پایتون چیست و چه کاربردی دارد؟ – به زبان ساده

به احتمال زیاد تا کنون نام زبان برنامه نویسی پایتون را شنیده و از خود پرسیده‌اید که پایتون چیست و چه کاربردهایی دارد، کجا می‌توان از پایتون استفاده کرد و چه ویژگی‌هایی دارد؟ کتابخانه‌ها و فریمورک‌های محبوب آن کدامند و برای چه مواردی از آن‌ها استفاده می‌شود؟ چگونه می‌توان پایتون را روی سیستم کامپیوتری خود نصب کرد؟ ساده‌ترین برنامه‌ای که می‌توان با پایتون نوشت چیست؟ اگر به دنبال پاسخ این پرسش‌ها هستید و می‌خواهید به زبان ساده، پایتون را درک کنید، مطالعه این مطلب تا انتها پیشنهاد می‌شود.

پیش از آنکه بتوان به این پرسش پاسخ داد که پایتون چیست ، ابتدا بهتر است به طور خلاصه به این پرسش پاسخ داده شود که اصلاً زبان برنامه نویسی چیست.

زبان برنامه نویسی چیست ؟

همان‌طور که انسان‌ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر نیازمند ابزاری به نام زبان هستند، انسان و کامپیوتر نیز برای برقراری ارتباط با یکدیگر به زبانی مشترک نیاز دارند.

فیلم آموزش مبانی برنامه نویسی – الگوریتم و فلوچارت با رویکرد حل مساله در فرادرس

کلیک کنید

در طی سالیان طولانی و توسط تعداد زیادی از برنامه نویسان، برای ساخت الفبایی منطقی که قابل درک برای کامپیوترها باشد، تلاش‌های زیادی صورت گرفته که نتیجه این تلاش‌ها، خلق انواع زبان‌های برنامه نویسی برای رفع نیازهای گوناگون انسان‌ها بوده است. در حال حاضر زبان‌های برنامه نویسی بی‌شماری وجود دارند که هر یک برای کاربردی خاص ایجاد و در ادامه تکامل داده شده‌اند.

پایتون به زبان ساده چیست ؟

برای تعامل با کامپیوترها، یکی از ساده‌ترین زبان‌های برنامه نویسی که کاربرد گسترده‌ای در بسیاری از حوزه‌ها دارد، زبان برنامه نویسی پایتون است. پایتون زبانی شی‌گرا، سطح بالا و مفسری محسوب می‌شود که به طور گسترده در برنامه‌های تحت وب، توسعه نرم افزار، «علم داده» (Data Science | DS) و «یادگیری ماشین» (ماشین لرنینگ | ML) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

زبان برنامه نویسی پایتون را می‌توان در بسیاری از سیستم عامل‌های مختلف اجرا کرد و کاملا رایگان و آزاد در دسترس همگان قرار داد. این زبان به خوبی با انواع مختلف سیستم‌ها یکپارچه می‌شود و سرعت توسعه نرم افزار را افزایش می‌دهد.

برنامه نویسان به دلیل یادگیری آسان و کارآمدی پایتون از این زبان استفاده می‌کنند. پایتون به عنوان زبانی مناسب برای افراد تازه‌کار شهرت دارد و با جاوا به عنوان محبوبت‌ترین و پراستفاده‌ترین زبان مقدماتی جایگزین شده است، زیرا بسیاری از پیچیدگی‌ها را برای کاربران مدیریت می‌کند و به مبتدیان این امکان را می‌دهد تا به جای جزئیات، بر درک کامل مفاهیم برنامه نویسی تمرکز کنند.

مزایای زبان پایتون چیست ؟

زبان برنامه نویسی پایتون دارای مزیت‌های فراوانی نسبت به سایر زبان‌های برنامه نویسی است. نکات مثبت این زبان به قدری زیاد است که هر برنامه نویس تازه‌کاری را ترغیب می‌کند تا برای یادگیری آن اقدام کند. در ادامه این بخش از مطلب پایتون چیست به بررسی چند مورد از مزایای پایتون می‌پردازیم.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون + مثال های عملی در Python در فرادرس

کلیک کنید

• برنامه نویسان به راحتی می‌توانند کدهای یک برنامه پایتون را بخوانند و نحوه عملکرد آن را درک کنند، زیرا سینتکس این زبان کاملا پایه‌ای و مشابه زبان انگلیسی است.
• زبان پایتون، توسعه دهندگان را توانمندتر می‌کند، زیرا آن‌ها می‌توانند یک برنامه پایتون را با استفاده از خط کدهای کمتری در مقایسه با بسیاری از زبان‌های دیگر بنویسند.
• پایتون دارای کتابخانه استاندارد بزرگی است که تقریباً برای هر کار و پروژه‌ای، کدهای قابل استفاده مجدد دارد. در نتیجه در بسیاری از موارد برنامه‌نویس‌ها نیازی به توسعه کد از صفر، ندارند.
• برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی پایتون را همراه با سایر زبان‌های برنامه نویسی محبوب مانند جاوا، C و ++C استفاده کنند.
• جامعه فعال پایتون شامل میلیون‌ها برنامه‌نویس فعال در سراسر جهان است. در صورت مواجهه با مشکلی حین کد نویسی، می‌توان به سرعت از جامعه کاربری آن کمک گرفت.
• اگر قصد یادگیری پایتون را دارید، منابع مفید زیادی در اینترنت در دسترس هستند. به عنوان مثال، می‌توان به راحتی فیلم‌ها، آموزش‌ها، مستندات و راهنماهای مناسب برای شروع یادگیری پایتون را با جستجو در اینترنت پیدا کرد.
• زبان پایتون در سیستم عامل‌های مختلف کامپیوتری مانند ویندوز، مک OS، لینوکس و یونیکس قابل اجرا است.

