در این مقاله برخی از کاربردهای مهم پایتون در توسعه برنامه‌های کاربردی را بررسی می‌کنیم. به بیان دقیق‌تر پس از مطالعه این مقاله متوجه می‌شوید که اگر پایتون یاد بگیرید قادر به انجام چه کارهایی خواهید بود.

پشتیبانی از برنامه‌نویسی پویا، ساختارهای داده‌ای از پیش ساخته شده، کتابخانه‌ها و چارچوب‌های قدرتمند، پشتیبانی توسط طیف گسترده‌ای از توسعه‌دهندگان در قالب انجمن‌های اینترنتی تنها برخی از ویژگی‌هایی هستند که پایتون را به زبان جذابی برای توسعه سریع برنامه‌های کاربردی تبدیل کرده‌اند.

در این مقاله موضوعات زیر را بررسی می‌کنیم:

  • توضیحی کوتاهی در مورد پایتون
  • کاربردهای پایتون
  • توسه وب
  • توسعه بازی‌ها
  • یادگیری ماشین و هوش مصنوعی
  • مجازی‌سازی داده‌ها و علم داده‌ها
  • ساخت برنامه‌های دسکتاپی مبتنی بر رابط گرافیکی
  • طراحی برنامه‌هایی که برای واکشی اطلاعات از صفحات از آن‌ها استفاده می‌شوند
  • ساخت برنامه‌های ویدیویی و صوتی
  • برنامه‌های سه بعدی (CAD)
  • برنامه‌های توکار تعبیه شده در تجهیزات اینترنت اشیا

مؤسسه دانش‌بنیان دانش و فناوری بامداد ارائه می‌کند:

برنامه‌نویسی پایتون

بوتکمپ برنامه‌نویسی پایتون با رویکرد یادگیری عمیق در بینایی ماشین

مقدمه‌ای بر پایتون

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی رایگان است که به دلیل ترکیب نحوی خاصی که دارد یادگیری آن ساده است. پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا، پویا و تفسیر شده است. قابلیت‌های فوق فرآیند اشکال‌زدایی و کشف خطاها را ساده می‌کند و اجازه می‌دهد نمونه‌های اولیه برنامه‌های کاربردی با سرعت بیشتری ساخته شوند.

پایتون در سال ۱۹۸۹ توسط گویدو خوان راسوم با تاکید بر این موضوع که کدهای یک برنامه کاربردی باید خوانا، کوتاه و ساده باشند طراحی شد. اصل خوانایی باعث شده تا پایتون در ساخت برنامه‌های کاربردی پیچیده عملکرد خوبی داشته باشد.

۱۰ کاربرد پایتون

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی چندسکویی است، به این معنا که امکان به‌کارگیری آن در سیستم‌عامل‌های مختلف فراهم است. بنابراین کاربران هر سیستم‌عاملی این شانس را دارند تا روی پلتفرم محبوب خود از پایتون استفاده کنند. شاید بد نباشد که بدانید برخی سرویس‌ها و برنامه‌های کاربردی در مقیاس جهانی نظیر یوتیوب، دراپ‌باکس و نمونه‌های مشابه از پایتون برای بهبود عملکردهای خود استفاده می‌کنند.

        ۱. توسعه وب

توسعه‌دهندگان می‌توانند از پایتون برای ساخت برنامه‌های وب‌محور استفاده کنند. به بیان دقیق‌تر، پایتون به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد در مدت زمان کوتاهی برنامه‌های وب را ایجاد کنند، چرا؟ دلیل آن وجود چارچوب‌هایی است که پایتون برای ساخت این مدل برنامه‌ها در اختیار دارد.

چارچوب‌ها و کتابخانه‌های ارائه شده برای پایتون به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد با سهولت بیشتری کدنویسی بک‌اند را انجام داده و بدون مشکلی خاصی از پروتکل‌های پر کاربرد دنیای وب نظیر HTTPS ، FTP ، SSL و غیره استفاده کنند و حتی به پردازش JSON ، XML ، E-Mail و دیگر بپردازند.

