Table of Contents
هدف این فصل
در این فصل میخواهیم تصویری کلی و قابلفهم از دنیای برنامهنویسی و پایتون به شما بدهیم؛ بدون اینکه وارد جزئیات فنی سنگین شویم. در پایان فصل، شما:
- میدانید برنامهنویسی یعنی چه و برنامهٔ کامپیوتری چیست.
- میدانید پایتون چیست و چرا اینقدر محبوب است.
- چند نمونه از جاهایی که پایتون استفاده میشود را میشناسید.
- درک میکنید که برنامهنویسی چطور میتواند به حل مسائل روزمره کمک کند.
- اولین برنامهٔ کوچک خودتان را با پایتون مینویسید.
توجه کنید که در فصلهای بعدی هر کدام از این موضوعات بهصورت جداگانه و عمیقتر بررسی میشوند؛ اینجا فقط یک نقشهٔ کلی و ساده میسازیم.
برنامهٔ کامپیوتری چیست؟
کامپیوتر بهخودیخود «باهوش» نیست؛ فقط دستگاهی است که میتواند حجم زیادی محاسبهٔ ساده را خیلی سریع انجام دهد. برای اینکه بداند چه کاری انجام دهد، باید به او «دستورالعمل» دقیق بدهیم. این دستورالعملها همان برنامهٔ کامپیوتری هستند.
یک تعریف ساده:
- برنامهٔ کامپیوتری = مجموعهای از دستورالعملهای دقیق و مرحلهبهمرحله که به کامپیوتر میگوید چه کاری انجام دهد.
چند مثال از برنامهها که هر روز با آنها سروکار داریم:
- برنامهٔ پیامرسان روی گوشی
- مرورگر اینترنت
- پخشکنندهٔ موسیقی و ویدئو
- بازیهای کامپیوتری
- نرمافزارهای حسابداری، ویرایش متن، طراحی و …
همهٔ اینها در نهایت فقط مجموعهای از دستورالعملها هستند که توسط برنامهنویسان نوشته شدهاند.
چرا به «زبان» نیاز داریم؟
ما انسانها به زبانهایی مثل فارسی و انگلیسی صحبت میکنیم. کامپیوتر اما در نهایت فقط چیزی مثل این میفهمد:
- اعداد ۰ و ۱ (به اینها باینری میگویند).
نوشتن مستقیم دستورالعملها به شکل ۰ و ۱ برای انسانها تقریباً غیرممکن و حداقل خیلی سخت و خستهکننده است. برای همین، زبانهایی به نام زبان برنامهنویسی ساخته شدهاند که:
- برای انسانها خواناتر هستند.
- میتوان آنها را بهصورت خودکار به زبانی که کامپیوتر میفهمد تبدیل کرد.
پایتون یکی از همین زبانهای برنامهنویسی است که در این دوره با آن کار خواهیم کرد.
پایتون چیست؟
پایتون یک زبان برنامهنویسی سطحبالا، عمومی و بسیار محبوب است که برای کارهای بسیار متنوعی استفاده میشود. چند ویژگی مهم پایتون:
- خوانایی بالا: کد پایتون شبیه زبان عادی (تا حدی شبیه انگلیسی ساده) است و همین باعث میشود برای مبتدیان مناسب باشد.
- کوتاه و تمیز بودن کد: برای انجام یک کار ساده، معمولاً در پایتون به کد کمتری نسبت به بعضی زبانهای دیگر نیاز دارید.
- چند منظوره بودن: میتوانید برای کارهای وب، علم داده، خودکارسازی، هوش مصنوعی و… از آن استفاده کنید.
- جامعهٔ کاربری بزرگ: افراد زیادی در دنیا از پایتون استفاده میکنند، پس آموزش، مثالها و پاسخ به سوالهایتان بهوفور پیدا میشود.
در این فصل فقط با ایدهٔ کلی آشنا میشویم. تمام جزئیات نصب، اجرای پایتون و نوشتن برنامههای پیچیدهتر را در فصلهای بعد خواهیم دید.
پایتون کجا استفاده میشود؟
پایتون در خیلی از حوزهها استفاده میشود. فقط چند نمونه:
- توسعهٔ وب: ساخت سایتها و سرویسهای آنلاین (مثل بکاند سایتها) با فریمورکهایی مثل Flask و Django.
- علم داده و تحلیل داده: کار با دادهها، نمودار کشیدن، تحلیل نتایج، پیشبینیها.
- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: آموزش مدلهای هوش مصنوعی، تشخیص تصویر، پردازش متن و…
- خودکارسازی کارهای تکراری: جابهجایی فایلها، پردازش خودکار ایمیلها، تغییر نام گروهی فایلها، کارهای اداری تکراری و…
- اسکریپتهای سیستمی: کمک به مدیریت کامپیوتر، سرورها، اجرای خودکار چند دستور پشتسر هم.
- آموزش برنامهنویسی: به دلیل سادگی، در مدرسهها و دانشگاهها اغلب برای آموزش مفاهیم پایه از پایتون استفاده میشود.
در فصلهای بعد، بهصورت جداگانه دربارهٔ توسعهٔ وب، علم داده و خودکارسازی با پایتون صحبت خواهیم کرد. فعلاً کافی است بدانید که پایتون، فقط برای یک نوع کار خاص نیست.
چگونه برنامهنویسی به حل مسائل کمک میکند
برنامهنویسی در اصل یعنی حل مسئله با کمک کامپیوتر. شما:
- یک مسئله را مشاهده میکنید.
- آن را به چند مرحلهٔ ساده تبدیل میکنید.
- این مراحل را به زبان برنامهنویسی (مثلاً پایتون) برای کامپیوتر مینویسید.
- کامپیوتر مراحل را با سرعت زیاد و بدون خستگی انجام میدهد.
مثالهای روزمره
- شما هر روز باید مجموع هزینههای خود را حساب کنید. بهجای اینکه بارها در ماشینحساب اعداد را وارد کنید، یک برنامهٔ کوچک مینویسید که این کار را برایتان انجام دهد.
- باید از بین ۱۰۰۰ فایل، آنهایی که نام خاصی دارند پیدا و جابهجا شوند؛ به جای انجام دستی، با یک اسکریپت پایتون در چند ثانیه انجام میشود.
- میخواهید برای هر دانشآموز براساس نمرهها، نتیجهٔ «قبول» یا «رد» را تعیین کنید؛ برنامه میتواند بهطور خودکار این کار را انجام دهد.
فکر کردن ماشینی (تفکر الگوریتمی)
برای اینکه بتوانید برای کامپیوتر برنامه بنویسید، لازم است یاد بگیرید:
- یک کار را به مراحل کوچک، دقیق و بدون ابهام تبدیل کنید.
- ترتیب این مراحل را مشخص کنید.
- تصمیمگیریها (اگر… آنگاه…) و تکرارها (تا وقتی…) را در این مراحل در نظر بگیرید.
به این سبک فکر کردن، معمولاً تفکر الگوریتمی میگویند. در فصلهای بعد با ابزارهای اصلی پایتون (مثل متغیرها، شرطها و حلقهها) برای پیادهسازی این تفکر آشنا میشوید.
اولین برنامهٔ پایتون شما
قبل از اینکه اصول نصب و استفادهٔ پایتون را بهطور کامل یاد بگیرید، بد نیست شکل یک برنامهٔ بسیار ساده را ببینید تا حس بگیرید برنامهنویسی چطور بهنظر میرسد.
یک برنامهٔ کلاسیک که تقریباً در همهٔ آموزشها میبینید، برنامهٔ زیر است:
print("سلام دنیا")این برنامه فقط یک کار انجام میدهد:
- روی صفحهٔ خروجی، عبارت
سلام دنیارا نمایش میدهد.
در اینجا print یک دستور (در واقع یک تابع) است که به پایتون میگوید «این متن را روی صفحه چاپ کن».
وقتی بعداً پایتون را نصب کنید و آن را اجرا کنید، میتوانید این خط کد را وارد کنید و خروجی را ببینید. برای مثال، در حالت تعاملی پایتون (که در فصل ۲ میآموزید) اینطور خواهد بود:
>>> print("سلام دنیا")
سلام دنیانگران نباشید اگر چیزی برایتان جدید است
در این مرحله، لازم نیست بدانید:
- تابع دقیقاً یعنی چه،
- علامت پرانتزها
()چرا وجود دارد، - چرا متن را داخل
" "نوشتهایم.
همهٔ اینها در فصلهای بعدی (بهویژه فصلهای متغیرها، انواع داده، ورودی/خروجی و توابع) با جزئیات کامل توضیح داده میشوند. فعلاً فقط:
- با چهرهٔ کلی کد آشنا شوید،
- بدانید که شما میتوانید با چند خط متن ساده، کاری را به کامپیوتر دستور دهید.
جمعبندی فصل
در این فصل یاد گرفتید که:
- برنامهٔ کامپیوتری مجموعهای از دستورالعملها برای کامپیوتر است.
- کامپیوتر زبان انسان را مستقیم نمیفهمد؛ برای همین از زبانهای برنامهنویسی استفاده میکنیم.
- پایتون یکی از زبانهای محبوب و ساده برای شروع است.
- برنامهنویسی در اصل ابزاری برای حل مسائل است؛ با شکستن مسئله به مراحل ساده و دستور دادن به کامپیوتر.
- نمونهای از سادهترین برنامهٔ پایتون (
print("سلام دنیا")) را دیدید.
از فصل بعد، قدمبهقدم محیط لازم برای اجرای پایتون را آماده میکنیم و شروع میکنیم به نوشتن برنامههای واقعی.