AI với Python - Bắt đầu

Trong chương này, chúng ta sẽ học cách bắt đầu với Python. Chúng ta cũng sẽ hiểu cách Python giúp ích cho Trí tuệ nhân tạo.

Tại sao Python cho AI

Trí tuệ nhân tạo được coi là xu hướng công nghệ của tương lai. Đã có một số ứng dụng được thực hiện trên đó. Do đó, nhiều công ty và nhà nghiên cứu đang quan tâm đến nó. Nhưng câu hỏi chính đặt ra ở đây là các ứng dụng AI này có thể được phát triển bằng ngôn ngữ lập trình nào? Có nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau như Lisp, Prolog, C ++, Java và Python, có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng của AI. Trong số đó, ngôn ngữ lập trình Python trở nên phổ biến rộng rãi và lý do là như sau:

Cú pháp đơn giản và ít mã hóa hơn

Python liên quan đến rất ít mã hóa và cú pháp đơn giản trong số các ngôn ngữ lập trình khác có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng AI. Do tính năng này, việc kiểm tra có thể dễ dàng hơn và chúng tôi có thể tập trung nhiều hơn vào lập trình.

Các thư viện có sẵn cho các dự án AI

Một lợi thế lớn khi sử dụng Python cho AI là nó đi kèm với các thư viện có sẵn. Python có các thư viện cho hầu hết các loại dự án AI. Ví dụ,NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI là một số thư viện có sẵn quan trọng của Python.

Open source- Python là một ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở. Điều này làm cho nó phổ biến rộng rãi trong cộng đồng.
Can be used for broad range of programming- Python có thể được sử dụng cho một loạt các tác vụ lập trình như tập lệnh shell nhỏ đến các ứng dụng web doanh nghiệp. Đây là một lý do khác khiến Python phù hợp với các dự án AI.

Các tính năng của Python

Python là một ngôn ngữ kịch bản cấp cao, được thông dịch, tương tác và hướng đối tượng. Python được thiết kế để dễ đọc. Nó thường xuyên sử dụng các từ khóa tiếng Anh khi các ngôn ngữ khác sử dụng dấu câu và nó có ít cấu trúc cú pháp hơn các ngôn ngữ khác. Các tính năng của Python bao gồm:

Easy-to-learn- Python có ít từ khóa, cấu trúc đơn giản và cú pháp được xác định rõ ràng. Điều này cho phép học sinh tiếp thu ngôn ngữ nhanh chóng.
Easy-to-read - Mã Python được xác định rõ ràng hơn và có thể nhìn thấy bằng mắt.
Easy-to-maintain - Mã nguồn của Python khá dễ bảo trì.
A broad standard library - Phần lớn thư viện của Python rất di động và tương thích đa nền tảng trên UNIX, Windows và Macintosh.
Interactive Mode - Python có hỗ trợ chế độ tương tác cho phép kiểm tra tương tác và gỡ lỗi các đoạn mã.
Portable - Python có thể chạy trên nhiều nền tảng phần cứng và có giao diện giống nhau trên tất cả các nền tảng.
Extendable- Chúng ta có thể thêm các mô-đun cấp thấp vào trình thông dịch Python. Các mô-đun này cho phép người lập trình thêm vào hoặc tùy chỉnh các công cụ của họ để hiệu quả hơn.
Databases - Python cung cấp giao diện cho tất cả các cơ sở dữ liệu thương mại lớn.
GUI Programming - Python hỗ trợ các ứng dụng GUI có thể được tạo và chuyển sang nhiều lệnh gọi hệ thống, thư viện và hệ thống cửa sổ, chẳng hạn như Windows MFC, Macintosh và hệ thống X Window của Unix.
Scalable - Python cung cấp một cấu trúc tốt hơn và hỗ trợ cho các chương trình lớn hơn so với kịch bản shell.

