تُعد لغة البرمجة بايثون (Python) واحدة من أكثر لغات البرمجة شعبية في وقتنا الحالي، وهناك العديد من الأسباب التي جعلتها مشهورة في عالم البرمجة ومن أهم هذه الأسباب هو وجود مجموعة كبيرة من المكتبات التي يمكن للمستخدمين التعامل معها حسب احتياجاتهم.
ما هي المكتبة البرمجية؟
هي مجموعة من ملفات الأكواد الجاهزة والإجراءات البرمجية المستقلة التي يمكن استدعاؤها من قبل البرنامج لتنفيذ أوامر معينة، والهدف الرئيسي من المكتبات البرمجية هو تسهيل تنفيذ أوامر معينة ضمن أي تطبيق، وهناك مجموعة من المكتبات المهمة المستخدمة في لغة بايثون سوف نتطرق لها في هذا المقال.
أهم المكتبات المستخدمة في لغة بايثون Python:
- مكتبة Numpy: تُعتبر واحدة من أهم المكتبات الرياضية الأساسية التي تُستخدم على نطاق واسع في لغة البرمجة بايثون حيث تجعل التطبيقات الرياضية المُعقدة بسيطة للغاية. ومن أهم ميزاتها أنها تُستخدم في دعم عمليات الجبر الخطي (Linear algebra)، وفي التعامل مع المصفوفات ويتم الاعتماد عليها من قبل الباحثين في إجراء العمليات الحسابية الكبيرة والمُعقّدة على اختباراتهم العلمية.
- مكتبة Pandas: تُقدم هذه المكتبة مجموعة من التراكيب والأدوات البرمجية بالاعتماد على مكتبة (Numpy) لتجعل عملية تحليل ومعالجة البيانات أمراً سهلاً وسريعاً. وأهم ما يميز هذه المكتبة أنها تقدم ما يسمى بإطار البيانات (Data frame) والذي يُسهل عملية استيراد البيانات بصيغها المختلفة من الملفات وينقلها للذاكرة العشوائية، وتُوفر أيضاً إمكانية إعادة تشكيل هيكل البيانات (Reshaping)، وتُسهل دمج البيانات بعضها ببعض.
- مكتبة Scipy: تأتي هذه المكتبة بالمرتبة الأولى في مجال علم البيانات في لغة بايثون، حيث تستخدم في مجال تحليل البيانات (Data Analysis)، ومعالجة الصور والعمليات الحسابية المُعقدة بالاعتماد على مجموعة أخرى من المكتبات المشهورة مثل: (Numpy ،Pandas ،Matplotlib)، وتقدم أيضاً مجموعة من الدوال التي تُستخدم في مجال الاحتمالات والتحليل الإحصائي.
- مكتبة Matplotlib: وهي أحد أشهر المكتبات المُستخدمة في مجال التمثيل المرئي للبيانات (Visualization) حيث تُستخدم في رسم المخططات والرسومات البيانية والإحصائية وتوفر إمكانية إظهار المخططات البيانية بشكل مُلون.
- مكتبة Pygame: هي أحد المكتبات الشهيرة والقوية في مجال تصميم وتطوير الألعاب ثنائية البعد في بيئة لغة البرمجة بايثون، حيث يمكنك صناعة لعبتك الخاصة بجرافيك متميز وتحكم جيد وعلى منصات مختلفة أيضًا بالاعتماد على هذه المكتبة.
- مكتبة PyGtk: تُعد هذه المكتبة أحد الخيارات المُهمة في تصميم تطبيقات بواجهات المُستخدم الرسومية (GUI (Graphical user interface.
- مكتبة SQLAlchemy: تعتبر من أهم المكتبات التي تُستخدم في إجراء العمليات الرئيسية على قواعد البيانات (Database) من نوع SQL، حيث تُسهل عمليات الوصول والتعديل على قواعد البيانات.
- مكتبة Requests: هي مكتبة تثمكنّنا من التعامل مع بروتوكول(HTTP(Hypertext Transfer Protocol من حيث إرسال الطلبات (request) واستقبال الردود وهذا البروتوكول مسؤول عن نقل البيانات بين جهتين الأولى هي العميل (Client)، والثانية هي الخادم (Server).
- مكتبة Beautiful Soup: هي إحدى المكتبات التي تستخدم في مجال تنظيم البيانات حيث تقوم بتحويل البيانات غير المُنسقة إلى بيانات مُنسقة، وتوفر إمكانية التحويل بين أنواع مختلفة من ملفات البيانات.
- مكتبة TensorFlow: هي مكتبة مفتوحة المصدر للحساب الرقمي وتعلم الآلة في بيئة بايثون، تم تصميمها بواسطة فريق (Google Brain) حيث تُستخدم في كل تطبيق من تطبيقات جوجل في مجال التعلم الآلي، وتُمكّن هذه المكتبة المطورين من إنشاء رسومات بيانية لعملية تدفق البيانات.
- مكتبة Scikit-learn: تعتبر واحدة من أهم مكتبات بايثون المُستخدمة في مجال تعليم الآلة وتعتمد بشكل رئيسي على مكتبة (Scipy)، والهدف الرئيسي من هذه المكتبة أنها تُقدم للمستخدمين خوارزميات خاصة بتعليم الآلة.
- مكتبة كيراس Keras: هي واحدة من المكتبات العالية المستوى مفتوحة المصدر التي تُستخدم في مجال تعلم الآلة، وتوفر مجموعة من الأدوات (Tools) التي تساعد في عملية معالجة الصور وإنشاء الرسوم البيانية، وتتميز هذه المكتبة بسرعة أداءها في عملية التدريب وتُعتبر مهمة جداً في مجالات التدريب عند الباحثين وتستند في عملها على مكتبات أخرى مثل: مكتبة (TensorFlow)، وهي قيد الاستخدام حالياً في العديد من التطبيقات مثل: (Netflix، Uber).
- مكتبة باي تورش PyTorch: هي مكتبة تُستخدم في مجال تعلم الآلة مبنية على لغة البرمجة بايثون وتدعم هذه المكتبة معالجة المصفوفات متعددة الأبعاد، وتم تطويرها من قبل مختبر الأبحاث الخاص بالذكاء الاصطناعي التابع لشركة فيسبوك لمساعدة الباحثين على بناء نماذجهم الخاصة.