کاربرد های زبان پایتون چیست ؟

زبان پایتون در زمینه‌های گوناگونی کاربرد دارد و برای توسعه انواع برنامه‌ها می‌توان از آن کمک گرفت. اکثر زبان‌های برنامه نویسی فقط مختص به حوزه‌ای خاص هستند و این گستره و تنوع در کاربرد و عملکرد، از ویژگی‌های بارز زبان برنامه نویسی پایتون است. از نظر حرفه‌ای، پایتون برای توسعه وب سمت سرور، توسعه نرم افزار، ریاضیات و محاسبات علمی، اسکریپت نویسی سیستم، تجزیه و تحلیل داده‌ها و هوش مصنوعی گزینه بسیار خوبی است.

توسعه‌دهندگان از پایتون برای ساخت ابزارهای بهره‌وری، بازی‌ها و برنامه‌های دسکتاپ نیز استفاده می‌کنند. برای توسعه سریع برنامه‌ها و به عنوان زبان برنامه نویسی برای پیوند دادن اجزای موجود و به دلیل ساختارهای داده داخلی، سطح بالا و «نوع‌دهی پویا» (Dynamically Typed) محبوب است. هزینه‌های نگهداری برنامه با پایتون به دلیل سینتکسی که به راحتی آموخته می‌شود و تاکید بر خوانایی آن کاهش می‌یابد.

فیلم آموزش کاربرد چت جی پی تی ChatGPT در برنامه نویسی پایتون – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

علاوه بر این، پشتیبانی پایتون از ماژول‌ها و بسته‌ها، برنامه‌های ماژولار و استفاده مجدد از کد را آسان می‌کند. پایتون یک زبان جامعه اوپن سورس است، بنابراین برنامه نویسان مستقل متعددی به طور مداوم کتابخانه‌ها و قابلیت‌هایی برای آن می‌سازند. در ادامه مطلب پایتون چیست به معرفی برخی از کاربردهای پایتون می‌پردازیم.

۱. توسعه سمت سرور وب سایت

برنامه نویسی سمت سرور وب‌سایت شامل توابع پیچیده پس‌زمینه می‌شود که وب‌سایت‌ها برای نمایش اطلاعات به کاربر از آن‌ها استفاده می‌کنند. همان‌طور که می‌دانیم، وب‌سایت‌ها علاوه بر ظاهرشان که نیازمند کدهای «فرانت‌اند» (Front-End) است، برای اجرای قابلیت‌های عملکردی و ارتباط با بانک اطلاعاتی به کدهای «بک‌اند» (Back-End) نیاز دارند.

به عنوان مثال، وب‌سایت‌ها باید با پایگاه داده‌ها در تعامل باشند، با وب‌سایت‌های دیگر در ارتباط باشند و هنگام ارسال پیام از طریق شبکه، از داده‌ها محافظت کنند که این تعاملات بخش‌هایی از بک‌اند وب‌سایت‌ها به حساب می‌آیند.

زبان پایتون برای نوشتن کدهای بک‌اند بسیار مفید و کاربردی است، زیرا شامل کتابخانه‌های فراوانی می‌شود که از کدهای از پیش توسعه داده شده برای پیاده‌سازی توابع مورد نظر تشکیل شده‌اند. برنامه‌نویسان همچنین از طیف گسترده‌ای از فریمورک‌های پایتون استفاده می‌کنند که تمام ابزارهای لازم را برای ساخت سریع‌تر و راحت‌تر برنامه‌های وب فراهم می‌کند.

فیلم آموزش مقدماتی چت جی پی تی ChatGPT برای برنامه نویسی وب و ساخت سایت در فرادرس

کلیک کنید

به عنوان مثال، برنامه‌نویس‌ها می‌توانند برنامه پایه‌ای وب را در عرض چند ثانیه ایجاد کنند، زیرا نیازی به نوشتن آن از صفر ندارند. آن‌ها می‌توانند بدون نیاز به استفاده از ابزارهای تست خارجی، آن را با استفاده از ابزارهای تست خود فریمورک بررسی کنند.

۲. خودکار سازی با اسکریپت های پایتون

زبان اسکریپتی، نوعی زبان برنامه نویسی به حساب می‌آید که قادر به اتوماسیون و خودکارسازی کردن وظایف معمول و روزانه افراد است. برنامه‌نویسان به‌طور گسترده از اسکریپت‌های پایتون برای خودکارسازی بسیاری از کارهای تکراری و روزمره مانند موارد زیر استفاده می‌کنند.

