برای اینکه در مورد انتخاب بهترین زبان برنامه‌نویسی برای یادگیری، ابتدا نیاز است زمینه فعالیت خود در آینده را مشخص نمایید. زبان‌های برنامه‌نویسی در طیف وسیعی از فعالیت‌ها از جمله حوزه برنامه‌نویسی شبکه، دیتابیس، توسعه وب، توسعه بازی‌های کامپیوتری، تحلیل داده و ... کاربرد دارند. شما برای موفقیت در هر یک از این حوزه‌ها باید زبان برنامه‌نویسی مختص به خودش را یاد بگیرید.
مهم‌ترین نکته‌ای که یک برنامه‌نویس باید بداند آن است که وظیفه اصلی‌اش این است که از رایانه بخواهد دقیقا چه کاری انجام دهد. از آنجایی که یکی از معروف‌ترین، محبوب‌ترین و کاربردی‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی پایتون است در این مقاله به صورت تخصصی به این زبان می‌پردازیم.
فهرست مطالب
معرفی زبان برنامه‌نویسی پایتون Python
زبان‌های مختلف و زیادی در برنامه‌نویسی وجود دارند از جمله C++ ،Java ،Python و .... اما در بین این زبان‌ها باید گزینه‌ای را انتخاب کنیم که ویژگی‌های مدنظر و کارایی مطلوب را داشته باشد. پایتون جزو زبان‌هایی است که در سال‌های اخیر بیشترین کاربرد و آموزش را داشته است. به طور مثال در دانشگاه‌های آمریکا در دروس برنامه‌نویسی، پایتون سهم 70 تا 80 درصدی دارد. در ضمن پایتون در صدر بسیاری از لیست‌های پیشنهادی برای یادگیری زبان برنامه‌نویسی در سال 2025 بوده است.
زبان برنامه‌نویسی پایتون در سال 1989 توسط آقای Guido Van Rossum ابداع شده است. این زبان برنامه‌نویسی پایتون از سال 2012 اوج قابل توجهی گرفت و تا سال 2025 از بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر مانند C++، PHP و Java از نظر توجه افراد و علاقه‌مندی به یادگیری پیشی گرفت. در دوره آموزش پایتون PYTHON مقدماتی مواردی از جمله نصب، ساختارهای داده، کار با فایل، کتابخانه‌ها و کار با دیتابیس‌ها مورد تدریس قرار می‌گیرند.
چرا زبان برنامه‌نویسی پایتون مهم است؟
پایتون یک زبان برنامه‌نویسی شی‌گرا و سطح بالا است که یکی از ساده‌ترین و درعین‌حال کاربردی‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی محسوب می‌شود و به‌طور گسترده در صنعت نرم‌افزار قابل استفاده است. کاربران از پایتون برای برنامه‌نویسی رقابتی، توسعه وب و ایجاد نرم‌افزار استفاده می‌کنند. به‌دلیل سادگی استفاده، برای مبتدیانی که در رشتهٔ مهندسی نرم‌افزار تازه‌وارد هستند توصیه می‌شود. تقاضای پایتون به‌دلیل موارد استفاده گسترده آن در زمینه‌های فناوری مدرن مانند علم داده، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق با سرعت بسیار بالایی در حال رشد است.
در مقاله مهندسی کامپیوتر چیست؟ (گرایش‌ها، بازارکار و درآمد) خواندیم که یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی از جمله پایتون نقش مهمی در ورود به بازار کار دارد. این زبان یک پشتیبانی اجتماعی بزرگ دارد و از نظر کتابخانه غنی است، علاوه بر این دارای انواع فریم‌ورک برای بک‌اند (BackEnd) و فرانت‌اند (FrontEnd) می‌باشد. بنابراین به‌عنوان یک علاقه‌مند به برنامه‌نویسی، قطعا در عصر حاضر با پایتون روبه‌رو خواهید شد، پس باید اصول اولیه پایتون را بدانید تا درک بهتری از آن داشته باشید.
