پایتون چیست؟ پایتون یک زبان برنامه‌نویسی است که اغلب برای ساخت وب‌سایت‌ها و نرم‌افزارها، اتوماسیون و تحلیل داده استفاده می‌شود. پایتون یک زبان چندمنظوره است. این بدان معنی است که می‌توان از آن برای ایجاد انواع مختلفی از برنامه‌ها استفاده کرد. این چند منظورگی زبان برنامه نویسی پایتون به همراه سادگی استفاده از آن، باعث شده تا پایتون به عنوان یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی امروزی شناخته شود.
براساس نظرسنجی توسعه‌دهندگان Stack Overflow در سال ۲۰۲۲، پایتون چهارمین زبان برنامه نویسی محبوب است. پاسخ‌دهندگان گفتند که تقریباً ۵۰ درصد از زمان فرایند توسعه خود را صرف پایتون می‌کنند. نتایج نظرسنجی نشان داد که پایتون همراه با Rust، محمبوب‌ترین فناوری است و ۱۸ درصد از توسعه‌دهندگانی که هنوز از آن‌ها استفاده نمی‌کنند، گفته‌اند که علاقمند به یادگیری پایتون هستند.
در این مطلب به بررسی این که «پایتون چیست»، ویژگی‌های اصلی پایتون، مزایا، کاربردها و نقش آن در حوزه هوش مصنوعی می‌پردازیم.
تاریخچه پایتون
پایتون در دهه ۱۹۸۰ توسط گویدو ون راسوم، یک برنامه‌نویس هلندی، ایجاد شد. این زبان به عنوان جانشین زبان برنامه‌نویسی ABC برنامه‌ریزی شد و با تأکید بر سادگی و خوانایی طراحی شد. گویدو نیاز داشت تا یک زبان برنامه‌نویسی را توسعه دهد که آسان برای درک و نوشتن باشد و به ایجاد احساسی از جامعه و همکاری بین برنامه‌نویسان کمک کند.
در طول چندین سال گذشته، پایتون به یک زبان بالغ و قدرتمند تبدیل شده است. توسعه آن توسط جامعه‌ای از برنامه‌نویسان پرتلاش و حرفه‌ای انجام شده است که به ذات متن باز بودن آن احترام می‌گذارند. این رویکرد باعث به‌روزرسانی‌های منظم و فراهم شدن تعداد بسیار زیادی از کتابخانه‌ها شده است.
ویژگی‌های اصلی و مزایای پایتون چیست؟
ویژگی‌ها و مزایای زبان پایتون چیست؟ در این بخش به بررسی ویژگی‌های زبان پایتون که آن را به یک انتخاب محبوب تبدیل کرده است می‌پردازیم:
سادگی و خوانایی:
یکی از اصول پایه‌ای پایتون، خوانایی آن است. ساختار این زبان برنامه‌نویسی به گونه‌ای طراحی شده است که برای نوشتن و درک کد، ساده و شفاف باشد. پایتون از فرمان‌های خطی و ساختاری ساده و بدون اشغال کننده استفاده می‌کند تا خوانایی کد را تأکید کند. این سادگی به مبتدیان کمک می‌کند تا بلافاصله این زبان را فهمیده و برنامه‌های کاربردی خود را با استفاده از آن بنویسند.
زبانی چندمنظوره و انعطاف‌پذیر:
پایتون یک زبان چندمنظوره است که برای برنامه‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این زبان، پارادایم‌های برنامه‌نویسی متعددی را از جمله پردازش رویدادی، شی گرایی و تابعی پشتیبانی می‌کند. با استفاده از پایتون، می‌توانید برنامه‌های کاربردی، ابزارهای تحلیل داده، شبیه‌سازی‌های علمی و حتی مدل‌های هوش مصنوعی را توسعه دهید.
اکوسیستم کتابخانه‌های گسترده
یکی از بزرگترین نقاط قوت پایتون، کتابخانه‌های گسترده آن است. پایتون بیش از هزاران کتابخانه متن باز را شامل می‌شود که توابع و ماژول‌های پیش‌ساخته را برای برنامه‌های مختلف فراهم می‌کنند. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، Pandas، TensorFlow و Django در حوزه‌های خود بسیار کاربردی شده‌اند و به توسعه‌دهندگان این اجازه را می‌دهند که با بهره‌گیری از کدنویسی و راه‌حل‌های موجود، در زمان و تلاش خود صرفه‌جویی کنند.
