AI con Python - Guida introduttiva

In questo capitolo impareremo come iniziare con Python. Capiremo anche come Python aiuta per l'intelligenza artificiale.

Perché Python per AI

L'intelligenza artificiale è considerata la tecnologia di tendenza del futuro. Ci sono già numerose applicazioni fatte su di esso. Per questo motivo, molte aziende e ricercatori si stanno interessando ad esso. Ma la domanda principale che sorge qui è quella in quale linguaggio di programmazione possono essere sviluppate queste applicazioni AI? Esistono vari linguaggi di programmazione come Lisp, Prolog, C ++, Java e Python, che possono essere utilizzati per lo sviluppo di applicazioni di AI. Tra questi, il linguaggio di programmazione Python guadagna un'enorme popolarità e le ragioni sono le seguenti:

Sintassi semplice e codifica ridotta

Python richiede una codifica molto minore e una sintassi semplice tra gli altri linguaggi di programmazione che possono essere utilizzati per lo sviluppo di applicazioni AI. Grazie a questa caratteristica, il test può essere più semplice e possiamo concentrarci maggiormente sulla programmazione.

Librerie integrate per progetti AI

Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di Python per AI è che viene fornito con librerie integrate. Python ha librerie per quasi tutti i tipi di progetti AI. Per esempio,NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI sono alcune delle importanti librerie integrate di Python.

  • Open source- Python è un linguaggio di programmazione open source. Questo lo rende molto popolare nella comunità.

  • Can be used for broad range of programming- Python può essere utilizzato per un'ampia gamma di attività di programmazione come piccoli script di shell per applicazioni web aziendali. Questo è un altro motivo per cui Python è adatto per i progetti AI.

Caratteristiche di Python

Python è un linguaggio di scripting di alto livello, interpretato, interattivo e orientato agli oggetti. Python è progettato per essere altamente leggibile. Utilizza frequentemente parole chiave inglesi mentre altre lingue usano la punteggiatura e ha meno costruzioni sintattiche rispetto ad altre lingue. Le funzionalità di Python includono quanto segue:

  • Easy-to-learn- Python ha poche parole chiave, una struttura semplice e una sintassi chiaramente definita. Ciò consente allo studente di imparare rapidamente la lingua.

  • Easy-to-read - Il codice Python è più chiaramente definito e visibile agli occhi.

  • Easy-to-maintain - Il codice sorgente di Python è abbastanza facile da mantenere.

  • A broad standard library - La maggior parte della libreria di Python è molto portabile e compatibile con più piattaforme su UNIX, Windows e Macintosh.

  • Interactive Mode - Python supporta una modalità interattiva che consente il test interattivo e il debug di frammenti di codice.

  • Portable - Python può essere eseguito su un'ampia varietà di piattaforme hardware e ha la stessa interfaccia su tutte le piattaforme.

  • Extendable- Possiamo aggiungere moduli di basso livello all'interprete Python. Questi moduli consentono ai programmatori di aggiungere o personalizzare i propri strumenti per essere più efficienti.

  • Databases - Python fornisce interfacce a tutti i principali database commerciali.

  • GUI Programming - Python supporta applicazioni GUI che possono essere create e portate su molte chiamate di sistema, librerie e sistemi Windows, come Windows MFC, Macintosh e il sistema X Window di Unix.

  • Scalable - Python fornisce una struttura e un supporto migliori per programmi di grandi dimensioni rispetto allo scripting della shell.

Caratteristiche importanti di Python

Consideriamo ora le seguenti importanti caratteristiche di Python:

  • Supporta metodi di programmazione funzionali e strutturati nonché OOP.

  • Può essere utilizzato come linguaggio di scripting o può essere compilato in byte-code per la creazione di applicazioni di grandi dimensioni.

  • Fornisce tipi di dati dinamici di altissimo livello e supporta il controllo del tipo dinamico.

  • Supporta la raccolta automatica dei rifiuti.

  • Può essere facilmente integrato con C, C ++, COM, ActiveX, CORBA e Java.

Installazione di Python

La distribuzione di Python è disponibile per un gran numero di piattaforme. Devi scaricare solo il codice binario applicabile alla tua piattaforma e installare Python.

Se il codice binario per la tua piattaforma non è disponibile, hai bisogno di un compilatore C per compilare manualmente il codice sorgente. La compilazione del codice sorgente offre maggiore flessibilità in termini di scelta delle funzionalità richieste durante l'installazione.

Ecco una rapida panoramica dell'installazione di Python su varie piattaforme:

Installazione di Unix e Linux

Segui questi passaggi per installare Python su una macchina Unix / Linux.

  • Apri un browser Web e vai a https://www.python.org/downloads

  • Segui il link per scaricare il codice sorgente zippato disponibile per Unix / Linux.

  • Scarica ed estrai file.

  • Modificare il file Modules / Setup se si desidera personalizzare alcune opzioni.

  • eseguire lo script ./configure

  • make

  • fare installazione

Questo installa Python nella posizione standard / usr / local / bin e le sue librerie in / usr / local / lib / pythonXX dove XX è la versione di Python.

Installazione di Windows

Segui questi passaggi per installare Python su macchina Windows.

