Python là một trong những loại ngôn ngữ lập trình phổ biến được sử dụng rộng rãi trên nhiều nước, đặc biệt là tại các cơ sở giáo dục công nghệ thông tin. Vậy python là gì? Tại sao nó lại được sử dụng rộng rãi đến như vậy? Hãy cùng Jobsnew khám phá những điều thú vị trong loại ngôn ngữ này ngay sau đây nhé!
1. Khái niệm cơ bản về python
Với những ai đã học về lập trình, công nghệ thông tin chắc hẳn sẽ nắm rõ về python. Tuy nhiên, đối với những người mới tiếp cận thì python là một thuật ngữ vô cùng xa lạ. Để hiểu được loại ngôn ngữ này thì điều đầu tiên bạn cần biết định nghĩa về Python và những đặc điểm liên quan đến nó.
1.1 Lập trình python là gì và ngôn ngữ của nó?
Python là gì? Tại sao nó lại được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghệ thông tin đến vậy? Python là loại ngôn ngữ lập trình máy tính bậc cao được sử dụng trong xây dựng website, phần mềm, máy học và khoa học dữ liệu. Python được sử dụng rộng rãi là vì tính hiệu quả, dễ học, ngôn ngữ có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau và đặc biệt có thể tải xuống miễn phí.
1.2 Đặc điểm và triết lý thiết kế của python
Python được sử dụng phổ biến trong cộng đồng lập trình là vì có đặc điểm và thiết kế đơn giản, dễ đọc, dễ viết cho người mới bắt đầu học. Bên cạnh đó còn có một số đặc điểm như:
– Mã nguồn mở và miễn phí: Vì là mã nguồn mở nên người dùng không chỉ có thể sử dụng mà còn có thể thay đổi mã nguồn của nó. Đặc biệt python được sử dụng miễn phí cho dù bạn sử dụng chúng với mục đích thương mại nào khác.
– Có thể mở rộng và nhúng: Python cho phép người dùng dễ dàng kết hợp với các phần code khác như C++,… Điều này cung cấp cho người dùng thêm những tính năng tốt hơn cũng như khả năng scripting mà ở những ngôn ngữ lập trình khác ít có thể làm được.
– Tính linh hoạt: Khác với các ngôn ngữ lập trình khác python có thể sử dụng được trên nhiều nền tảng như Windows, macOS, Linux.
– Thông dịch cấp cao: Khác với C/C++, python sẽ tự động chuyển đổi code sang ngôn ngữ máy tính một cách thông minh. Người dùng không phải lo lắng với những việc như quản lý bộ nhớ, dọn dẹp dữ liệu,…
– Thư viện hỗ trợ lớn: Do được sử dụng rộng rãi và phổ biến vì thế python sở hữu một khối lượng lớn thư viện giúp người dùng có thể sử dụng tiện lợi hơn. Người dùng không nhất thiết phải tự viết code tất cả, từ việc tạo biểu mẫu thông thường, phân luồng, cơ sở dữ liệu, cho đến các chức năng khác.
2. Lịch sử phát triển của python
Giống như các loại ngôn ngữ phổ biến khác như C hay Java, python có một lịch sử phát triển lâu đời. Ngôn ngữ đã trải qua nhiều phiên bản khác nhau, đã trải qua nhiều lần chỉnh sửa cho đến phiên bản hoàn chỉnh như hiện nay.
2.1 Sự ra đời và các phiên bản python quan trọng
Python được một lập trình viên máy tính ở Hà Lan là Guido Van Rossum phát triển vào năm 1980 tại Centrum Wiskunde & Informatica (CWI). Đây được xem như một loại ngôn ngữ kế thừa cho ngôn ngữ ABC, loại ngôn ngữ được lấy cảm hứng từ SETL có khả năng xử lý và giao tiếp với hệ thống Amoeba.
