Python là gì? Từ A - Z về ngôn ngữ lập trình Python
Đối với lĩnh vực công nghệ thông tin (CNTT), việc sử dụng các nền tảng và ngôn ngữ lập trình hiệu quả đã trở thành một yếu tố quan trọng quyết định phần lớn đến sự thành công. Trong đó, Python nổi lên như một hiện tượng đáng chú ý khi là ngôn ngữ lập trình được đánh giá cao bởi đông đảo lập trình viên trên toàn thế giới. Vậy Python là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu trong nội dung dưới đây nhé!
Python là gì?
Python là một ngôn ngữ lập trình máy tính bậc cao thường được các lập trình viên sử dụng để phát triển các phần mềm, trang web, phân tích dữ liệu và tự động hóa các tác vụ. Với đặc điểm hoạt động vì mục đích chung, ngôn ngữ lập trình python có khả năng ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Cũng chính vì ưu điểm linh hoạt và tính thân thiện, dễ sử dụng cho người mới bắt đầu mà lập trình python đã trở thành một trong những ngôn ngữ được ưu tiên sử dụng nhất hiện nay.
Lịch sử phát triển của lập trình Python
Vào tháng 12 năm 1989, Guido van Rossum đã chính thức bắt đầu phát triển ngôn ngữ lập trình Python cơ bản tại Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) ở Amsterdam. Mục đích của ông đó chính là tạo ra một ngôn ngữ lập trình mới với cú pháp dễ đọc, thay cho ngôn ngữ ABC lỗi thời mà ông đang sử dụng. Trải qua một thời gian, Python ngày càng được ưa chuộng và trải qua nhiều phiên bản phát triển, cụ thể:
- Python 1.0 ra mắt vào tháng 2 năm 1991 với mục đích tập trung vào việc cải thiện các tính năng cơ bản và giao diện tương tác.
- Phiên bản 2.0 của Python được phát hành vào năm 2000 và đã đem lại nhiều cải tiến, tính năng mới.
- Python 3.0 được phát hành vào năm 2008 và là một phiên bản không tương thích ngược với Python 2.x. Nền tảng này được thiết kế để có thể cải thiện cú pháp, loại bỏ các tính năng lỗi thời và làm cho ngôn ngữ trở nên đơn giản, ngắn gọn hơn.
Đặc tính của ngôn ngữ lập trình Python
Python được thiết kế với mục đích giúp người học dễ đọc, dễ hiểu và dễ nhớ, điều này đã được phản ánh thông qua những đặc tính sau:
- Python là một ngôn ngữ thông dịch: Python có khả năng thực thi từng dòng code một. Khi gặp lỗi trong quá trình chạy, ngôn ngữ này sẽ dừng lại để lập trình viên dễ dàng tìm kiếm và sửa chữa.
- Python là một ngôn ngữ linh hoạt: Python không cần khai báo kiểu dữ liệu cho biến mà sẽ tự động xác định khi chạy chương trình, qua đó giúp việc viết mã trở nên nhanh chóng và tiện lợi hơn.
- Python là một ngôn ngữ dễ sử dụng: Với việc sử dụng các ngôn từ gần gũi trong tiếng Anh nên Pytho không cần dấu ngoặc ôm như các ngôn ngữ khác, ngược lại thì nó sẽ tự thụt đầu dòng để phân biệt các khối mã.
- Python là một ngôn ngữ cấp cao: Python sử dụng gần gũi với ngôn ngữ con người nên nó sẽ giúp lập trình viên không cần phải quan tâm đến vấn đề kiến trúc hay quản lý bộ nhớ.
- Python là một ngôn ngữ hướng đối tượng: Mọi thứ trong ngôn ngữ Python đều được xem là đối tượng, đồng thời tiến hành hỗ trợ các phương thức lập trình khác như lập trình hàm và lập trình cấu trúc.
Ưu điểm nổi bật của ngôn ngữ Python
Python được coi là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất trong ngành, nhờ vào những điểm nổi bật sau:
- Cấu trúc code dễ đọc và dễ hiểu: Python có cú pháp gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên, giúp người mới bắt đầu có thể dễ dàng tiếp cận và hiểu được mã nguồn.
- Tính ứng dụng rộng rãi: Ngôn ngữ lập trình Python được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như phát triển web, trí tuệ nhân tạo, khoa học dữ liệu, tự động hóa, và nhiều ứng dụng khác.
- Tốc độ xử lý: Lập trình Python có tốc độ xử lý nhanh hơn so với PHP trong một số trường hợp cụ thể, giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm thời gian.