در این‌جا لازم است به این موضوع اشاره کنیم که دنیای برنامه‌نویسی وب از دو بخش فرانت‌اند و بک‌اند (و بخش‌های دیگر نظیر تجربه کاربری، رابط کاربری و…) تشکیل شده است. فرانت‌اند به نمای ظاهری برنامه‌ها و سایت‌ها اشاره دارد که کاربر با آن در ارتباط است و بک‌اند به شالوده و زیربنای سایت اشاره دارد. به‌طور مثال، زمانی که قصد دارید اطلاعات درون یک صفحه یا برنامه را مشاهده کنید یا درخواست اطلاعاتی را دارید، درخواست شما به محاوره‌های قابل فهم برای بانک‌های اطلاعاتی تبدیل می‌شود و نتیجه نشان داده می‌شود.

به بیان دقیق‌تر، کاری که یک توسعه‌دهنده بک‌اند انجام می‌دهد آماده‌سازی زیرساخت‌ها و برقراری ارتباط مولفه‌هایی است که در پشت صحنه کار می‌کنند. از مهم‌ترین و شناخته شده‌ترین چارچوب‌های ارائه شده در این زمینه باید به جنگو (Django)، فلسک (Flask) و پای‌رامید (Pyramid) اشاره کرد.

چرا در زمان طراحی باید از یک چارچوب استفاده کرد؟ چارچوب‌ها با هدف ساده‌سازی برنامه‌های کاربردی و ارائه طیف گسترده‌ای از قابلیت‌ها در اختیار توسعه‌دهندگان قرار دارند. در این حالت توسعه‌دهندگان برای انجام برخی کارها نیازی به کدنویسی ندارند، زیرا کدها در قالب توابعی که درون کلاس‌ها قرار دارند در دسترس برنامه‌نویسان قرار دارند.

با این‌حال، چارچوب‌ها به دلیل امنیت، گسترش‌پذیری و سهولت استفاده به کار گرفته می‌شوند.

مؤسسه دانش‌بنیان دانش و فناوری بامداد ارائه می‌کند:

پایتون نوجوان

پایتون برای نوجوانان

دوره آموزشی برنامه نویسی پایتون ویژه نوجوانان(حضوری)

  1. توسعه بازی‌ها

از پایتون در توسعه بازی‌های تعاملی نیز استفاده می‌شود. امروزه، کتابخانه‌هایی مانند PySoy در دسترس توسعه‌دهندگان قرار دارند که مجهز به یک موتور بازی‌ساز سه بعدی هستند و از پایتون نسخه 3 پشتیبانی می‌کنند.

کتابخانه قدرتمند دیگر ارائه شده در این ز مینه PyGame است که قابلیت‌های منحصر به فردی برای توسعه بازی‌ها ارائه می‌کنند. بازی‌هایی نظیرCivilization-IV ، Disney’s Toontown Online ، Vega Strike و غیره با استفاده از پایتون ساخته شده‌اند.

  1. یادگیری ماشین و هوش مصنوعی

یادگیری ماشین و هوش مصنوعی از داغ‌ترین مباحث روز دنیای فناوری هستند، زیرا به متخصصان دنیای فناوری اجازه می‌دهند به سراغ مشاغل منحصر به فرد و پول‌ساز بروند. در یادگیری ماشین و هوش مصنوعی سعی بر این است که به کامپیوترها آموزش داده شود بر مبنای تجربیات قبلی که برخواسته از داده‌های ذخیره شده در بانک‌های اطلاعاتی هستند نکات جدیدی بیاموزند و برخی کارها را بدون نیاز به راهنمایی انسان‌ها انجام دهند.

برای دستیابی به چنین قابلیتی باید الگوریتم‌هایی ایجاد کنیم که به کامپیوترها اجازه دهند نکات جدید بیاموزند. چه زبان برنامه‌نویسی در این زمینه بهترین انتخاب است؟ بدون تردید پاسخ پایتون است به دلیل این‌که توسط طیف بسیار گسترده‌ای از چارچوب‌ها و کتابخانه‌ها نظیر Pandas ، Scikit-Learn ، NumPy و نمونه‌های دیگر پشتیبانی می‌شود.

چگونه از پایتون در این زمینه استفاده کنیم؟ پاسخ ساده است. باید درباره الگوریتم‌هایی که قصد پیاده‌سازی آن‌ها را دارید نکاتی را بیاموزید، از کتابخانه‌های ارائه شده در این زمینه استفاده کنید و راه‌حل خود را  برای حل مشکل ارائه کنید.

