Учебники

AI с Python — Начало работы

Февраль 14, 2019

В этой главе мы узнаем, как начать работу с Python. Мы также поймем, как Python помогает искусственному интеллекту.

Почему Python для ИИ

Искусственный интеллект считается самой современной технологией будущего. Уже есть много заявлений, сделанных на этом. Благодаря этому многие компании и исследователи проявляют к нему интерес. Но главный вопрос, который здесь возникает, заключается в том, на каком языке программирования могут разрабатываться эти приложения ИИ? Существуют различные языки программирования, такие как Lisp, Prolog, C ++, Java и Python, которые можно использовать для разработки приложений AI. Среди них язык программирования Python приобретает огромную популярность, и причины этого следующие:

Простой синтаксис и меньше кодирования

Python включает в себя очень мало кодирования и простого синтаксиса среди других языков программирования, которые можно использовать для разработки приложений ИИ. Благодаря этой функции тестирование может быть проще, и мы можем больше сосредоточиться на программировании.

Встроенные библиотеки для AI проектов

Основным преимуществом использования Python для AI является то, что он поставляется со встроенными библиотеками. В Python есть библиотеки для почти всех видов проектов ИИ. Например, NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI являются важными встроенными библиотеками Python.

  • Открытый исходный код — Python — это язык программирования с открытым исходным кодом. Это делает его широко популярным в сообществе.

  • Может использоваться для широкого спектра программирования — Python может использоваться для широкого спектра задач программирования, таких как небольшой сценарий оболочки для корпоративных веб-приложений. Это еще одна причина, по которой Python подходит для проектов ИИ.

Открытый исходный код — Python — это язык программирования с открытым исходным кодом. Это делает его широко популярным в сообществе.

Может использоваться для широкого спектра программирования — Python может использоваться для широкого спектра задач программирования, таких как небольшой сценарий оболочки для корпоративных веб-приложений. Это еще одна причина, по которой Python подходит для проектов ИИ.

Особенности Python

Python — это высокоуровневый, интерпретируемый, интерактивный и объектно-ориентированный язык сценариев. Python разработан, чтобы быть очень читабельным. Он часто использует английские ключевые слова, тогда как другие языки используют знаки препинания, и у него меньше синтаксических конструкций, чем в других языках. Особенности Python включают в себя следующее —

  • Легко учиться — в Python мало ключевых слов, простая структура и четко определенный синтаксис. Это позволяет студенту быстро освоить язык.

  • Легко читаемый — код Python более четко определен и видим для глаз.

  • Простота в обслуживании — исходный код Python довольно прост в обслуживании.

  • Широкая стандартная библиотека — основная часть библиотеки Python очень портативна и кроссплатформенна, совместима с UNIX, Windows и Macintosh.

  • Интерактивный режим — Python поддерживает интерактивный режим, который позволяет проводить интерактивное тестирование и отладку фрагментов кода.

  • Portable — Python может работать на самых разных аппаратных платформах и имеет одинаковый интерфейс на всех платформах.

  • Расширяемый — мы можем добавить низкоуровневые модули в интерпретатор Python. Эти модули позволяют программистам добавлять или настраивать свои инструменты для большей эффективности.

  • Базы данных — Python предоставляет интерфейсы для всех основных коммерческих баз данных.

  • Программирование GUI — Python поддерживает приложения GUI, которые можно создавать и переносить на многие системные вызовы, библиотеки и системы Windows, такие как Windows MFC, Macintosh и система X Window Unix.

  • Масштабируемость — Python обеспечивает лучшую структуру и поддержку больших программ, чем сценарии оболочки.

Легко учиться — в Python мало ключевых слов, простая структура и четко определенный синтаксис. Это позволяет студенту быстро освоить язык.

Легко читаемый — код Python более четко определен и видим для глаз.

Простота в обслуживании — исходный код Python довольно прост в обслуживании.

Широкая стандартная библиотека — основная часть библиотеки Python очень портативна и кроссплатформенна, совместима с UNIX, Windows и Macintosh.

Интерактивный режим — Python поддерживает интерактивный режим, который позволяет проводить интерактивное тестирование и отладку фрагментов кода.

Portable — Python может работать на самых разных аппаратных платформах и имеет одинаковый интерфейс на всех платформах.

Расширяемый — мы можем добавить низкоуровневые модули в интерпретатор Python. Эти модули позволяют программистам добавлять или настраивать свои инструменты для большей эффективности.

Базы данных — Python предоставляет интерфейсы для всех основных коммерческих баз данных.

Программирование GUI — Python поддерживает приложения GUI, которые можно создавать и переносить на многие системные вызовы, библиотеки и системы Windows, такие как Windows MFC, Macintosh и система X Window Unix.

