دليلك عن لغة البرمجة بايثون ولماذا يجب أن تتعلمها وكيف

من أهم لغات البرمجة التي تدخل في برمجة الذكاء الاصطناعي, هي لغة البرمجة بايثون, حيث ارتبط اسم الذكاء الاصطناعي بهذه اللغة ارتباطا وثيقا, وباتت من أشهر لغات البرمجة في هذا المجال. 

تعد لغة البرمجة بايثون من أحدث لغات البرمجة, وقد اكتسبت شهرة واسعة بسبب سهولة تعلمها واستخدامها, لذلك فهي تعتبر خيارا مناسبا إذا أردت أن تبدأ بتعلم البرمجة حتى لو لم يكن لديك أي خبرة فيها ستجد تعلمها سهل, من الأمور الأخرى المشجعة على تعلمها هو وجود المجتمعات النشطة والمتعاونة التي تحيط بها والتي تضم أشخاص ذوي خبرة عالية في اللغة, حيث يمكنهم مساعدتك والإجابة على استفسارتك حولها بكل يسر وسهولة. 

في ظل تطور الذكاء الاصطناعي بشكل كبير وسريع و أسرع مما مضى, تزداد الحاجة كل يوم الى وجود المبرمجين وبالأخص ممن يعرفون لغة البرمجة بايثون, فهي تعتبر من أهم المهارات التي يمكن أن يكتسبها أي شخص بغض النظر عن خلفيته العلمية, فهي أداة قوية تمتاز بالبساطة والقدرة على التعامل مع مجموعة واسعة من التطبيقات والمجالات, مثل تطوير تطبيقات الويب والهواتف المحمولة وتحليل البيانات وعلوم البيانات وتطوير الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة وغيرها. 

لكن يبقى السؤال لماذا تحظى بايثون بهذه الشعبية وما الذي يميزها عن غيرها من لغات البرمجة؟ وما استخداماتها في مجال الذكاء الاصطناعي, ولماذا يجب أن تتعلمها, إجابات هذه الأسئلة ستجدها في هذا المقال فاحرص على قراءته حتى النهاية.  

مفهوم وتاريخ لغة البرمجة بايثون

البرمجة بشكل عام هي كتابة أوامر أو تعليمات للحاسوب لينفذها بترتيب معين, وتحدد هذه التعليمات الإجراءات التي يمكن أو لا يمكن للحاسوب اتخاذها, يؤدي تنفيذ هذه الأوامر الى نتيجة ما مثلا إجراء عملية حسابية بسيطة أو طباعة كلمة ما في أبسط الحالات. 

بايثون هي لغة برمجة تعتبر حديثة نوعا ما تستخدم على نطاق واسع, لغة برمجة موجهة نحو الكائنات Object Oriented أي تركز على التعامل مع الكائنات مما يسمح بتنظيم الكود في هياكل مرتبة وسهلة الفهم تسمى كائنات, والكائن هو شيء يحتوي على بيانات ( المتغيرات والثوابت). [1]

  تعد لغة برمجة عالية المستوى, أي  توفر مجموعة واسعة من الميزات والأدوات التي تجعل عملية البرمجة أكثر سهولة وفعالية دون الحاجة إلى التفاصيل الدقيقة,  وتتيح هذه اللغة للمبرمجين التركيز على المنطق والتصميم بدلا من الانشغال بالتفاصيل التقنية الصغيرة.

كما أنها لغة مفسرة, أي لا حاجة الى ترجمتها الى لغة آلية قبل تنفيذ البرنامج, ولهذا فهي تعد سريعة التنفيذ حيث يتم كتابة سطور الكود وتشغيلها مباشرة ورؤية النتائج على الفور, لغة بايثون متعددة الاستخدامات ولها تطبيقات عديدة في مجالات مختلفة. 

تعود لغة البرمجة بايثون الى عام 1991, والصادم أن لغة بايثون هي نتاج عمل واختراع شخص واحد فقط ويدعى جيدو فان رسوم Guido van Rossum, جاء اسم بايثون من سلسلة مسرحيات كوميدية تلفزيونية قديمة. 

يتم تطوير لغات البرمجة عادة من قبل شركات كبيرة بالتعاون مع عدد من الخبراء والمختصين في البرمجة, إلا بايثون فقد اخترعها شخص واحد, ولكن ما وصلت إليه بايثون اليوم لم تكن بجهود جيدو وحده, فقد عمل على تطويرها من بعده آلاف المبرمجين والأشخاص. 

