تتعدد لغات البرمجة المستخدمة عالميًا وتختلف في طريقة كتابتها وفي الأوامر التي تستعملها، ومن أشهرها لغة Python.
يعرض المقطع التالي كودًا بسيطًا يحسب تنبؤ النقطة الأولى في النموذج الأول (w = 0 وb = 5) وخطأه.ما هي لغة Python؟
Python لغة برمجة ظهرت لأول مرة عام 1991. تتميز بسهولة تعلمها واستخدامها، ولذلك تُستعمل اليوم على نطاق واسع في مجالات كثيرة حول العالم، مثل تطوير التطبيقات والمواقع، وعلم البيانات، والتعلم الآلي.كما أنها مجانية بالكامل، وتعمل على أنظمة التشغيل المختلفة، مثل Windows وmacOS وLinux.
كيف يبدو كود Python؟
نأخذ معادلة التنبؤ في الانحدار الخطي مثالًا. لكي يحسب الحاسوب قيمة التنبؤ، يجب أن نترجم هذه المعادلة الرياضية إلى أوامر يفهمها، وتسمى هذه الأوامر كودًا، فينفذها خطوة بعد خطوة.w = 0 b = 5 x = 1 y = 8 prediction = w * x + b error = prediction - y print(error)
نشرحه سطرًا سطرًا:
في السطرين الأولين أنشأنا متغيرين سميناهما w وb، وأعطيناهما القيمتين 0 و5. يمثلان المعاملين w وb في النموذج الأول.
في السطرين التاليين خزّنا قيمة المدخل x وهي 1، وقيمة المخرج الحقيقية y وهي 8. بذلك عرّفنا البيانات التي يستخدمها النموذج.
بعد ذلك نكتب طريقة التنبؤ وحساب الخطأ. في السطر الخامس أعطينا الحاسوب العملية w * x + b، وخزّنا ناتجها في متغير سميناه prediction، أي التنبؤ.
في السطر السادس أنشأنا متغيرًا جديدًا اسمه error، أي الخطأ، وخزّنا فيه الفرق بين التنبؤ والقيمة الحقيقية: prediction - y.
في السطر الأخير يأمر print() الحاسوب بإظهار قيمة المتغير الذي نختاره. هنا نطبع قيمة error، وناتجها −3، وهو الخطأ نفسه الذي حسبناه للنقطة الأولى في النموذج الأول.
لا يهم إن لم تفهم كل سطر الآن، فسنشرح في المقالات القادمة الأساسيات والأوامر التي نحتاجها قبل التعمق في Python.
بيئات كتابة كود Python وتشغيله
تتعدد البيئات التي نكتب فيها أكواد Python ونجرّب بها النماذج، ومنها:- Google Colab: بيئة طورتها غوغل، نكتب فيها الكود مباشرة من المتصفح دون تثبيت Python على الحاسوب. واجهتها سهلة، وتتيح مشاركة الدفتر مع الآخرين والتعليق عليه وتعديله.
- Kaggle: منصة تتبع غوغل أيضًا، وهي مجتمع على الإنترنت لعلماء البيانات ومهندسي التعلم الآلي. تتيح كتابة الكود وتشغيله من المتصفح، وتوفر مكتبة كبيرة من البيانات نستطيع تنزيلها واستخدامها في مشاريعنا.
- Jupyter Notebook: تطبيق ويب يعمل على الحاسوب، نكتب فيه أكواد Python وننفذها ونرى ناتجها في المستند نفسه، ويمكن مشاركته مع الآخرين.
والثاني أنها توفر وصولًا مجانيًا ضمن حدود معينة الوصول إلى وحدة المعالجة الرسومية (GPU) ووحدة معالجة الموتّرات (TPU)، وهما تسرّعان تدريب النماذج الكبيرة.
كيف نشغّل أول كود في Google Colab؟
يوضح الفيديو التالي كيف ندخل إلى Google Colab وننشئ دفترًا جديدًا ونشغّل أول كود فيه، ثم نضيف خلية (Cell) جديدة لنجرّب كودًا آخر:الكودان اللذان جرّبناهما في الفيديو:
print("hello")
print(2+5)لماذا نستعمل Python في التعلم الآلي؟
أما في هذه السلسلة فسنكتب الخطوات بأنفسنا، ونستعين بمكتبة للعمليات الحسابية فقط، لأن فهم كيف يعمل النموذج هو ما يساعدنا على اكتشاف الأخطاء وإصلاحها بأنفسنا مستقبلًا.
سنعتمد في هذه الدورة على لغة Python لأنها مناسبة للمبتدئين، وفي المقال القادم سنتعرف على الأوامر الأساسية التي نحتاجها قبل الانتقال إلى المعادلات الرياضية.
ولمن أراد التعمق في اللغة، فدورة موقع harmash عن Python تشرح أساسياتها بالتفصيل.
أكتب تعليق لتشجيعنا على العمل أكثر