Các tính năng quan trọng của Python

Bây giờ chúng ta hãy xem xét các tính năng quan trọng sau của Python:

Nó hỗ trợ các phương pháp lập trình có cấu trúc và chức năng cũng như OOP.
Nó có thể được sử dụng như một ngôn ngữ kịch bản hoặc có thể được biên dịch thành mã byte để xây dựng các ứng dụng lớn.
Nó cung cấp các kiểu dữ liệu động cấp rất cao và hỗ trợ kiểm tra kiểu động.
Nó hỗ trợ thu gom rác tự động.
Nó có thể dễ dàng tích hợp với C, C ++, COM, ActiveX, CORBA và Java.

Cài đặt Python

Phân phối Python có sẵn cho một số lượng lớn nền tảng. Bạn chỉ cần tải xuống mã nhị phân áp dụng cho nền tảng của mình và cài đặt Python.

Nếu mã nhị phân cho nền tảng của bạn không có sẵn, bạn cần trình biên dịch C để biên dịch mã nguồn theo cách thủ công. Việc biên dịch mã nguồn mang lại sự linh hoạt hơn trong việc lựa chọn các tính năng mà bạn yêu cầu trong cài đặt của mình.

Dưới đây là tổng quan nhanh về cài đặt Python trên các nền tảng khác nhau -

Cài đặt Unix và Linux

Làm theo các bước sau để cài đặt Python trên máy Unix / Linux.

Mở trình duyệt Web và truy cập https://www.python.org/downloads
Nhấp vào liên kết để tải xuống mã nguồn nén có sẵn cho Unix / Linux.
Tải xuống và giải nén tệp.
Chỉnh sửa tệp Mô-đun / Thiết lập nếu bạn muốn tùy chỉnh một số tùy chọn.
chạy tập lệnh ./configure
make
thực hiện cài đặt

Điều này cài đặt Python tại vị trí tiêu chuẩn / usr / local / bin và các thư viện của nó tại / usr / local / lib / pythonXX trong đó XX là phiên bản của Python.

Cài đặt Windows

Làm theo các bước sau để cài đặt Python trên máy Windows.

Mở trình duyệt Web và truy cập https://www.python.org/downloads
Nhấp vào liên kết cho tệp .msi python-XYZ của trình cài đặt Windows , trong đó XYZ là phiên bản bạn cần cài đặt.
Để sử dụng trình cài đặt này python-XYZ .msi, hệ thống Windows phải hỗ trợ Microsoft Installer 2.0. Lưu tệp trình cài đặt vào máy cục bộ của bạn và sau đó chạy nó để tìm hiểu xem máy của bạn có hỗ trợ MSI hay không.
Chạy tệp đã tải xuống. Thao tác này sẽ hiển thị trình hướng dẫn cài đặt Python, rất dễ sử dụng. Chỉ cần chấp nhận cài đặt mặc định và đợi cho đến khi quá trình cài đặt hoàn tất.

Cài đặt Macintosh

Nếu bạn đang sử dụng Mac OS X, bạn nên sử dụng Homebrew để cài đặt Python 3. Đây là một trình cài đặt gói tuyệt vời dành cho Mac OS X và nó thực sự dễ sử dụng. Nếu bạn không có Homebrew, bạn có thể cài đặt nó bằng lệnh sau:

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

Chúng tôi có thể cập nhật trình quản lý gói bằng lệnh bên dưới:

$ brew update

Bây giờ hãy chạy lệnh sau để cài đặt Python3 trên hệ thống của bạn:

$ brew install python3

Thiết lập PATH

Chương trình và các tệp thực thi khác có thể nằm trong nhiều thư mục, vì vậy hệ điều hành cung cấp một đường dẫn tìm kiếm liệt kê các thư mục mà hệ điều hành tìm kiếm tệp thực thi.

Đường dẫn được lưu trữ trong một biến môi trường, là một chuỗi có tên được duy trì bởi hệ điều hành. Biến này chứa thông tin có sẵn cho trình bao lệnh và các chương trình khác.

Biến đường dẫn được đặt tên là PATH trong Unix hoặc Path trong Windows (Unix phân biệt chữ hoa chữ thường; Windows thì không).

Trong Mac OS, trình cài đặt xử lý chi tiết đường dẫn. Để gọi trình thông dịch Python từ bất kỳ thư mục cụ thể nào, bạn phải thêm thư mục Python vào đường dẫn của mình.

