Инженерный тур. 2 этап

Предположим, Георгий решил открыть вклад в банке на некую сумму в рублях под определенный процент годовых с капитализацией процентов. Проценты начисляются ежеквартально. Важно также, на какой период времени в годах открыт вклад. Напишите функцию для расчета итоговой суммы вклада по окончании срока с учетом капитализации процентов. На вход функции должны подаваться следующие данные:

• начальная сумма вклада;
• процентная ставка (в процентах);
• срок вклада в годах.

Для написания функции необходимо использовать язык программирования Python. Для того чтобы ответ был засчитан корректно, функция должна выводить только целую часть числа без округления (!).

Для расчета итоговой суммы по вкладу с капитализацией используется формула сложного процента: \[S = P \cdot \left(1 + \frac{r}{m}\right)^{m \cdot n},\] где

• \(S\) — итоговая сумма;
• \(P\) — начальный вклад;
• \(r\) — годовая процентная ставка (в десятичной форме);
• \(m\) — количество капитализаций в году;
• \(n\) — количество лет.

Формат входных данных

В первой строке одно целое число — начальная сумма.

Во второй строке одно целое число — процентная ставка.

В третьей строке одно целое число — срок кредита в годах.

Формат выходных данных

Единственное целое число — сумма вклада по окончании срока с учетом капитализации процентов.

Тестовые данные

1

100000
6
2

112649

Георгий собирается взять кредит на некую сумму в рублях. Банк предлагает погашать кредит равными ежемесячными платежами (аннуитетные платежи). Напишите функцию для расчета ежемесячного платежа по кредиту. На вход функции должны подаваться следующие данные:

• сумма кредита;
• годовая процентная ставку (в процентах);
• срок кредита в годах.

Не забудьте рассчитать ежемесячный платеж по кредиту по формуле аннуитета: \[A = P \cdot \frac{r \cdot (1 + r)^n}{(1 + r)^n - 1},\] где

• \(A\) — аннуитетный платеж;
• \(P\) — сумма кредита;
• \(r\) — месячная процентная ставка (годовая ставка делится на 12 и переводится в десятичную дробь);
• \(n\) — общее количество платежей (количество месяцев).

Для написания функции используйте язык программирования Python. Для того чтобы ответ был засчитан корректно, функция должна выводить только целую часть числа без округления.

Формат входных данных

В единственной строке три целых числа, разделенных пробелом: сумма кредита, процентная ставка и срок кредита в годах.

Формат выходных данных

Единственное целое число — сумма ежемесячного платежа по кредиту.

Тестовые данные

1

521000 12 3

17304

Программист получает зарплату, которая зависит не только от уровня и количества технологий, но и от дополнительных бонусов.

Бонусы начисляются за участие в проектах:

• за каждый проект начисляется \(X\) руб.;
• программист уровня Junior получает базовую ставку 45000 руб. и по 4000 руб. за каждую технологию;
• программист уровня Middle получает базовую ставку 90000 руб. и по 8000 руб. за каждую технологию;
• программист уровня Senior получает базовую ставку 140000 руб. и по 15000 руб. за каждую технологию.

Напишите функцию, которая принимает на вход количество технологий, количество проектов и бонус за каждый проект в рублях (целое, положительное число рублей, строго больше нуля) через пробел и возвращает зарплату программистов всех уровней с учетом всех факторов в одной строке через пробел.

Для написания функции используйте язык программирования Python. Для того чтобы ответ был засчитан корректно, функция должна выводить только целую часть числа без округления.

Формат входных данных

Единственная строка содержит три целых числа, разделенных пробелом: количество технологий, количество проектов и бонус.

Формат выходных данных

В одной строке через пробел три целых числа: зарплата программистов всех уровней в порядке Junior, Middle, Senior.

Тестовые данные

1

2 1 5000

58000 111000 175000

Допустим, речь идет об инвестициях в акции. Имеются данные о месячной доходности акций за последние 12 месяцев. Чтобы оценить риск инвестиций, нужно рассчитать стандартное отклонение доходности, которое показывает, насколько сильно доходность может колебаться от среднего значения.

Напишите функцию, которая принимает список из 12 значений доходности (в процентах) в качестве строки (чисел, разделенных пробелами) и возвращает стандартное отклонение. Для написания функции используйте язык программирования Python. Для того чтобы ответ был засчитан корректно, функция должна выводить стандартное отклонение в процентах, округленное до двух знаков после запятой, используя функцию round (или ее аналог).

Примечание

Возможно, потребуется импортировать библиотеку math, и если нужно почитать подробнее про стандартное отклонени, рекомендация https://journal.tinkoff.ru/indicators/.

