پایتون و تعدادی از کاربردهای آن

شاید شما هم شنیده باشید که پایتون (python) یک از محبوب­ ترین زبان­‌های برنامه­‌نویسی است. این زبان برنامه­‌نویسی تفسیر شده، شی­‌گرا و پویاست. ساختارهای داده سطح بالای آن، همراه با پویایی این زبان باعث افزایش کاربرد آن شده است. دستورهای ساده و آسان بودن یادگیری زبان باعث می­‌شود هزینه­‌های افرادی که از این زبان استفاده می­‌کنند، کاهش یابد. 

پایتون یک کتابخانه­‌ی استاندارد دارد که منبع مهمی از کدهاست و برای همه در دسترس است. شغل‌­های دانشمند داده، مهندس نرم­‌افزار و توسعه‌­دهنده وب از مشاغلی است که از این زبان برنامه­‌نویسی استفاده می­‌کنند. پایتون از سیستم عامل­‌های چند پلتفرمی پشتیبانی می­‌کند که باعث آسان شدن  ساخت نرم­افزار­های کاربردی می­‌شود. از نرم­‌افزارهای کاربردی ساخته شده با پایتون می­‌‎توان به یوتیوب (YouTube) و دراپ باکس (DropBox) اشاره کرد.

در ادامه به برخی از کاربردهای این زبان پرطرف دار و همه کاره اشاره خواهیم کرد:

1. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با پایتون

از آن جایی که پایتون یک زبان برنامه‌­نویسی پایدار، انعطاف پذیر و ساده است، برای انجام بسیاری از پروژه‌­ها از آن استفاده می­‌شود. یکی از زبان­‌های پرکاربرد برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (Artificial intelligence and machine learning) و مورد علاقه­‌ی دانشمندان داده است. بسیاری از کتابخانه­‌ها و بسته‌­های یادگیری این زبان در دسترس هستند. 

یادگیری ماشین، حوزه‌­ای از علم کامپیوتر است که سیستم‌­هایی با قابلیت یادگیری می‌­سازد. این سیستم‌­ها از الگوریتم­‌هایی استفاده می­‌کنند که به طور مداوم داده‌­ها را وارد می­‌کنند تا سیستم آن را یاد بگیرد و بتواند از آموخته‌­های خود، جهت تحلیل داده‌­ها، استفاده کند. با این روش، سیستم یاد می­‌گیرد که چگونه و کاملا مستقل، بر اساس داده‌­های قبلی، به سوالات جدید پاسخ مناسبی دهد. 

2. تجزیه و تحلیل داده­‌ها با پایتون

تجزیه و تحلیل داده (Data analysis) از جمله حرفه‌­های در حال رشد و  شبیه به هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است. هنگامی که فردی داده‌­ها را جمع‌­آوری می­‌کند به افرادی نیاز دارد که این داده­‌ها را سازماندهی و تغییراتی در آن ایجاد کنند. استفاده از پایتون برای تجزیه و تحلیل، کاملا منطقی است. سرعت بالای پایتون باعث آسان­‌تر و سریع­‌تر شدن تجزیه و تحلیل می‌­شود. هنگامی که داده‌­های زیادی در اختیار فرد است، پایتون از بروز عملیات تکراری جلوگیری می­‌کند.

3. ترسیم داده‌­ها با پایتون

ترسیم داده ها (Data Visualization) از زمینه­‌های محبوب برنامه­‌نویسان است. پایتون علاوه بر انعطاف­‌پذیری و دارا بودن کتابخانه­‌های متنوع، کتابخانه­‌های گرافیکی را با ویژگی­‌های مختلف ارائه می­‌دهد. این کتابخانه‌­ها می­‌توانند نیازهای گرافیکی افراد را تامین و داده‌­ها را معنا کنند.

4. توسعه‌­ی وب با پایتون

پایتون، یک انتخاب عالی برای توسعه­‌ی وب (Web development) است. چرا که چارچوب­‌های متنوعی دارد، مانند جنگو (Django)، فلسک (Flask). از نرم‌­افزارهایی که از این چارچوب­‌ها استفاده­ کرده‌­اند می­توان به موزیلا (Mozilla)، ردیت (Reddit) و اسپاتیفای (Spotify) اشاره کرد. با وجود کتابخانه‌­ها و ماژول­‌های گسترده‌­ی پایتون، دسترسی به پایگاه داده و مدیریت محتوا آسان­‌تر شده است. 

استفاده از پایتون در حوزه­‌ی Back-end نیز رایج است. Back-end بخشی است که تمام عملکردهای برنامه را تامین می­‌کند، کدها و دستورهایی است که افراد آن را نمی­‌بینند و عملکرد سایت یا اپلیکیشن را مشخص می­‌کند. برنامه را از سمت سرور مدیریت می­‌کند و هنگامی که کاربر درخواستی می­‌دهد، با تمام پایگاه‌­های داده ارتباط برقرار می­‌کند. 

5. توسعه‌­ی بازی‌ با پایتون

اگرچه پایتون از استانداردهای صنعتی در توسعه‌­ی بازی فاصله دارد، اما کاربرد دارد. ایجاد بازی­‌های ساده با استفاده از زبان برنامه­‌نویسی امکان­٬پذیر است. بنابراین پایتون می­تواند انتخاب مناسبی برای ساخت یک نمونه‌­ی اولیه باشد.

6. اتوماسیون یا اسکریپت­‌نویسی با پایتون

اگر برنامه­‌نویس متوجه شود کاری را بارها و بارها تکرار می‌­کند، می‌­تواند با استفاده از پایتون آن را کارآمد کند. نوشتن کدی که برای ساخت این فرایند خودکار استفاده می‌­شود، اسکریپت­‌نویسی است. در دنیای برنامه‌­نویسی اتوماسیون می­‌تواند برای بررسی خطاها در چند فایل، تبدیل فایل­‌ها، محاسبات ریاضی ساده و حذف موارد تکراری استفاده شود.

7. کاربرد پایتون در علوم پزشکی

پایتون در حوزه­‌ی پزشکی (Medical Sciences) نیز کاربردهای بی‌­نظیری دارد. ترکیب پزشکی و فناوری برای تشخیص دقیق بیماری‌­ها و درمان­ آن­ها می­‌تواند نتایج خوبی به همراه آورد.

نمونه‌­هایی از کاربرد پایتون در پزشکی

• انجام تشخیص­‌های بالینی بر اساس سوابق و علائم پزشکی بیمار
• تجزیه و تحلیل داده‌­های پزشکی
• ساخت مدل‌­های محاسباتی برای سرعت بخشیدن به روند ساخت داروهای جدید

8. کاربرد پایتون در زیست­ شناسی

پایتون کاربردهای شگفت‌­انگیزی در دنیای زیست­‌شناسی (Biology) و ژنتیک و DNA دارد. این کاربرد شامل پردازش توالی­‌های مدل­‌سازی ساختارهای بیوشیمیایی است.

9. استفاده از پایتون در وسایل نقلیه‌­ی خودران

از پایتون می­‌توان برای برنامه‌­ریزی نرم­افزارهایی استفاده کرد که خودروهای خودران (Self-driving Vehicles) را کنترل می­‌کنند. این خودروها به دید کامپیوتری نیاز دارند تا ببینند کجا در حرکت­اند و مسیر خود و هرچه را که در اطرافشان است تشخیص دهند.

10. استفاده از پایتون در زندگی روزمره

پایتون فقط مخصوص برنامه‌­نویسان و دانشمندان داده نیست. یادگیری این زبان می­‌تواند فرصت­‌های جدیدی برای کسانی که مشاغل مختلفی دارند به وجود آورد. پایتون به افرادی که شغلشان برنامه­‌نویسی نیست کمک می­‌کند زندگی ساده‌­تری داشته باشند. از کارهایی که با پایتون انجام می­‌شوند می­‌توان موارد زیر را نام برد:

• به روز رسانی لیست مواد غذایی
• پر کردن فرم­های آنلاین
• تغییر نام تعداد زیادی از فایل‌­ها

برخی کتابخانه­‌های پایتون و کاربردهای آن

1. پایتون برای تجزیه و تحلیل داده‌­ها

• Numpy: کتابخانه­‌ای برای انجام محاسبات علمی است. تقریبا همه­‌ی دانشمندان علم داده (data science) از این کتابخانه استفاده می­‌کنند.
• Pandas: ابزاری برای تجزیه و تحلیل داده‌­ها­ است و قدرتمند، آسان و منعطف است.

2. پایتون برای ترسیم داده‌­ها

• Matplotlib: کتابخانه­‌ای جامع برای ترسیم داده­‌ها به صورت ثابت، متحرک و تعاملی در پایتون است.
• Seaborn: کتابخانه­‌ای برای ترسیم داده در پایتون و بر اساس Matplotlib است.
• Ggplot: به گفته وب­سایت رسمیِ این کتابخانه، شما داده‌­ها را وارد می­‌کنید و ggplot با استفاده از آن­ها تصاویر را با جزئیات رسم می­‌کند.
• Bokeh: کتابخانه‌­ای ترسیمی و تعاملی است که برای مرورگرهای مدرن وب استفاده می­‌شود.
• Pandas: این کتابخانه نیز برای ترسیم داده‌­ها استفاده می‌­شود.