AI กับ Python - เริ่มต้นใช้งาน

ในบทนี้เราจะเรียนรู้วิธีเริ่มต้นกับ Python นอกจากนี้เรายังจะเข้าใจว่า Python ช่วยสำหรับปัญญาประดิษฐ์ได้อย่างไร

ทำไมต้อง Python สำหรับ AI

ปัญญาประดิษฐ์ถือเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในอนาคต มีแอปพลิเคชั่นจำนวนมากที่สร้างขึ้นแล้ว ด้วยเหตุนี้ บริษัท และนักวิจัยจำนวนมากจึงให้ความสนใจ แต่คำถามหลักที่เกิดขึ้นคือภาษาโปรแกรมเหล่านี้สามารถพัฒนาแอพพลิเคชั่น AI เหล่านี้ได้ในภาษาใด? มีภาษาโปรแกรมต่างๆเช่น Lisp, Prolog, C ++, Java และ Python ซึ่งสามารถใช้สำหรับการพัฒนาแอพพลิเคชั่นของ AI ในหมู่พวกเขาภาษาการเขียนโปรแกรม Python ได้รับความนิยมอย่างมากโดยมีสาเหตุดังนี้ -

ไวยากรณ์ที่เรียบง่ายและการเข้ารหัสน้อย

Python เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสน้อยมากและไวยากรณ์ที่เรียบง่ายท่ามกลางภาษาโปรแกรมอื่น ๆ ซึ่งสามารถใช้สำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชัน AI เนื่องจากคุณสมบัตินี้การทดสอบจึงง่ายขึ้นและเราสามารถมุ่งเน้นไปที่การเขียนโปรแกรมได้มากขึ้น

ไลบรารี Inbuilt สำหรับโครงการ AI

ข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับการใช้ Python สำหรับ AI คือมาพร้อมกับไลบรารี inbuilt Python มีไลบรารีสำหรับโครงการ AI เกือบทุกประเภท ตัวอย่างเช่น,NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI เป็นไลบรารีในตัวที่สำคัญของ Python

• Open source- Python เป็นภาษาโปรแกรมโอเพ่นซอร์ส ทำให้เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในชุมชน

• Can be used for broad range of programming- Python สามารถใช้สำหรับงานการเขียนโปรแกรมที่หลากหลายเช่นเชลล์สคริปต์ขนาดเล็กไปจนถึงเว็บแอปพลิเคชันขององค์กร นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ Python เหมาะสำหรับโครงการ AI

คุณสมบัติของ Python

Python เป็นภาษาสคริปต์ระดับสูงที่ตีความโต้ตอบและเชิงวัตถุ Python ถูกออกแบบมาให้อ่านง่าย ใช้คำหลักภาษาอังกฤษบ่อยโดยที่ภาษาอื่น ๆ ใช้เครื่องหมายวรรคตอนและมีโครงสร้างทางวากยสัมพันธ์น้อยกว่าภาษาอื่น ๆ คุณสมบัติของ Python มีดังต่อไปนี้ -

• Easy-to-learn- Python มีคีย์เวิร์ดไม่กี่คำโครงสร้างที่เรียบง่ายและไวยากรณ์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนสามารถเลือกภาษาได้อย่างรวดเร็ว

• Easy-to-read - รหัส Python มีความชัดเจนมากขึ้นและมองเห็นได้ด้วยตา

• Easy-to-maintain - ซอร์สโค้ดของ Python ค่อนข้างดูแลรักษาง่าย

• A broad standard library - ไลบรารีจำนวนมากของ Python สามารถพกพาได้และใช้งานข้ามแพลตฟอร์มได้บน UNIX, Windows และ Macintosh

• Interactive Mode - Python รองรับโหมดอินเทอร์แอกทีฟซึ่งช่วยให้สามารถทดสอบและแก้จุดบกพร่องของโค้ดได้

• Portable - Python สามารถทำงานบนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่หลากหลายและมีอินเทอร์เฟซเดียวกันในทุกแพลตฟอร์ม

• Extendable- เราสามารถเพิ่มโมดูลระดับต่ำให้กับล่าม Python โมดูลเหล่านี้ช่วยให้โปรแกรมเมอร์สามารถเพิ่มหรือปรับแต่งเครื่องมือเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

• Databases - Python มีอินเทอร์เฟซสำหรับฐานข้อมูลเชิงพาณิชย์ที่สำคัญทั้งหมด

• GUI Programming - Python รองรับแอพพลิเคชั่น GUI ที่สามารถสร้างและพอร์ตไปยังการโทรระบบไลบรารีและระบบ windows จำนวนมากเช่น Windows MFC, Macintosh และระบบ X Window ของ Unix

• Scalable - Python มีโครงสร้างที่ดีกว่าและรองรับโปรแกรมขนาดใหญ่มากกว่าเชลล์สคริปต์

คุณสมบัติที่สำคัญของ Python

ตอนนี้ให้เราพิจารณาคุณสมบัติที่สำคัญของ Python ดังต่อไปนี้ -

• สนับสนุนวิธีการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชันและโครงสร้างเช่นเดียวกับ OOP