ویژگی‌های کلیدی پایتون
همان‌طور که پیش‌تر نیز اشاره شد، زبان برنامه‌نویسی پایتون دارای ویژگی‌هایی است که در خیلی از مواقع، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای یادگیری و استفاده تبدیل می‌کند. به عبارت دیگر، این ویژگی‌ها باعث شده‌اند که امروزه پایتون به عنوان کاربردی‌ترین زبان برنامه‌نویسی شناخته شده باشد. برای مثال در دوره آموزش علم داده با پایتون Data Science by Python کاربردهای این زبان در تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data) و مصورسازی داده‌ها (Data Visualization) مورد تدریس قرار می‌گیرد.
|
ویژگی‌های کلیدی پایتون |
|
|
سهولت یادگیری، خواندن و نگهداری |
خودکارسازی فرایند‌ها |
|
کتابخانه‌های بسیار گسترده |
بازار کار مناسب |
|
کاربردهای فراوان |
درآمد بالا |
|
چند منظوره بودن |
جامعه کاربری بزرگ و فعال |
کاربردهای پایتون
در جدول بالا خواندیم که کاربردهای فراوان، یکی از ویژگی‌های پایتون محسوب می‌شود. این یکی از مهم‌ترین دلایلی است که باعث محبوبیت این زبان شده است. برای مثال با توجه به اینکه امروزه هوش مصنوعی با سرعت بسیار زیادی در حال پیشرفت است، مفاهیمی مانند پیش‌پردازش داده‌ها، شبکه عصبی و درخت تصمیم از اهمیت بالایی برخوردار شده‌اند. همه این مفاهیم در دوره آموزش یادگیری ماشین با پایتون Machine Learning by Python مورد تدریس قرار می‌گیرند. سایر کاربردهای پایتون نیز عبارتند از:
- توسعه وب (Web development) که در دوره آموزش پایتون PYTHON پیشرفته مورد تدریس قرار می‌گیرد.
- طراحی به کمک رایانه (CAD)
- توسعه دسکتاپ (Desktop development)
- نمونه‌سازی نرم‌افزار (Software prototyping)
چرا پایتون محبوب است؟
زبان برنامه‌نویسی پایتون دارای سطح بالایی است، بنابراین دیگر لازم نیست نگران کارهای پیچیده‌ای مانند مدیریت حافظه، شبیه آنچه در C++ اتفاق می‌افتد باشید. این زبان با همه سیستم‌های عامل سازگار است به این معنا که می‌توانید برنامه‌هایی که با پایتون نوشته شده‌اند را در ویندوز، مک و لینوکس راه‌اندازی کنید. زبان برنامه‌نویسی پایتون انجمن بزرگی دارد، بنابراین هر زمان که مشکلی پیدا کردید، کاربران زیادی وجود دارند که به شما کمک کنند. پایتون اکوسیستم بزرگی از کتابخانه‌ها، چارچوب‌ها و ابزارها را شامل می‌شود، این موضوع علت اصلی کاربردهای متنوع و گسترده پایتون است، در نتیجه که کارهای زیادی را می‌توان با استفاده از پایتون انجام داد. به‌طور خلاصه، Python یک زبان چند منظوره با نحوی ساده، تمیز و مبتدی است. همه این ویژگی‌ها به این معنی است که پایتون زبان برنامه‌نویسی عالی است. به همین دلیل است که زبان برنامه‌نویسی پایتون، چیزی است که کارفرمایان به دنبال آن هستند. بنابراین اگر شما یک برنامه‌نویس حرفه‌ای و یا یک برنامه‌نویس مبتدی باشید، یادگیری پایتون فرصت‌های شغلی زیادی را برای شما ایجاد می‌کند. از این رو زبان برنامه‌نویسی پایتون یکی از زبان‌های محبوب در قیاس با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر است.
در زبان برنامه‌نویسی پایتون کدهای از پیش نوشته‌شده‌ای وجود دارند که برای بسیاری از کاربردهای مختلف مانند ساختار داده‌ها (Data Structure)، الگوریتم‌ها، فرمول‌های ریاضی و توابع مختلف استفاده می‌شوند. بنابراین هنگام کار روی پروژه‌ها، احساس نمی‌کنید که مجبور به اختراع مجدد چرخ هستید و می‌توانید به سادگی از این کتابخانه‌ها استفاده نمایید. این موضوع به بهره‌وری و کارایی کمک بسیار زیادی می‌کند و شما می‌توانید منابع خود را صرف ابتکارهای جدید کنید.
