با زبان برنامه نویسی پایتون چه کارهایی می‌توان انجام داد (بخش دوم)؟

در شماره قبل با برخی از قابلیت‌های قدرتمندی که زبان پایتون به دنیای برنامه‌نویسی افزوده آشنا شدیم. در این بخش قصد داریم، کاربردهای پایتون در دنیای واقعی را بررسی کنیم. کاربردهایی که باعث شده‌اند بازار کار این زبان برنامه‌نویسی داغ باشد و افراد مسلط به این زبان برنامه‌نویسی درآمد خوبی داشته باشند.

پیشنهاد مقاله: با زبان برنامه نویسی پایتون چه کارهایی می‌توان انجام داد (بخش اول)؟

پایتون در توسعه بازی‌های کامپیوتری چه نقشی دارد؟

در شرایطی که زبان‌های برنامه‌نویسی قدرتمندی مثل سی‌پلاس‌پلاس و سی‌شارپ در زمینه ساخت بازی‌های کامپیوتری و استفاده از موتورهای بازی‌سازی مثل یونیتی استاد هستند، اما پایتون نیز به‌واسطه پشتیبانی توسط طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌های کاربردی در این زمینه دست‌وپا بسته نیست. کتابخانه‌های ارائه شده برای پایتون در زمینه ساخت بازی‌های تعاملی عملکرد خوبی دارند.

به‌طور مثال، کتابخانه‌های پای‌سوی (PySoy) که یک موتور بازی سه‌بعدی است که از پایتون 3 پشتیبانی می‌کند و پای‌گیم (PyGame) از گزینه‌های مطرح در این زمینه هستند. فارغ از توسعه بازی، طراحان بازی می‌توانند از پایتون برای توسعه ابزارهایی استفاده کنند که انجام فعالیت‌های خاصی را ضمن بازی‌سازی برای آن‌ها ساده می‌کند. از جمله این موارد باید به ابزارهای طراحی سطح یا ساخت درخت دیالوگ‌ها و ابزارهایی اشاره کرد که برای صادر (Export) کردن این وظایف در فرمت‌های قابل استفاده برای موتورهای بازی محبوب کاربرد دارند.

کاربرد پایتون در توسعه وب چیست؟

یکی از مطرح‌ترین کاربردهای پایتون که این روزها در بازار ایران به شدت مورد توجه قرار دارد توسعه وب با استفاده از زبان پایتون است. آمارها نشان می‌دهند پایتون، در سال‌های گذشته به شکل گسترده‌ای برای توسعه وب به کار گرفته شده است. امروزه توسعه‌دهندگان مسلط به زبان پایتون می‌توانند از جنگو (Django) برای ساخت برنامه‌های حرفه‌ای وب استفاده کنند. جنگو یکی از محبوب‌ترین چارچوب‌های توسعه نرم‌افزار برای وب است که تاکید زیادی بر سادگی و عملکرد ساخت‌یافته کدها دارد. با این‌حال، جنگو تنها چارچوبی نیست که برای این منظور طراحی شده است.

پایتون را چارچوب‌های وب قدرتمند دیگری مثل پیرامید (Pyramid)، فلسک (Flask) و باتل (Bottle) به‌همراه سامانه‌های مدیریت محتوا مثل پلون (Plone) و جنگو سی‌ام اس (Django CMS) پشتیبانی می‌کنند. این چارچوب‌های وب همراه با کتابخانه‌ها و ماژول‌های استانداردی ارائه می‌شوند که وظایفی مانند مدیریت محتوا، تعاملات پایگاه داده و تعامل با پروتکل‌های اینترنتی مانند IMAP ،FTP ،JSON ،XML ،SMTP ،HTTP و POP را ساده‌سازی می‌کنند. یکی از مهم‌ترین نکاتی که باعث شده پایتون در زمینه توسعه وب به شدت مورد توجه قرار گیرد، امنیت بالا، گسترش‌پذیری و منعطف بودن چارچوب‌هایی است که برای توسعه وب ارائه شده‌اند.