فیلم آموزش اسکریپت نویسی آباکوس با پایتون – کد نویسی ABAQUS در Python

کلیک کنید

• تغییر نام تعداد زیادی از فایل‌‌ها به‌طور هم‌زمان
• تبدیل فایل‌‌ها به نوع دیگر
• حذف کلمات تکراری در فایل‌های متنی
• انجام عملیات ریاضی پایه‌ای
• ارسال پیام‌های ایمیل
• بارگیری محتوا
• انجام تجزیه و تحلیل پایه‌ای گزارش‌ها
• یافتن خطا در چندین فایل‌

اسکریپت پایتون چیست ؟

اسکریپت پایتونی، فایلی شامل یک سری دستورات است که ساختار آن شبیه به یک برنامه اجرا می‌شود. این فایل به‌گونه‌ای طراحی شده که شامل توابع مختلف است و می‌توان ماژول‌های متفاوت را به آن اضافه کرد. برای اجرای این فایل اسکریپت پایتونی، می‌توان از خط فرمان مربوط به آن برای انجام کاری خاص استفاده کرد.

۳. علم داده و یادگیری ماشین

«علم داده» (DS)، دانش ارزشمندی را از داده‌ها استخراج می‌کند، و «یادگیری ماشین» (ML) به کامپیوترها می‌آموزد که چگونه به طور خودکار از داده‌ها بیاموزند و پیش‌بینی‌های دقیقی انجام دهند. دانشمندان داده از پایتون برای انجام برخی کارهای خود مانند موارد زیر استفاده می‌کنند.

فیلم آموزش یادگیری ماشین و پیاده سازی در پایتون Python – بخش یکم در فرادرس

کلیک کنید

• رفع و حذف داده‌های نادرست، که به عنوان پاکسازی داده‌ها شناخته می‌شود.
• استخراج و انتخاب ویژگی‌های مختلف در داده‌ها
• برچسب زدن به داده‌ها، که به معنی تعیین نام معنی‌دار برای آن داده‌ها است.
• یافتن آمارهای مختلف از داده‌ها
• مصورسازی داده‌ها با استفاده از رسم نمودارهایی در پایتون مانند نمودارهای خط، نمودارهای bar، هیستوگرام، نمودارهای pie و سایر موارد

دانشمندان داده از کتابخانه‌های پایتونی ماشین لرنینگ، برای آموزش مدل‌های مختلف یادگیری ماشین و ساخت «طبقه‌بندهایی» (Classifier) استفاده می‌کنند که به طور دقیق داده‌ها را «دسته‌بندی» (Classification) می‌کنند.

افراد در زمینه‌های مختلف از طبقه‌بندهای پیاده‌سازی شده در پایتون برای انجام وظایف طبقه‌بندی مانند دسته‌بندی تصاویر، متن‌ها و ترافیک شبکه، «بازشناسی گفتار» (Speech Recognition) و «تشخیص چهره» (Facial Recognition) استفاده می‌کنند. دانشمندان داده همچنین از پایتون برای «یادگیری عمیق» (Deep Learning)، به عنوان روش پیشرفته‌ای از یادگیری ماشین استفاده می‌کنند.

۴. توسعه نرم افزار

توسعه‌دهندگان نرم‌افزار اغلب از پایتون برای کارهای مختلف مربوط به توسعه و ساخت برنامه‌های نرم افزاری مانند موارد زیر استفاده می‌کنند.

فیلم آموزش کتابخانه Tkinter در پایتون برای توسعه اپلیکیشن های دسکتاپ در فرادرس

کلیک کنید

• پیگیری باگ‌ها در کد نرم افزار
• ساخت خودکار نرم افزار
• رسیدگی به امور مدیریت پروژه نرم افزار
• توسعه نمونه‌های اولیه نرم افزار
• ساخت برنامه‌های دسکتاپ با استفاده از کتابخانه‌های «رابط کاربری گرافیکی» (GUI)
• توسعه بازی‌های ساده مبتنی بر متن برای بازی‌های ویدیویی پیچیده‌تر

۵. خودکار سازی تست نرم افزار

تست نرم افزار فرایند بررسی تطابق نتایج واقعی نرم افزار با نتایج مورد انتظار است تا اطمینان حاصل شود که نرم افزار مربوطه بدون خطا خواهد بود.

• توسعه دهندگان با استفاده از فریمورک‌های تست یونیت پایتون، مانند UnitTest ،Robot و PyUnit، برای تست توابع مختلف استفاده می‌کنند.
• آزمایش‌کنندگان نرم افزار از پایتون برای نوشتن موارد تست در سناریوهای مختلف آزمون استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، آن‌ها از پایتون برای آزمایش رابط کاربری یک برنامه وب، چند مؤلفه نرم افزاری و ویژگی‌های جدید استفاده می‌کنند.

توسعه‌دهندگان می‌توانند از چندین ابزار برای اجرای خودکار اسکریپت‌های تست استفاده کنند. این ابزارها به عنوان ابزارهای «ادغام مداوم/استقرار مداوم» (CI/CD) شناخته می‌شوند. آزمایش‌کنندگان و توسعه‌دهندگان نرم‌افزار از ابزارهای CI/CD مانند Travis CI و Jenkins برای خودکارسازی تست‌ها استفاده می‌کنند. ابزارهای CI/CD هر زمان توسعه‌دهندگان تغییرات جدیدی اعمال می‌کنند، به طور خودکار اسکریپت‌های تست پایتون را اجرا کرده و نتایج تست را گزارش می‌دهند.

تاریخچه مختصری از پایتون

برنامه‌نویس کامپیوتری به نام Guido van Rossum پایتون را خلق کرده است. او توسعه این زبان را در سال ۱۹۸۹ در Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) آغاز کرد.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون ویژه نوجوانان – بخش یکم در فرادرس

کلیک کنید

در ابتدا، پایتون برای آقای Guido van Rossum تنها به عنوان پروژه سرگرمی برای ادامه کار در تعطیلات کریسمس محسوب می‌شد. نام این زبان از برنامه تلویزیونی «Python’s Flying Circus» الهام گرفته شده است، زیرا Guido Van Rossum یکی از طرفداران این برنامه بود.

