کتابخانه های پایتون چیست – معرفی کتابخانه های مهم پایتون

 شاید از علل محبوبیت برنامه نویسیبرنامه نویسی کامپیوتر چیست و چطور می توانید یک برنامه نویس موفق شوید؟در عصر فعلی برنامه‌نویسی یکی از پرطرفدارترین شغل‌های دنیاست، دغدغه‌‌ای افرادی که می‌خواهند در مسیر برنامه‌نویس شدن قدم بردارند این است که نمی‌دانند از کجا باید شروع کنند، در این صفحه هر آن چه برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس حرفه ای نیاز دارید در اختیارتان قرار گرفته است با پایتون، کتابخانه‌های متنوع آن باشد که در این مقاله قصد داریم به آنها بپردازیم و برخی از کتابخانه های پایتون را بیشتر بررسی کنیم.

کتابخانه در پایتون به چه معناست؟

کتابخانه در پایتون مجموعه‌ای از ماژول (Module)ها یا پکیج (Package)های مرتبط است. ماژول‌ها و پکیج‌ها هم خود مجموعه‌ای از کدهای ذخیره‌شده هستند که دیگران آنها را نوشته‌اند و برنامه نویس می‌تواند بنا به کاربرد آنها و نیاز خودش، از آنها استفاده کند. ماژول و کتابخانه در پایتون کارکرد بسیار مهمی دارند و کدهای مرتبط را یکجا گرد هم می‌آورند. ماژول‌های پایتون را معمولا در قالب فایلی با فرمت py. ذخیره می‌کنند.

در ادامه برخی از کتابخانه های مهم پایتون را بررسی می‌کنیم.

کتابخانه های مهم پایتون

پایتون از کتابخانه های متنوعی برخوردار است، اما شاید مهترین کتابخانه های پایتون را در حوزه علم داده توسعه داده باشند. برخی از کتابخانه های عالی پایتون برای مبتدیان عبارتند از:

• کتابخانه Random در پایتون: برای تولید اعداد تصادفی بهره می‌گیریم.
• کتابخانه Math در پایتون: نماینده بسیاری از توابع مهم ریاضی مثل سینوس (sin)، کسینوس (cos)، جذر اعداد (sqrt) و... است.
• کتابخانه Datetime در پایتون: از این کتابخانه پایتون برای کار کردن با تاریخ و ساعت استفاده می‌کنیم.
• کتابخانه Pandas در پایتون: را برای دستکاری داده ها توسعه داده‌اند، زیرا به کاربر اجازه خوانش و تغییر داده ها را می‌دهد.
• کتابخانه NumPy در پایتون:عملکرد خوبی در محاسبات سریع دارد. Pandas برای برخی از محاسبات خود در واقع از NumPy بهره می‌گیرد.
• کتابخانه Scikit-Learn در پایتون: در زمینه یادگیری ماشین کاربرد زیادی دارد و حاوی تمام الگوریتم های لازم برای پیاده‌سازی رگرسیون، طبقه‌بندی و یادگیری بدون نظارت است.
• کتابخانه Matplotlib و Seaborn در پایتون: برای مصورسازی داده ها استفاده می‌کنند و هر دو در این راستا کارآمد هستند.

دوره برنامه نویسی پایتون

پایتون (Python) یا پایتان یک زبان برنامه نویسی چند منظوره و سطح بالاست که بطور بسیار گسترده ای مورد استفاده برنامه نویسان و غیر برنامه نویسان قرار می‌گیرد. پایتون در سال های اخیر به یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی در جهان تبدیل شده است.

مشاهده و خرید

چه چیزهایی در این دوره یاد می‌گیرید

دستورات کنترلی

ذخیره‌سازی و داده ساختارها

ذخیره‌سازی و داده ساختارها

حلقه‌ها

توابع در پایتون

مدیریت خطاها در پایتون

کار با فایل‌ها

شی گرایی

برنامه نویسی موازی و تردها

نمونه فیلم‌هایی از جلسات برنامه نویسی پایتون

چرا باید پایتون را یاد بگیریم؟

چه چیز هایی را قرار است در این دوره یاد بگیریم؟ و مروری بر تاریخچه پایتون

نصب پایتون اجرا کردن اولین خط کد

آماده سازی ویرایشگر VS Code آشنایی با سینتکس پایتون

آماده سازی مینی کندا + توابع پرینت و ماژول math

معرفی عملگرها و چرایی نیاز به کنترل جریان در برنامه نویسی

مفهوم داده ساختارها در پایتون

آشنایی با دیکشنری ها

آشنایی با حلقه ها

معرفی کلی توابع با مثال های متنوع

خطاها چی هستند؟

نحوه کار کردن با فایل و خواندن آن در مودهای مختلف

تاریخچه برنامه‌‎ نویسی

مفهوم شی‌گرایی

معرفی فرآیند Process - تفاوت فرآیند و برنامه

مرور کلی مباحث و حل یک تمرین پیرامون اعداد اول

مهمترین کتابخانه های پایتون برای علم داده

در ادامه چون کتابخانه های پایتون در زمینه علم داده بیشتر از همه موارد شهرت یافته‌اند، مهمترین آنها یعنی NumPy و Pandas را بیشتر بررسی می‌کنیم.