کاربرد پایتون در برنامه‌های کنسول چیست؟

برنامه‌های کنسول، نوع خاصی از برنامه‌های کاربردی هستند که فاقد رابط گرافیکی هستند و تنها از رابط‌های متنی در آن‌ها استفاده شده است. به‌طور مثال، کاربر برای تعامل با این برنامه‌ها باید دستورات را تایپ کنید. شاید تعجب کنید که چرا هنگامی که برنامه‌هایی با رابط کاربری گرافیکی در اختیار دارند برنامه‌نویسان باید چنین برنامه‌هایی را بنویسند.

برنامه‌های خط فرمان، برخی از آسیب‌پذیری‌های رایج را ندارند و حجم کمی دارند، سرعت اجرای آن‌ها زیاد است و برعکس آن چیزی که برخی تصور می‌کنند برای متخصصان کاربردی هستند. به‌طور مثال، بیشتر کارشناسان شبکه ترجیح می‌دهند از دستورات متنی به‌جای رابط کاربری گرافیکی برای تسریع در اجرای کارها استفاده کنند. رابط خط فرمان یونیکس (Unix) و سیستم‌عامل داس (DOS) از بارز‌ترین محیط‌هایی هستند که کاملا مبتنی بر خط فرمان بودند.

پیشنهاد مقاله: چگونه یک برنامه ماشین حساب در پایتون ایجاد کنیم؟

کاربرد پایتون در اتوماسیون چیست؟

اتوماسیون قلب تپنده فناوری‌های امروزی است و تقریبا همه شرکت‌ها و متخصصان به‌دنبال اتوماسیون یا همان خودکارسازی هستند. علاوه بر این، گاهی اوقات، کارهایی باید انجام شوند که نوشتن یک برنامه اختصاصی برای آن‌ها توجیه اقتصادی ندارد. در چنین شرایطی، متخصصان و برنامه‌نویسان به‌سراغ اسکریپت‌نویسی (Scripting) می‌روند. پایتون به توسعه‌دهندگان امکان نوشتن اسکریپت‌هایی سفارشی برای خودکارسازی فرآیندها را می‌دهد تا بتوانند کارها را در مدت زمان کوتاه‌تری انجام دهند. به‌طور مثال، خودکارسازی فعالیت‌های تکرار شونده مانند ارسال ایمیل‌ها و پیام‌های صوتی، سازمان‌دهی فایل‌ها و پوشه‌ها، اجرای برنامه‌ها، پر کردن فرم‌ها و دیگر موارد از طریق اسکریپت‌نویسی قابل انجام است. پایتون و جاوااسکریپت به ‌عنوان زبان‌های اسکریپت‌نویسی عالی هستند و قابلیت‌های گسترده‌ای در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهند.

کاربرد پایتون در توسعه زبان‌های برنامه‌نویسی چیست؟

در طول سال‌های گذشته، پارادایم برنامه‌نویسی پایتون و معماری آن الهام‌بخش طراحی و توسعه بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی بوده است، به‌طوری که ‌امروزه زبان‌هایی مثل سی‌شارپ نیز سعی دارند ویژگی‌های کاربردی را به‌ ساده‌ترین شکل در اختیار برنامه‌نیوسان قرار دهند. از مهم‌ترین زبان‌هایی که در طراحی و توسعه آن‌ها از زبان برنامه‌نویسی پایتون الهام گرفته شده باید به زبان‌های بو (Boo)، کافی‌اسکریپت (CoffeeScript)، کبرا (Cobra) و اوکمل (Ocaml) اشاره کرد. اگر ترکیب نحوی این زبان‌ها را مشاهده کنید، وجه اشتراک زیادی را میان آن‌ها و پایتون به ویژه در ارتباط با مدل شی، ترکیب نحوی و دندانه‌گذاری مشاهده می‌کنید.