2.2 Các phiên bản python quan trọng
- Python 0.9.0 là phiên bản đầu tiên được ra mắt vào năm 1991, ngôn ngữ đã được phát triển các tính năng hữu ích như một số kiểu dữ liệu và hàm xử lý lỗi.
- Python 1.0 được ra mắt vào năm 1994 với, ngôn ngữ được phát triển giúp dễ dàng xử lý danh sách dữ liệu, có thể được dùng vào ánh sáng xạ, lọc và lược bỏ.
- Python 2.0 được ra mắt năm 2000 và có nhiều tính năng hỗ trợ người dùng hơn, nổi bật là Unicode.
- Python 3.0 được ra mắt năm 2008, ở phiên bản này python đã có các tính năng như hàm in, hỗ trợ nhiều trong phân chia số và xử lý lỗi.
- Python 3.9 được ra mắt năm 2020 đã được nâng cấp về các vấn đề liên quan đến bảo mật.
2.3 Sự thật thú vị và sự tiến hoá của python
Từ lúc ra mắt cho đến nay, python đã trải qua nhiều sự nghiên cứu và phát triển. Mỗi phiên bản đều được phát triển thêm nhiều tính năng mới. Sau đây là những sự thật mà Jobsnew tin chắc sẽ giúp bạn cảm thấy hứng thú hơn về loại ngôn ngữ này.
- Vào cuối những năm 1980 python được Guido Van Rossum phát triển tại Viện Nghiên cứu Quốc gia về Toán học và Khoa học máy với tư cách là người kế thừa ngôn ngữ ABC có khả năng giao tiếp ngoại lệ và xử lý.
- Ngôn ngữ có nguồn gốc từ ngôn ngữ lập trình ABC, small talk, Module 3 và Algol-68.
- Tên python được đặt từ một chương trình truyền hình mà ông Guido Van Rossum thích xem đó là Monty Python’s Flying Circus.
- Trang python là dạng tệp có phần mở rộng .py, chứa được mã lệnh python và có thể kết hợp giữa thẻ HTML vào tập lệnh python.
- Tháng 12 năm 1989, ông Guido Van Rossum đã phát triển trình thông dịch python đầu tiên như một dự án cá nhân.
- Python là ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở, cho phép mọi người tải về, sử dụng và chỉnh sửa mã nguồn miễn phí. Chính vì thế mà càng nhiều người biết đến python là gì và được liên tục phát triển cải tiến hơn trong cộng đồng lập trình.
- Ngày nay, python là một trong những ngôn ngữ chính thức được sử dụng tại công ty công nghệ lớn Google.
3. Ứng dụng của python trong công nghệ
Với sự cải tiến từ các ngôn ngữ tiền nhiệm, Python được sử dụng đa số trong các lĩnh vực phát triển website, lập trình phần mềm, tự động hóa và trí tuệ nhân tạo,…
3.1 Phát triển web và tự động hóa phần mềm
Phát triển web và tự động hóa phần mềm là một trong những ứng dụng nổi bật của python. Thông thường python được sử dụng trong mảng back-end của website hoặc ứng dụng vào các tính năng mà người dùng không nhìn thấy được.
Với đặc tính linh hoạt, python thường được các nhà phát triển web sử dụng trong việc gửi dữ liệu từ máy chủ, định tuyến URL, xử lý dữ liệu và giao tiếp với cơ sở dữ liệu,… Ngoài ra, python còn được ứng dụng trong tự động hóa phần mềm. Ngôn ngữ được dùng để viết script, kiểm tra lỗi trên nhiều tệp, chuyển đổi tệp, thực hiện các phép tính,…
3.2 Khoa học dữ liệu và máy học
Đối với lĩnh vực khoa học dữ liệu và máy học thì python đã quá là quen thuộc. Đây được xem là một yếu tố chính cho phép các nhà phân tích và các chuyên gia có thể sử dụng ngôn ngữ này để thực hiện các tính toán thống kê phức tạp, trực quan hóa dữ liệu, xây dựng thuật toán học máy và phân tích dữ liệu. Bên cạnh đó, python hỗ trợ xây dựng nhiều dạng biểu đồ từ cơ bản đến nâng cao như 3D. Đặc biệt, python cũng sở hữu thư viện khổng lồ cho phép các lập trình viên viết trương trình để phân tích dữ liệu và máy học nhanh hơn.