Формат входных данных

В единственной строке список из 12 целых чисел, разделенных пробелами — значений доходности (в процентах).

Формат выходных данных

Единственное число — стандартное отклонение в процентах, округленное до двух знаков после запятой (разделитель — точка).

Тестовые данные

1

5 7 -3 8 6 2 10 -1 4 9 3 7

3.79

Георгий уже начал анализировать финансовые потоки внутри семьи, но поделиться доходами на широкую аудиторию пока не готов. Поэтому он решил предложить вам вместе с ним покопаться в графе «Расходы».

Для этого Георгий аккуратно внес в таблицу все расходы с датами, суммами и категориями расходов и сохранил в формате csv: https://disk.yandex.ru/d/KrD3mMJ1_6ds3Q.

С этим форматом, как настоящим аналитикам, придется работать, используя соответствующую библиотеку pandas. Начало работы с этой библиотекой осуществляется ее импортом в файл проекта с помощью команды import pandas. Для более краткого обращения к библиотеке из кода проекта указывается короткое имя pd:

import pandas as pd

Pandas — это Python-библиотека, созданная специально для отображения, анализа и обработки структурированных данных. Название библиотеки расшифровывается как panel data или «панельные данные». Панельными называют данные, представленные в виде таблиц и имеющие четкую структуру (структурированные).

У библиотеки есть официальный сайт, на котором описано, как можно начать работу с этой библиотекой — почитать тут: https://pandas.pydata.org/getting_started.html.

Датафреймы (тип данных DataFrame из библиотеки Pandas) — это таблица со строками и столбцами, которая похожа на таблицу из приложения Excel. В этом типе данных можно разместить данные из нашего csv-файла и потом их обрабатывать: сортировать, группировать, производить вычисления.

pd.read_csv('expenses.csv', index_col=[0], parse_dates=[0])

В функции pd.read_csv() из библиотеки Pandas параметры index_col и parse_dates выполняют следующие функции.

• index_col=[0]: данный параметр указывает, что первый столбец (индекс 0) в загружаемом csv-файле должен использоваться в качестве индекса для датафрейма. Это значит, что значения из этого столбца будут служить уникальными метками для строк, а не просто обычным столбцом данных.
• parse_dates=[0]: данный параметр указывает, что первый столбец (также индекс 0) нужно интерпретировать как даты. То есть, если в этом столбце находятся даты, Pandas автоматически преобразует их в формат datetime, что позволяет удобно работать с временными рядами и выполнять операции с датами.

Таким образом, эта строка кода загружает данные из файла expenses.csv, устанавливает первый столбец в качестве индекса и преобразует его в формат даты.

data = pd.read_csv('НАЗВАНИЕ_ФАЙЛА.csv', index_col=[0], parse_dates=[0])

Выведем первые 10 строк датафрейма и информацию о полях датафрейма. Столбцы называются полями.

Проверим, что все считано корректно.

data.head(10)
data.info()

Задание 1. Типы данных (2 балла)

Выведите тип данных для колонки category (полное название типа данных с маленькой буквы).

Задание 2. Типы данных (2 балла)

Выведите тип данных для колонки amount (полное название типа данных с маленькой буквы).

Для подготовки данных нужно проверить несколько моментов:

• проверить данные на количество пропусков;
• проверить данные на наличие дубликатов (явных или неявных).

Задание 3. Поиск пропусков (3 балла)

Выведите общее количество пропусков во всех столбцах данных.

data['category'] = data['category'].fillna('Прочее')

Задание 4. Поиск неявных дубликатов (3 балла)

Заполните пропущенные значения категории Amount средним значением по каждой категории трат.

Было.

Стало.

Выведите среднее значение среди всех платежей независимо от категории после удаления пропусков по всему столбцу платежей. В ответе укажите только целую часть числа без округления.

Неявный дубликат в датафрейме — это строки, которые выглядят почти одинаково, но не совсем идентичны. Например, представьте, что есть таблица с именами, и в ней есть «Георгий» и «георгий». На первый взгляд, они похожи, но из-за разного регистра букв (большие и маленькие) это уже не совсем одно и то же. Такие дубликаты могут мешать анализу данных, потому что можно не заметить, что это одно и то же имя. Важно следить за такими нюансами, чтобы не запутаться! Опечатки тоже могут быть неявными дубликатами, смысловые синонимы тоже (например, «Развлечение» и «На развлечения»).