- Sửa lỗi mã nguồn: Python cho phép lập trình viên sửa lỗi mã nguồn một cách trực tiếp, giúp giảm thời gian và công sức khi phát hiện và khắc phục lỗi.
- Các khối cơ sở dữ liệu phong phú: Ngôn ngữ Python có sẵn một lượng lớn các thư viện và frameworks hỗ trợ cho việc làm việc với cơ sở dữ liệu, giúp tạo ra các ứng dụng thương mại hiệu quả.
- Bảo trì đơn giản: Nhờ tính đơn giản của nó, việc bảo trì các chương trình Python trở nên đơn giản và nhanh chóng.
- Hỗ trợ GUI programming: Python cung cấp các thư viện và frameworks để phát triển giao diện người dùng đồ họa (GUI), giúp hiển thị ảnh minh họa một cách sống động và chân thật.
- Tùy chỉnh và mở rộng: Ngôn ngữ lập trình Python cho phép lập trình viên tùy chỉnh và mở rộng các công cụ để tối đa hiệu quả trong công việc, từ việc phát triển ứng dụng đến việc xây dựng các thư viện và frameworks.
Một số hạn chế của lập trình Python
Ngoài những ưu điểm vượt trội, Python cũng mang lại một số hạn chế trong hiệu suất và bảo mật mà cần phải cân nhắc:
- Tốc độ thực thi chậm: Do Python là ngôn ngữ thông dịch chứ không phải là biên dịch nên tốc độ thực thi của nó thường chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C, C++, Java.
- Tốn nhiều bộ nhớ: Ngôn ngữ Python yêu cầu nhiều không gian bộ nhớ hơn do cấu trúc của nó và điều này không phù hợp trong môi trường có hạn chế về bộ nhớ.
- Không phù hợp cho phát triển trò chơi và thiết bị di động: Lập trình Python thường được sử dụng cho máy tính cá nhân và phát triển web, không phù hợp cho việc tạo ra ứng dụng di động và trò chơi vì yêu cầu bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý chậm hơn.
- Rủi ro ràng buộc với một ngôn ngữ duy nhất: Đặc tính dễ sử dụng của Python có thể khiến lập trình viên khó chuyển đổi sang các ngôn ngữ khác sau khi đã quen với nó.
- Khó khăn trong việc phát hiện lỗi: Python không thể phát hiện lỗi trong quá trình biên dịch và điều này đã tạo ra thách thức cho việc tìm, sửa lỗi.
- Quyền truy cập cơ sở dữ liệu: Ngôn ngữ Python thường được coi là không an toàn và có nguy cơ bảo mật cao khi truy cập cơ sở dữ liệu.
- Hạn chế về thiết kế: Lập trình Python đang phải đối mặt với hạn chế về thiết kế, làm giảm khả năng linh hoạt và mở rộng của ứng dụng.
- Khó kiểm thử: Python dựa trên trình thông dịch nên sẽ khiến cho việc kiểm thử trở nên khó khăn và thường xuyên xảy ra lỗi khi chạy.
Ứng dụng của ngôn ngữ lập trình Python
Python là một ngôn ngữ lập trình phổ biến được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghệ, trong đó cần phải kể đến một số ví dụ tiêu biểu sau:
1. Phát triển web
Python thường được sử dụng cho phát triển back-end của các trang web và ứng dụng web. Ví dụ, Python được dùng để xử lý logic của máy chủ, giao tiếp với cơ sở dữ liệu, xử lý dữ liệu đầu vào - đầu ra và định tuyến URL. Ngoài ra, Python cung cấp các framework phổ biến như Django và Flask giúp người phát triển xây dựng và quản lý dự án một cách hiệu quả.
2. Phát triển game
Python cũng được sử dụng cho việc phát triển game trên nhiều nền tảng khác nhau. Trong đó, Pygame chính là một ví dụ điển hình - đây là bộ công cụ cross-platform cho phép lập trình viên có thể tạo ra các trò chơi từ những game đơn giản như game văn bản cho đến những trò chơi phức tạp hơn.
3. Phân tích số liệu và khoa học
Các thư viện trong Python hầu hết đều được thiết kế để hỗ trợ cho việc tính toán số liệu và nghiên cứu khoa học, qua đó phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau như trái đất học, thiên văn học,.... Hiện nay, một số thư viện phổ biến cần phải kể đến là EarthLy và AstroPy.
4. Công cụ tự động hóa
Python thường là lựa chọn hàng đầu của lập trình viên khi họ cần xây dựng các công cụ tự động hóa và ứng dụng như từ điển, crawler (chương trình tải dữ liệu từ website), loại bỏ dữ liệu trùng lặp trong tệp tin, gửi email, chuyển đổi định dạng file và nhiều nhiệm vụ tự động khác,....