3.3 Ứng dụng khác của python
Không chỉ dừng lại ở lĩnh vực web, tự động hóa phần mềm, khoa học dữ liệu và máy học mà python còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như game, đồ họa, phát triển ứng dụng di động,…
4. Đặc điểm kỹ thuật của python
Trước khi bước vào thế giới lập trình python việc hiểu rõ python la gì, đặc điểm kỹ thuật của python như thế nào là vô cùng quan trọng. Python được thiết kế đơn giản, dễ hiểu và dễ đọc giúp lập trình viên tập trung vào giải quyết vấn đề thay vì mất nhiều thời gian và công sức trong việc xử lý cú pháp phức tạp.
4.1 Python là ngôn ngữ thông dịch và cấp cao
Python là gì? Python được xem là một ngôn ngữ thông dịch vì mã nguồn của nó được dịch và thực thi từng dòng lệnh một, thay vì biên dịch toàn bộ chương trình trước khi chạy. Điều này mang lại nhiều lợi ích cho người lập trình, bao gồm khả năng thử nghiệm, debug dễ dàng, tương tác trực tiếp với mã nguồn, có tính linh hoạt trong việc viết và thay đổi code.
Python cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ và trừu tượng cao chính vì thế đây được xem là ngôn ngữ cấp cao. Python hỗ trợ nhiều phương thức lập trình khác nhau, từ lập trình cấu trúc đến lập trình hướng đối tượng và lập trình hàm. Điều này cho phép người dùng có thể lựa chọn phương thức phù hợp với yêu cầu của dự án, giúp tạo ra mã nguồn dễ đọc, dễ bảo trì và tái sử dụng.
4.2 Lập trình hướng đối tượng trong python
Python hỗ trợ lập trình hướng đối tượng (OOP), là phương pháp lập trình mà trong đó chương trình được tổ chức xung quanh các đối tượng, mỗi đối tượng đại diện cho một thực thể trong thế giới thực. OOP tập trung vào việc mô hình hóa và tương tác giữa các đối tượng để xây dựng các ứng dụng phần mềm.
Khi lập trình với python, mọi thực thể đều là đối tượng bao gồm số, chuỗi, danh sách và các đối tượng mà chúng ta tạo ra. Bên cạnh đó, python cung cấp các cú pháp định nghĩa và sử dụng lớp, kế thừa, đa hình và đóng gói (đây là các khái niệm cơ bản của lập trình hướng đối tượng).
Lập trình hướng đối tượng với ngôn ngữ lập trình Python giúp tạo ra một dự án có cấu trúc rõ ràng khi cần chỉnh sửa, bảo trì hoặc nâng cấp mở rộng lập trình viên sẽ dễ dàng thao tác hơn. Ngoài ra, khi sử dụng lập trình hướng đối tượng với Python khuyến khích việc sử dụng các nguyên tắc thiết kế như SOLID, DRY, KISS, SoC,…để tạo ra các ứng dụng linh hoạt và dễ mở rộng.
4.3 Lỗi ngoại lệ trong python là lỗi gì?
Trong quá trình làm việc, lỗi ngoại lệ trong lập trình python là gì? Các lỗi này có thể gây gián đoạn luồng thực thi thông thường của một chương trình. Các lỗi ngoại lệ trong python được biểu hiện dưới các lớp lỗi có sẵn như ValueError, TypeError và FileNotFoundError. Tuy nhiên, python có thể cung cấp các cơ chế để xử lý lỗi, tại đây lập trình viên có thể xác định các tình huống lỗi một cách dễ dàng và chính xác. Từ đó có thể kiểm tra và tìm các khối mã để xử lý lỗi.
