AI avec Python - Premiers pas

Dans ce chapitre, nous allons apprendre comment démarrer avec Python. Nous comprendrons également comment Python aide à l'intelligence artificielle.

Pourquoi Python pour l'IA

L'intelligence artificielle est considérée comme la technologie tendance du futur. Il y a déjà un certain nombre d'applications qui y sont faites. Pour cette raison, de nombreuses entreprises et chercheurs s'y intéressent. Mais la principale question qui se pose ici est la suivante: dans quel langage de programmation ces applications d'IA peuvent-elles être développées? Il existe divers langages de programmation comme Lisp, Prolog, C ++, Java et Python, qui peuvent être utilisés pour développer des applications d'IA. Parmi eux, le langage de programmation Python gagne une énorme popularité et les raisons sont les suivantes -

Syntaxe simple et moins de codage

Python implique très moins de codage et une syntaxe simple parmi d'autres langages de programmation qui peuvent être utilisés pour développer des applications d'IA. Grâce à cette fonctionnalité, les tests peuvent être plus faciles et nous pouvons nous concentrer davantage sur la programmation.

Bibliothèques intégrées pour les projets IA

Un avantage majeur de l'utilisation de Python pour l'IA est qu'il est livré avec des bibliothèques intégrées. Python a des bibliothèques pour presque tous les types de projets d'IA. Par exemple,NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI sont quelques-unes des bibliothèques intégrées importantes de Python.

• Open source- Python est un langage de programmation open source. Cela le rend très populaire dans la communauté.

• Can be used for broad range of programming- Python peut être utilisé pour un large éventail de tâches de programmation comme le petit script shell vers les applications Web d'entreprise. C'est une autre raison pour laquelle Python convient aux projets d'IA.

Caractéristiques de Python

Python est un langage de script de haut niveau, interprété, interactif et orienté objet. Python est conçu pour être hautement lisible. Il utilise fréquemment des mots-clés anglais alors que d'autres langues utilisent la ponctuation, et il a moins de constructions syntaxiques que les autres langues. Les fonctionnalités de Python incluent les suivantes -

• Easy-to-learn- Python a peu de mots-clés, une structure simple et une syntaxe clairement définie. Cela permet à l'étudiant de comprendre rapidement la langue.

• Easy-to-read - Le code Python est plus clairement défini et visible aux yeux.

• Easy-to-maintain - Le code source de Python est assez facile à maintenir.

• A broad standard library - La majeure partie de la bibliothèque de Python est très portable et compatible multiplateforme sous UNIX, Windows et Macintosh.

• Interactive Mode - Python prend en charge un mode interactif qui permet le test interactif et le débogage d'extraits de code.

• Portable - Python peut fonctionner sur une grande variété de plates-formes matérielles et a la même interface sur toutes les plates-formes.

• Extendable- Nous pouvons ajouter des modules de bas niveau à l'interpréteur Python. Ces modules permettent aux programmeurs d'ajouter ou de personnaliser leurs outils pour être plus efficaces.

• Databases - Python fournit des interfaces à toutes les principales bases de données commerciales.

• GUI Programming - Python prend en charge les applications GUI qui peuvent être créées et portées vers de nombreux appels système, bibliothèques et systèmes Windows, tels que Windows MFC, Macintosh et le système X Window d'Unix.

• Scalable - Python fournit une meilleure structure et un meilleur support pour les grands programmes que les scripts shell.

Fonctionnalités importantes de Python

Considérons maintenant les fonctionnalités importantes suivantes de Python -

• Il prend en charge les méthodes de programmation fonctionnelles et structurées ainsi que la POO.

• Il peut être utilisé comme langage de script ou peut être compilé en byte-code pour créer de grandes applications.

• Il fournit des types de données dynamiques de très haut niveau et prend en charge la vérification de type dynamique.

• Il prend en charge le garbage collection automatique.

• Il peut être facilement intégré avec C, C ++, COM, ActiveX, CORBA et Java.

Installer Python

La distribution Python est disponible pour un grand nombre de plates-formes. Vous devez télécharger uniquement le code binaire applicable à votre plateforme et installer Python.

Si le code binaire de votre plateforme n'est pas disponible, vous avez besoin d'un compilateur C pour compiler le code source manuellement. La compilation du code source offre plus de flexibilité en termes de choix des fonctionnalités dont vous avez besoin dans votre installation.

Voici un bref aperçu de l'installation de Python sur différentes plates-formes -

Installation Unix et Linux

Suivez ces étapes pour installer Python sur une machine Unix / Linux.

• Ouvrez un navigateur Web et accédez à https://www.python.org/downloads

• Suivez le lien pour télécharger le code source compressé disponible pour Unix / Linux.

• Téléchargez et extrayez des fichiers.

• Modification du fichier Modules / Setup si vous souhaitez personnaliser certaines options.

• exécuter le script ./configure

• make

• faire installer

Cela installe Python à l'emplacement standard / usr / local / bin et ses bibliothèques dans / usr / local / lib / pythonXX où XX est la version de Python.

Installation de Windows

Suivez ces étapes pour installer Python sur une machine Windows.

• Ouvrez un navigateur Web et accédez à https://www.python.org/downloads

• Suivez le lien pour le fichier d' installation python-XYZ .msi de Windows où XYZ est la version que vous devez installer.