  • Apri un browser Web e vai a https://www.python.org/downloads

  • Segui il collegamento per il file python-XYZ .msi del programma di installazione di Windows in cui XYZ è la versione che devi installare.

  • Per utilizzare questo programma di installazione python-XYZ .msi, il sistema Windows deve supportare Microsoft Installer 2.0. Salva il file di installazione sul tuo computer locale e poi eseguilo per scoprire se il tuo computer supporta MSI.

  • Esegui il file scaricato. Questo fa apparire la procedura guidata di installazione di Python, che è davvero facile da usare. Accetta le impostazioni predefinite e attendi fino al termine dell'installazione.

Installazione su Macintosh

Se sei su Mac OS X, ti consigliamo di utilizzare Homebrew per installare Python 3. È un ottimo programma di installazione di pacchetti per Mac OS X ed è davvero facile da usare. Se non hai Homebrew, puoi installarlo utilizzando il seguente comando:

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

Possiamo aggiornare il gestore dei pacchetti con il comando seguente:

$ brew update

Ora esegui il seguente comando per installare Python3 sul tuo sistema:

$ brew install python3

Configurazione di PATH

Programmi e altri file eseguibili possono trovarsi in molte directory, quindi i sistemi operativi forniscono un percorso di ricerca che elenca le directory in cui il sistema operativo cerca gli eseguibili.

Il percorso è memorizzato in una variabile di ambiente, che è una stringa denominata gestita dal sistema operativo. Questa variabile contiene le informazioni disponibili per la shell dei comandi e altri programmi.

La variabile di percorso è denominata PATH in Unix o Path in Windows (Unix fa distinzione tra maiuscole e minuscole; Windows no).

In Mac OS, il programma di installazione gestisce i dettagli del percorso. Per richiamare l'interprete Python da una directory particolare, è necessario aggiungere la directory Python al percorso.

Impostazione del percorso su Unix / Linux

Per aggiungere la directory Python al percorso per una particolare sessione in Unix -

  • Nella shell csh

    genere setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python" e premete Enter.

  • Nella shell bash (Linux)

    genere export ATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" e premete Enter.

  • Nella shell sh o ksh

    genere PATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" e premete Enter.

Note - / usr / local / bin / python è il percorso della directory Python.

Impostazione del percorso in Windows

Per aggiungere la directory Python al percorso di una particolare sessione in Windows:

  • At the command prompt - tipo path %path%;C:\Python e premete Enter.

Note - C: \ Python è il percorso della directory Python.

Esecuzione di Python

Vediamo ora i diversi modi per eseguire Python. I modi sono descritti di seguito:

Interprete interattivo

Possiamo avviare Python da Unix, DOS o qualsiasi altro sistema che fornisce un interprete della riga di comando o una finestra della shell.

  • accedere python dalla riga di comando.

  • Inizia subito a scrivere codice nell'interprete interattivo.

$python # Unix/Linux

o

python% # Unix/Linux

o

C:> python # Windows/DOS

Ecco l'elenco di tutte le opzioni disponibili della riga di comando:

S.No. Opzione e descrizione
1

-d

Fornisce l'output di debug.
2

-o

Genera bytecode ottimizzato (risultante in file .pyo).
3

-S

Non eseguire il sito di importazione per cercare i percorsi Python all'avvio.
4

-v

Output dettagliato (traccia dettagliata sulle istruzioni di importazione).
5

-x

Disabilita le eccezioni incorporate basate sulla classe (usa solo le stringhe); obsoleto a partire dalla versione 1.6.
6

-c cmd

Esegue lo script Python inviato come stringa cmd.
7

File

Esegui script Python da un determinato file.

Script dalla riga di comando

Uno script Python può essere eseguito dalla riga di comando invocando l'interprete sulla tua applicazione, come di seguito:

$python script.py # Unix/Linux

o,

python% script.py # Unix/Linux

o,

C:> python script.py # Windows/DOS

Note - Assicurati che la modalità di autorizzazione del file consenta l'esecuzione.

Ambiente di sviluppo integrato

Puoi eseguire Python anche da un ambiente GUI (Graphical User Interface), se hai un'applicazione GUI sul tuo sistema che supporta Python.

  • Unix - IDLE è il primo IDE Unix per Python.

  • Windows - PythonWin è la prima interfaccia Windows per Python ed è un IDE con una GUI.

  • Macintosh - La versione Macintosh di Python insieme all'IDE IDE è disponibile dal sito Web principale, scaricabile come file MacBinary o BinHex.

Se non sei in grado di configurare correttamente l'ambiente, puoi chiedere aiuto all'amministratore di sistema. Assicurati che l'ambiente Python sia configurato correttamente e funzioni perfettamente.

Possiamo anche usare un'altra piattaforma Python chiamata Anaconda. Include centinaia di popolari pacchetti di data science e il pacchetto conda e il gestore dell'ambiente virtuale per Windows, Linux e MacOS. Puoi scaricarlo secondo il tuo sistema operativo dal linkhttps://www.anaconda.com/download/.

Per questo tutorial stiamo usando la versione Python 3.6.3 su MS Windows.