5. Thư viện và khung làm việc trong python
Thư viện và khung làm việc trong Python là 2 yếu tố quan trọng giúp cho việc lập trình trở nên thuận tiện hơn. Thư viện là các mã nguồn đã được viết sẵn, cung cấp các chức năng và công cụ để sử dụng trong dự án. Còn khung làm việc trong python là cấu trúc tổ chức dự án, được định nghĩa cách thức xây dựng và tương tác giữa các thành phần trong dự án. Thư viện và khung làm việc giúp tăng hiệu quả và linh hoạt trong quá trình phát triển dự án bằng python.
5.1 Các thư viện Python phổ biến
Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và phổ biến với nền tảng thư viện đa dạng để hỗ trợ các nhu cầu lập trình khác nhau. Các thư viện Python phổ biến như NumPy, Pandas và Matplotlib giúp cho việc xử lý dữ liệu, tính toán khoa học và trực quan hóa dữ liệu trở nên dễ dàng. Bên cạnh đó các lĩnh vực khác như khoa học máy, TensorFlow và PyTorch là hai thư viện hàng đầu cho việc xây dựng và huấn luyện mô hình học máy.
Đối với phát triển ứng dụng web, Flask và Django là hai thư viện phổ biến. Flask là một khung làm việc nhẹ và linh hoạt, trong khi Django cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ như xử lý URL, quản lý cơ sở dữ liệu và bảo mật. Cả hai đều giúp xây dựng các ứng dụng web chất lượng cao và dễ bảo trì.
Ngoài ra, thư viện Requests cung cấp các công cụ dễ sử dụng để gửi yêu cầu HTTP/HTTPS và tương tác với các API. Điều này giúp bạn dễ dàng triển khai các chức năng liên quan đến giao tiếp mạng trong các ứng dụng của mình. Với sự đa dạng và tính linh hoạt của các thư viện Python phổ biến, lập trình viên có nền tảng mạnh mẽ để phát triển các ứng dụng và giải quyết các vấn đề lập trình một cách hiệu quả
5.2 Các khung làm việc (Frameworks) trong Python
Trong Python rất đa dạng các khung làm việc (framework) phổ biến được sử dụng để phát triển ứng dụng và website. Những khung làm việc này cung cấp công cụ và thư viện hữu ích giúp giảm thời gian, công sức cho xây dựng, quản lý các dự án. Một trong số đó là Flask – khung làm việc linh hoạt và dễ tiếp cận. Sử dụng Flask có thể dễ dàng tạo nên các dự án đơn giản, nhanh chóng mà không gặp quá nhiều hạn chế. Flask cung cấp các công cụ cần thiết xử lý URL, quản lý phiên, xử lý biểu mẫu, tạo trang mẫu.
Bên cạnh Flask, Django một khung làm việc toàn diện, tối ưu tốt, mạnh mẽ và được sử dụng rộng rãi cho phát triển ứng dụng web. Django có thể xây dựng các ứng dụng web phức tạp và mở rộng. Nó cung cấp tính năng quản lý cơ sở dữ liệu, xử lý URL, quản lý người dùng và bảo mật. Django tự động tạo ra các thành phần cần thiết như quản trị viên và hệ thống xác thực, giúp tập trung vào việc phát triển chức năng cho ứng dụng.
Ngoài ra, còn một số khung làm việc khác như Pyramid, Tornado và Bottle phù hợp với nhiều nhu cầu lập trình web. Mỗi khung làm việc có đặc điểm riêng và được sử dụng cho mục đích cụ thể. Sử dụng các khung làm việc trong Python giúp tiết kiệm thời gian và nỗ lực trong việc xây dựng ứng dụng web. Có thể tận dụng các tính năng mạnh mẽ và cộng đồng hỗ trợ đa dạng để nhanh chóng triển khai các ứng dụng web chất lượng cao, dễ bảo trì.