سازگاری با چندین پلتفرم
پایتون یک زبان چندپلتفرمی است و بر روی سیستم‌عامل‌های مختلفی مانند ویندوز، مک‌اواس و لینوکس قابل اجرا است. این سازگاری با چندین پلتفرم به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا کد خود را یک بار بنویسند و بدون تغییرات قابل توجه، بر روی چندین پلتفرم مختلف آن را مستقر کنند. همچنین، پایتون با زبان‌های دیگر نیز به خوبی ادغام می‌شود و برای پروژه‌هایی که نیاز به تعامل با زبان‌های دیگر دارند، گزینه بسیار مناسبی است.
جامعه و پشتیبانی قوی
پایتون دارای جامعه‌ای فعال و پویا از برنامه‌نویسان است. این جامعه به رشد زبان، توسعه کتابخانه‌ها و پشتیبانی از انجمن‌های آنلاین، کنفرانس‌ها و جلسات کمک می‌کند. این شبکه تضمین می‌کند که توسعه‌دهندگان در همه سطوح می‌توانند به هم کمک کنند، از دیگران بیاموزند و به روز بمانند.
چه افراد و کسب‌و‌کارهایی از پایتون استفاده می‌کنند؟
بسیاری از سازمان‌ها از پایتون استفاده می‌کنند. برخی از معروف‌ترین شرکت‌هایی که از پایتون استفاده می‌کنند عبارتند از:
- موزیلا که از شناخته‌ترین محصولات آن فایرفاکس است، بیش از ۲۳۰ هزار خط کد نوشته شده با پایتون دارد.
- گوگل دوره‌های آموزشی داخلی خود را در زمینه پایتون به اشتراک می‌گذارد.
- مایکروسافت توسعه پایتون را با IDE خود یعنی ویژوال استودیو کد ترویج می‌کند.
- نتفلیکس از پایتون برای همه چیز از نرم‌افزارهای مانیتورینگ فیل‌اور مناطق تا علم داده استفاده می‌کند.
- اوبر می‌گوید از Jupyter Notebook و IPython برای به اشتراک گذاشتن داده‌ها استفاده می‌کند.
- ردیت اکثرا با پایتون نوشته شده است و کد منبع خود را در GitHub به اشتراک می‌گذارد.
- دراپ‌باکس یکی از حامیان عمومی پایتون ۳ در زیرساخت خود است.
- اسلک، دیجیتال اوشن، لیفت، سوس لبز، و فستلی همه در یک مقاله از مجله Increment از استفاده از پایتون خود یاد می‌کنند.
- بسیاری از شرکت‌های مالی مانند کاپیتال وان، بلومبرگ و JPMorgan، برنامه‌نویسان پایتون را استخدام می‌کنند.
علاوه بر این، بسیاری از فناوری‌های زیرساختی IT با استفاده از پایتون نوشته شده‌اند. این زبان زبان اصلی پروژه محاسبات ابری بزرگ OpenStack است که در دیتاسنترهایی در سراسر جهان از شبکه های خصوصی و عمومی استفاده می‌شود. نرم‌افزار اتوماسیون زیرساخت Ansible نیز با پایتون نوشته شده است.
همچنین برای نوشتن نرم‌افزارهای دسکتاپی مانند Calibre و OpenShot، مورد استفاده قرار می‌گیرد. Blender از جمله برنامه‌هایی است که با استفاده از زبان‌های دیگر به کاربران اجازه نوشتن اسکریپت با پایتون را می‌دهد. این زبان نیز برای یادگیری ماشین، محاسبات علمی، آماری، ریاضی و سایر انواع محاسبات تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. حتی Raspberry Pi نام خود را از طرح بنیادی برای آموزش پایتون گرفته است.