کاربرد پایتون در سیستم‌عامل‌ها چیست؟

پایتون را باید برگ برنده سیستم‌عامل‌هایی مثل مک و توزیع‌های مختلف لینوکسی دانست. با این‌حال در برخی از توزیع‌های محبوب لینوکسی از پایتون استفاده شده است. به‌طور مثال، نصاب Ubiquity اوبونتو و نصاب آناکوندا فدورا و ردهت انترپرایز (Redhat Enterprise) به زبان پایتون نوشته شده‌اند. جالب آن‌که توزیع لینوکس جنتو (Gentoo) نیز از سیستم مدیریت بسته Python Portage استفاده می‌کند. به‌طور معمول، پایتون در تعامل با زبان برنامه‌نویسی C برای طراحی و توسعه سیستم‌های عامل استفاده می‌شود.

کاربرد پایتون در دنیای اینترنت اشیا چیست؟

امروزه همه‌جا صحبت از اینترنت اشیا (Internet of Things) است و تمامی صنایع به سرعت در حال حرکت به سمت این صنعت هستند. اینترنت اشیا به مجموعه دستگاه‌هایی اشاره دارد که مجهز به حس‌گرهای هوشمندی هستند که توانایی تعامل با یکدیگر را دارند و در تعامل با محیطی که در آن نصب می‌شوند داده‌هایی را تولید می‌کنند که پردازش این داده‌ها، اطلاعات ارزشمندی در اختیار مصرف‌کنندگان یا تولیدکنندگان می‌دهد. زبان برنامه‌نویسی پایتون در این حوزه نیز عملکرد درخشانی دارد.

پایتون در توسعه اندروید و موبایل چه کاربردی دارد؟

پایتون یک زبانه همه‌منظوره است، به این معنا که امکان ساخت برنامه‌های مختلف با استفاده از این زبان وجود دارد. بنابراین امکان استفاده از آن در دنیای موبایل نیز وجود دارد. برای این منظور کتابخانه‌های قدرتمندی در اختیار توسعه‌دهندگان قرار داد که از آن جمله باید بهBeeWare اشاره کرد که مجموعه‌ای از ابزارها برای ساخت رابط‌های کاربری محلی ارائه می‌کند. Chaquopy  یک افزونه برای سامانه‌های مبتنی بر گریدل (Gradle) اندروید استودیو (Android Studio) است. Chaquopy به برنامه‌نویس اجازه می‌دهد تا آزادانه، جاوا و پایتون را برای پروژه‌های خود به خدمت بگیرد. با رابط برنامه‌نویسی کاربردی پایتون، می‌توان برنامه‌ای را ‌ه طور جزئی یا کامل به زبان برنامه‌نویسی پایتون نوشت. Kivy یک جعبه ابزار رابط کاربری مبتنی بر OpenGL که امکان استفاده از آن روی سیستم‌عامل‌های مختلف وجود دارد. برنامه‌های کاربردی Kivy را می‌توان روی اندروید یا هر دستگاهی با OpenGL ES 2.0 اجرا کرد

Pyqtdeploy  ابزار دیگری است که برای استقرار برنامه‌های PyQt استفاده می‌شود. کتابخانه مذکور از استقرار برنامه‌ها روی پلتفرم‌های دسکتاپ (لینوکس، ویندوز و OS X) و پلتفرم‌های موبایل (iOS و اندروید) پشتیبانی می‌کند.

QPython یک موتور اسکریپت است که برنامه‌های پایتون را روی دستگاه‌های اندرویدی اجرا می‌کند. این موتور اسکریپت‌نویسی می‌تواند به توسعه‌دهندگان در توسعه برنامه‌های کاربردی اندرویدی کمک کند. QPython شامل یک کیت توسعه کامل می‌شود که به کاربر برای توسعه برنامه‌ها با موبایل و با کنسول پایتون متداول کمک می‌کند.

SL4A به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اسکریپت‌های پایتون را روی سیستم‌عامل اندروید با استفاده از لایه اسکریپت‌نویسی برای اندروید (Scripting Layer For Android) در تعامل با مفسر پایتون برای اندروید (Python Interpreter for Android) اجرا کنند. SL4A از زبان‌های برنامه‌نویسی زیادی مثل پایتون پشتیبانی می‌کنند. SL4A به توسعه‌دهندگان اجازه ویرایش و اجرای اسکریپت‌ها و اجرای مفسران تعاملی به‌طور مستقیم روی دستگاه‌های اندرویدی به اندروید را می‌دهد. علاوه بر این، Termux  نیز در دسترس است که یک شبیه‌ساز ترمینال اندروید و لینوکس است که به‌طور مستقیم و بدون نیاز به کاربر ریشه یا راه‌اندازی خاصی، کار می‌کند.

کاربرد پایتون در حوزه مالی چیست؟

توسعه‌دهندگان می‌توانند از پایتون در حوزه‌های مالی، مدیریت ریسک (Risk Management) و رمزارزها (Cryptocurrencies) استفاده کنند. پایتون یکی از گزینه‌های محبوب نزد شرکت‌های مالی است.  سادگی و استحکام مدل‌سازی، پایتون را به گزینه خوبی نزد پژوهشگران، تحلیلگران و معامله‌گران تبدیل کرده است. امروزه شرکت‌های فعال در حوزه مالی مثل استرایپ (Stripe)، رابین‌هود (Robinhood) و زاپا (Zapa) از پایتون در ارتباط با امور مالی استفاده می‌کنند.

پایتون در برنامه‌های کاربردی صوتی و تصویری چه کاربردی دارد؟

بد نیست بدانید برنامه‌های کاربردی محبوبی مثل (Spotify) با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون توسعه پیدا کرده‌اند. برای این منظور کتابخانه‌های قدرتمندی مثل اپن‌سی‌وی (OpenCV) و پای‌داب (PyDub) در اختیار توسعه‌دهندگان پایتون قرار دارند تا بتوانند برنامه‌های چندرسانه‌ای را طراحی کنند. قابلیت‌های سطح بالای ارائه شده توسط این کتابخانه‌ها باعث شده تا توسعه‌دهندگان مشکل خاصی از بابت نوشتن این مدل برنامه‌ها نداشته باشند. علاوه بر این، پایتون در زمینه پردازش تصویر نیز عملکرد عالی دارد. توسعه‌دهندگان حرفه‌ای از زبان برنامه‌نویسی پایتون برای ساخت نرم‌افزارهای تصویربرداری دوبُعدی مثل اینک‌اسکیپ (Inkscape)، گیمپ (GIMP)، پینت شاپ پرو (Paint Shop Pro) و اسکرایباس (Scribus) استفاده می‌کنند. علاوه بر این، پایتون در بسته‌های سه‌بعدی زیادی مثل بلندر (Blender)، هودینی (Houdini)، تری‌دیس مکس (3ds Max)، مایا (Maya)، سینما تری‌دی (Cinema 4D) و لایت‌ویو (Lightwave) قابل استفاده است. بنابراین، متخصصان آشنا به مباحث گرافیکی و ساخت اشیا گرافیکی سه‌بعدی که نیازمند اسکریپت‌نویسی برای انجام کار خاصی هستند بدون مشکل قادر به استفاده از پایتون هستند.

پایتون در رابط کاربری گرافیکی دسکتاپ چه کاربردی دارد؟

همان‌گونه که در مقاله قبل اشاره کردیم، ترکیب نحوی پایتون شباهت زیادی به زبان انگلیسی دارد، به این معنا که خوانا است و از معماری ماژولار قدرتمندی بهره می‌برد که امکان اجرای آن روی پلتفرم‌های مختلف را بدون مشکل فراهم می‌کند. ویژگی‌های مذکور در تعامل با ابزارهای غنی پردازش متن باعث شده‌اند تا این زبان برنامه‌نویسی گزینه مناسبی برای ساخت برنامه‌های رابط کاربری گرافیکی دسکتاپی باشد. زبان برنامه‌نویسی پایتون دارای جعبه‌ابزارهای رابط کاربری گرافیکی و چارچوب‌های متعددی است که توسعه برنامه‌های کاربردی دسکتاپ را به فرایندی جذاب تبدیل می‌کنند. در این زمینه کتابخانه‌های قدرتمندی در اختیار توسعه‌دهندگان قرار دارد که از آن جمله باید به پای‌کیوت (PyQt)، پای‌جی‌تی‌کی (PyGtk)، کیوی (Kivy)، تی‌کی‌اینتر (TKinter)، دابلیوایکس‌پایتون (WxPython)، پای‌گای (PyGUI)،  پای‌ساید (PySide) و موارد مشابه اشاره کرد که از بهترین چارچوب‌های وب پایتون هستند که امکان ساخت رابط‌های کاربری گرافیکی قدرتمند را فراهم می‌کنند.