تاریخچه انتشار پایتون

انتشار زبان برنامه نویسی پایتون از نسخه اول تا نسخه آخری که در دسترس توسعه دهندگان قرار گرفته است را در ادامه مورد بررسی قرار داده‌ایم.

• Guido Van Rossum اولین نسخه از کد پایتون (نسخه ۰.۹.۰) را در سال ۱۹۹۱ منتشر کرد. این نسخه، در حال حاضر شامل ویژگی‌های کاربردی مانند برخی از انواع داده‌ها و توابع برای کنترل خطا بود.
• پایتون ۱.۰ در سال ۱۹۹۴ با توابع جدید مانند map ،filter و reduce منتشر شد تا به راحتی لیستی از داده‌ها قابل پردازش باشد.
• پایتون ۲.۰ در ۱۶ اکتبر ۲۰۰۰ با ویژگی‌های مفید و جدید برای برنامه نویسان، مانند پشتیبانی از کاراکترهای Unicode و روش کوتاه‌تری برای حلقه در لیست منتشر شد.
• در 3 دسامبر 2008، پایتون 3.0 منتشر شد. این نسخه، شامل ویژگی‌هایی مانند تابع print و پشتیبانی بیشتر برای تقسیم اعداد و کنترل خطا بود.

ویژگی های پایتون چیست ؟

ویژگی‌هایی که از زبان برنامه نویسی پایتون در ادامه ذکر شده‌اند، این زبان را از سایر زبان‌ها متمایز و کاملا منحصر به فرد می‌کند.

• مفهوم مفسری بودن در پایتون: پایتون زبانی مفسری است، به این معنی که مستقیماً کدها را خط به خط اجرا می‌کند. اگر در کدهای برنامه خطایی وجود داشته باشد، اجرای آن متوقف می‌شود. بنابراین، برنامه‌نویسان می‌توانند به سرعت خطاهای موجود را در کدها پیدا کنند.
• زبانی آسان و کاربردی: در سینتکس پایتون از کلمات شبیه و بسیار نزدیک به زبان انگلیسی استفاده می‌شود. همچنین، برخلاف سایر زبان‌های برنامه نویسی، پایتون از آکولاد استفاده نمی‌کند. بلکه از «تورفتگی‌‌ها» (دندانه‌گذاری | Indentation) در دتسورات پایتون برای مشخص کردن «دامنه» (Scope) کدها استفاده می‌کند.
• زبانی با تعیین نوع پویا: در پایتون، برنامه‌نویسان هنگام توسعه کدها مجبور به تعیین نوع متغیرها نیستند، زیرا پایتون آن‌ها را در زمان اجرا تعیین می‌کند. به همین دلیل می‌توان برنامه‌های پایتون را سریع‌تر توسعه داد.
• زبان سطح بالا: پایتون نسبت به برخی دیگر از زبان‌های برنامه نویسی به زبان‌های انسانی نزدیکتر است. بنابراین، برنامه‌نویسان نیازی به نگرانی در مورد عملکردهای پایه‌ای آن، مانند معماری و مدیریت حافظه ندارند.
• ویژگی شی گرایی پایتون: در پایتون همه چیز به عنوان یک شی در نظر گرفته می‌شود، البته پایتون از سایر انواع برنامه نویسی مانند برنامه نویسی ساخت‌یافته و برنامه نویسی تابعی نیز پشتیبانی می‌کند.

فیلم آموزش برنامه نویسی شی گرا در پایتون Python در فرادرس

کلیک کنید

تفاوت زبان Python و R چیست ؟

افرادی که علاقه‌مند به حوزه علم داده و هوش مصنوعی هستند و با مهارت‌های لازم برای این حوزه آشنایی دارند، می‌دانند که زبان‌های برنامه نویسی پایتون و «آر» (R) دو مورد از محبوب‌ترین زبان‌ها در این شاخه محسوب می‌شوند که هر کدام کاربردهای فراوانی دارند.

برنامه نویسانی که نمی‌دانند ابتدا به سراغ یادگیری چه زبانی بروند، می‌توانند با مطالعه مطلبی که در ادامه معرفی شده است به انتخاب درست‌تری میان زبان پایتون و آر برسند و یادگیری یکی از آن‌ها را به انتخاب خودشان آغاز کنند. برای افراد مبتدی در دنیای برنامه نویسی و مخصوصا علم داده، که تجربه کافی برای بررسی و انتخاب زبان‌های برنامه نویسی ندارند، طبیعی است که در ابتدای راه در انتخاب میان پایتون و R تردید داشته باشند.

خوب است بدانیم مهارت‌های برنامه نویسی جدا از زبانی خاص است. یعنی با یادگیری زبانی مثل پایتون، می‌توان مهارت‌ها و درک برنامه نویسی خود را بالا برد و پس از یادگیری اصول کد نویسی و ورود به دنیای آن، می‌توان تصمیم‌های بهتری گرفت که چه زبانی برای نوع کار و پروژه شما مناسب‌تر است. سپس زبان جدید مورد نیاز خود را انتخاب کرده و به یادگیری عمیق‌تر آن می‌پردازیم.

کتابخانه پایتون چیست ؟

یک کتابخانه مجموعه‌ای از کدهای متداول است که برنامه‌نویس‌ها می‌توانند در برنامه‌های پایتون خود، آن‌ها را بگنجانند تا از توسعه کد از خطوط ابتدایی و نقطه صفر جلوگیری کنند.

فیلم آموزش کتابخانه استاندارد پایتون + نکات کاربردی در فرادرس

کلیک کنید

به‌طور پیش‌فرض، پایتون با کتابخانه استاندارد همراه است که شامل بسیاری از کارکردهای قابل استفاده مجدد می‌شود. علاوه بر این، بیش از ۱۳۷ هزار کتابخانه پایتون برای برنامه‌های مختلف از جمله توسعه وب، علم داده، یادگیری عمیق و یادگیری ماشین در پایتون، در دسترس است.

فیلم آموزش مقدماتی چت جی پی تی ChatGPT برای برنامه نویسی وب و ساخت سایت در فرادرس

کلیک کنید

محبوب ترین کتابخانه های پایتون کدامند ؟

در ادامه مطلب پایتون چیست به معرفی تعدادی از کتابخانه‌های معروف و محبوب زبان برنامه نویسی پایتون می‌پردازیم. کتابخانه‌هایی که بسیار کاربردی و قابل استفاده در برنامه‌های با عملکرد متفاوت در حوزه‌های مختلف هستند.

کتابخانه پایتون Matplotlib

برنامه‌نویسان از Matplotlib برای ترسیم داده‌ها در تصاویر دو و سه بُعدی با کیفیت بالا (2D و 3D) استفاده می‌کنند. این کتابخانه، اغلب در کاربردهای علمی استفاده می‌شود. با استفاده از Matplotlib، می‌توان داده‌ها را با نمایش در نمودارهای مختلف مانند نمودارهای bar و نمودارهای خطی ترسیم کرد. همچنین می‌توان چندین نمودار را به‌ طور همزمان رسم کنیم که تصاویر خروجی در تمام سیستم عامل‌ها قابل نمایش هستند.

فیلم آموزش کتابخانه های NumPy و Matplotlib در پایتون در فرادرس

کلیک کنید

کتابخانه Numpy پایتون چیست ؟

کتابخانه Numpy کتابخانه‌ای محبوب است که توسعه‌‌دهندگان برای ایجاد و مدیریت آسان آرایه‌ها، دستکاری انواع منطقی و انجام عملیات جبر خطی از آن استفاده می‌کنند. Numpy از ادغام با بسیاری از زبان‌ها مانند C و ++C پشتیبانی می‌کند.

فیلم آموزش کتابخانه NumPy برای محاسبات علمی در پایتون (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

کتابخانه Pandas

کتابخانه Pandas ساختارهای داده بهینه و انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند که می‌توان از آن‌ها برای دستکاری داده‌های سری زمانی و داده‌های ساختاری مانند جداول و آرایه استفاده کرد.

فیلم آموزش پانداس pandas برای تحلیل اطلاعات در پایتون در فرادرس

کلیک کنید

به عنوان مثال، می‌توانیم از Pandas برای خواندن، نوشتن، ادغام، فیلتر و گروه‌بندی داده‌های مختلف استفاده کنیم. بسیاری از افراد از کتابخانه پانداز پایتون برای علم داده، تجزیه و تحلیل داده‌ها و کارهای مورد نیاز برای یادگیری ماشین استفاده می‌کنند.

کتابخانه Requests در پایتون چیست ؟

کتابخانه Requests عملکردهای مفیدی را برای توسعه وب ارائه می‌دهد. می‌توان از آن برای ارسال درخواست‌های HTTP، اضافه کردن Header، اضافه کردن پارامترهای URL، اضافه کردن داده‌ها و انجام کارهای دیگر در هنگام برقراری ارتباط با برنامه‌های وب استفاده کرد.

فیلم آموزش کتابخانه Requests در پایتون برای ارتباط با وب سایت ها در فرادرس

کلیک کنید

کتابخانه پایتونی OpenCٰV

کتابخانه OpenCV کتابخانه‌ای است که توسعه‌دهندگان برای پردازش تصاویر برنامه‌های بینایی ماشین، از آن استفاده می‌کنند. این توابع بسیاری را برای کارهای پردازش تصویر مانند خواندن و نوشتن تصاویر به طور همزمان، ساختن محیط سه‌بعدی از محیطی دو بُعدی و ضبط و تجزیه و تحلیل تصاویر از فیلم فراهم می‌کند.

فیلم آموزش پردازش تصویر و بینایی ماشین با اپن سی وی OpenCV در فرادرس

کلیک کنید

کتابخانه Keras پایتون

کتابخانه Keras کتابخانه شبکه عصبی عمیق پایتون با پشتیبانی عالی برای پردازش داده‌ها، تصویرسازی و موارد دیگر است. Keras در پایتون از بسیاری از شبکه‌های عصبی پشتیبانی می‌کند. این کتابخانه، ساختار ماژولاری دارد که در توسعه برنامه‌های جدید، انعطاف‌پذیری مطلوبی را فراهم می‌کند.

فریمورک پایتون چیست ؟

یک فریمورک پایتونی مجموعه‌ای از بسته‌ها و ماژول‌ها است. ماژول مجموعه‌ای از کدهای مرتبط است و یک بسته، مجموعه‌ای از ماژول‌ها محسوب می‌شود.

