筛埃氏筛法与线性筛思想待学习
  4. 068质因数分解与唯一分解定理唯一分解定理与试除分解待学习
  5. 069高精度加法与乘法高精度运算：数组模拟竖式加法与乘法待学习
  6. 070单链表的定义与基本操作节点、后继引用、顺链查找与链接修改待学习
  7. 071二分查找与二分答案二分查找与二分答案待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 072贪心、分治与复杂度分析贪心算法、分治思想（归并排序）与递归复杂度估算待学习
  2. 073约数枚举、约数个数与约数和成对枚举约数、约数个数与约数和、完全数待学习
  3. 074二分答案：最大值最小化“最大值最小”类问题的二分答案套路待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 075约数和与亲和数读题 → 思路 → 编码 → 验证的完整解题流程待学习
  2. 076二分答案：最短距离最大化“最短距离最大化”的二分答案 + 贪心检验待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 077五级常见错误辨析数论与二分高频错误逐个诊断待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 078互质计数与第 k 个质数互质计数（辗转相除应用）与第 k 个质数（筛法 + 动态扩界）待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 079五级限时综合训练先易后难、客观题检查法、编程题抢分策略待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 080五级综合项目：数论与查找数论 + 筛法 + 高精度 + 二分的综合运用待学习
06

GESP PYTHON 6 级 · 第 081–096 课

树结构 · 搜索与基础动态规划

构造并遍历树结构，用 DFS/BFS 和简单动态规划解题。
本级知识树的定义、构造与遍历（前序、中序、后序、层序）完全二叉树的数组表示二叉排序树的插入与查找哈夫曼树与哈夫曼编码格雷编码深度优先搜索 DFS 与宽度优先搜索 BFS简单动态规划面向对象思想（类的创建）
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 081树的构造与遍历树的构造与四种遍历待学习
  2. 082完全二叉树与数组表示完全二叉树与数组表示待学习
  3. 083二叉搜索树的插入与查找二叉排序树的插入与查找待学习
  4. 084哈夫曼树与哈夫曼编码哈夫曼树与哈夫曼编码待学习
  5. 085格雷编码格雷编码待学习
  6. 086深度优先搜索（DFS）深度优先搜索 DFS待学习
  7. 087广度优先搜索（BFS）与最短步数宽度优先搜索 BFS 求最短步数待学习
  8. 088一维与二维基础动态规划简单动态规划待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 089根据前序和中序重建二叉树由前序与中序重建唯一的二叉树待学习
  2. 090记忆化搜索与动态规划记忆化搜索到动态规划的进化待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 091BFS 最短路径还原BFS 路径还原（parent 数组）待学习
  2. 092哈夫曼贪心与最小合并代价哈夫曼式贪心求最小合并代价待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 093六级常见错误辨析五大高频错误：错例、错因与正确写法待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 094树的直径：两次 BFS树的直径与“两遍 BFS”套路待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 095六级限时综合训练限时答题策略与秒杀公式待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 096六级综合项目：树与搜索树、BFS 与哈夫曼编码的协同实战待学习
07

GESP PYTHON 7 级 · 第 097–112 课

图论基础 · 哈希与动态规划

用二维动态规划与图论算法解决最值与遍历问题。
本级知识数学库常用函数（三角 sin/cos、对数 log10/log2、指数 exp）图的定义及存储（邻接矩阵、邻接表）图的 DFS / BFS 遍历泛洪算法 flood fill哈希表（dict / set 的应用）复杂动态规划：二维 DP、LIS、LCS、区间 DP 初步滚动数组空间优化思想
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 097math 模块：三角、对数与指数函数math 库的三角、对数与指数函数待学习
  2. 098哈希表：dict 与 set哈希表：dict 与 set 的应用待学习
  3. 099图的定义与邻接矩阵、邻接表图的定义与存储：邻接矩阵、邻接表待学习
  4. 100图的深度优先与广度优先遍历图的 DFS 与 BFS待学习
  5. 101泛洪算法（Flood Fill）泛洪算法 flood fill待学习
  6. 102二维动态规划与路径最值二维动态规划：路径最值待学习
  7. 103最长上升子序列（LIS）LIS：动态规划与二分优化待学习
  8. 104最长公共子序列、0-1 背包与滚动数组LCS、0-1 背包与滚动数组待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 105BFS 距离表与连通块计数BFS 距离表与连通块计数的实战范式待学习
  2. 106区间动态规划区间 DP：先算短区间，再拼长区间待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 107图建模与连通块大小把故事翻译成图：求连通块大小待学习
  2. 108LIS 的动态规划与二分优化同一道题的两档解法：O(n²) 与 O(n log n)待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 109七级常见错误辨析七级最常犯的错误，逐个击破待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 110图遍历与动态规划综合认出故事外衣下的图遍历与 DP待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 111七级限时综合训练限时应试策略与三类小题速练待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 112七级综合项目：图与数据分析把整单元搭成一个真实系统待学习
08