• สามารถใช้เป็นภาษาสคริปต์หรือสามารถคอมไพล์เป็นไบต์โค้ดเพื่อสร้างแอปพลิเคชันขนาดใหญ่

• ให้ประเภทข้อมูลไดนามิกระดับสูงมากและรองรับการตรวจสอบประเภทไดนามิก

• รองรับการเก็บขยะอัตโนมัติ

• สามารถรวมเข้ากับ C, C ++, COM, ActiveX, CORBA และ Java ได้อย่างง่ายดาย

การติดตั้ง Python

การแจกจ่าย Python พร้อมใช้งานสำหรับแพลตฟอร์มจำนวนมาก คุณต้องดาวน์โหลดเฉพาะรหัสไบนารีที่ใช้กับแพลตฟอร์มของคุณและติดตั้ง Python

หากไม่มีรหัสไบนารีสำหรับแพลตฟอร์มของคุณคุณต้องมีคอมไพเลอร์ C เพื่อคอมไพล์ซอร์สโค้ดด้วยตนเอง การรวบรวมซอร์สโค้ดให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในแง่ของการเลือกคุณสมบัติที่คุณต้องการในการติดตั้งของคุณ

นี่คือภาพรวมโดยย่อของการติดตั้ง Python บนแพลตฟอร์มต่างๆ -

การติดตั้ง Unix และ Linux

ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อติดตั้ง Python บนเครื่อง Unix / Linux

• เปิดเว็บเบราว์เซอร์แล้วไปที่ https://www.python.org/downloads

• ไปที่ลิงค์เพื่อดาวน์โหลดซอร์สโค้ดซิปสำหรับ Unix / Linux

• ดาวน์โหลดและแตกไฟล์

• การแก้ไขไฟล์Modules / Setupหากคุณต้องการปรับแต่งตัวเลือกบางอย่าง

• เรียกใช้. / กำหนดค่าสคริปต์

• make

• ทำการติดตั้ง

สิ่งนี้จะติดตั้ง Python ที่ตำแหน่งมาตรฐาน / usr / local / bin และไลบรารีที่/ usr / local / lib / pythonXXโดยที่ XX คือเวอร์ชันของ Python

การติดตั้ง Windows

ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อติดตั้ง Python บนเครื่อง Windows

• เปิดเว็บเบราว์เซอร์แล้วไปที่ https://www.python.org/downloads

• ไปที่ลิงค์สำหรับไฟล์ตัวติดตั้ง Windows python-XYZ .msi โดยที่ XYZ คือเวอร์ชันที่คุณต้องติดตั้ง

• ในการใช้โปรแกรมติดตั้งpython-XYZ .msi นี้ระบบ Windows ต้องรองรับ Microsoft Installer 2.0 บันทึกไฟล์ตัวติดตั้งลงในเครื่องของคุณจากนั้นเรียกใช้เพื่อดูว่าเครื่องของคุณรองรับ MSI หรือไม่

• เรียกใช้ไฟล์ที่ดาวน์โหลด สิ่งนี้จะแสดงวิซาร์ดการติดตั้ง Python ซึ่งใช้งานง่ายมาก เพียงยอมรับการตั้งค่าเริ่มต้นและรอจนกว่าการติดตั้งจะเสร็จสิ้น

การติดตั้ง Macintosh

หากคุณใช้ Mac OS X ขอแนะนำให้คุณใช้ Homebrew เพื่อติดตั้ง Python 3 เป็นโปรแกรมติดตั้งแพ็คเกจที่ยอดเยี่ยมสำหรับ Mac OS X และใช้งานง่ายมาก หากคุณไม่มี Homebrew คุณสามารถติดตั้งโดยใช้คำสั่งต่อไปนี้ -

$ ruby -e "$(curl -fsSL
https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

เราสามารถอัปเดตตัวจัดการแพ็คเกจด้วยคำสั่งด้านล่าง -

$ brew update

ตอนนี้รันคำสั่งต่อไปนี้เพื่อติดตั้ง Python3 บนระบบของคุณ -

$ brew install python3

การตั้งค่า PATH

โปรแกรมและไฟล์ปฏิบัติการอื่น ๆ อาจอยู่ในไดเร็กทอรีจำนวนมากดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงจัดเตรียมเส้นทางการค้นหาที่แสดงรายการไดเร็กทอรีที่ OS ค้นหาไฟล์ปฏิบัติการ

พา ธ ถูกเก็บไว้ในตัวแปรสภาพแวดล้อมซึ่งเป็นสตริงที่มีชื่อดูแลโดยระบบปฏิบัติการ ตัวแปรนี้มีข้อมูลที่พร้อมใช้งานสำหรับเชลล์คำสั่งและโปรแกรมอื่น ๆ

ตัวแปรพา ธ ถูกตั้งชื่อเป็น PATH ใน Unix หรือ Path ใน Windows (Unix ขึ้นอยู่กับตัวพิมพ์เล็กและตัวพิมพ์ใหญ่ Windows ไม่ใช่)

ใน Mac OS โปรแกรมติดตั้งจะจัดการกับรายละเอียดเส้นทาง ในการเรียกใช้ตัวแปล Python จากไดเร็กทอรีใด ๆ คุณต้องเพิ่มไดเร็กทอรี Python ในพา ธ ของคุณ

การตั้งค่า Path ที่ Unix / Linux

ในการเพิ่มไดเร็กทอรี Python ไปยังพา ธ สำหรับเซสชันเฉพาะใน Unix -

• ในเชลล์ csh

  ประเภท setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python" แล้วกด Enter.