ما مميزات لغة البرمجة بايثون؟ 

أبرز الخصائص التي تتميز بها بايثون عن غيرها من لغات البرمجة والتي جعلتها الأنسب لتطبيقات الذكاء الاصطناعي , ما يلي: [2]

• سهولة التعلم

بناء جمل الكود في البايثون سهل وبسيط ويشبه بدرجة كبيرة اللغة الإنجليزية, بالإضافة الى عدم وجود الرموز الصعبة التي تجعل كتابة الكود امرا معقدا, مثل الفاصلة المنقوطة أو الأقواس بل يتم تحديد بنية الكود باستخدام المسافات, هذا يجعل الكود مرتبا وسهل القراءة, هذا ما يجعلها الخيار الأنسب للمبتدئين في مجال البرمجة. 

• مفتوحة المصدر ومجانية 

بايثون متاحة بشكل مجاني تماما للجميع, من خلال موقعها الإلكتروني www.python.org , مفتوحة المصدر تعني أن الشخص يمكنه الحصول على الشفرة المصدرية الخاصة بها بحرية وبدون دفع أي تكلفة, يتيح هذا النهج للمطورين الوصول إلى الشفرة المصدرية للبايثون والتعديل عليها وتخصيصها وفقا لاحتياجاتهم الخاصة.

• لغة معبرة

لغة سهلة الفهم ويمكن التعبير عن أداء المهام المعقدة بحمل بسيطة وواضحة بسطور قليلة جدا في الكود. 

• لغة متعددة المنصات

تعمل بايثون بكفاءة على أنظمة تشغيل متنوعة مثل Windows, MacOS, Linux و UNIX, ليس هذا فحسب بل يمكن تشغيل الكود نفسه عبر عدة منصات, أي إذا كتبت كود بايثون واحد لنظام التشغيل ويندوز فإنه يمكنك تشغيل الكود نفسه على نظام تشغيل آخر دون كتابته مرة أخرى. 

• دعم برمجة الواجهات الرسومية GUI 

تدعم إنشاء وتطوير واجهة مستخدم رسومية-هي الجزء الذي يتفاعل فيه المستخدم مع البرنامج أو التطبيق عبر عناصر مرئية مثل الأزرار والنصوص والصور والقوائم وغيرها- من خلال استخدام عدد من المكتبات, مثل: [3]

PyQt5 و PyQt4: هاتان المكتبتان توفران واجهات لبرمجة واجهات مستخدم رسومية باستخدام Qt، وهو إطار عمل لتطوير تطبيقات السطح المكتبي والتي تدعم العديد من المنصات. PyQt5 هي الإصدار الأحدث والأكثر شيوعا من بينهم.

wxPython: هذه المكتبة توفر واجهات لبرمجة واجهات مستخدم رسومية باستخدام wxWidgets، وهو مجموعة أدوات لبرمجة تطبيقات متعددة المنصات.

Tkinter: هذه المكتبة مدمجة مع Python وتوفر واجهات لبرمجة واجهات مستخدم رسومية باستخدام Tk، وهي مجموعة أدوات لإنشاء واجهات مستخدم بسيطة. 

• تخصيص الذاكرة أثناء التشغيل 

في بايثون، يتم التعامل مع المتغيرات بشكل ديناميكي، مما يعني أنه لا يلزم تحديد نوع البيانات الذي سيتم تخزينه في المتغير قبل استخدامه, عندما نقوم بتعيين قيمة لمتغير معين، يتم تخصيص الذاكرة تلقائيا لهذا المتغير أثناء تشغيل البرنامج, فمثلا يكفي كتابة X=5 إذا أردنا تعيين قيمة المتغير X بخمسة. 

• التكامل مع لغات أخرى

يمكن استخدام لغة البرمجة بايثون بسهولة مع لغات البرمجة الأخرى المشهورة مثل Java و C و C++, أي يمكن دمج استخدام بايثون مع هذه اللغات الأخرى في المشاريع بشكل مرن وفعال, وبالتالي  بإمكان المبرمجين الاستفادة من مزايا كل لغة برمجة والتفاعل معها في نفس الوقت، مما يتيح لهم تطوير تطبيقات معقدة وقوية باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات والموارد المتاحة.

• توفر العديد من المكتبات

توفر بايثون عددا من المكتبات – وهي مجموعة من الوظائف والأدوات التي يمكن للمطورين استخدامها لتنفيذ مجموعة متنوعة من المهام بشكل أسهل وأسرع وتكون مدمجة مع اللغة – لمجالات مختلفة مثل التعلم الآلي وتطوير الويب, مثلا: 

• مكتبات TensorFlow و Pandas و NumPy و Keras و PyTorch مخصصة للتعلم الآلي
• أما مكتبات Django و Flask و Pyramids  خاصة بتطوير الويب 

قد يهمك: ما الفرق بين Keras و Tensorflow: أيهما أفضل؟ 

ما دور لغة البرمجة بايثون في الذكاء الاصطناعي 

تكمن أهمية بايثون في الذكاء الاصطناعي على المكتبات المختلفة التي توفرها والتي تقدم أدوات عديدة تسهل بناء وتطوير أنظمة الذكاء الاصطناعي. 