GESP PYTHON 8 级 · 第 113–128 课

组合数学 · 最短路与算法优化

综合运用组合数学与图论算法，完成竞赛级问题求解。
本级知识计数原理（加法/乘法原理）排列与组合的编程求解杨辉三角倍增法与快速幂代数与平面几何计算最小生成树（Kruskal / Prim）单源最短路（Dijkstra）与多源最短路（Floyd）时间与空间复杂度分析数列公式等数学优化
教程

基础教程

一次学清一个新知识点，建立本级必需的语言或算法基础。

  1. 113加法原理、乘法原理与排列组合加法原理、乘法原理与 C(n, m)、A(n, m)待学习
  2. 114杨辉三角与组合数恒等式杨辉三角的递推构造与组合数恒等式待学习
  3. 115倍增思想与快速幂倍增思想与 O(log n) 快速幂待学习
  4. 116方程求解与平面几何计算方程求解与三角形、圆、矩形的面积计算待学习
  5. 117最小生成树：Kruskal、Prim 与并查集Kruskal 算法与并查集待学习
  6. 118单源最短路：Dijkstra 与堆优化Dijkstra 算法与堆优化待学习
  7. 119全源最短路：Floyd 与复杂度分析Floyd 多源最短路与时间/空间复杂度待学习
项目

基础综合项目

把已经学过的基础知识点组合使用，完成有明确输入输出的小任务。

  1. 120算法优化与综合应用数学公式优化与竞赛综合应用待学习
深入

深入理解

补足容易被简化掉的机制、术语、反例和适用边界。

  1. 121组合数取模算法组合数对质数取模的三种算法与选型待学习
  2. 122最短路计数与路径还原Dijkstra 的两大扩展：cnt 数组数方案、pre 数组还原路线待学习
例题

例题精讲

把读题、建模、编码和测试完整连起来，不只展示最终答案。

  1. 123组合数与网格路径计数组合数 + 逆元解决大数据计数的完整流程待学习
  2. 124Floyd 与最小化最大值问题Floyd 全源最短路 + 最小化最大值（minimax）待学习
纠错