• ใน bash shell (Linux)

  ประเภท export ATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" แล้วกด Enter.

• ในเปลือก sh หรือ ksh

  ประเภท PATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" แล้วกด Enter.

Note - / usr / local / bin / python คือพา ธ ของไดเร็กทอรี Python

การตั้งค่าเส้นทางที่ Windows

ในการเพิ่มไดเร็กทอรี Python ไปยังพา ธ สำหรับเซสชันเฉพาะใน Windows -

• At the command prompt - ประเภท path %path%;C:\Python แล้วกด Enter.

Note - C: \ Python คือพา ธ ของไดเร็กทอรี Python

กำลังรัน Python

ตอนนี้ให้เราดูวิธีต่างๆในการเรียกใช้ Python วิธีต่างๆอธิบายไว้ด้านล่าง -

ล่ามแบบโต้ตอบ

เราสามารถเริ่ม Python จาก Unix, DOS หรือระบบอื่น ๆ ที่มีตัวแปลบรรทัดคำสั่งหรือหน้าต่างเชลล์

• ป้อน python ที่บรรทัดคำสั่ง

• เริ่มเขียนโค้ดได้ทันทีในล่ามโต้ตอบ

$python # Unix/Linux

หรือ

python% # Unix/Linux

หรือ

C:> python # Windows/DOS

นี่คือรายการตัวเลือกบรรทัดคำสั่งทั้งหมดที่มี -

ส.	ตัวเลือกและคำอธิบาย
1	-d มีเอาต์พุตการดีบัก
2	-o สร้าง bytecode ที่ปรับให้เหมาะสม (ส่งผลให้เกิดไฟล์. pyo)
3	-S อย่าเรียกใช้ไซต์นำเข้าเพื่อค้นหาเส้นทาง Python เมื่อเริ่มต้น
4	-v เอาต์พุต Verbose (การติดตามโดยละเอียดเกี่ยวกับคำสั่งการนำเข้า)
5	-x ปิดใช้งานข้อยกเว้นในตัวตามคลาส (เพียงใช้สตริง) ล้าสมัยเริ่มต้นด้วยเวอร์ชัน 1.6
6	-c cmd เรียกใช้สคริปต์ Python ที่ส่งเป็นสตริง cmd
7	File เรียกใช้สคริปต์ Python จากไฟล์ที่กำหนด

สคริปต์จากบรรทัดคำสั่ง

สคริปต์ Python สามารถดำเนินการได้ที่บรรทัดคำสั่งโดยเรียกใช้ตัวแปลในแอปพลิเคชันของคุณดังต่อไปนี้ -

$python script.py # Unix/Linux

หรือ,

python% script.py # Unix/Linux

หรือ,

C:> python script.py # Windows/DOS

Note - ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหมดการอนุญาตไฟล์อนุญาตให้ดำเนินการได้

สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ

คุณสามารถเรียกใช้ Python จากสภาพแวดล้อม Graphical User Interface (GUI) ได้เช่นกันหากคุณมีแอปพลิเคชัน GUI บนระบบของคุณที่รองรับ Python

• Unix - IDLE เป็น Unix IDE แรกสำหรับ Python

• Windows - PythonWin เป็นอินเทอร์เฟซ Windows ตัวแรกสำหรับ Python และเป็น IDE ที่มี GUI

• Macintosh - Python เวอร์ชัน Macintosh พร้อมกับ IDLE IDE สามารถดาวน์โหลดได้จากเว็บไซต์หลักซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้ทั้งไฟล์ MacBinary หรือ BinHex'd

หากคุณไม่สามารถตั้งค่าสภาพแวดล้อมได้อย่างเหมาะสมคุณสามารถขอความช่วยเหลือจากผู้ดูแลระบบของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อม Python ได้รับการตั้งค่าอย่างเหมาะสมและทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์

เรายังสามารถใช้แพลตฟอร์ม Python อื่นที่เรียกว่า Anaconda ประกอบด้วยแพ็คเกจ data science ยอดนิยมหลายร้อยแพ็คเกจ conda และตัวจัดการสภาพแวดล้อมเสมือนสำหรับ Windows, Linux และ MacOS คุณสามารถดาวน์โหลดได้ตามระบบปฏิบัติการของคุณจากลิงค์https://www.anaconda.com/download/.

สำหรับบทช่วยสอนนี้เรากำลังใช้ Python 3.6.3 เวอร์ชันบน MS Windows