أحد فروع الذكاء الاصطناعي التي تعتمد على بايثون هو علم البيانات, تتفوق بايثون في التعامل مع البيانات وتصويرها بطريقة فعالة وسلسة وتحليلها, من خلال مكتبات مثل NumPy وMatplotlib وPandas. 

يتيح هذا للمطورين إجراء عمليات متقدمة على البيانات تناسب احتياجاتهم, كما تتيح لهم معرفة الأنماط في البيانات وبالتالي تحسين تصميم نماذج الذكاء الاصطناعي. [4]

دور مهم آخر لبياثون في علم البيانات ألا وهو تحضير البيانات وتنظيفها بسهولة وفعالية وهما خطوتان أساسيتان في بناء نماذج الذكاء الاصطناعي وهذا يساعدهم في بناء نماذج دقيقة وفعالة.

أما فيما يخص التعلم الآلي, فهي تستخدم في تطبيقات مثل تصنيف الصور والتعرف عليها, من خلال تطوير نظم التصنيف الآلي للصور والتعرف على الأشياء والوجوه، باستخدام تقنيات مثل شبكات العصبية العميقة Deep Learning ومكتبات مثل TensorFlow و Keras. 

بالنسبة لمعالجة اللغة الطبيعية فبايثون تعتبر خيارا مناسبا لبناء أنظمة معالجة اللغة الطبيعية, بسبب توفر العديد مجموعة واسعة من المكتبات مفتوحة المصدر, تحتوي على أدوات خاصة لتقييم النصوص ومعالجتها, من أشهر هذه المكتبات: spaCy و Natural Language Toolkit NLTK و مكتبة Sci-kit-learn . 

تتميز بايثون كذلك بقدرته على التعامل مع السلاسل النصية حيث تسهل على المطورين مهمة تقسيم الجمل الى كلمات فردية أو تقسيم النص الى فقرات وذلك بكل سهولة وفعالية. [5]

أما في مجال الروبوتات الذكية و الأتمتة تستخدم بايثون في تطوير برمجيات للروبوتات الذكية والأنظمة الآلية المتقدمة التي تعتمد على التعلم الآلي لاتخاذ القرارات والتفاعل مع البيئة.

لماذا يجب أن تتعلمها ؟  

قرأت جملة تقول: "بايثون هو الهدية التي لا تنتهي. كلما فهمت بايثون أكثر, كلما استطعت أن تفعل المزيد في القرن الواحد والعشرين. ببساطة كهذه."

اعتقد أن معنى الجملة واضح, فهي تؤكد على أهمية لغة بايثون ودورها الفعال في تطوير وبناء أنظمة وتطبيقات مختلفة. 

من الأسباب الرئيسية التي تجعلك تتعلم بايثون, هي: [6]

• سهولة تعلمها

ذكرنا سابقا ولا زلنا نركز على هذه النقطة ألا وهي سهولة تعلم هذه اللغة, لأنها تتميز بتشابهها مع اللغة الإنجليزية والتي تجعل بناء جمل الكود سهل وواضح حيث يتم التركيز بشكل أساسي على الهدف الذي تريد تحقيقه باستخدام الكود بدلا من التركيز على تفاصيل اللغة البرمجية نفسها, أي أن الأولوية في البايثون تكون للوصول إلى النتيجة المطلوبة بطريقة فعالة وسلسة، دون الحاجة إلى التعمق في تعقيدات اللغة البرمجية.

كما يمكن إتقان بايثون بسرعة وخلال فترة قصيرة. 

• اللغة الشهيرة في علم البيانات

تعد بايثون لغة البرمجة المفضلة لدى علماء البيانات, لأن استخدام البيانات في مجالات عدة مثل تكنولوجيا المعلومات وتطوير البرمجيات والتسويق, دفع الحاجة الى لغة بايثون بفضل دورها الفعال في معالجة البيانات وتصورها خصوصا في ظل وجود مكتبات مثل Pandas و NumPy كما وضحنا سابقا. كما أن الطلب على مهارات بايثون ازداد بشكل كبير في سوق العمل، و من فوائد تعلم بايثون هو انتقال  مهارات البرمجة بشكل مباشر إلى تطوير مهارات التحليل البياني لدى الأفراد.