شاید تعجب کنید، اما توسعه‌دهندگان بر مبنای این الگو برنامه‌های هوشمند را طراحی می‌کنند. با این‌حال، اگر می‌خواهید کمی پیشرفته‌تر عمل کنید، این شانس را دارید تا الگوریتم‌ها را خودتان پیاده‌سازی کنید،

در ادامه بر مبنای الگوریتمی که نوشته‌اید کدنویسی کنید و خروجی کدهای خود را با نمونه‌های مشابه مقایسه کنید تا ببنید کدامیک راندمان بهتری دارند.

  1. علم داده و مصورسازی داده‌ها

داده‌ها ارزشی معادل پول نقد دارند، بنابراین اگر بدانید که چگونه می‌توانید اطلاعات موردنیاز شرکت‌ها را استخراج کنید، اطلاعاتی که اجازه می‌دهند ریسک‌ها را محاسبه کرده و سود شرکت را افزایش دهید، بازار کار خوبی خواهید داشت.

علم داده‌ها (Data Science) به چگونگی دریافت و پردازش داده‌ها اشاره دارد. به‌طوری که داده‌ها به اطلاعات و سپس به بینش قابل استفاده در کاربردهای تجاری تبدیل شوند. برای این منظور باید داده‌ها را پیدا کنید، عملیاتی نظیر پالایش روی آن‌ها انجام دهید تا داده‌های زائد حذف شوند و در نهایت اطلاعات مورد نیاز را استخراج کنید.

کتابخانه‌هایی مانند Pandas ، NumPy در استخراج اطلاعات کمک فراوانی به شما می‌کنند. دومین کاربرد مهم در این زمینه مصورسازی داده‌ها (ارائه یک نمایش گرافیکی قابل فهم از داده‌ها) است. کتابخانه‌هایی نظیر Matplotlib ، Seaborn که در رسم نمودارها و موارد دیگر مفید هستند، کمک فراوانی در مصور‌سازی داده‌ها می‌کنند.
در این زمینه پایتون و زبان برنامه‌نویسی آر بهترین گزینه‌های در دسترس هستند.

  1. طراحی برنامه‌های گرافیکی دسکتاپی

ما از پایتون برای ساخت برنامه‌های دسکتاپی استفاده می‌کنیم. کتابخانه Tkinter این قابلیت را فراهم می‌کند که رابط‌های کاربردی قدرتمندی برای برنامه کاربردی خود پیاده‌سازی کنید. ابزارهای مفید دیگری نیز در این زمینه وجود دارند که از آن جمله باید به Kivy ، PYQT  و wxWidgets اشاره کرد که می‌توانند برای ساخت برنامه‌های کاربردی در سیستم‌عامل‌های مختلف استفاده شوند.

می‌توانید کار خود را با ساخت برنامه‌های ساده مانند ماشین حساب شروع کنید و در ادامه به سراغ برنامه‌های محاسباتی پیچیده‌تر بروید.

  1. طراحی برنامه‌های خزنده در وب

یکی از اصطلاحات نسبتا عجیب دنیای وب برای تازه‌کارها، خزیدن (Crawling) است. در دنیای وب اصطلاحاتی نظیر خزیدن و روبات‌های عنکبوتی معنای خاص خود را دارند. خزیدن در وب به فرآیندی اشاره دارد که موتورهای جست‌وجو برای شاخص‌گذاری سایت‌ها از آن استفاده می‌کنند.

در این زمینه، روبا‌ت‌های عنکبوتی به موتورهای جست‌وجو در این فرآیند کمک می‌کند. هنگامی که قصد دارید حجم زیادی از داده‌ها را از وب‌سایت‌ها دریافت کنید پایتون شبیه به یک ناجی به کمک‌تان می‌آید و اجازه می‌دهد بر مبنای سنجه‌های مختلفی اطلاعات موردنیاز از وب‌سایت‌ها را استخراج کنید.

پایتون یک BeautifulSoup دارد که برای واکشی اطلاعات در دسترس توسعه‌دهندگان قرار دارد.

