初心者向けPythonの課題を考える for MacOS

# 概要
会社の人材育成を目的にPython初学者への学習課題を考える。
課題は提示しますが、自分の好きなように実装してOKです。自分が面白いと思うこと、学びたいことを行ってください。

# 準備
- 私用PC(Mac)でPythonを使えるようにする
- コードを書くエディタを用意する
- 生成したコードはGitHubで公開するので、[GitHub](https://github.com/)アカウントを作る。
- [生成AI](https://chatgpt.com/)のアカウントを作る。**コードの書き方が分からないときはまずここに聞く!!**
- Pythonの学習教材（任意）
    - [現場ですぐに使える！ 最新Pythonプログラミング逆引き大全450の極意 単行本（ソフトカバー） – 2023/12/9](https://www.amazon.co.jp/%E7%8F%BE%E5%A0%B4%E3%81%A7%E3%81%99%E3%81%90%E3%81%AB%E4%BD%BF%E3%81%88%E3%82%8B%EF%BC%81-%E6%9C%80%E6%96%B0Python%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E9%80%86%E5%BC%95%E3%81%8D%E5%A4%A7%E5%85%A8450%E3%81%AE%E6%A5%B5%E6%84%8F-%E9%87%91%E5%9F%8E%E4%BF%8A%E5%93%89/dp/4798071552/ref=sr_1_11_sspa?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&sr=8-11-spons&sp_csd=d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9tdGY&psc=1)
- スケジュールを作る（任意）。希望があれば一緒に作ります。

7/27-8/11 課題1
8/11-8/30 課題3

# 課題1）Macのコマンドで得た情報を加工する
## 目的

Macのsystem_profilerコマンドを使ってシステム情報を取得し、その情報をPythonで加工して見やすく表示します。
この課題を通じて、Macのコマンドラインツールの使い方と、それをPythonで活用する方法を学ぶことができます。
## 手順
1. システム情報の取得
    - system_profilerコマンドを使ってシステム情報を取得します。
    - 必要な情報（例: ハードウェア概要）を抽出します。
    
1. Python環境の設定
必要なライブラリをインストールします（特に追加ライブラリは必要ありませんが、subprocessライブラリを使用します）。

1. コマンドの実行とデータ取得
Pythonのsubprocessライブラリを使ってsystem_profilerコマンドを実行し、その出力を取得します。

1. データの加工
取得したシステム情報の中から、必要な項目（例: プロセッサ名、メモリ、シリアル番号など）を抽出します。

1. データの表示
抽出したデータをユーザーに見やすい形式で表示します。

## 課題のポイント
1. コマンドの実行: subprocessライブラリを使ってシステムコマンドを実行し、結果を取得する方法を学ぶ。
1. データ加工: 取得したテキストデータを解析して必要な情報を抽出する方法を学ぶ。
1. データの表示: 抽出した情報をユーザーにわかりやすい形式で表示する方法を考える。

## 応用課題（任意）

1. その他のシステム情報の取得

    - system_profilerコマンドを使って他のシステム情報（例: ネットワーク情報、ストレージ情報など）を取得し、同様に解析して表示する。

1. データの保存:

    - 取得したシステム情報をテキストファイルやJSONファイルに保存する。

1. GUIの作成:
    - [tkinterライブラリ](https://search.yahoo.co.jp/search?p=tkinter%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%A9%E3%83%AA&x=wrt&aq=-1&ai=1ff2b057-775e-4551-b024-51e6f9fccaaa&ts=921&ei=UTF-8&fr=top_ga1_sa)を使って、取得したシステム情報を表示する簡単なGUIアプリケーションを作成する。

## 完成したら
1. コードにコメントを書く
1. [コードの静的解析ツール](https://search.yahoo.co.jp/search?p=%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89%E3%81%AE%E9%9D%99%E7%9A%84%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%83%84%E3%83%BC%E3%83%AB+python&fr=top_ga1_sa&ei=UTF-8&ts=3914&aq=-1&oq=&at=&ai=4add33cb-1489-465f-9038-f2d1696c56b1)を使って、コードを綺麗にします

1. GitHubに作成したコードを登録する。追加でコマンドの機能、使い方をREADMEに書く。見た人が実行できることを意識して書く。動作環境も書いておく（MacOSのバージョン、Pythonのバージョン等、関係ありそうなもの）。実行結果の画像もあると良い

1. 講師や同期にGitHubのURLをドヤ共有する
1. 課題を作った人に缶ビールを2缶送る

# 課題2）天気予報APIを使ったデータ取得と分析

## 目的

[OpenWeatherMap API](https://search.yahoo.co.jp/search?p=OpenWeatherMap&fr=top_ga1_sa&ei=UTF-8&ts=532&aq=-1&oq=&at=&ai=b79a9665-ca64-4fd5-aae3-d3bdce6d3293)を使って、指定した都市の天気情報を取得し、そのデータを加工・分析して、ユーザーに見やすい形式で出力します。