Thiết lập đường dẫn tại Unix / Linux

Để thêm thư mục Python vào đường dẫn cho một phiên cụ thể trong Unix -

Trong vỏ csh

Kiểu setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python" và hãy nhấn Enter.
Trong bash shell (Linux)

Kiểu export ATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" và hãy nhấn Enter.
Trong vỏ sh hoặc ksh

Kiểu PATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" và hãy nhấn Enter.

Note - / usr / local / bin / python là đường dẫn của thư mục Python.

Thiết lập đường dẫn trên Windows

Để thêm thư mục Python vào đường dẫn cho một phiên cụ thể trong Windows -

At the command prompt - loại path %path%;C:\Python và hãy nhấn Enter.

Note - C: \ Python là đường dẫn của thư mục Python.

Chạy Python

Bây giờ chúng ta hãy xem các cách khác nhau để chạy Python. Các cách được mô tả bên dưới -

Phiên dịch tương tác

Chúng ta có thể khởi động Python từ Unix, DOS hoặc bất kỳ hệ thống nào khác cung cấp cho bạn trình thông dịch dòng lệnh hoặc cửa sổ shell.

Đi vào python tại dòng lệnh.
Bắt đầu viết mã ngay trong trình thông dịch tương tác.

$python # Unix/Linux

hoặc là

python% # Unix/Linux

hoặc là

C:> python # Windows/DOS

Đây là danh sách tất cả các tùy chọn dòng lệnh có sẵn:

Không.	Tùy chọn & Mô tả
1	-d Nó cung cấp đầu ra gỡ lỗi.
2	-o Nó tạo bytecode được tối ưu hóa (tạo ra các tệp .pyo).
3	-S Không chạy trang web nhập để tìm đường dẫn Python khi khởi động.
4	-v Đầu ra chi tiết (theo dõi chi tiết trên các báo cáo nhập khẩu).
5	-x Vô hiệu hóa các ngoại lệ có sẵn dựa trên lớp (chỉ sử dụng chuỗi); lỗi thời bắt đầu từ phiên bản 1.6.
6	-c cmd Chạy tập lệnh Python được gửi dưới dạng chuỗi cmd.
7	File Chạy tập lệnh Python từ tệp đã cho.

Tập lệnh từ dòng lệnh

Một tập lệnh Python có thể được thực thi tại dòng lệnh bằng cách gọi trình thông dịch trên ứng dụng của bạn, như sau:

$python script.py # Unix/Linux

hoặc là,

python% script.py # Unix/Linux

hoặc là,

C:> python script.py # Windows/DOS

Note - Đảm bảo chế độ cho phép tệp cho phép thực thi.

Môi trường phát triển tích hợp

Bạn cũng có thể chạy Python từ môi trường Giao diện người dùng đồ họa (GUI), nếu bạn có ứng dụng GUI trên hệ thống của mình hỗ trợ Python.

Unix - IDLE là Unix IDE đầu tiên dành cho Python.
Windows - PythonWin là giao diện Windows đầu tiên dành cho Python và là một IDE có GUI.
Macintosh - Phiên bản Macintosh của Python cùng với IDLE IDE có sẵn trên trang web chính, có thể tải xuống dưới dạng tệp MacBinary hoặc BinHex'd.

Nếu bạn không thể thiết lập môi trường đúng cách, bạn có thể nhờ quản trị viên hệ thống trợ giúp. Đảm bảo rằng môi trường Python được thiết lập đúng cách và hoạt động hoàn toàn tốt.

Chúng tôi cũng có thể sử dụng một nền tảng Python khác có tên là Anaconda. Nó bao gồm hàng trăm gói khoa học dữ liệu phổ biến và gói conda và trình quản lý môi trường ảo cho Windows, Linux và MacOS. Bạn có thể tải xuống theo hệ điều hành của mình từ liên kếthttps://www.anaconda.com/download/.

Đối với hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng phiên bản Python 3.6.3 trên MS Windows.