پایتون در زمینه وب پیشرفته چه کاربردی دارد؟

همان‌گونه که اشاره شد پایتون در زمینه برنامه‌نویسی وب عالی است، با این‌حال، پایتون یک زبان برنامه‌نویسی عالی برای استخراج حجم قابل توجهی از داده‌ها از وب‌سایت‌ها و صفحات وب است. امروزه شرکت‌ها از داده‌های منتشر شده در سطح وب برای کارهایی مثل لیست کردن مشاغل، مقایسه قیمت‌ها، تحقیق و توسعه و موارد این چنینی استفاده می‌کنند، با این‌حال، برای دستیابی به چنین داده‌های ارزشمندی به یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند نیاز دارید تا اجازه دهد برنامه‌های کاربردی را برای این منظور بنویسید. از بهترین ابزارهای مبتنی بر پایتون که برای وب اسکرپینگ استفاده می‌شود باید باید به بیتیفول‌ساپ (BeautifulSoup)، مکانیکال‌ساپ (MechanicalSoup)، ال‌ایکس‌ام‌ال (LXML)، پایتون رکوئستش (Python Requests)، سلنیوم (Selenium) و ارلیب (Urllib) اشاره کرد.

کاربرد پایتون در مباحث پیشرفته علمی چیست؟

همان‌گونه که می‌دانید، پایتون عالی‌ترین زبان در تعامل با هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و در کل برنامه‌هایی است که برای کار با داده‌ها، محاسبات عددی و علمی استفاده می‌شوند. پایتون، زیربنایی را برای ساخت این مدل برنامه‌ه آماده می‌کند که در تعامل مستقیم با محاسبات و پردازش‌های داده‌ای علمی هستند. درست است که زبان‌هایی مثل متلب و آر در این زمینه قابلیت‌های خوبی ارائه می‌کنند، اما قابلیت‌های کاربردی پایتون در این زمینه کم نیست. به‌طور مثال، برنامه‌های کاربردی مثل فری‌کد (FreeCAD) که یک برنامه مدل‌سازی سه‌بعدی است و آباکوس (Abaqus) که نرم‌افزاری برای تحلیل به روش اجزا محدود است به زبان پایتون نوشته شده‌اند. از کتابخانه‌های قدرتمندی که برای محاسبات عددی و علمی برای پایتون طراحی شده‌اند باید به سای‌پای (SciPy) که یک کتابخانه عددی علمی قدرتمند است، پانداس (Pandas) که کتابخانه تحلیل داده‌ها است، آی‌پایتون (IPython) که ایده‌آل برای خط فرمان است، نامریک پایتون (Numeric Python) که کتابخانه عددی پایه است و جعبه ابزار پردازش زبان طبیعی (Natural Language Toolkit) که برای تحلیل ریاضی و متنی استفاده می‌شود اشاره کرد

کاربرد پایتون در علم داده و بصری‌سازی داده‌ها چیست؟

در ساده‌ترین تعریف بصری‌سازی به معنای نمایش گرافیکی اطلاعات است. زبان برنامه‌نویسی پایتون را اکوسیستمی قدرتمند از کتابخانه‌های شخص ثالث مثل نام‌پای، سایکیت‌لرن، پانداس و موارد دیگر که برای تحلیل حجم انبوهی از داده‌ها استفاده می‌شوند پشتیبانی می‌کند.