Масштабируемость — Python обеспечивает лучшую структуру и поддержку больших программ, чем сценарии оболочки.

Важные особенности Python

Давайте теперь рассмотрим следующие важные особенности Python —

  • Он поддерживает функциональные и структурированные методы программирования, а также ООП.

  • Он может использоваться в качестве языка сценариев или может быть скомпилирован в байт-код для создания больших приложений.

  • Он обеспечивает динамические типы данных очень высокого уровня и поддерживает динамическую проверку типов.

  • Поддерживает автоматическую сборку мусора.

  • Он может быть легко интегрирован с C, C ++, COM, ActiveX, CORBA и Java.

Он поддерживает функциональные и структурированные методы программирования, а также ООП.

Он может использоваться в качестве языка сценариев или может быть скомпилирован в байт-код для создания больших приложений.

Он обеспечивает динамические типы данных очень высокого уровня и поддерживает динамическую проверку типов.

Поддерживает автоматическую сборку мусора.

Он может быть легко интегрирован с C, C ++, COM, ActiveX, CORBA и Java.

Установка Python

Дистрибутив Python доступен для большого количества платформ. Вам нужно скачать только двоичный код, подходящий для вашей платформы, и установить Python.

Если двоичный код для вашей платформы недоступен, вам нужен компилятор C, чтобы скомпилировать исходный код вручную. Компиляция исходного кода обеспечивает большую гибкость с точки зрения выбора функций, которые требуются при установке.

Вот краткий обзор установки Python на различных платформах —

Установка Unix и Linux

Выполните следующие действия, чтобы установить Python на компьютер с Unix / Linux.

  • Откройте веб-браузер и перейдите по адресу https://www.python.org/downloads.

  • Перейдите по ссылке, чтобы скачать сжатый исходный код, доступный для Unix / Linux.

  • Скачивайте и извлекайте файлы.

  • Редактирование модуля / файла настройки, если вы хотите настроить некоторые параметры.

  • запустить ./configure скрипт

  • делать

  • сделать установку

Откройте веб-браузер и перейдите по адресу https://www.python.org/downloads.

Перейдите по ссылке, чтобы скачать сжатый исходный код, доступный для Unix / Linux.

Скачивайте и извлекайте файлы.

Редактирование модуля / файла настройки, если вы хотите настроить некоторые параметры.

запустить ./configure скрипт

делать

сделать установку

Это устанавливает Python в стандартном месте / usr / local / bin и его библиотеках в / usr / local / lib / pythonXX, где XX — версия Python.

Установка Windows

Выполните следующие действия, чтобы установить Python на компьютер с Windows.

  • Откройте веб-браузер и перейдите по адресу https://www.python.org/downloads.

  • Перейдите по ссылке для установщика Windows python-XYZ .msi-файла, где XYZ — версия, которую вам нужно установить.

  • Чтобы использовать этот установщик python-XYZ .msi, система Windows должна поддерживать Microsoft Installer 2.0. Сохраните файл установщика на локальном компьютере, а затем запустите его, чтобы выяснить, поддерживает ли ваш компьютер MSI.

  • Запустите загруженный файл. Это вызывает мастера установки Python, который действительно прост в использовании. Просто примите настройки по умолчанию и дождитесь окончания установки.

Откройте веб-браузер и перейдите по адресу https://www.python.org/downloads.

Перейдите по ссылке для установщика Windows python-XYZ .msi-файла, где XYZ — версия, которую вам нужно установить.

Чтобы использовать этот установщик python-XYZ .msi, система Windows должна поддерживать Microsoft Installer 2.0. Сохраните файл установщика на локальном компьютере, а затем запустите его, чтобы выяснить, поддерживает ли ваш компьютер MSI.

Запустите загруженный файл. Это вызывает мастера установки Python, который действительно прост в использовании. Просто примите настройки по умолчанию и дождитесь окончания установки.

Установка Macintosh

Если вы работаете в Mac OS X, рекомендуется использовать Homebrew для установки Python 3. Это отличный установщик пакетов для Mac OS X, и он действительно прост в использовании. Если у вас нет Homebrew, вы можете установить его с помощью следующей команды — 

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

Мы можем обновить менеджер пакетов с помощью команды ниже — 

$ brew update

Теперь выполните следующую команду для установки Python3 в вашей системе: 

$ brew install python3

Настройка PATH

Программы и другие исполняемые файлы могут находиться во многих каталогах, поэтому операционные системы предоставляют путь поиска, в котором перечислены каталоги, в которых ОС ищет исполняемые файлы.

Путь хранится в переменной среды, которая является именованной строкой, поддерживаемой операционной системой. Эта переменная содержит информацию, доступную для командной оболочки и других программ.