错误诊所

用可复现的错误程序识别错因，建立稳定调试方法。

  1. 125八级常见错误辨析取模除法、快速幂初值、Floyd 循环顺序、堆元素顺序、浮点精度待学习
考题

考题模型分析

识别题目故事背后的知识模型，形成可复用的解题步骤。

  1. 126几何判定与最短路计数几何判定的平方比较法 + 最短路计数复合题待学习
复习

复习冲刺

按知识清单查漏补缺，用限时任务验证是否真正掌握。

  1. 127八级限时综合训练时间分配、客观题检查法与编程题抢分顺序待学习
项目

综合项目

把本级知识组合成一个可运行、可解释、可测试的完整程序。

  1. 128八级综合项目：校园导航系统图建模 + Dijkstra + 路径还原的工程化整合待学习
09

应用拓展 · A01–A08 · 不纳入考级主线进度

Python 应用实践 · 文件、模块与数据处理

把考级学到的语言知识用于可保存、可复用、可检查的小程序。
应用

从完整代码到可保存的数据

按顺序练习路径、模块、文件格式、校验和完整项目。本机数据可跨运行保存；网站运行生成的文件是临时文件。

  1. A01路径、目录与文本文件工作目录、相对路径、绝对路径与UTF-8待学习
  2. A02自定义模块与程序入口模块导入、命名空间与__main__待学习
  3. A03文本记录的保存与恢复追加日志、逐行解析与跨运行数据待学习
  4. A04CSV表格的读取与写入表头、字段、引号与csv标准库待学习
  5. A05JSON结构化数据与状态保存序列化、反序列化与数据结构待学习
  6. A06数据校验与可理解的错误反馈格式校验、业务校验与异常边界待学习
  7. A07应用项目：CSV成绩统计报告读取、校验、统计、输出的完整数据流程待学习
  8. A08应用项目：JSON图书借阅记录结构化持久化、状态转换与输入保护待学习
10

后端知识体系 · B01–B24

Python 后端 · 连接前端，做出完整系统

Flask + SQLite + 原生 JavaScript，一条清楚的入门路线。
先修基础函数、字典、模块与异常HTML、CSS、JavaScript →不必先完成全部考级与算法课
01

后端基础与 HTTP

运行环境、请求响应与接口约定

  1. B01后端负责什么从浏览器到服务器再到数据库，分清谁展示信息、谁确认事实。
  2. B02独立目录与 Python 环境把教学项目放在自己的目录，用同一个解释器安装和运行依赖。
  3. B03HTTP 请求、响应与 JSON读懂方法、地址、头、正文和状态码，不把传输成功当作业务成功。
  4. B04先写清接口约定用明确的地址、字段和结果，让前端与后端可以对接和验证。
02

Python 服务

路由、输入校验、错误与配置

  1. B05Flask 入口与路由把请求交给对应函数，先运行一个真正可访问的本机服务。
  2. B06读取请求与验证输入先检查媒体类型和结构，再检查具体字段，拒绝不符合约定的输入。
  3. B07响应与错误边界返回正确状态和稳定 JSON，同时保留排查错误的证据。
  4. B08模块、配置与请求生命周期让入口、数据访问和配置各有归属，不让用户状态藏在全局变量里。
03

数据库与持久化

数据结构、SQL、事务与分页

  1. B09关系表与 SQL 模型用主键、外键和约束表达用户与私有任务的关系。
  2. B10SQLite 的增查改删参数化查询，在当前用户范围内操作，并明确检查写入结果。
  3. B11提交、回滚与事务让一组必须共同成功的改动一起生效，失败时恢复一致状态。
  4. B12分页、排序与查询成本只返回当前需要的一页数据，限制用户可决定的工作量。
04

前后端连接

同源请求、页面状态、表单与会话

  1. B13同源连接前端与后端让静态页面和 API 使用同一来源，减少连接配置与排查成本。
  2. B14请求、加载状态与失败恢复有限等待，明确失败，只有当前请求能更新界面。
  3. B15表单、增删改查与分页页面提交业务意图，服务端验证后修改当前用户的数据。
  4. B16会话、Cookie 与 CSRF会话证明当前请求的身份，CSRF 校验保护带 Cookie 的写操作。
05

账号、权限与安全

密码、数据归属、安全边界与日志

  1. B17密码的验证与保存使用成熟的密码哈希函数，限制输入，保持账号与密码的边界。
  2. B18认证、权限与数据归属登录只证明是谁，每条私有数据仍要按归属检查。
  3. B19输入、注入与执行边界限制输入能做什么，数据库、页面和服务器各守自己的边界。
  4. B20错误响应与最少必要日志用户看到可处理的原因，维护者保留定位线索，秘密不进入日志。
06

完整系统与发布

接口测试、完整源码、部署与运行检查

  1. B21接口测试与边界验证先用临时数据库检查接口，再在真实浏览器里验证会话与交互。
  2. B22完整项目：私有任务清单把静态页面、接口、会话与数据库连接成一份可运行项目。
  3. B23开发与生产的区别使用生产 WSGI、受控代理、持久数据和经过恢复验证的备份。
  4. B24判断系统是否真正可用按真实业务行为核对功能、权限、失败恢复与运行条件。
EXT