پایتون 3 یا پایتون 2؟
اگر بخواهیم به‌صئورت دقیق به این سوال پاسخ دهیم، ابتدا باید بدانیم که تفاوت‌های عمده‌ای بین این دو نسخه وجود دارد. پایتون 2 نسبت به پایتون 3 قدیمی‌تر است و در گذشته برنامه‌های بسیار زیادی با این نسخه نوشته شده است. بنابراین شما به عنوان یک توسعه‌دهنده باید کدهای پایتون 2 را بخوانید یا در واقع کدهای پایتون 2 مورد نیاز را خودتان بنویسید، اما از سال 2020 پایتون 2 به دلایل فنی بسیار به پایان عمر خود رسید. در واقع اکنون هیچ نسخه جدیدی برای پایتون 2 منتشر نخواهد شد، این موضوع میتواند زمینه‌ساز مشکلات امنیتی بسیار زیادی شود. بنابراین اگر می خواهید که زبان برنامه‌نویسی پایتون را یاد بگیرید، نسخه پایتون 3 را برای یادگیری انتخاب کنید و دیگر به پایتون 2 توجه نکنید، زیرا پایتون 2 تقریبا مرده است.
زمان لازم برای یادگیری پایتون
زمان یادگیری برای زبان برنامه‌نویسی پایتون به عوامل زیادی بستگی دارد. اینکه شما چقدر زمان در روز دارید تا به یادگیری پایتون اختصاص دهید، یا اینکه استعداد شما چقدر است. برای این سوال‌ها، پاسخی وجود ندارد که مناسب همه باشد، در این مقاله سعی شده است پاسخ عملیاتی ارائه شود. اما تخمین کلی و در مورد اینکه چقدر زمان می‌برد تا زبان برنامه‌نویسی پایتون را یاد بگیرید، این است که اگر به زبان برنامه‌نویسی دیگری مسلط هستید و اکنون می‌خواهید یادگیری پایتون ا آغاز نمایید، حداکثر دو هفته تا یک ماه زمان نیاز دارید تا خود را از سطح صفر به سطح یک برسانید. دلیل آن، این است که پایتون بسیار ساده‌تر از زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر است.
اما اگر شما یک مبتدی مطلق هستید و پایتون اولین زبان برنامه‌نویسی شماست، پایتون برای شما بهترین گزینه خواهد بود و به‌طور متوسط برای یادگیری ۳ تا ۶ ماه زمان نیاز دارید. یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی یک‌شبه اتفاق نخواهد افتاد، بنابراین آگاه باشید و برای آن برنامه‌ریزی کنید. چنانچه می‌خواهید به روند آموزش‌تان سرعت بیشتری بدهید، توصیه می‌شود از دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان استفاده کنید. دوره‌های پایتون پارس‌پژوهان این امکان را به شما می‌دهد که از آن به‌صورت هر دو حالت حضوری و آنلاین استفاده کنید.
یادگیری ماشین و یادگیری عمیق با پایتون
امروزه ماشین‌ها در اغلب کسب‌وکارها و صنایع مورد توجه هستند و تصمیم‌هایی که گرفته می‌شود بر اساس پردازش‌ها و نتایج به‌وجود‌آمده از یادگیری ماشین است. یادگیری ماشین (Machine Learning) یک حوزه مطالعاتی است که به ماشین‌ها امکان یادگیری بدون نیاز به برنامه‌نویسی صریح را می‌دهد. به‌عبارتی، یادگیری ماشین کمک می‌کند که رایانه‌ها طبق داده‌های زیاد ورودی چگونه تحلیل کنند. ما در پارس‌پژوهان دوره‌هایی را برگزار می‌کنیم تا به شما کمک کند در حوزه یادگیری ماشین مهارت‌های لازم را کسب کنید.