Посмотрим все уникальные значения в графе категории, чтобы отловить неявные дубликаты. И уберем их для того, чтобы продолжить дальше работу. Подобные ситуации часто встречаются при работе с данными, именно так можно научиться с ними работать.

data['category'] = data['category'].replace('Прочее', 'Прочие расходы')
data['category'] = data['category'].replace('Комунальные услуги', 'Коммунальные услуги')
data['category'] = data['category'].replace('Продукт', 'Продукты')
data['category'] = data['category'].replace('Абразование', 'Образование')
data['category'] = data['category'].replace('Транспарт', 'Транспорт')
data['category'] = data['category'].replace('Прадукты', 'Продукты')
data['category'] = data['category'].replace('образование', 'Образование')
data['category'].unique()

data['year'] = data.index.year
data['month'] = data.index.month
data['day'] = data.index.day
data['dayofweek'] = data.index.dayofweek
data.head()

Задание 5. День недели (10 баллов)

Выведите номер дня недели, в который совершали больше всего трат. Напишите программу, которая считает количество вхождений каждого номера дня недели, и выбирает тот, что встречается чаще всего. В ответ выведите номер (десятичную цифру). Если таких значений несколько — выведите наибольшую цифру.

Теперь можно перейти к анализу.

Задание 6. Основы статистики (10 баллов)

Есть данные о ежемесячных расходах семьи Георгия за два года. Задача — найти средний месячный расход в каждой категории: продукты питания, коммунальные услуги, транспорт, развлечения и другие расходы. В ответе выведите число: разность минимального и максимального среднемесячного расхода среди категорий (самой затратной и самой «легкой» категории). Если числа получаются дробными, то выведите только целую часть.

Задание 7. Основы статистики 2 (10 баллов)

Есть данные о ежемесячных расходах семьи Георгия. Задача — найти средний месячный расход в каждой категории в январе: продукты питания, коммунальные услуги, транспорт, развлечения и прочие расходы.

Предположим, что месяц был не из веселых, Георгий только дважды ходил в кино — один раз за 400 руб. и второй раз — за 600 руб., и больше никаких развлечений не было. Средний месячный расход в категории Развлечения — 500 руб. (\((600 + 400)/2\)).

Зная такое значение в каждой категории, можно эти категории сравнить и выбрать ту, где расход был максимальным. А также определить, как для этой категории расходов рядовые траты отклоняются от среднего значения с помощью функции std(). В ответе выведите максимальное среднемесячное значение расходов среди всех категорий за январь. Если число получается дробным, то выведите только целую часть.

Задание 8. Основы статистики 3 (10 баллов)

Выведите значение среднеквадратичного отклонения для категории с максимальными среднемесячными расходами. Если число получается дробным, то выведите только целую часть.

Задание 9. Основы статистики 4 (10 баллов)

Георгий заметил, что расходы на продукты в разные месяцы имеют сезонный характер. Он решил запланировать свой бюджет на следующий год, основываясь на данных о расходах за прошлый год. Георгий хочет увеличить свои расходы на Образование (сумму трат) в каждом месяце на 10% в следующем году.

Задача: какой будет общий бюджет Георгия на образование в следующем году с учетом увеличения расходов на 10%? Напишите функцию для расчета общего бюджета на образование. В ответе укажите итоговую сумму в рублях. Если числа получаются дробными, то выведите только целую часть.

Задание 10. Сравнение средних квартальных расходов (10 баллов)

Георгий решил проанализировать свои расходы на продукты за год, чтобы понять, в каком квартале семья тратит больше всего, и сделать соответствующие выводы!

Найдите средние расходы Георгия на продукты за год и определите, на сколько рублей расходы в первом квартале превышают средние расходы по году.

Напишите функцию для расчета общего бюджета на продукты. В ответе укажите итоговую сумму в рублях. Если числа получаются дробными, то выведите только целую часть — округлите вниз.

• 1 квартал: январь, февраль и март.
• 2 квартал: апрель, май и июнь.
• 3 квартал: июль, август и сентябрь.
• 4 квартал: октябрь, ноябрь и декабрь.

Задание 11. Определение тенденции расходов и планирование экономии (10 баллов)

Георгий хочет проанализировать свои ежемесячные расходы за последний год в категории Развлечения, чтобы выявить тенденцию и определить, сколько он может сэкономить в следующем месяце. Он планирует веселиться чуть бюджетнее и установить цель по экономии — уменьшить свои расходы на 15% от среднего значения. Задача:

1. Вычислите средние ежемесячные расходы за год по категории Развлечения (расходы за каждый месяц).
2. Определите, сколько Георгий может сэкономить, установив цель по экономии в 15% от рассчитанного среднего значения (Георгий сокращает расходы в каждом месяце).
3. Выведите сумму, которую Георгий сможет сэкономить, если будет реже ходить в кино и сам варить шарики для бабл-чая.