کاربردهای زبان برنامه‌نویسی پایتون چیست؟
متداول‌ترین کاربردهای زبان برنامه‌نویسی پایتون چیست؟ در ادامه به چند نمونه از کاربردهای پایتون که بیش‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند پرداخته‌ایم:
توسعه وب
فریمورکهای وب پایتون مانند Django و Flask توسعه وب را ساده کرده‌اند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که برنامه‌های قدرتمند و مقیاس‌پذیری را ایجاد کنند. این فریمورکها شامل اجزای ضروری مانند روتینگ، ادغام پایگاه داده و اعتبارسنجی هستند که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند تا بر روی ایجاد ویژگی‌های اصلی برنامه‌های وب خود تمرکز کنند.
علم داده و یادگیری ماشین
پایتون به عنوان یک زبان اصلی در زمینه علم داده و یادگیری ماشین شناخته شده است. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، Pandas و Scikit-learn ابزارهای قدرتمندی برای تحلیل و مدیریت داده و آموزش مدل‌های یادگیری ماشینی فراهم می‌کنند. علاوه بر این، فریمورک‌هایی مانند TensorFlow و PyTorch به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند تا مدل‌های پیشرفته یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی پیچیده بسازند.
اسکریپت‌نویسی و اتوماسیون
سادگی و سهولت استفاده از پایتون آن را به یک انتخاب عالی برای اسکریپت‌نویسی و اتوماسیون تبدیل کرده است. برای مثال، نوشتن اسکریپت‌ها برای اتوماسیون وظایف تکراری، مدیریت منابع سیستمی و یا انجام عملیات دسته‌ای، کتابخانه استاندارد پایتون وجود دارند که فرایند را ساده می‌کنند.
محاسبات علمی
پایتون در ترکیب با کتابخانه‌هایی مانند SciPy و Matplotlib، محیطی قدرتمند برای محاسبات علمی فراهم می‌کند. پژوهشگران و دانشمندان می‌توانند از این ابزارها برای به تصویر کشیدن داده، شبیه‌سازی‌های عددی و حل مسائل ریاضی پیچیده استفاده کنند.
توسعه بازی
پایتون به دلیل فریمورک‌هایی مانند Pygame و Panda3D در جامعه توسعه بازی به محبوبیت دست یافته است. این فریمورکها ابزارهای لازم برای ایجاد بازی‌های دوبعدی و سه بعدی را فراهم می‌کنند و پایتون را به یک گزینه دسترسی‌پذیر برای توسعه‌دهندگان بازی تبدیل کرده‌اند.
نقش پایتون در هوش مصنوعی
سادگی سینتکس
سینتکس ساده و خوانای پایتون به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ایده‌ها و الگوریتم‌های پیچیده را به صورت مفید و مختصر بیان کنند. این قابلیت خوانا بودن به هر دو گروه توسعه‌دهندگان مبتدی و حرفه‌ای کمک می‌کند تا کد‌های هوش مصنوعی را به راحتی درک و نگهداری کنند.
جامعه کتابخانه گسترده
پایتون یک مجموعه غنی از کتابخانه‌هایی است که به طور خاص برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین طراحی شده‌اند. کتابخانه‌هایی مانند TensorFlow، PyTorch، scikit-learn و Keras ابزارهای قدرتمندی برای ساخت و آموزش مدل‌های یادگیری ماشین، شبکه‌های عصبی و معماری‌های یادگیری عمیق فراهم می‌کنند.
تحلیل داده
کتابخانه‌های پایتونی مانند NumPy و Pandas، ساختارها و توابعی با کارایی بالا برای تحلیل داده فراهم می‌کنند. این کتابخانه‌ها به توسعه‌دهندگان هوش مصنوعی اجازه می‌دهند تا مجموعه‌داده‌های بزرگ را به صورت کارآمد پردازش کنند.
قابلیت‌های بصری‌سازی
کتابخانه‌های پایتون مانند Matplotlib و Seaborn، قابلیت‌های بصری‌سازی داده‌ها را ارائه می‌دهند. بصری‌سازی داده برای درک الگوها و روندها ضروری است و این باعث می‌شود پایتون به یک ابزار ارزشمند برای فعالان حوزه هوش مصنوعی تبدیل شود.
ادغام و قابلیت تعامل
پایتون به سادگی با زبان‌ها و فناوری‌های دیگر ادغام می‌شود و به توسعه‌دهندگان هوش مصنوعی اجازه می‌دهد تا از کدها، کتابخانه‌ها و فریمورکهای موجود استفاده کنند. این تعامل‌پذیری امکان ادغام راه‌حل‌های هوش مصنوعی با سیستم‌های موجود را فراهم می‌کند و همکاری بین توسعه‌دهندگان را ترویج می‌دهد.
کتابخانه‌ها و فریمورکهای هوش مصنوعی در پایتون چیست؟
پایتون مجموعه‌ای گسترده از کتابخانه‌ها و فریمورکها را برای تسهیل توسعه هوش مصنوعی ارائه می‌دهد. در زیر چند نمونه‌ی برجسته از آن‌ها آورده شده است:
TensorFlow
TensorFlow که توسط گوگل توسعه داده شده است، یکی از محبوب‌ترین کتابخانه‌های اوپن سورس برای ساخت و آموزش مدل‌های یادگیری ماشین است. این کتابخانه یک معماری انعطاف پذیر را ارائه می دهد که هر دو رویکرد یادگیری عمیق و روش‌های سنتی یادگیری ماشین را پشتیبانی می‌کند.
PyTorch
PyTorch که توسط توسعه دهندگان هوش مصنوعی فیسبوک توسعه داده شده است، یکی دیگر از کتابخانه‌های پرطرفدار برای یادگیری عمیق است. PyTorch یک گراف محاسباتی پویا را فراهم می‌کند که آن را برای معماری‌های شبکه‌ی عصبی پویا و انعطاف پذیر بسیار مناسب می‌کند.
scikit-learn
scikit-learn یک کتابخانه چند منظوره یادگیری ماشین است که یک مجموعه جامعی از الگوریتم‌ها و ابزارها برای طبقه‌بندی، رگرسیون، خوشه‌بندی و کاهش ابعاد را ارائه می‌دهد. این کتابخانه به دلیل سهولت استفاده و ادغام با کتابخانه‌های دیگر پایتون شناخته شده است.
Keras
Keras یک API شبکه‌های عصبی سطح بالا است که بر روی TensorFlow اجرا می‌شود. این API فرآیند ساخت و آموزش مدل‌های یادگیری عمیق را ساده می‌کند و به همین دلیل در بین مبتدیان و پژوهشگران محبوبیت دارد.
Natural Language Toolkit (NLTK)
NLTK یک کتابخانه است که به طور خاص برای وظایف پردازش زبان طبیعی (NLP) طراحی شده است. این کتابخانه ابزارهایی برای توکنیزه کردن، لماتیزاسیون، پارسینگ و استدلال معنایی ارائه می‌دهد که به توسعه‌دهندگان امکان کار با داده‌های متنی را به طور موثر فراهم می‌کند.
برخی کاربردهای پایتون در ai
چندگانگی پایتون در توسعه هوش مصنوعی باعث شده است که در حوزه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد. در زیر چند نمونه از کاربردهای برجسته پایتون در هوش مصنوعی آورده شده است:
دید ماشینی یا بینایی ماشین
پایتون در ترکیب با کتابخانه‌هایی مانند OpenCV و scikit-image، برای وظایف بینایی ماشین مانند شناسایی اشیا، تشخیص تصاویر و تقسیم‌بندی تصاویر به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. این کتابخانه‌ها ابزارهای قوی برای پردازش و تحلیل داده‌های بصری فراهم می کنند.
پردازش زبان طبیعی
کتابخانه‌های پایتون از جمله NLTK، spaCy و Gensim، به توسعه‌دهندگان امکان کار با داده‌های متنی، انجام تحلیل احساسات، ترجمه زبان، طبقه‌بندی متن و ساخت چت‌بات‌ها و دستیارهای مجازی را می‌دهند.
خودروهای خودران
پایتون در توسعه الگوریتم‌ها و سیستم‌های برای خودروهای خودران نقش اساسی دارد. برای پردازش داده‌های حسگر، مدل‌های یادگیری ماشین برای درک و تصمیم‌گیری و ادغام با قطعات سخت‌افزاری به کار می‌رود.
بهداشت و پزشکی
پایتون در تحلیل داده‌های پزشکی، پیش‌بینی بیماری‌ها، توسعه الگوریتم‌های تصویربرداری پزشکی و انجام تحقیقات ژنومیک به کار می‌رود. کتابخانه‌هایی مانند scikit-learn و TensorFlow در این کاربردها به کار می‌روند.
جمع بندی
در این مطلب به پاسخ به این سوال که «پایتون چیست» پرداختیم و کاربردها، ویژگی‌ها و مزایای متعدد آن را مورد بررسی قرار دادیم.
پایتون به دلیل سادگی، چندمنظورگی و کتابخانه‌های گسترده‌ای که دارد، به یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی مهم تبدیل شده است. اگر یک تازه‌کار یا یک توسعه‌دهنده حرفه‌ای باشید، پایتون محیطی دوستانه و مجموعه‌ای گسترده از ابزارها و فریمورکها را برای پیاده‌سازی یک مجموعه گسترده از پروژه‌ها ارائه می‌دهد. توسعه مبتنی بر جامعه پایتون، تضمین می‌کند که پایتون به تدریج پیشرفت خواهد کرد و با تغییرات نیازهای جهان برنامه‌نویسی سازگار خواهد شد. بنابراین، به دنیای پایتون وارد شوید و امکانات بی‌نهایتی برای مسیر برنامه‌نویسی خود را باز کنید.
سوالات متداول
دلیل اهمیت و قدرتمندی زبان پایتون چیست؟
قدرت پایتون از چندمنظورگی آن نشات می‌گیرد. این زبان برنامه‌نویسی به راحتی قابل استفاده است و می‌تواند در گستره‌ای از فرآیندهای فنی مانند برنامه‌نویسی، یادگیری ماشین، علم داده، خودکارسازی و سایر موارد پیاده‌سازی شود.
اگرچه زبان‌های دیگر نیز قادر به انجام وظایف در همه این محیط‌ها هستند، اما پایتون به دلیل توانایی برتر در هر یک از آن‌ها، برجسته است. پایتون همچنین یک زبان تفسیری است، به این معنا که دستورالعمل‌ها را بدون نیاز به کامپایل مستقیماً اجرا می‌کند.
علاوه بر این، مجموعه‌ای از فریمورکها و کتابخانه‌های پایتون مانند Django و Flask وجود دارد که توانایی‌ها و قابلیت‌های سفارشی شده برای فرآیندهای خاص را ارائه می‌کنند.
برای یادگیری پایتون چه مدت زمان لازم است؟
آموزش مفاهیم پایه پایتون می‌تواند به مدت چند هفته تا چند ماه طول بکشد. طول این مدت وابسته به این است که شما می‌خواهید چه چیزهایی را یاد بگیرید و چقدر به صورت مداوم درس بخوانید. با این حال، از آنجایی که پایتون دارای تعداد زیادی کاربرد و ابزار برای پشتیبانی از آن است، شما می‌توانید سال‌ها را صرف یادگیری برنامه‌های گوناگون آن کنید.
چه کسب‌و‌کارهایی از پایتون استفاده می‌کنند؟
از بین صدها زبان برنامه‌نویسی موجود، پایتون همچنان یک انتخاب محبوب بین بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌هاست. برخی از شرکت‌ها و سازمان‌های معروفی که از پایتون استفاده می‌کنند، شامل گوگل، متا، ونمو، اسپاتیفای، نتفلیکس و دراپ‌باکس هستند.
امروزه در چه مشاغلی از زبان پایتون استفاده می‌شود؟
از آنجایی که پایتون یک زبان چند منظوره است، در گستره‌ی گسترده‌ای از حوزه‌ها و صنایع استفاده می‌شود. برای مثال چند عنوان شغلی هستند که ممکن است از پایتون استفاده کنند در ادامه آمده است:
- توسعه دهنده
- تحلیل‌گر داده
- دانشمند داده
- هکر/ تست کننده نفوذ
- مهندس نرم‌افزار
- خبرنگار داده
- معمار ابر
- مهندس QA