• Pour utiliser ce programme d'installation python-XYZ .msi, le système Windows doit prendre en charge Microsoft Installer 2.0. Enregistrez le fichier du programme d'installation sur votre ordinateur local, puis exécutez-le pour savoir si votre ordinateur prend en charge MSI.

• Exécutez le fichier téléchargé. Cela fait apparaître l'assistant d'installation Python, qui est vraiment facile à utiliser. Acceptez simplement les paramètres par défaut et attendez que l'installation soit terminée.

Installation sur Macintosh

Si vous utilisez Mac OS X, il est recommandé d'utiliser Homebrew pour installer Python 3. C'est un excellent programme d'installation pour Mac OS X et il est vraiment facile à utiliser. Si vous n'avez pas Homebrew, vous pouvez l'installer à l'aide de la commande suivante -

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

Nous pouvons mettre à jour le gestionnaire de paquets avec la commande ci-dessous -

$ brew update

Maintenant, exécutez la commande suivante pour installer Python3 sur votre système -

$ brew install python3

Configurer PATH

Les programmes et autres fichiers exécutables peuvent se trouver dans de nombreux répertoires, de sorte que les systèmes d'exploitation fournissent un chemin de recherche qui répertorie les répertoires dans lesquels le système d'exploitation recherche les exécutables.

Le chemin est stocké dans une variable d'environnement, qui est une chaîne nommée gérée par le système d'exploitation. Cette variable contient des informations disponibles pour le shell de commande et d'autres programmes.

La variable path est nommée PATH sous Unix ou Path sous Windows (Unix est sensible à la casse; Windows ne l'est pas).

Sous Mac OS, le programme d'installation gère les détails du chemin. Pour appeler l'interpréteur Python à partir d'un répertoire particulier, vous devez ajouter le répertoire Python à votre chemin.

Définition du chemin sous Unix / Linux

Pour ajouter le répertoire Python au chemin d'une session particulière sous Unix -

• Dans le shell csh

  Type setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python" et appuyez sur Enter.

• Dans le shell bash (Linux)

  Type export ATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" et appuyez sur Enter.

• Dans le shell sh ou ksh

  Type PATH = "$PATH:/usr/local/bin/python" et appuyez sur Enter.

Note - / usr / local / bin / python est le chemin du répertoire Python.

Définition du chemin sous Windows

Pour ajouter le répertoire Python au chemin d'une session particulière dans Windows -

• At the command prompt - type path %path%;C:\Python et appuyez sur Enter.

Note - C: \ Python est le chemin du répertoire Python.

Exécuter Python

Voyons maintenant les différentes manières d'exécuter Python. Les moyens sont décrits ci-dessous -

Interprète interactif

Nous pouvons démarrer Python depuis Unix, DOS ou tout autre système qui vous fournit un interpréteur de ligne de commande ou une fenêtre shell.

• Entrer python sur la ligne de commande.

• Commencez immédiatement à coder dans l'interpréteur interactif.

$python # Unix/Linux

ou

python% # Unix/Linux

ou

C:> python # Windows/DOS

Voici la liste de toutes les options de ligne de commande disponibles -

S.No.	Option et description
1	-d Il fournit une sortie de débogage.
2	-o Il génère un bytecode optimisé (résultant en des fichiers .pyo).
3	-S N'exécutez pas le site d'importation pour rechercher les chemins Python au démarrage.
4	-v Sortie verbeuse (trace détaillée sur les instructions d'importation).
5	-x Désactive les exceptions intégrées basées sur les classes (utilisez simplement des chaînes); obsolète à partir de la version 1.6.
6	-c cmd Exécute le script Python envoyé sous forme de chaîne cmd.
sept	File Exécutez le script Python à partir du fichier donné.

Script depuis la ligne de commande

Un script Python peut être exécuté sur la ligne de commande en appelant l'interpréteur sur votre application, comme dans ce qui suit -

$python script.py # Unix/Linux

ou,

python% script.py # Unix/Linux

ou,

C:> python script.py # Windows/DOS

Note - Assurez-vous que le mode d'autorisation de fichier permet l'exécution.

Environnement de développement intégré

Vous pouvez également exécuter Python à partir d'un environnement d'interface utilisateur graphique (GUI), si vous avez une application GUI sur votre système qui prend en charge Python.

• Unix - IDLE est le tout premier IDE Unix pour Python.

• Windows - PythonWin est la première interface Windows pour Python et est un IDE avec une interface graphique.

• Macintosh - La version Macintosh de Python avec l'IDE IDLE est disponible sur le site principal, téléchargeable sous forme de fichiers MacBinary ou BinHex'd.

Si vous ne parvenez pas à configurer correctement l'environnement, vous pouvez demander l'aide de votre administrateur système. Assurez-vous que l'environnement Python est correctement configuré et fonctionne parfaitement.

Nous pouvons également utiliser une autre plateforme Python appelée Anaconda. Il comprend des centaines de packages de science des données populaires et le package conda et le gestionnaire d'environnement virtuel pour Windows, Linux et MacOS. Vous pouvez le télécharger selon votre système d'exploitation à partir du lienhttps://www.anaconda.com/download/.

Pour ce tutoriel, nous utilisons la version Python 3.6.3 sur MS Windows.