6. Môi trường phát triển Python (Python IDEs) và SDKs
Môi trường phát triển Python và SDKs (Software Development Kit) đóng vai trò xây dựng và phát triển ứng dụng Python. Chúng cung cấp nhiều tính năng hỗ trợ để tăng năng suất làm việc. Python IDE (Integrated Development Environment) là môi trường phát triển tích hợp đáng tin cậy.
Những IDE phổ biến như PyCharm, Visual Studio Code và Spyder cung cấp tính năng gỡ lỗi, hoàn thành mã tự động, tạo dự án giúp tăng năng suất viết và sửa lỗi mã. Ngoài ra, các SDKs cung cấp công cụ và hướng dẫn hỗ trợ phát triển. Anaconda và Miniconda giúp quản lý thư viện và môi trường Python dễ dàng. Người dùng có thể tạo môi trường riêng biệt và quản lý phụ thuộc dự án hiệu quả.
6.1 Python IDEs phổ biến
Môi trường phát triển Python tích hợp (Python IDEs) được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng lập trình Python. Với nhiều tính năng mạnh và giao diện thân thiện, chúng giúp tối ưu hoá quá trình phát triển và thúc đẩy hiệu suất làm việc.
PyCharm là một trong những IDE Python phổ biến. Do JetBrains phát triển, PyCharm cung cấp nhiều tính năng như gỡ lỗi nâng cao, hoàn thành mã tự động, phân tích mã và tích hợp quản lý phiên bản. IDE hỗ trợ nhiều framework như Django, Flask, giúp phát triển ứng dụng web hiệu quả hơn.
Visual Studio Code (VS Code) trong python là gì? Đây cũng là một IDE phổ biến, không chỉ cho Python mà còn nhiều ngôn ngữ khác. VS Code có cộng đồng lớn và nhiều tiện ích, phần mở rộng mạnh. Cung cấp các tính năng gỡ lỗi, hoàn thành mã tự động, tích hợp quản lý phiên bản. Bên cạnh đó, Spyder đặc biệt hỗ trợ cho phân tích số liệu, khoa học dữ liệu với giao diện người dùng trực quan và tích hợp công cụ phân tích dữ liệu.
Sử dụng các IDE phổ biến giúp tận dụng tốt tiềm năng của Python. Các tính năng hỗ trợ giúp phát triển các ứng dụng chất lượng cao, dễ bảo trì. PyCharm, Visual Studio Code và Spyder là những lựa chọn phổ biến cho lập trình viên.
6.2 SDK Python và Boto3
SDK Python (Bộ công cụ phát triển phần mềm) cung cấp nhiều công cụ và tài liệu hữu ích trong quá trình xây dựng ứng dụng Python. Nhờ SDK, các nhà phát triển có thể tận dụng các thư viện và tính năng sẵn có để phát triển các ứng dụng phức tạp, tương tác với nhiều dịch vụ API.
Boto3 là SDK nổi bật trong quá trình kết nối ứng dụng với AWS. Với Boto3, việc xây dựng các giải pháp AWS trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn. SDK cung cấp nhiều lớp và phương thức truy cập, quản lý các tài nguyên như máy chủ, CSDL, lưu trữ đám mây và nhiều dịch vụ AWS.
Sử dụng Boto3 giúp tích hợp nhanh chóng các tính năng mạnh mẽ của AWS vào ứng dụng Python. Quá trình tương tác với các dịch vụ EC2, S3, Lambda, DynamoDB,…trở nên đơn giản và linh hoạt hơn. Boto3 hỗ trợ tạo, xóa, truy vấn và cập nhật các tài nguyên trên AWS thông qua các lớp và phương thức dễ sử dụng.
Ngoài ra, SDK cung cấp nhiều lợi ích như tiết kiệm thời gian, công sức nhờ tận dụng các tính năng sẵn có, hỗ trợ quản lý tài nguyên. Boto3 là lựa chọn tối ưu dành cho lập trình viên khi phát triển các giải pháp kết nối giữa ứng dụng Python và dịch vụ đám mây AWS.