NumPy و تسریع فرایندهای مبتنی بر آرایه

NumPy را اساسا برای کار با آرایه (Array)ها نوشته‌اند. آرایه‌ها را اغلب در علم داده استفاده می‌کنند، یعنی جایی که سرعت و منابع بسیار پراهمیت است. البته NumPy توابعی هم برای کار در حوزه جبر خطی، تبدیل فوریه و ماتریس‌ها دارد. NumPy را Travis Oliphant در سال 2005 ایجاد کرد که پروژه‌ای است و می‌توان آزادانه از آن بهره برد. NumPy مخفف Numerical Python است. هدف از NumPy، حصول شی مبتنی بر آرایه است که تا 50 برابر سریعتر از لیست (List)های سنتی پایتون باشد. شی آرایه در NumPy را به نام ndarray می‌شناسند. این کتابخانه از توابع زیادی پشتیبانی می‌کند که کار با ndarray را بسیار آسان می‌سازد.

تسهیل تجزیه و‌ تحلیل داده با Pandas

Pandas یکی از کتابخانه های پایتون برای تجزیه و‌ تحلیل داده های متن باز (Open Source)اوپن سورس یا متن باز چیست؟ اوپن سورس به چه معناست؟اوپن سورس یا متن باز چیست؟ این صفحه عالی به بررسی این موارد و همچنین تاریخچه نرم افزار متن باز و نحوه به کارگیری متن باز در توسعه نرم افزار پرداخته است است و به ما این امکان را می‌دهد که داده های بزرگ را تجزیه و‌ تحلیل و بر اساس تئوری‌های آماری نتیجه‌گیری کنیم. با استفاده از Pandas می‌توان مجموعه داده‌های نامرتب را تمیز و آنها را خوانا و مرتبط کرد. مثلا یکی از کارایی‌های مهم Pandas در این است که می‌تواند ردیف داده های نامرتبط یا خالی (null) را حذف و پاکسازی داده ها را تسهیل کند.

کتابخانه TensorFlow در پایتون

کتابخانه TensorFlow را گوگل با همکاری Brain Team توسعه داد. اگر در زمینه یادگیری ماشینیادگیری ماشین چیست و چرا مهم است؟ - Machine learning (ML)تعریف یادگیری ماشین : ماشین لرنینگ (Machine Learning یا به اختصار ML) باعث می‌شود که خود ماشین‌ها با آنالیز داده ها امکان یادگیری و پیشرفت داشته باشند مطالعاتی داشته‌اید، قطعاً نام TensorFlow به گوشتان خورده است. این پروژه متن باز کار با شبکه های عصبیشبکه عصبی یا شبکه عصبی مصنوعی (nueral network) چیست؟این مقاله عالی به معرفی شبکه عصبی یا شبکه عصبی مصنوعی (nueral network) پرداخته، همچنین الگوریتم شبکه عصبی، انواع و کاربرد و تاریخچه شبکه های عصبی بررسی شده و تانسورها را راحت‌تر و داده ها را در ماتریس‌های n-بعدی ذخیره و پردازش می‌گذارد.

کتابخانه SciPy در پایتون

SciPy کتابخانه‌ای برای یادگیری ماشین، مخصوص مهندسان نرم افزار و توسعه‌دهندگان است و ماژول‌های جامعی برای بهینه‌سازی، جبر خطی، انتگرال و آمار دارد. بنابراین روشن است که بیشترین کاربردش در زمینه ریاضیات و معادلات مربوط به آن باشد. ساختمان داده اصلی SciPy مبتنی بر آرایه‌های NumPy است.

کتابخانه PyTorch در پایتون

PyTorch را در اصل Meta AI توسعه داد و در حال حاضر، پروژه‌ای متن باز و بخشی از بنیاد لینوکس است. این کتابخانه پایتون در حوزه‌های بینایی ماشینبینایی کامپیوتر و کاربردهای آن چیست و چگونه کار می‌کند؟کامپیوتر ویژن یا بینائی کامپیوتر، در ارتباط با مدلسازی و تقلید از حس بینایی انسانی از طریق استفاده از نرم‌افزار یا سخت‌افزار دیجیتالی می‌باشد. در این صفحه بینایی ماشین را بصورت کامل بررسی شده است. (Computer Vision) و پردازش زبان طبیعی (Natural Language Processing) کاربرد زیادی دارد و در این زمینه محبوب است.