  1. برنامه‌های تجاری

برنامه‌های تجاری متفاوت از برنامه‌های رایجی هستند که از آن‌ها استفاده می‌کنیم. برنامه‌های تجاری در کاربردهای خاصی نظیر تجارت الکترونیکی، ERP و موارد این چنینی استفاده می‌شوند. سازمان‌های بزرگ به برنامه‌هایی گسترش‌پذیر، قابل توسعه و با کدهایی با قابلیت خوانایی زیاد نیاز دارد که پایتون تمامی این ویژگی‌ها را ارائه می‌کند.

بسترهای نرم‌افزاری مانند Tryton برای توسعه یک چنین برنامه‌های تجاری در دسترس هستند. در حالی که بسیاری از توسعه‌دهندگان از جاوا برای ساخت برنامه‌های سازمانی و تجاری استفاده می‌کنند، با این‌حال پایتون به دلیل ترکیب نحوی ساده‌ای که ارائه می‌کند مزیت قابل توجهی در این زمینه دارد.

 

  1. برنامه‌های صوتی و تصویری

ما از پایتون برای توسعه برنامه‌هایی استفاده می‌کنیم که قادر به انجام کارهای مختلفی هستند و علاوه بر این می‌توانند در حوزه چندرسانه‌ای نیز استفاده شوند. برنامه‌های صوتی و تصویری نظیرTimPlayer ، Cplay با استفاده از کتابخانه‌های پایتون توسعه یافته‌اند.

  1. برنامه‌های CAD

طراحی به کمک کامپیوتر کاملاً چالش‌برانگیز است، زیرا باید در زمان انجام کارها به فاکتورهای مختلفی دقت کرد. اشیا و چگونگی نمایش آن‌ها تنها بخش کوچکی از این چالش‌ها هستند. با این‌حال، پایتون به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا برنامه‌های گرافیکی را با سهولت بیشتری نسبت به سایر زبان‌های برنامه‌نویسی پیاده‌سازی کنند. از مهم‌ترین برنامه‌های ساخته شده به زبان پایتون در این زمینه باید به Fandango اشاره کرد.

  1. برنامه‌های جاسازی شده (توکار)

در حالی که زبان برنامه‌نویسی سی اصلی‌ترین گزینه در زمینه ساخت برنامه‌های توکار (برنامه‌هایی که در قالب میان‌افزار درون تجهیزات قرار می‌گیرند) است، با این‌حال، پایتون انتخاب بهتری در این زمینه است، زیرا ترکیب نحوی پایتون به مراتب ساده‌تر از سی است و برنامه‌نویس را درگیر موضوعات مختلفی نظیر مدیریت پیچیده حافظه نمی‌کند. رویکرد فوق به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های سطح بالایی را برای دستگاه‌های کوچک محاسباتی نظیر تجهیزات اینترنت اشیا پیاده‌سازی کنند.

به‌طور مثال، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های کاربردی نوشته شده به زبان پایتون را روی بردهای مینیاتوری نظیر رزبری‌پای (Raspberry Pi) پیاده‌سازی کنند. بد نیست بدانید که بردهای رزبری‌پای به اندازه‌ای پیشرفته شده‌اند که امکان انجام محاسبات سطح بالا با استفاده از آن‌ها فراهم است. به‌طور مثال، شما می‌توانید یک برد رزبرپای را به گونه‌ای آماده کنید که شبیه به یک کامپیوتر برای دانلود فایل از اینترنت استفاده شود.

پیشنهاد این مقاله: بازار کار هوش مصنوعی– چه طور به متخصص هوش مصنوعی بدل شویم؟

مؤسسه دانش‌بنیان دانش و فناوری بامداد ارائه می‌کند:

بوتکمپ برنامه نویسی دات نت

کلام آخر

ما از پایتون برای ساخت برنامه‌های متنوعی استفاده می‌کنیم. فارغ از این‌که در چه زمینه‌ای مشغول به کار هستید، یادگیری پایتون ارزش افزوده زیادی برای شما به همراه می‌آورد. امیدوارم با مطالعه این مقاله و آن‌چه پایتون را از سایر زبان‌های برنامه‌نویسی متمایز می‌کند، شناخت اولیه‌ای از این زبان به دست آورده باشید.