زبان برنامه‌نویسی پایتون چیست ؟

🎯 نام مقاله : نام مقاله

⌚ زمان موردنیاز : 0 دقیقه

🎚️ سطح مقاله : مقدّماتی

---

سلام عزیزان، بریم با پایتون آشنا بشیم و اگه کسی جایی گفت پایتون، بدونیم داره راجع به چی صحبت میکنه و فقط سَرمون رو به نشونه تایید تکون ندیم! 😀 (معرفی مختصر)

در این مقاله قصد داریم تا درباره تاریخچه زبان برنامه نویسی پایتون صحبت کنیم. 

” پایتون ” در واقع یک زبان برنامه نویسی می باشد که برای اوّلین بار توسط آقای Guido Van Rossum [ بخوانید: گیدو وَن راسِم ] در سال 1991، یعنی تقریباً 31 سال پیش توسعه داده شد. زبان پایتون از جمله زبان های برنامه نویسی می باشد که از مفهوم شی گرایی (OOP=Object Oriented Programming) پشتیبانی می کند. یادگیری زبان پایتون نسبت به زبان های برنامه نویسی دیگر راحت تر است. چرا  که پایتون به صورت یک زبان high level در نظر گرفته می شود. و هرچه یک زبان high level باشد به این معناست که به زبان انسان نزدیکتر می باشد لذا یادگیری آن نیز به مراتب آسان تر می شود. برای درک بهتر مفهوم high level به مثال زیر توجه کنید. فر ض کنید می خواهیم با استفاده از زبان پایتون عبارت “!Hello World” یا همان سلام دنیا! را در صفحه نمایشگر نشان دهیم. لذا داریم:

تصویر (1) – سلام دنیا! در پایتون

تصویر (2) – سلام دنیا! در ++C

همان طور که از تصویر شماره (1) مشخّص است، شما می توانید با استفاده از دستور ()print در پایتون، یک رشته کاراتر (string) را در خروجی نمایش دهید. امّا همین کار ساده در زبان های c و ++c که به عنوان زبان low level یا نزدیک به زمان کامپیوتر شناخته شده اند، کار دشوارتری خواهد بود. البتّه لازم به یادآوری است که این سادگی در نوشتن دستورات برنامه نویسی باعث می شود که سرعت انجام اسکریپت های (script) پایتون نسبت به ++c با سرعت کمتری انجام شود. جالب است که بدانید، نام پایتون هیچ ارتباطی به ” مار پیتون ” ندارد. امّا این نام از کجا نشات گرفته شده است؟ طبق گفته آقای Guido Van Rossum، خالق زبان پایتون، وی هموراه به دنبالی راهی بود تا بتواند کدنویسی را به حالت خیلی ساده و قابل فهم (با توجه به فضای آن زمان یعنی 1991 حتی خنده دار!) تبدیل کند. بنابراین نام این زبان را از یک سیرک کمدی به نام “Monty Python” انتخاب نمود.

تصویر (2) – اعضای گروه کمدی مانتی پایتون (Monty Python’s comedy members)

کاربرد زبان پایتون در چه حوزه هایی می باشد؟

امروزه زبان پایتون در حوزه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد که مهم ترین آن ها عبارتند از:

• یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (Machine Learning & Artificial Intelligence)
• پردازش تصویر و بینایی ماشین (Image Processing & Computer Vision)
• داده کاوی و علم داده (Data Mining & Data Science)
• توسعه وب (Web Development)
• توسه بازی (Game Development)
• وب اسکریپینگ (Web Scraping)

همان طور که ملاحظه می کنید، زبان پایتون در اکثر حوزه های مهم و به روز (hot topic) می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. علاوه بر این ها، گرامر کدنویسی آسان و هم چنین دارا بودن کتابخانه های متعدد در زمینه های مختلف ( کتابخانه هایی که غالباً با زبان قدرتمند ++C نگارش شده اند) توانسته است توجه بسیار زیادی از برنامه نویسان و توسعه دهندگان را به خود جلب نماید. از دیگر مزیت های زبان پایتون کدنویسی تمیزتر به دلیل عدم استفاده از براکت {} برای جدا کردن بلوک های کدنویسی است.  زیرا در این زبان برای اینکه بخش های دستوری از یکدیگر جدا شوند از فرورفتگی یا به اصطلاح indentation استفاده شده است. برای مثال به شکل زیر توجه نمایید.