فیلم آموزش فریم ورک جنگو در پایتون – ساخت Web APIs با Django Rest در فرادرس

کلیک کنید

توسعه‌دهندگان می‌توانند از فریمورک‌های پایتون برای ساخت سریع‌تر برنامه‌های پایتونی استفاده کنند، زیرا لازم نیست نگران جزئیات سطح پایینی مانند نحوه وقوع ارتباطات در برنامه وب یا چگونگی سریع‌تر کردن برنامه پایتونی باشند. پایتون دارای دو نوع فریمورک است.

• یک فریمورک فول استک که تقریباً شامل همه مواردی می‌شود که برای ساخت برنامه‌های بزرگ به آن نیاز داریم.
• مورد بعدی، میکرو فریمورک، چارچوبی پایه‌ای است که حداقل کارکردهای ساخت برنامه‌های ساده پایتون را فراهم می‌کند. همچنین در صورت نیاز به پروژه‌های پیشرفته‌تر، برنامه‌های افزودنی را نیز پشتیبانی می‌کند.

محبوب ترین فریمورک های پایتونی کدامند؟

برنامه‌نویس‌ها و توسعه‌دهندگان پروژه‌های نرم‌افزاری، می‌توانند از چندین فریمورک پایتون برای کارآمدتر کردن توسعه و برنامه نویسی کدهای خود استفاده کنند. در ادامه برخی از محبوب‌ترین فریمورک‌های پایتون در زیربخش‌هایی به طور جداگانه معرفی شده‌اند.

فریمورک Django در پایتون چیست؟

جنگو یکی از پرکاربردترین فریمورک‌های وب پایتونی فول‌استک برای توسعه برنامه‌های وب در مقیاس بزرگ به حساب می‌آید. فریمورک جنگو چندین ویژگی مفید از جمله سرور وبی برای توسعه و آزمایش، موتوری نمونه برای ساخت فرانت‌اند وب‌سایت و ساز و کارهای امنیتی مختلف را هم ارائه می‌دهد.

فیلم آموزش جنگو – فریمورک تحت وب Django با پایتون Python در فرادرس

کلیک کنید

فریمورک پایتونی Flask چیست ؟

فلسک نمونه‌ای از میکرو فریمورک‌ها است که برای توسعه برنامه‌های وب کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ویژگی‌های آن می‌توان به پشتیبانی قوی انجمن برنامه‌نویسان، مستندات خوب نوشته شده، موتوری نمونه، یونیت تست و سرور وب داخلی اشاره کرد. فلسک همچنین برای پشتیبانی از اعتبارسنجی، لایه‌های نگاشت پایگاه داده، امنیت وب و برنامه‌های افزودنی نیز قابل استفاده است.

فریمورک پایتونی TurboGears

فریمورک Turbogears برای ساختن برنامه‌های وب سریع و آسان طراحی شده است. برخی از ویژگی‌های محبوب آن در ادامه آمده است.

• یک ساختار خاص جدول دیتابیس
• ابزارهایی برای ایجاد و مدیریت پروژه‌ها
• یک موتور نمونه برای ساخت بانک‌های اطلاعاتی
• یک موتور نمونه برای ساخت فرانت‌اند
• مکانیسم‌هایی برای رسیدگی به امنیت وب

فریمورک آپاچی MXNet

آپاچی MXNet فریمورک یادگیری عمیق سریع، انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر برای پایتون است که توسعه‌دهندگان به منظور ساخت نمونه‌های اولیه تحقیق و توسعه برنامه‌های یادگیری عمیق از آن استفاده می‌کنند. این فریمورک از چندین زبان برنامه نویسی، از جمله C++ ،R، جاوا و Perl پشتیبانی می‌کند.

آپاچی مجموعه‌ای غنی از ابزارها و کتابخانه‌ها را برای پشتیبانی از توسعه نرم افزار فراهم می‌کند. به عنوان مثال، شما می‌توانید کتاب ماشین لرنینگ تعاملی، ابزارهای بینایی ماشین و مدل‌های یادگیری عمیق را در آن برای «پردازش زبان طبیعی» (NLP) پیدا کنید که زبان طبیعی مانند متن و گفتار را پردازش می‌کند.

فیلم آموزش پردازش زبان های طبیعی NLP در پایتون Python با پلتفرم NLTK در فرادرس

کلیک کنید

فریمورک پایتونی PyTorch چیست ؟

فریمورک PyTorch فریمورک یادگیری ماشین است که براساس کتابخانه Torch ساخته شده و یکی دیگر از کتابخانه‌های اوپن سورس یادگیری ماشین پایتون محسوب می‌شود.

فیلم آموزش یادگیری عمیق با کتابخانه پای تورچ PyTorch در پایتون در فرادرس

کلیک کنید

توسعه‌دهندگان از آن برای توسعه برنامه‌هایی با کاربردهایی مثل NLP، رباتیک و Computer Vision استفاده می‌کنند و از طریق آن، ویژگی‌ها و داده‌های معنی‌داری را از تصاویر و فیلم‌ها استخراج می‌کنند. برنامه‌نویسان همچنین از پایتورچ برای اجرای برنامه‌ها در سی‌پی‌یو و GPU نیز استفاده می‌کنند.

IDE پایتون چیست ؟

برنامه‌نویسان برای نوشتن و اجرای کدهای خود، به نرم افزاری نیاز دارند که بتوانند در محیط آن کدها را بنویسند و اجرا کنند و براساس ورودی‌های دلخواه، خروجی برنامه خود را آزمایش کنند. یک «محیط توسعه یکپارچه» (IDE) نرم افزاری است که ابزارهای مورد نیاز برای توسعه، ویرایش، تست و دیباگ کردن را به صورت یکجا در اختیار برنامه‌نویس‌ها قرار می‌دهد.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

محبوب‌ترین IDE های پایتون کدامند ؟

از میان تعداد زیادی محیط IDE که برای نوشتن کدهای پایتون طراحی شده‌اند، برخی از آن‌ها میان توسعه دهندگان محبوب‌تر بوده و عملکرد بهتری دارند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

نرم افزار PyCharm

شرکت توسعه‌دهنده PyCharm، شرکتی به نام Jetbrains در جمهوری چک است که ابزارهای نرم افزاری بسیاری را توسعه می‌دهد. ابزار PyCharm دارای نسخه رایگانی است که برای برنامه‌های کوچک پایتون مورد استفاده قرار می‌گیرد، البته این نرم‌افزار نسخه حرفه‌ای تجاری نیز دارد که مناسب ساخت برنامه‌های پایتون در مقیاس بزرگ است.

فیلم آموزش پروژه محور پایتون – ساخت برنامه هواشناسی آنلاین در Python در فرادرس

کلیک کنید

این IDE مجموعه کاملی از ویژگی‌های زیر را ارائه می‌دهد.

• تکمیل خودکار کدها و بررسی آن
• رسیدگی به خطا و رفع سریع اشکالات
• تمیز کردن کدها بدون تغییر عملکرد
• پشتیبانی از فریمورک‌های برنامه وب مانند جنگو و فلسک
• پشتیبانی از سایر زبان‌های برنامه نویسی مانند جاوا اسکریپت، کافی اسکریپت، تایپ اسکریپت، انگولار و node
• پشتیبانی از ابزارها و کتابخانه‌های علمی مانند Matplotlib و Numpy
• امکان اجرا، دیباگ، تست نرم افزار و استقرار برنامه‌ها در ماشین‌های مجازی از راه دور
• اشکال‌زدایی برای یافتن خطاها در کد، پروفایلی برای شناسایی مشکلات عملکرد در کدها و اجرا کننده تستی برای اجرای تست‌های واحد در کنار هم
• پشتیبانی از پایگاه داده‌ها

نرم افزار IDLE

IDLE یک IDE پایتونی است که به طور پیش‌فرض همراه پایتون نصب می‌شود. این IDE تنها با پایتون و با استفاده از ابزار Tkinter GUI توسعه داده شده است و ویژگی‌های زیر را ارائه می‌دهد.

• در بسیاری از سیستم عامل‌ها مانند ویندوز، یونیکس و MacOS کار می‌کند.
• پنجره shell برای اجرای دستورات و نمایش خروجی فراهم می‌سازد.
• ویرایشگر متن چند پنجره‌ای را ارائه می‌دهد که رنگ‌بندی کدها و تکمیل خودکار کدها را فراهم می‌کند.
• امکان اشکال‌زدایی را در خود دارد.

نرم افزار Spyder

Spyder یک IDE اپن سورس است که بسیاری از دانشمندان و تحلیل‌گران داده از آن استفاده می‌کنند. این ابزار، تجربه توسعه جامع با ویژگی‌هایی را برای تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها، تصویرسازی داده‌ها و دیباگ آن‌ها را فراهم می‌کند. IDE اسپایدر همچنین شامل ویژگی‌های زیر است.

• ویرایشگر کدی غنی که از چندین زبان پشتیبانی می‌کند.
• دارای کنسول تعاملی IPython
• ابزاری برای اشکال‌زدایی پایه‌ای
• پشتیبانی از کتابخانه‌های علمی مانند Matplotlib، Scipy و Numpy
• امکان مشاهده متغیرها در کدها
• امکان مشاهده مستندات در هنگام اجرا

نرم افزار Atom

اتم ویرایشگری رایگان به حساب می‌آید که توسط گیت‌هاب[+] توسعه داده شده است. این IDE از زبان‌های برنامه نویسی بسیاری از جمله پایتون پشتیبانی می‌کند. با استفاده از اتم، برنامه‌نویسان می‌توانند مستقیماً با گیت‌هاب (وب سایتی که در آن می‌توان کدهای خود را ذخیره‌سازی و مدیریت کرد) کار کنند.

اتم ویژگی‌های زیر را ارائه می‌دهد.

• امکان استفاده در بسیاری از سیستم عامل‌ها
• نصب آسان یا ایجاد بسته‌های جدید
• تکمیل کد خودکار سریع
• امکان جستجوی پرونده‌ها و پروژه‌ها
• سفارشی سازی آسان رابط کاربری

چگونه پایتون را نصب کنیم ؟

نصب پایتون بر روی سیستم‌های کامپیوتری کار چندان دشواری نیست و می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف آن را نصب کرد. پایتون روی سیستم عامل‌های مختلف مانند ویندوز، لینوکس، MacOS، اندروید و حتی iOS قابلیت نصب دارد.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

اگر قصد نصب پایتون را بر روی سیستم خود دارید، می‌توانید مطلبی که در ادامه معرفی شده را مطالعه کرده و نحوه نصب پایتون بر روی تک تک سیستم عامل‌ها را مشاهده کنید.