کاربرد پایتون در هوش مصنوعی و یادگیری ماشین چیست؟

همان‌گونه که اشاره شد، پایتون اصلی‌ترین گزینه در ارتباط با ساخت مدل‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است. هنگامی که صحبت از پروژه‌های یادگیری ماشین به میان می‌آید، پایتون اولین انتخاب است. پایتون هر آن چیزی که متخصصان برای برنامه‌نویسی یادگیری ماشین به آن نیاز دارند در اختیارشان قرار می‌دهد. سادگی، یکپارچگی، استقلال پلتفرم و پشتیبانی توسط طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌ها باعث شده تا زبان برنامه‌نویسی پایتون گزینه مناسبی برای توسعه برنامه‌های کاربردی حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین باشد. از مهم‌ترین کتابخانه‌هایی که برای ساخت برنامه‌های یادگیری ماشین در اختیار توسعه‌دهندگان قرار دارد باید به سای‌پای در ارتباط با محاسبات پیشرفته، پانداس در ارتباط با تحلیل داده عمومی، سیبورن (Seaborn) در ارتباط با بصری‌سازی داده‌ها، کرس، تنسورفلو و سایکیت‌لرن در ارتباط با یادگیری ماشین، نام‌پای در ارتباط با محاسبات علمی با کارایی بالا و تحلیل داده و در ادامه NLTK، پای‌تورچ (PyTorch)، کافه (Caffe) که برای ساخت شبکه‌های عصبی استفاده می‌شود و اکورد.نت (Accord.NET) اشاره کرد.

پایتون در ارتباط با برنامه‌های مورد استفاده در سیستم‌های توکار چه کاربردی دارد؟

قبل از تشریح قابلیت‌های پایتون در این زمینه باید به واژه سیستم‌های توکار اشاره کنیم. سیستم‌های توکار اشاره به سخت‌افزارهایی دارند که کاربرد خاصی دارند و قرار نیست در قالب یک محصول سخت‌افزاری بزرگ در دسترس باشند. به بیان دقیق‌تر، این سامانه‌ها در زیرساخت‌ها و تجهیزات استفاده می‌شوند و بنابراین کدنویسی آن‌ها کمی متفاوت از برنامه‌های دیگر است. در شرایطی که سی و سی‌پلا‌س‌پلاس گزینه‌های اصلی در این زمینه هستند، اما پایتون به دلیل سهولت در کدنویسی یک جایگزین ارزشمند در این زمینه به شمار می‌رود. به‌طور مثال، رزبری‌پای (Raspberry) یک سخت‌افزار توکار شناخته به همراه آردینو است که از پایتون برای اجرای محاسبات سطح بالا استفاده می‌کند.

پردازش کاربردهای سطح بالا روی دستگاه‌های توکار با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون کار ساده‌ای است و به همین دلیل است که پایتون در میان توسعه‌دهندگان سیستم‌های توکار محبوب است.

کلام آخر

همان‌گونه که مشاهده کردید، پایتون تقریبا در تمامی حوزه‌های مهم دنیای فناوری حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. به بیان دقیق‌تر، افرادی که روی یادگیری حرفه‌ای پایتون متمرکز شوند، به موقعیت‌های شغلی مختلفی دسترسی خواهند داشت که هر یک دستمزد خوبی عاید آن‌ها می‌کند. ما در این مقاله سعی کردیم برخی از کاربردهای مهم پایتون در حوزه‌های مهم را بررسی کنیم، با این‌حال پایتون در حوزه‌های دیگری مثال صنعت بهداشت و درمان، بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی، صنایع، مهندسی مکانیک، محاسبات عددی، کاربرد پایتون در مهندسی برق، الکترونیک، شبکه، امنیت سایبری، و… نیز کاربرد دارد.

منابع:

https://www.bacancytechnology.com/blog/python-libraries-for-machine-learning

https://www.edureka.co/blog/ethical-hacking-using-python/ 

https://www.oreilly.com/content/algorithmic-trading-in-less-than-100-lines-of-python-code/