5. Khoa học máy tính và machine learning
Python là công cụ không thể thiếu đối với các nhà khoa học dữ liệu khi được ứng dụng cho việc làm sạch dữ liệu, trích xuất và gán nhãn, trực quan hóa dữ liệu, cũng như đào tạo các mô hình Machine Learning. Không chỉ vậy, Python còn được ứng dụng rộng rãi trong xử lý ảnh và machine learning thông qua thư viện OpenCV.
Đồng thời, trong lĩnh vực toán học và đại số tuyến tính, Python cũng cung cấp các thư viện như Scipy và Numpy để giúp cho các nhà nghiên cứu thực hiện các phép toán phức tạp một cách hiệu quả, chính xác.
Những thư viện và framework Python cơ bản
Để nâng cao hiệu suất và tăng tính linh hoạt trong việc phát triển và lập trình web, phần mềm bằng Python, các lập trình viên thường sẽ tận dụng những thư viện và framework Python cơ bản dưới đây:
1. Thư viện Python
Thư viện Python là bộ sưu tập các mã nguồn mà nhà phát triển có thể sử dụng với mục đích làm giảm thời gian và công sức cần thiết để viết lại các chức năng phổ biến. Python đi kèm với một thư viện chuẩn và hơn 137.000 thư viện bổ sung cho các mục đích phát triển đa dạng. Dưới đây là một số thư viện Python phổ biến:
- NumPy: NumPy là thư viện cung cấp cấu trúc dữ liệu mảng đa chiều và nhiều hàm toán học, đồng thời hỗ trợ tích hợp với các ngôn ngữ khác như C và C++.
- Matplotlib: Dùng để vẽ biểu đồ 2D và 3D, Matplotlib là công cụ quan trọng cho việc biểu diễn dữ liệu trong các ứng dụng khoa học và đồ thị.
- Pandas: Pandas cung cấp cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ như DataFrame và Series, giúp thao tác và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả, đặc biệt là dữ liệu có cấu trúc.
- Requests: Thư viện này giúp gửi và nhận dữ liệu qua HTTP, cho phép tương tác với các dịch vụ và ứng dụng web thông qua tải tài liệu từ URL và thực hiện các yêu cầu API.
- OpenCV-Python: Dành cho mục đích xử lý hình ảnh và thị giác máy tính, thư viện này cung cấp các công cụ cho việc đọc, ghi hình ảnh, nhận diện đối tượng và xử lý hình ảnh từ video.
- Keras: Keras là thư viện mạng nơ-ron chuyên sâu tích hợp với TensorFlow để giúp việc xây dựng và huấn luyện mô hình học máy trở nên linh hoạt, đơn giản hơn.
2. Framework Python
Các framework Python được sử dụng rộng rãi hiện nay chia thành hai loại chính là full-stack và micro. Dưới đây là một số framework giúp lập trình viên phát triển ứng dụng Python một cách dễ dàng và hiệu quả:
- Django: Django là một framework web Python full-stack được thiết kế để phát triển các ứng dụng web phức tạp. Nó cung cấp các tính năng như web server tích hợp để phát triển và kiểm thử, công cụ mẫu để thiết lập giao diện người dùng và tính năng bảo mật mạnh mẽ.
- Flask: Flask là một framework micro dành cho việc xây dựng các ứng dụng web đơn giản hoặc dự án với quy mô nhỏ. Nó cung cấp các tính năng cơ bản và linh hoạt, cho phép lập trình viên tùy chỉnh các phần của ứng dụng một cách dễ dàng.
- TurboGears: TurboGears là một framework web Python mạnh mẽ khi cung cấp các công cụ và thư viện hỗ trợ xây dựng database, tạo giao diện người dùng và quản lý dự án. Đồng thời, nó cũng cung cấp các cơ chế bảo mật để đảm bảo an toàn cho các ứng dụng web.
- Apache MXNet: Apache MXNet là một framework deep learning linh hoạt, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình và cung cấp một bộ công cụ, thư viện phong phú về machine learning và xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP).
Với những thông tin vừa được chia sẻ, Website Chuyên Nghiệp hi vọng những kiến thức về khái niệm Python là gì ở trên sẽ giúp bạn có thể hiểu rõ hơn về ngôn ngữ lập trình này, qua đó ứng dụng hiệu quả trong công việc của mình.
Bài viết liên quan:
HTML là gì? Tổng quan kiến thức về ngôn ngữ HTML cơ bản
.NET là gì? Tất tần tật về lập trình .NET bạn không nên bỏ qua
Tin tức khác | Xem tất cả
Chat Skype 