نصب کتابخانه در پایتون چگونه است؟

نصب کتابخانه‌ها در پایتون معمولاً به دو روش انجام می‌شود. در روش اول از سیستم مدیریت بسته «pip» استفاده می‌کنیم و در روش دوم کاربر می‌تواند تمام مراحل نصب کتابخانه را در پایتون بدون مدیریت بسته خودکار و به صورت دستی انجام دهد.

لازم به ذکر است که استفاده از pip برای نصب پکیج‌ها رویکرد بدون دردسر و مناسب‌تری به حساب می‌آید. از سوی دیگر، نصب کتابخانه در پایتون با کمک خط فرمان با اجرای دستورات توسط کاربر، کاربردهای خاص خود را دارد که باتوجه به شرایط می‌توان از آن بهره‌مند شد. در ادامه مطلبی برای راهنمایی نحوه نصب کتابخانه‌ها در پایتون معرفی شده است که در صورت علاقه‌مندی می‌توان به آن مراجعه کرد.

آناکوندا برای پایتون چیست ؟

توزیع پایتونی «آناکوندا» (Anaconda) توزیعی اوپن سورس از این زبان است که برای محاسبات علمی و تحلیل و بررسی داده‌ها در حوزه‌های علم داده و ماشین لرنینگ استفاده می‌شود.

هدف توزیع پایتون آناکوندا، ساده‌تر کردن مدیریت «بسته‌های» (Package) موردنیاز برای استفاده توسعه‌دهندگان است که به وسیله سیستم مدیریت بسته «کوندا» (Conda) مدیریت می‌شوند. قبل از شروع به برنامه نویسی برای تحلیل داده‌ها نیاز است آناکوندا را روی سیستم عامل خود نصب کنید.

بر اساس نوع سیستم عاملی که با آن کار می‌کنید از طریق لینک [+] می‌توانید نسخه مورد نظر خود را نصب کنید. برای مطالعه بیشتر در مورد آناکوندا می‌توان به مطلب معرفی شده در ادامه مراجعه کرد.

نوشتن اولین برنامه با پایتون

پس از یادگیری نکات مهم پیرامون زبان برنامه نویسی پایتون و نصب آن بر روی سیستم خود، به مرحله تست پایتون به وسیله نوشتن ساده‌ترین کد موجود می‌رسیم. در ابتدا باید محیط مناسبی برای برنامه نویسی پایتون انتخاب کنیم. بعد از آن اغلب برای نشان دادن سینتکس هر زبان برنامه نویسی، داخل محیط IDE، از برنامه‌ای ساده استفاده می‌شود که جمله "Hello World" را چاپ می‌کند.

در ادامه کد مربوط به آن را به زبان پایتون مشاهده می‌کنیم.

1# This program prints Hello, world!
2
3print('Hello, world!')

خروجی کد بالا به‌صورت زیر چاپ می‌شود.

Hello, world!

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون پیشرفته – ترفندهای Python در فرادرس

کلیک کنید

در مراحل بعدی یادگیری پایتون، نیاز است که پروژه‌ها و برنامه‌های متعددی را برای تمرین بیشتر این زبان انجام دهیم. در ادامه برخی از مطالب کاربردی در خصوص آموزش و یادگیری پایتون به همراه پیوند دسترسی به آن‌ها فهرست شده‌اند:

• برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان — به زبان ساده
• بهترین مسیر یادگیری پایتون چیست؟ — راهنمای شروع آموزش
• یادگیری پایتون چقدر زمان میبرد؟ | مدت زمان حرفه ای شدن در پایتون
• یادگیری پایتون از صفر با آموزش های فرادرس
• آموزش پایتون (Python) — مجموعه مقالات جامع وبلاگ فرادرس
• آموزش رایگان پایتون
• ۲۰ سایت آموزش آنلاین پایتون — راهنمای شروع یادگیری
• معرفی بهترین کتاب آموزش پایتون به زبان فارسی و انگلیسی — فهرست ضروری

جمع بندی

در این مطلب به این پرسش پاسخ دادیم که پایتون چیست و به زبان ساده به شرح آن پرداختیم. کاربردهای متنوع زبان برنامه نویسی پایتون را توضیح دادیم و از مزایای بی‌شمار این زبان نسبت به سایر زبان‌ها صحبت کردیم.

فیلم مجموعه آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی تا پیشرفته در فرادرس

کلیک کنید

محبوب‌ترین کتابخانه‌ها و فریمورک‌های زبان پایتون را معرفی کردیم و گفتیم برای شروع به کد نویسی نیاز است IDE مخصوصی را نصب کنیم که پایتون را پشتیبانی کند. پس از بررسی نصب پایتون بر روی سیستم عامل‌های مختلف و یادگیری نحوه نصب کتابخانه‌های مورد نیاز آن، ساده‌ترین برنامه پایتونی یعنی چاپ عبارت 'Hello world' را آزمودیم.

یادگیری پایتون برای هر رشته تحصیلی و حوزه کاری لازم است. اگر پس از مطالعه این مطلب به یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون علاقه‌مند شدید و برای شروع به برنامه نویس شدن، به دنبال نقشه راه برنامه نویسی و یادگیری پایتون مقدماتی بودید، می‌توانید از سایر مطالب مرتبط در مجله و سایت فرادرس برای ادامه مسیر آموزشی خود استفاده کنید.