Переменная пути называется PATH в Unix или Path в Windows (Unix чувствительна к регистру; Windows — нет).

В Mac OS программа установки обрабатывает детали пути. Чтобы вызвать интерпретатор Python из любого конкретного каталога, вы должны добавить каталог Python в свой путь.

Установка пути в Unix / Linux

Чтобы добавить каталог Python к пути для конкретной сессии в Unix —

  • В оболочке csh

    Введите setenv PATH «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

  • В оболочке bash (Linux)

    Введите export ATH = «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

  • В оболочке ш или кш

    Введите PATH = «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

В оболочке csh

Введите setenv PATH «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

В оболочке bash (Linux)

Введите export ATH = «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

В оболочке ш или кш

Введите PATH = «$ PATH: / usr / local / bin / python» и нажмите Enter .

Примечание — / usr / local / bin / python — это путь к каталогу Python.

Настройка пути в Windows

Чтобы добавить каталог Python к пути для конкретного сеанса в Windows —

  • В командной строке введите путь% path%; C: \ Python и нажмите Enter .

В командной строке введите путь% path%; C: \ Python и нажмите Enter .

Примечание. C: \ Python — это путь к каталогу Python.

Запуск Python

Давайте теперь посмотрим на разные способы запуска Python. Способы описаны ниже —

Интерактивный переводчик

Мы можем запустить Python из Unix, DOS или любой другой системы, которая предоставляет вам интерпретатор командной строки или окно оболочки.

  • Введите python в командной строке.

  • Начните кодировать прямо в интерактивном переводчике.

Введите python в командной строке.

Начните кодировать прямо в интерактивном переводчике. 

$python # Unix/Linux

или же 

python% # Unix/Linux

или же 

C:> python # Windows/DOS

Вот список всех доступных параметров командной строки —

S.No. Вариант и описание
1

-d

Это обеспечивает отладочный вывод.

2

-о

Он генерирует оптимизированный байт-код (в результате чего .pyo файлы).

3

-S

Не запускайте сайт импорта для поиска путей Python при запуске.

4

-v

Подробный вывод (подробная трассировка в операторах импорта).

5

-Икс

Отключает встроенные исключения на основе классов (просто используйте строки); устарел начиная с версии 1.6.

6

-c cmd

Запускает скрипт Python, отправленный в виде строки cmd.

7

файл

Запустите скрипт Python из указанного файла.

-d

Это обеспечивает отладочный вывод.

-о

Он генерирует оптимизированный байт-код (в результате чего .pyo файлы).

-S

Не запускайте сайт импорта для поиска путей Python при запуске.

-v

Подробный вывод (подробная трассировка в операторах импорта).

-Икс

Отключает встроенные исключения на основе классов (просто используйте строки); устарел начиная с версии 1.6.

-c cmd

Запускает скрипт Python, отправленный в виде строки cmd.

файл

Запустите скрипт Python из указанного файла.

Скрипт из командной строки

Сценарий Python может быть выполнен из командной строки, вызвав интерпретатор в вашем приложении, как показано ниже: 

$python script.py # Unix/Linux

или же, 

python% script.py # Unix/Linux

или же, 

C:> python script.py # Windows/DOS

Примечание. Убедитесь, что режим доступа к файлам разрешает выполнение.

Интегрированная среда развития

Вы также можете запускать Python из среды графического интерфейса пользователя (GUI), если в вашей системе есть приложение с графическим интерфейсом, которое поддерживает Python.

  • Unix — IDLE — самая первая Unix IDE для Python.

  • Windows — PythonWin — это первый интерфейс Windows для Python, представляющий собой среду разработки с графическим интерфейсом.

  • Macintosh — версия Python для Macintosh вместе с IDLE IDE доступна на основном веб-сайте, которую можно загрузить в виде файлов MacBinary или BinHex’d.

Unix — IDLE — самая первая Unix IDE для Python.

Windows — PythonWin — это первый интерфейс Windows для Python, представляющий собой среду разработки с графическим интерфейсом.

Macintosh — версия Python для Macintosh вместе с IDLE IDE доступна на основном веб-сайте, которую можно загрузить в виде файлов MacBinary или BinHex’d.

Если вы не можете правильно настроить среду, вы можете обратиться за помощью к системному администратору. Убедитесь, что среда Python правильно настроена и работает отлично.

Мы также можем использовать другую платформу Python под названием Anaconda. Он включает в себя сотни популярных пакетов данных, а также пакет conda и менеджер виртуальной среды для Windows, Linux и MacOS. Вы можете скачать его в соответствии с вашей операционной системой по ссылке https://www.anaconda.com/download/ .

Для этого урока мы используем версию Python 3.6.3 для MS Windows.

54
Share: