Bắt đầu AI với Python

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 AI. Trong số đó, ngôn ngữ lập trình Python trở nên phổ biến rộng rãi và những lý do 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 hơn vào lập trình.

Thư viện sẵn có cho các dự án AI

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

Mã nguồn mở − Python là một ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở. Điều này làm cho nó phổ biến rộng rãi trong cộng đồng.
Có thể được sử dụng cho nhiều loại lập trình − Python có thể được sử dụng cho nhiều loại tác vụ lập trình như tập lệnh shell nhỏ cho 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, thông dịch, tương tác và hướng đối tượng. Python được thiết kế để rất dễ đọc. Nó sử dụng các từ khóa tiếng Anh thường xuyên trong khi các ngôn ngữ khác sử dụng dấu chấm câu và nó có ít cấu trúc cú pháp hơn các ngôn ngữ khác. Các tính năng của Python bao gồm:

Dễ học − 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 một cách nhanh chóng.
Dễ đọc – Mã Python được xác định rõ ràng hơn và dễ nhìn hơn.
Dễ bảo trì − Mã nguồn của Python khá dễ bảo trì.
Một thư viện tiêu chuẩn rộng rãi – Phần lớn thư viện của Python rất di động và tương thích đa nền tảng trên UNIX, Windows và Macintosh.
Chế độ tương tác – Python có hỗ trợ chế độ tương tác cho phép thử nghiệm tương tác và gỡ lỗi các đoạn mã.
Di động − Python có thể chạy trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau và có giao diện giống nhau trên tất cả các nền tảng.
Có thể mở rộng – Chúng tôi có thể thêm các mô-đun cấp thấp vào trình thông dịch Python. Các mô-đun này cho phép các lập trình viên thêm vào hoặc tùy chỉnh các công cụ của họ để hiệu quả hơn.
Cơ sở dữ liệu – Python cung cấp giao diện cho tất cả các cơ sở dữ liệu thương mại chính.
Lập trình GUI − 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.
Có thể mở rộng − Python cung cấp cấu trúc và hỗ trợ tốt hơn cho các chương trình lớn so với shell scripting.

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 chức năng và cấu trúc 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 mức 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 có 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 quá trình 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
Theo liên kết để tải xuống mã nguồn nén có sẵn cho Unix/Linux.
Tải về và giải nén tập tin.
Chỉnh sửa tệp Mô-đun/Cài đặt nếu bạn muốn tùy chỉnh một số tùy chọn.
chạy tập lệnh ./configure
làm
thực hiện cài đặt

Thao tác này sẽ cài đặt Python tại vị trí 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 python-XYZ .msi của trình cài đặt Windows trong đó XYZ là phiên bản bạn cần cài đặt.
Để sử dụng trình cài đặt python-XYZ .msi này , hệ thống Windows phải hỗ trợ Microsoft Installer 2.0. Lưu tệp trình cài đặt vào máy cục bộ của bạn rồi chạy tệp đó 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, trình hướng dẫn này thực sự dễ sử dụng. Chỉ cần chấp nhận cài đặt mặc định và đợi cho đến khi quá trình cài đặt kết thúc.

Cài đặt Macintosh

Nếu bạn đang dùng 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)"

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 :

Các 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 HĐH tìm kiếm các 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.

Đặt đường dẫn tại Unix/Linux

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

Trong vỏ csh

Nhập setenv PATH “$PATH:/usr/local/bin/python” và nhấn Enter .

Trong vỏ bash (Linux)

Nhập export ATH = “$PATH:/usr/local/bin/python” và nhấn Enter .

Trong vỏ sh hoặc ksh

Nhập PATH = “$PATH:/usr/local/bin/python” và nhấn Enter .Lưu ý – /usr/local/bin/python là đường dẫn của thư mục Python

Đặt đường dẫn tại Windows

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

Tại dấu nhắc lệnh – nhập đường dẫn %path%;C:\Python và nhấn Enter .

Lưu ý – 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 dưới đây –

Thông dịch viên tương tác

Chúng tôi 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 trình bao.

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

$python # Unix/Linux

hoặc

python% # Unix/Linux

hoặc

C:> python # Windows/DOS

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

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

Tập lệnh từ dòng lệnh

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,

python% script.py # Unix/Linux

hoặc,

C:> python script.py # Windows/DOS

Lưu ý – Đảm bảo chế độ cấp 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 hỗ trợ Python.

Unix − IDLE là IDE Unix 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 từ trang web chính, có thể tải xuống dưới dạng tệp MacBinary hoặc BinHex’d.

Nếu 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 bình thường.

Chúng ta 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 kết https://www.anaconda.com/download/ . Đối với hướng dẫn này, chúng tôi đang sử dụng phiên bản Python 3.6.3 trên MS Windows.

Xem thêm : Trí tuệ nhân tạo với Python – Học máy