7. Cách tự học lập trình Python
Cách tự học lập trình Python là quá trình tìm hiểu, học hỏi và trải nghiệm. Bạn có thể tìm hiểu qua các tài liệu trực tuyến miễn phí hoặc khóa học trực tuyến. Thực hành thông qua việc giải quyết bài tập và thực hiện các dự án nhỏ cũng là cách hiệu quả để rèn kỹ năng lập trình python.
Tham gia cộng đồng lập trình python và đọc mã nguồn mở cũng giúp các lập trình viên nắm vững kiến thức và kỹ thuật lập trình python. Quá trình học lập trình với python cần kiên nhẫn và thực hành là chìa khóa để nắm vững kiến thức trong việc học lập trình python.
7.1 Bước đầu tự học Python
Khởi đầu học lập trình Python là một hành trình trải nghiệm và đầy tiềm năng với ngôn ngữ phổ biến này. Python sở hữu cấu trúc đơn giản, dễ hiểu cùng cộng đồng hỗ trợ mạnh mẽ, nhiều tài liệu phong phú. Có thể bắt đầu tìm hiểu qua nguồn tài liệu trực tuyến miễn phí như Python.org, W3Schools, Codecademy cung cấp khái niệm cơ bản về cú pháp, kiểu dữ liệu, câu lệnh điều khiển.
Thực hành giải quyết bài tập trên HackerRank, Project Euler giúp nắm vững Python. Tự xây dựng dự án nhỏ áp dụng kiến thức cũng là cách hiệu quả. Tham gia cộng đồng trên diễn đàn, nhóm trực tuyến, subreddit là cơ hội trao đổi kinh nghiệm, học hỏi từ người có kinh nghiệm. Ngoài ra, kiên nhẫn thực hành là yếu tố quan trọng để cải thiện kỹ năng lập trình Python cũng như giải quyết các bài toán thực tiễn bằng ngôn ngữ này.
7.2 Tài nguyên và hướng dẫn học Python
Tài nguyên và hướng dẫn học lập trình Python là những yếu tố quan trọng để tiếp cận kiến thức một cách hiệu quả. Với sự phát triển của ngôn ngữ này, có nhiều lựa chọn tối ví dụ như website Python.org, W3Schools cung cấp tài liệu cơ bản miễn phí về cú pháp, kiểu dữ liệu, các khái niệm.
Ngoài ra, có thể tham khảo thêm ở các khóa học trực tuyến chất lượng cao trên Coursera, Udemy, edX dành cho mọi trình độ, từ cơ bản đến nâng cao. Thực hành giải quyết bài tập trên HackerRank, Project Euler hay tự xây dựng dự án nhỏ giúp nắm vững kiến thức và rèn luyện tư duy lập trình.
Tham gia các cộng đồng, nhóm trực tuyến, subreddit để trao đổi kinh nghiệm. Bên cạnh đó, mã nguồn mở như Flask, Django, NumPy cung cấp kiến thức qua mã code và các logic. Kiên nhẫn thực hành hàng ngày, không ngừng học hỏi giúp phát triển kỹ năng lập trình và ứng dụng Python xây dựng dự án thực tế.
Kết luận
Python là ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, có tính ứng dụng cao cùng với cú pháp đơn giản python đã chinh phục được nhiều lập trình viên trên thế giới. Ngôn ngữ này giúp các lập trình viên tập trung vào giải quyết vấn đề thay vì mất thời gian xử lý cú pháp phức tạp.
Ngoài ra, ngôn ngữ python còn đi kèm một thư viện phong phú cung cấp các công cụ và module đa dạng để xử lý các tác vụ phổ biến. Jobsnew hy vọng qua những thông tin vừa chia sẻ có thể giúp bạn hiểu rõ được python là gì cũng như những vấn đề quan trọng xoay quanh ngôn ngữ này. Theo dõi Jobsnew Blog để khám phá thêm nhiều bài viết hữu ích.