この課題を通じて、APIの基本的な使い方とデータ処理のスキルを身につけることができます。
私の経験上、課題１と課題２を組み合わせてデータを処理することが業務効率化に役立っています。

## 手順
1. APIキーの取得:
OpenWeatherMapのウェブサイトで無料アカウントを作成し、APIキーを取得します。
OpenWeatherMap API でアカウントを作成してAPIキーを取得します。

1. Python環境の設定:
必要なライブラリをインストールします。
    ```sh
    pip install requests # 環境によってはpip3ね
    ```

1. APIリクエストの作成:
    - Pythonのrequestsライブラリを使って、OpenWeatherMap APIから天気データを取得します。
    - APIエンドポイント: http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather
    - パラメータ: 都市名、APIキー、レスポンス形式（JSON）。都市名は対話的入力できると面白そう

1. データの加工:
取得したJSONデータから、必要な情報（例: 気温、湿度、天気の説明など）を抽出します。

1. データの表示:
抽出したデータをユーザーに見やすい形式で表示します。

## 課題のポイント
- APIの理解: APIとは何か、どのようにリクエストを送信し、レスポンスを受け取るかを理解する。
- データ加工: JSONデータの扱い方、必要な情報の抽出方法を学ぶ。
- エラーハンドリング: APIリクエストが失敗した場合の対処方法を考える。
- ユーザーインターフェース: 取得したデータをユーザーにわかりやすく表示する方法を考える。

## 応用課題（任意）
1. 複数都市の天気情報取得:
リストで指定された複数の都市の天気情報を一度に取得し、一覧表示する。

1. データの保存:
取得した天気情報をCSVファイルに保存する。

1. グラフの作成:
[matplotlibライブラリ](https://search.yahoo.co.jp/search?p=matplotlib%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%A9%E3%83%AA&fr=top_ga1_sa&ei=UTF-8&ts=439&aq=-1&oq=&at=&ai=50d60710-4d88-4fb1-ba6c-f5e5355c0445)を使って、取得した天気データをグラフ化する。

    例1: 時系列データの気温変化
    もし複数の都市の気温を時系列で取得できる場合、横軸を時間、縦軸を気温としてグラフ化することが考えられます。
    
    例2: 都市ごとの気温比較
    複数の都市の気温を比較する場合、横軸を都市名、縦軸を気温として棒グラフを作成することが考えられます。

## 完成したら
これまでと同じことをしてください。

# 課題3）SQLiteデータベースに接続してSQLを実行

## 目的
[SQLiteデータベース](https://search.yahoo.co.jp/search?p=SQLite+python&x=wrt&aq=-1&ai=591209e0-70c5-4a67-88a4-7e9e72034a14&ts=4150&ei=UTF-8&fr=top_ga1_sa)に接続し、SQLクエリを実行してデータの操作を学びます。
- ローカル環境で動作する軽量データベース。
- インターネット接続不要で、簡単にセットアップ可能。

この課題を通じて、基本的なデータベース操作とSQLクエリの使い方を学ぶことができます。

## 手順
1. Python環境の設定
sqlite3モジュールはPythonに標準で付属しているため、追加のインストールは不要です。

1. データベースの作成と接続:
SQLiteデータベースを作成し、接続します。
※データベースは頻繁に作るものではないので、データベースは事前に作っておいて、接続するだけでもいいと思います。
1. テーブルの作成
SQLクエリを使用してデータベース内にテーブルを作成します。

1. データの挿入
作成したテーブルにデータを挿入します。

1. データの取得
SQLクエリを使用してデータを取得し、表示します。

## 課題のポイント
- データベース接続: SQLiteデータベースへの接続方法を学ぶ。
- テーブルの作成: SQLを使ってテーブルを作成する方法を学ぶ。
- データ操作: データの挿入、更新、削除、取得の基本的なSQL操作を学ぶ。
- エラーハンドリング: データベース操作中のエラーハンドリング方法を学ぶ。

## 応用課題（任意）
1. データの更新と削除:
ユーザー情報を更新するSQLクエリと、ユーザー情報を削除するSQLクエリを追加して実行する。

1. 検索機能の追加:
特定の条件に基づいてユーザー情報を検索するSQLクエリを追加する（例: 年齢が30以上のユーザーを取得）。

1. インデックスの作成:
大規模なデータセットの効率的な検索をサポートするために、テーブルのカラムにインデックスを作成する。

## 課題4）Lineのメッセージを送受信してみよう
### 目的
タイトルの通り

### 手順
全部自分で調査して実現しましょう。これができれば大したものだと思います
https://search.yahoo.co.jp/search?p=LINE+Messaging+API+python&x=wrt&aq=-1&ai=61265f2f-d76b-41cc-899a-8d674ebaa980&ts=1837&ei=UTF-8&fr=top_ga1_sa

チャレンジ課題です。Macだけではできないと思います

## 完成したら
これまでと同じことをしてください。ビールは6缶にしてください

# 回答
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プログラムが動けばOKです。
困ったら私も実装するので聞いてください。AIも活用してね