یادگیری عمیق یا Deep Learning از زیرمجموعه یادگیری ماشین است که هر دوی آن‌ها زیرمجموعه هوش مصنوعی هستند. یادگیری عمیق یعنی استفاده کردن از شبکه عصبی مصنوعی همراه محاسبات مختلف. یادگیری عمیق تکنولوژی اصلی مورد استفاده در ماشین‌های خودران است. مثلا تصور کنید خودروی خودرانی هم‌زمان با شما به چراغ قرمز می‌رسد، یادگیری عمیق مورد استفاده در این خودرو آن را کمک کرده تا با رسیدن به چراغ قرمز، ترمز خودرو فعال شود. در دوره آموزش یادگیری عمیق با پایتون Deep Learning by Python این مفهوم را از سطح پایه تا پیشرفته به‌صورت کاربردی یاد بگیرید.
در یادگیری عمیق با پایتون، از داده‌ها برای آموزش الگوریتم‌ها استفاده می‌شود و یکی از دلایل بهبود این قابلیت در سال‌های اخیر، افزایش میزان داده‌های تولیدی است. حجم این داده‌ها به‌لطف گسترش شبکهٔ اینترنت و ابزارها و پلتفرم‌های ارتباطی، هر روز در حال افزایش است و اخیراً به ۲.۶ کوینتیلیون (۱۰ به توان ۱۸) بایت در روز رسیده است.
یادگیری عمیق علاوه بر داده‌های بیشتر، از افزایش قدرت سخت‌افزارها و توان محاسباتی نیز بهره می‌برد، چرا که امکان حل مسائل پیچیده و دشوار در زمانی کوتاه ممکن شده است. این الگوریتم‌ها حالا می‌توانند مسائل پیچیده را حتی با استفاده از مجموعه‌داده‌های متنوع، غیر ساختاریافته و به هم پیوسته حل کنند. هرچه میزان داده‌های تزریق‌شده به الگوریتم بیشتر باشد، واکنش‌ها انسانی‌تر شده و حتی قابلیت تشخیص علامت توقف پنهان‌شده زیر برف را نیز خواهند داشت.
از دیگر نمونه‌های یادگیری عمیق می‌توان به دستیارهای صوتی تلفن‌های همراه، تلویزیون‌ها، تبلت‌ها اشاره کرد. حوزه یادگیری عمیق در چند سال گذشته خیلی مورد توجه قرار گرفته و در صنایع مختلف بسیار کاربرد دارد، زیرا با آن به موفقیت‌های زیادی که تا قبل از این قادر به رسیدن به آن‌ها نبودند، رسیده‌اند. در یادگیری عمیق، یک مدل رایانه‌ای از مغز انسان در پردازش داده‌ها و تصمیم‌گیری الگوبرداری می‌کند و دارای شبکه‌هایی است که قادر به یادگیری و ارتقای خود هستند.
از سال ۲۰۱۲ تاکنون، تمامی رتبه‌های برتر چالش شناسایی بصری ImageNet، که به جام جهانی بینایی ماشین معروف است، از شبکه‌های عصبی عمیق استفاده کرده‌اند. از سال ۲۰۱۲ به بعد، شرکت‌های بزرگ نرم‌افزاری و سخت‌افزاری مانند Google، Microsoft و NVIDIA نیز بخش مهمی از فعالیت‌های پژوهشی و تجاری خود را به یادگیری عمیق اختصاص داده‌اند.
جمع‌بندی
در این مقاله به چیستی زبان برنامه‌نویسی پایتون و کاربردهای آن در زمینه‌های مختلفی از جمله تحلیل داده، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق پرداختیم. از آنجایی که یادگیری پایتون به دلیل ویژگی‌هایی که بیان شد از تقاضای بسیار بالایی برخوردار است، بهتر است این زبان برنامه‌نویسی را با توجه به پیشینه، اهداف و انتظارات فرا بگیریم و حتما به این نکته توجه داشته باشیم که یادگیری بدون انجام کارهای عملی فایده زیادی نخواهد داشت. امید است با یادگیری صحیح و اصولی پایتون، یک گام به پیشرفت و تکامل نزدیک شویم.
نویسندگان: محمدامین ساروخانی، کارشناس مهندسی کامپیوتر – رضا صفایی، کارشناس مدیریت صنعتی
با تشکر بسیارویژه از گروه پارس پژوهان و پشتیبانان و اساتید گرامی، من از نحوه برخورد پشتیبان و استاد در دوره مقدماتی پایتون بسیار راضی هستم و همچنین بابت تسلط کافی و نحوه بر خورد بسیار خوب استاد با دانش پژوهان بسیار متشکرم.