Задание 12. Крупная трата — сумма (10 баллов)

Однажды Георгий задумался, почему в конце января родители урезают его карманные расходы, которые он копит, чтобы купить Tesla. Куда вообще уходят деньги семьи в январе?! Ведь Георгий не ездит в школу, завтракает дома и целыми днями играет в видеоигры. Да и родители отдыхают дома и не тратятся на дорогу и обеды в столовой. Георгий что-то слышал про то, что за выходные не платят, но не может же все быть так просто. Наверное, родители тайно покупают себе что-то вкусное, а потом страдает семейный бюджет и финансовые цели Георгия.

Напишите программу, которая определяет, какая была наибольшая трата за январь. В ответе укажите итоговую сумму в рублях. Если числа получаются дробными, то в ответы впишите только целую часть.

Задание 13. Крупная трата — категория (10 баллов)

Выведите категорию самой крупной траты из предыдущего задания. Категорию необходимо написать ровно так, как она отображается.

Пример решения

Ниже приведен шаблон (пример) кода, который необходимо загрузить в качестве решения. Пример является корректным с точки зрения формата (так как содержит ровно 13 команд вывода ответов), но оценивается в 0 баллов. Ваша задача — написать код аналогичный по структуре, но выводящий правильные ответы на задания.

import pandas as pd

data = pd.read_csv('expenses.csv', index_col=[0], parse_dates=[0])
# TODO Напишите тут свой код, вычисляющий правильные ответы
#  и выведите эти ответы в том же порядке, в котором они указаны в условии задачи

print("unknown") #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 1 вопрос
print("unknown") #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 2 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 3 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 4 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 5 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 6 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 7 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 8 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 9 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 10 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 11 вопрос
print(0) #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 12 вопрос
print("unknown") #todo Заменить своим кодом, это неправильный ответ на 13 вопрос

Для того кто планирует быть топовым программистом, очень важно отличное образование. Георгий это понимает. Для оптимального распределения финансов в его жизни выгоднее поступить на бюджет. Но случиться может всякое. И Георгий решил посчитать, во что ему могут обойтись последствия залипания в интернете — образовательный кредит, чтобы оплатить обучение в университете на контракте. Он хочет понять, как будет изменяться его задолженность по кредиту в зависимости от ежемесячных платежей и процентной ставки. Кредит выплачивается равными аннуитетными платежами (изучите, что это, и найдите формулу расчета).

На вход функции должны подаваться следующие данные в одну строку через пробел:

• сумма кредита;
• годовая процентная ставку (в процентах);
• срок кредита в годах (не менее двух лет).

Напишите программу на Python, которая рассчитывает:

• общую сумму, которую Георгий должен будет вернуть по кредиту с учетом процентов;
• общую сумму процентов, которые он заплатит за весь срок кредита;
• остаток долга на конец каждого месяца.

В качестве ответа выведите через пробел общую сумму, общую сумму процентов и остаток долга на 14-й месяц выплаты. Для написания функции необходимо использовать язык программирования Python. Для того чтобы ответ был засчитан корректно, функция должна выводить только целую часть числа без округления (!).

Формат входных данных

В единственной строке три целых числа через пробел — сумма кредита, годовая процентная ставка (в процентах), срок кредита в годах (не менее двух лет).

Формат выходных данных

В единственной строке три целых числа через пробел — общая сумма, общая сумма процентов и остаток долга на 14-й месяц выплаты.

Тестовые данные

1

550000 12 3

657643 107643 359153

Георгию необходимо создать таблицу для учета своих исходных расходов и доходов. Таблица должна содержать следующие поля.

• Дата (date): дата транзакции.
• Сумма (amount): сумма транзакции.
• Категория (category): категория траты.

conn = sqlite3.connect('expenses.db')
cursor = conn.cursor()
data_to_sql = pd.read_csv('expenses_db.csv')
data_to_sql.to_sql('expenses', conn, if_exists='replace', index=False)

query = '''
    SELECT * FROM expenses LIMIT 10;
'''
df_sql = pd.read_sql(query, conn)
df_sql

SELECT * FROM название_таблицы

Напишите SQL-запрос, который посчитает, сколько было платежей (независимо от категории) выше 2000 руб. по вторникам.

Выведите количество записей о расходах из категорий «Коммунальные услуги», «Продукты», «Транспорт».

В этой задаче Георгию потребуются библиотеки ipywidgets и IPython. display.

import ipywidgets as widgets
from IPython.display import display, clear_output

Используя библиотеку ipywidgets, нарисуйте интерфейс, который показан на рис. 2.1. Интерфейс должен выводить запись под установленные параметры пользователя.

Необходима опция выбора даты и категории расхода. Вывод данных осуществляется по нажатию кнопки Вывести расходы.

Вывод данных является лишь примером вывода.