拓展课程 · 7 个专题模块 · 54 课 · 不纳入 GESP 主线进度

应用专题：面向对象、工具库、桌面办公、游戏、数据分析、AI 与硬件

当前为部分覆盖，原大纲中的缺项将分批补齐。专题课有各自先修要求，目录相邻不代表可以跳过基础连续学习。
学习方式每课含定义、规则、完整示例、渐进练习与 4 项动手任务每个模块结尾有可独立完成的结课项目图形课与第三方库需在本机安装运行不占用 128 节主线进度
大纲阶段 0

计算机常识与学习准备

计算机组成、程序与语言、Python 环境、调试习惯与学习路线。涉及主题：0-1 计算机与程序概述、0-2 程序与编程语言、0-3 Python 是什么、0-4 开发环境搭建、0-5 学习准备（工程习惯）、0-6 课程学习路线建议。结课项目：我的学习环境说明书。

  1. E101计算机组成：输入、处理与输出计算机五大部件、冯·诺依曼结构与程序运行流程
  2. E102程序与编程语言：从机器码到 Python程序、算法、语言发展、编译与解释
  3. E103认识 Python：特点、版本与应用领域Python 的语言特点、Python 2/3 差异与常见应用方向
  4. E104搭建开发环境：安装 Python、IDLE 与 VS CodePython 安装、PATH、命令行、交互式 Shell 与编辑器
  5. E105工程习惯：缩进、命名、注释与调试代码规范、注释、调试方法与流程图基础
  6. E106学习路线：运行、修改、解释与复盘课程学习顺序、主动运行代码、错题本与代码片段库
大纲阶段 3

面向对象与高级语法

类、对象、封装、继承、多态与常用高级特性。涉及主题：3-1 面向对象基础（部分）、3-2 封装、继承与多态（部分）、3-3 类的高级用法（部分）、3-5 高级语法特性（部分）。结课项目：班级角色卡小程序。

  1. E201类与对象：把数据和操作装在一起类、实例、属性与方法
  2. E202类属性、实例属性与三种方法类属性、实例属性、实例方法、类方法与静态方法
  3. E203封装与 property：保护对象内部数据封装、受保护属性、property 与 setter
  4. E204继承与 super：在已有类上扩展基类、子类、方法重写与 super()
  5. E205多态与抽象基类：统一接口的多种实现多态、抽象基类与抽象方法
  6. E206dataclass 与类型提示：让数据类更清晰类型提示、dataclass 与字段默认值
  7. E207魔术方法：让对象支持打印、相加与比较魔术方法、运算符重载与对象比较
  8. E208迭代器、生成器、装饰器与上下文管理器可迭代协议、生成器、装饰器与上下文管理器
大纲阶段 4

标准库与第三方模块

路径、JSON/CSV、时间、集合、正则、pip 与日志。涉及主题：4-1 系统与路径（部分）、4-2 数学与随机（部分）、4-3 时间与日期（部分）、4-4 日志（部分）、4-5 正则表达式（部分）、4-6 数据交换格式（部分）、4-8 网络请求（部分）。结课项目：学习打卡小工具。

  1. E301pathlib 与 os/sys：定位文件和程序环境路径对象、目录操作与解释器环境
  2. E302JSON 与 CSV：保存和读取两种常见数据文件JSON 序列化、CSV 表格与文件编码
  3. E303datetime 与 time：计算日期、时刻与时间间隔date、datetime、timedelta 与格式化
  4. E304math 与 statistics：常用数学计算与统计数学函数、平均值、中位数与标准差
  5. E305collections 与 itertools：高效的容器与迭代工具Counter、defaultdict、namedtuple、chain 与 islice
  6. E306re 正则表达式：匹配和提取文本正则模式、字符类、分组、查找与替换
  7. E307pip、venv 与 requests：使用第三方模块包管理、虚拟环境与 HTTP 请求
  8. E308logging 与 argparse：记录日志和接收命令行参数日志级别、日志格式与命令行参数
大纲阶段 5