تصویر(3) – داخل رفتگی (indentation) در کدنویسی زبان پایتون

همانطور که از تصویر بالا مشخص است، در زبان پایتون برای مشخص کردن بلوک ها از فرورفتگی استفاده می شود این در حالی است که در سایر زبان های کدنویسی از {} یا همان curly braces استفاده می شود. که در زمان ایجاد حلقه های تو در تو یا nested loops کمی از خوانایی کد های نوشته شده کاسته می شود.

در ادامه نیز تعدادی از کتابخانه های محبوب پایتون را در حوزه های مختلف معرفی می نماییم.

کتابخانه های متنوع زبان پایتون کدامند؟

همانطور که پیشتر نیز اشاره شد یکی از مهمترین مزایای زبان پایتون، دارا بودن کتابخانه های متنوع در حوزه های مختلف می باشد که فرد توسعه دهنده با توجه به نیاز خود می تواند از این کتابخانه ها برای حل مسائل خود استفاده کند.

• کتابخانه های هوش مصنوعی
  • کتابخانه Seaborn = رسم نمودار در پایتون
  • کتابخانه Numpy یا Numerical python = انجام محاسبات ماتریسی و فراماتریسی در پایتون
  • کتابخانه Matplotlib  = رسم انواع نمودارها (plot) در پایتون
  • کتابخانه Tensorflow = انجام فرآیند هوش مصنوعی در پایتون
  • کتابخانه Keras = انجام فرآیندهای هوش مصنوعی در پایتون
  • کتابخانه Pytorch = انجام فرآیند های هوش مصنوعی در پایتون
  • کتابخانه Scikit Learn = انجام فرآیند های هوش مصنوعی در پایتون

• کتابخانه های توسعه وب
  • کتابخانه Django
  • کتابخانه Flask
  • کتابخانه Bottle
  • کتابخانه CherryPy
  • کتابخانه Pyramid
  • کتابخانه Web2Py
  • کتابخانه TurboGears
  • کتابخانه CubicWeb
  • کتابخانه Dash
  • کتبخانه Falcon

• کتابخانه های پردازش تصویر
  •  کتابخانه OpenCv
  • کتابخانه Mahotas
  • کتابخانه Pgmagick
  • کتابخانه SimpleITK
  • کتابخانه Scikit-Image

امروزه هوش مصنوعی(Artificial Intelligence)، یادگیری ماشین(Machine Learning)، یادگیری عمیق یا یادگیری ژرف(Deep Learning) و علم داده (Data Science) به یک حوزه بسیار داغ تبدیل شده است. غالباً زمانی که توسط طراحان این حوزه ها مورد استفاده قرار می گیرد، زبان پایتون می باشد. بنابراین در سال های اخیر، پایتون به یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی تبدیل شده است. حال که صحبت از این سه حوزه پردرآمد به میان آمد، اجازه دهید که توضیحی مختصر راجع به آن داشته باشیم.

تصویر (4) – یادگیری ژرف | یادگیری ماشین | هوش مصنوعی

 

• هوش مصنوعی یا Artificial Intelligence

به بیان خیلی ساده، هوش مصنوعی به هر نوع تکنولوژی گفته می شود که ماشین (امروزه کامپیوتر = رایانه) را قادر سازد تا بتواند رفتار هوشمندانه از خود نشان دهد. از آنجا که امتیازِ داشتنِ هوش، تنها در انحصار انسان ها (و بعضاً تعدادی از حیوانات) قرار داشت، هوشمند سازی کامپیوتر ها که شروع آن تقریبا در سال های 1956 رقم خورد، انقلاب بزرگی را برای نسل آینده تکنولوژی ها رقم زد.