کتابخانه Theano در پایتون

این کتابخانه را در اصل برای یادگیری ماشین توسعه داده‌اند، چراکه از پس محاسبات عددی، بهینه‌سازی و محاسبات مبتنی بر ماتریکس به‌خوبی برمی‌آید، بنابراین برای ساخت مدل‌های یادگیری عمیقیادگیری عمیق چیست؟ معرفی کامل یادگیری عمیق به زبان سادهاین مقاله به سوالات رو به رو پاسخ داده : یادگیری عمیق چیست و چگونه کار می‌کند؟ آیا یادگیری عمیق همان شبکه عصبی است؟ تفاوت یادگیری عمیق با یادگیری ماشین چیست؟ و به‌کارگیری الگوریتم‌های پیچیده شبکه عصبی، کتابخانه مناسبی است. Theano و NumPy می‌توانند مکمل یکدیگر باشند، ضمن اینکه قدرت پردازش Theano را می‌توان از GPU گرفت، در نتیجه سرعت محاسبات داده های سنگین را تا 140 برابر افزایش می‌دهد.

نمونه فیلم‌های دوره‌های مهارتی

کتابخانه Keras در پایتون

Keras، کتابخانه‌ای متن باز (Open Source)اوپن سورس یا متن باز چیست؟ اوپن سورس به چه معناست؟اوپن سورس یا متن باز چیست؟ این صفحه عالی به بررسی این موارد و همچنین تاریخچه نرم افزار متن باز و نحوه به کارگیری متن باز در توسعه نرم افزار پرداخته است در پایتونزبان برنامه نویسی پایتون چیست؟ – نحوه شروع و دلایل محبوبیتزبان برنامه نویسی پایتون (Python) چیست؟ این مقاله عالی به بررسی دلایل محبوبیت پایتون، موارد استفاده از پایتون و نحوه شروع به برنامه نویسی پایتون پرداخته و هدفش تسهیل کار با شبکه های عصبیشبکه عصبی یا شبکه عصبی مصنوعی (nueral network) چیست؟این مقاله عالی به معرفی شبکه عصبی یا شبکه عصبی مصنوعی (nueral network) پرداخته، همچنین الگوریتم شبکه عصبی، انواع و کاربرد و تاریخچه شبکه های عصبی بررسی شده در مدل‌های مرتبط با یادگیری ماشینیادگیری ماشین چیست و چرا مهم است؟ - Machine learning (ML)تعریف یادگیری ماشین : ماشین لرنینگ (Machine Learning یا به اختصار ML) باعث می‌شود که خود ماشین‌ها با آنالیز داده ها امکان یادگیری و پیشرفت داشته باشند و یادگیری عمیق است. این کتابخانه می‌تواند عملیاتش را مبتنی بر Theano و TensorFlow انجام دهد، بنابراین ایجاد و پردازش شبکه‌های عصبی را با کد زدن کمتری به‌دست می‌دهد. CPU و GPU، هر دو می‌توانند پردازش عملیات Keras را در دست بگیرند، ضمناً گستره انواع داده‌ها در Keras بسیار زیاد است.

دوره‌های مهارتی رشته کامپیوتر

جمع بندی

طبقه‌بندی و گردآوری بخش‌های مختلف کد و برنامه در برنامه نویسی امر مهمی است که به‌واسطه ماژول‌ها، پکیج‌ها و کتابخانه‌ها انجام می‌شود. پایتون هم به‌عنوان یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسیمعرفی محبوب ترین زبان های برنامه نویسی ۲۰۲۳این صفحه فوق العاده به معرفی محبوب ترین زبان های برنامه نویسی ۲۰۲۳ پرداخته. همچنین در هر یک از این زبان‌ها به معرفی بهترین پلتفرم آن، فریم ورک های برتر آن و بهترین کتابخانه های آن پرداخته دنیای امروز، از کتابخانه‌های مختلفی بهره می‌برد که در زمینه‌های مختلف به کمک‌مان می‌آیند و بار زیادی از دوش‌مان برمی‌دارند. در این مطلب کوشیدیم به کلیات کتابخانه های پایتون بپردازیم و برخی از مهمترین آنها را شرح دهیم. 

مطالب مرتبط

همه مقالات

رشته برنامه نویسی چیست

سیستم عامل اندرويد چیست؟ هر آنچه باید درمورد Android بدانید

تفاوت برنامه نویس و توسعه دهنده چیست؟

برنامه نویسی خودآموز ⚡️ یادگیری خودآموز برنامه نویسی