• زيادة الطلب عليها

يزداد الطلب على البايثون يوما بعد يوم, ليس هذا فحسب فراتب مهندسي البايثون يكون أعلى مقارنة مع الآخرين, وذلك بسبب قدرة مبرمجين البايثون على تطوير تطبيقات معقدة والعمل مع تحليل البيانات والمساهمة في التقنيات الرائدة مثل الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة, هذا الأمر دفع الحاجة الى بايثون في مجالات عديدة مثل القطاع المالي والصحي والتكنولوجي وغيرها, يتوقع أن يزداد الطلب على بايثون أكثر فأكثر فاحرص على تعلمها لعلك تحصل على فرص لا تعوض, وخصوصا في ظل تهديد الذكاء الاصطناعي لعدد من الوظائف التي قد تترك العديد من البشر دون وظائف. 

• إطار للاختبار

بايثون تعد أداة ممتازة لاختبار والتحقق من المنتجات والأفكار للشركات المنشأة، حيث تتوفر بها العديد من الأطر الجاهزة للاختبار والتي تساعد في التصحيح السريع وسير العمل السلس, من هذه الأدوات  Selenium و Splinter التي تسهل عملية الاختبار، بالإضافة إلى دعم Python لاختبار التطبيقات عبر مختلف المنصات والمتصفحات باستخدام أطر عمل مثل PyTest وRobot framework

• كومبيوتر جرافيك

البايثون ليست مقيدة بحجم المشروع أو نوعه، فهي تستخدم بشكل واسع في المشاريع الصغيرة والكبيرة على حد سواء، سواء كانت عبر الإنترنت أو دون اتصال, حيث يمكن استخدامها بسهولة في تطوير تطبيقات واجهة المستخدم الرسومية باستخدام مكتبة Tkinter  التي تسهل عملية البناء والتطوير بشكل سريع. 

ولا تقتصر استخدامات البايثون على ذلك، بل تتجاوزها إلى مجال تطوير الألعاب، حيث يمكن كتابة الألعاب وتشغيلها باستخدام وحدة pygame، ويمكن تشغيل هذه الألعاب على مختلف أنظمة التشغيل بما في ذلك أجهزة الأندرويد.

كيف تتعلم بايثون؟ 

بعد معرفة كل هذه المعلومات عن بايثون, يجب أن تتخذ قرارا حاسما لتعلمها, وسأخبرك عن أفضل طريقة لذلك. 

تقدم شركة شاي دورة تدريبية عن البايثون تغطي جميع الأساسيات التي تحتاجها بالإضافة الى المفاهيم والمهارات التي تجعلك محترفا في البايثون كما أنها ستضعك على الطريق الصحيح في حال رغبت في تعلم تحليل البيانات, انضم الى الدورة التدريبية من خلال الرابط الآتي: 

دورة تدريبية في أساسيات البايثون من شاي

الخاتمة

تعد بايثون لغة برمجة سهلة وحديثة, و بفضل سهولة التعلم وتوافر المكتبات الغنية أصبحت لغة بايثون لغة برمجة مثالية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي, فمن مميزاتها قدرتها على بناء واجهات المستخدم الرسومية بسهولة باستخدام Tkinter، وكذلك تطوير الألعاب باستخدام pygame. 

كما أنها مفتوحة المصدر ومجانية تماما، وتوفر دعما لبرمجة الواجهات الرسومية وتخصيص الذاكرة أثناء التشغيل.

 بالإضافة إلى ذلك، تدعم Python التكامل مع لغات أخرى وتوفر العديد من المكتبات لمجالات متعددة مثل علم البيانات والتعلم الآلي ومعالجة اللغة الطبيعية, بفضل هذه الخصائص، تعتبر Python الخيار الأمثل لمطوري الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته المتنوعة.

كما أنها تعتبر من أهم المهارات التي يجب أن تتعلمها, لأن الطلب عليها يزداد كل يوم وبرواتب مجزية, تعلم لغة بايثون الآن من خلال الانضمام الى الدورة التدريبية الخاصة بها من خلال الرابط: دورة تدريبية في أساسيات البايثون من شاي

المصادر

1. Python® – the language of today and tomorrow.
2. Python Features - javatpoint
3. أفضل 10 مكتبات بايثون لواجهة المستخدم الرسومية
4. What Is Python for Machine Learning? (Definition, Uses) | Built In
5. Python for Natural Language Processing and Text Analysis
6. 12 Reasons Why You Should Learn Python (2023) (geeksforgeeks.org)