• یادگیری ماشین یا Machine Learning

به طور کلّی، هر الگوریتمی که بتواند یک ماشین ( کامپیوتر = رایانه) را بدون آن که به صورت صریح کدنویسی شود، قادر سازد تا وظیفه ای (Task) را خودش (خود کامپیوتر)  بیاموزد و آن را به درستی انجام دهد، به آن الگوریتم، الگوریتم یادگیری ماشین یا Machine Learning می گویند. در این تعریف ساده و کلّی دو نکته حائز اهمیّت وجود دارد، اوّل آن که یادگیری ماشین در پس پرده تنها یک سری الگوریتم های ریاضی می باشد دوّم آن که قرار نیست که در پروسه یادگیری آن ماشین (کامپیوتر)، انسان دخالتی داشته باشد. در مقالات آتی به طور مفّصل راجع به یادگیری ماشین صحبت خواهیم کرد. در پایان بایستی این را نیز در نظر داشت که یادگیری ماشین (ML)، زیرشاخه از هوش مصنوعی می باشد که با تمرکز بر داده می تواند یادگیری خود را تکمیل نماید.

• یادگیری عمیق یا ژرف (Deep Learning)

یادگیری عمیق یا Deep Learning در واقع زیر مجموعه از هوش مصنوعی می باشد که با توّجه به پیچیده شدن و غالباً حضور داده های بیشتر، این نیاز به وجود می آید تا تعداد لایه های یادگیرنده بیشتر و نتیجتاً شبکه یادگیرنده به شبکه ای عمیق تر (Deeper) تبدیل می شود. به عنوان مثال، در خودرو های مستقل از راننده یا autonomous (بخوانید: آتانِمِس یا اُتانِمِس، نخوانید: اتونوموس) از شبکه های یادگیری ژرف یا عمیق بهره گیری شده است.

تصویر (5) – استفاده ابرقدرت های تکنولوژی از زبان پایتون + کتابخانه هایش

چه  اَبَر شرکت هایی از پایتون و کتابخانه های گسترده اش استفاده می کنند؟

• گوگل (Google)
• اینستاگرام ( میدونستی اینستاگرام بر پایه ی پایتون و با کتابخانه Django [بخوانید جَنگو] توسعه داده شده است؟!)
• خودروهای مستقل از راننده شرکت تسلا (Tesla)
• اسپاتیفای (Spotify)
• دستیاری صوتی سیری برای شرکت اَپل (Apple)
• دستیار صوتی اَلکسا برای شرکت آمازون (Amazon)

همانطور که گفته شد، بسیاری از شرکت های ابرقدرتی کنونی که در صدر آن گوگل و تسلا قرار دارند، برای بهره گیری از تکنولوژی هوش مصنوعی به هدف بهبود کیفیت زندگی بشر، از پایتون و کتابخانه های توسعه داده شده در این زمینه استفاده کرده اند. برای مثال شرکت بزرگ تسلا از تلفیق هوش مصنوعی و بینایی ماشین برای توسعه خودروهای بدون سرنیشین خود استفاده کرده است. یا به عنوان مثالی دیگر، اسپاتیفای (Spotify)، برای پیشنهاد دادن موزیک ها با توجه به سلیقه فرد در هربار ورود کاربر، از یادگیری ماشین و هوش مصنوعی استفاده کرده است. بنابراین می توان اهمیت هوش مصنوعی را در دنیای امروز با توجه به کاربرد های گفته شده مورد بررسی عمیق تر قرار داد.

در آموزش هایی که در وبسایت ایزی لزن (izlearn.ir) قرار دارد، شما می توانید با مهم ترین کتابخانه های هوش مصنوعی، پردازش تصویر و علم داده به صورت پروژه محور آشنا و بر آنها مسلط شوید.

🎯 دوره‌های جذاب پایتون

درنهایت اگر به این نتیجه رسیدی که نیاز داری این زبان برنامه‌نویسیو یادبگیری، در حال حاضر دوتا دوره مقدّماتی و صفر تا قهرمانیِ پایتون روی وبسایتِ آیزی‌لِرن قرار گرفته که می‌تونی ازش استفاده کنی! (پیشنهاد من این هست که هردو دوره رو کامل مشاهده کنی!)

››› 🪫دوره مقدّماتیِ پایتون

››› 🏆 دوره صفر تا قهرمانیِ پایتون