桌面应用与办公自动化

Tkinter 界面、文件处理与 Excel/Word 自动化。涉及主题：5-2 Tkinter 窗口与事件（部分）、5-2 布局、控件与对话框（部分）、5-5 Excel 与 Word 办公自动化（部分）、5-6 程序打包（部分）。结课项目：班级成绩小管家。

  1. E401Tkinter 第一个窗口根窗口、子控件与事件循环
  2. E402布局与常用控件pack 与 grid 布局、Frame、Entry、Button
  3. E403事件与表单校验command 回调、bind 事件与输入校验
  4. E404对话框与文件选择messagebox、filedialog 与读写安全
  5. E405openpyxl 读写 ExcelWorkbook、Worksheet、单元格与保存
  6. E406python-docx 生成 Word 报告Document、段落、表格与保存
  7. E407批量处理文件glob 遍历、文件名信息与汇总输出
  8. E408PyInstaller 打包与发布注意依赖收集、可执行文件与分发检查
大纲阶段 6

游戏开发入门

pygame 窗口、循环、碰撞、计分与完整小游戏。涉及主题：6-1 游戏编程入门（部分）、6-2 PyGame 基础模块（部分）、6-3 接金币项目（部分）、拓展：测试、性能与分享。结课项目：接金币挑战版。

  1. E501窗口与游戏循环pygame 初始化、事件循环与帧率
  2. E502绘制图形文字Surface 绘制、颜色与字体渲染
  3. E503键盘控制与边界按键状态、坐标更新与边界限制
  4. E504精灵与碰撞检测Sprite、SpriteGroup 与 spritecollide
  5. E505计分与音效分数状态、文本渲染与 mixer 音效
  6. E506关卡与状态机枚举状态、状态转移表与关卡数据
  7. E507完整小游戏项目：接金币项目结构、主循环分工与游戏规则闭环
  8. E508测试、性能与分享规则测试、帧时间预算与发布说明
大纲阶段 9

数据分析与可视化

numpy、pandas、数据清洗、统计与 matplotlib 图表。涉及主题：9-2 NumPy（部分）、9-3 Pandas 基础与 9-4 文件读写（部分）、9-5 Pandas 数据处理（部分）、9-7 Matplotlib（部分）。结课项目：班级成绩分析与可视化报告。

  1. E601numpy 数组与向量化运算ndarray、形状、切片与向量化
  2. E602pandas 的 Series、DataFrame 与 CSVSeries、DataFrame、行列索引与 CSV 读写
  3. E603数据清洗：缺失值、重复值与类型isna、duplicated、to_numeric 与填充策略
  4. E604筛选、排序与分组统计布尔索引、sort_values 与 groupby
  5. E605matplotlib 折线图与柱状图Figure、Axes、折线图与柱状图
  6. E606散点图、直方图与图表规范变量关系、数据分布与图表可读性
  7. E607项目：班级成绩分析与结论读取、清洗、分组、结论的完整分析流程
  8. E608导出报告与可复现的分析环境报告导出、依赖版本与可复现性
大纲阶段 10

人工智能与硬件编程

AI 概念、简单分类模型、API 边界与 MicroPython 硬件。涉及主题：10-1 人工智能基本概念与数据（部分）、10-1 训练与模型评估（部分）、拓展：大模型接口与安全边界、拓展：MicroPython（不替代树莓派）。结课项目：光照等级识别与自动照明方案。

  1. E701人工智能、数据与能力边界人工智能、机器学习与规则程序的差别
  2. E702特征、标签与训练样本特征、标签、样本与类别编码
  3. E703训练集、测试集与过拟合数据划分、泛化能力与过拟合
  4. E704用 scikit-learn 训练简单分类器估计器、fit 与 predict
  5. E705模型评估：混淆矩阵、精确率与召回率准确率、精确率、召回率与混淆矩阵
  6. E706调用大模型接口的安全边界API 密钥、返回校验与内容边界
  7. E707MicroPython、开发板与串口入门微控制器、固件、串口与引脚
  8. E708项目：传感器控制与使用伦理传感器读数、阈值控制与伦理边界