أفضل مكتبات بايثون لتوفير الوقت

 

يعد تعلم الألة وتطوير البرامج جزءًا كبيرًا من جميع المشاريع مفتوحة المصدر التي تم إنشاؤها باستخدام بايثون، في السنوات الأخيرة أدت هذه المشاريع إلى خلق العديد من فرص العمل في مجال تطوير المصادر المفتوحة، و أشهر المشاريع مفتوحة المصدر المكتوبة بلغة بايثون هي TensorFlow و Keras و Scikit-Learn و Flask و Django و Tornado و Pandas و Kivy و Matplotlib و Orders.

1.TensorFlow

مكتبة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر في مجال تعلم الآلة. تستخدم في العديد من المجالات الفرعية ولكن لها تركيز محدد في تدريب واستدلال الشبكات العصبية العميقة.

تم تطوير المكتبة بواسطة Google لتلبية الحاجة إلى الأنظمة التي يمكنها إنشاء وتدريب الشبكات العصبية لاكتشاف وفك تشفير الصور والارتباطات  على غرار التعاليم والتمثيلات التي يستخدمها البشر.

2. Keras

 مكتبة شبكة عصبية مفتوحة المصدر مكتوبة بلغة بايثون وقادرة على العمل على برامج مثل Deep Learning و TensorFlow و Theano، تم إنشاؤها في الأصل لإجراء تجارب على الشبكات العصبية العميقة و ينصب تركيز Keras على النمطية وقابلية الاستخدام وقابلية التوسع.

3.Scikit-learn

هي مكتبة توفر خوارزميات مختلفة للتعلم الخاضع للإشراف وغير الخاضع للإشراف من خلال واجهة للغة برمجة بايثون، يتم توزيع هذه المكتبة بموجب "ترخيص BSD ولها توزيعات للعديد من إصدارات Linux المختلفة وبالتالي تعزيز الاستخدام التجاري والأكاديمي لـ Scikit-Learn

أفضل مكتبات لغة البرمجة بايثون لتصور البيانات

البيانات هي أحد الأجزاء الرئيسية لأي مساعدة في كتابة ورقة بحثية ولكن من الصعب معالجة الكثير من البيانات بكفاءة ولهذا يسمح لك تصور البيانات بتصور المعلومات بسهولة أكبر، على سبيل المثال من خلال إنشاء نوع من خريطة المعلومات.

سنتكلم اليوم في هذه المقالة عن أفضل خمس مكتبات لتصور البيانات التي يمكنك استخدامها في مشاريع بيثون الخاصة بك.

1.  Matplotlib 

Matplotlib هي مكتبة بايثون الأكثر شيوعًا لتصور البيانات، يمكن استخدامه في شيل بايثون و IPython وخوادم تطبيقات الويب وما إلى ذلك، وتعتبر هذه المكتبة هذه مكتبة رسوم بيانية ثنائية الأبعاد عمرها أكثر من 10 سنوات وتأتي مع نظام أساسي تفاعلي.

يمكنك استخدام هذه المكتبة لأغراض مختلفة مثل إنشاء الرسوم البيانية وأطياف الطاقة ومخططات القوائم الجذعية والمخططات الدائرية، أفضل شيء في Matplotlib هو أنك تحتاج إلى كتابة بضعة أسطر من التعليمات البرمجية وهو يتعامل مع الباقي بمفرده.

يركز Metaplotilib على الصور الثابتة للنشر جنبًا إلى جنب مع الأشكال التفاعلية باستخدام مجموعات أدوات مثل Qt و GTK.

1. Seaborn

تستند مكتبة تصور بيانات Seaborn أيضًا إلى Matplotlib. و إذا كنت تبحث عن خيارات أكثر تقدمًا لعملك  فجرب هذه الممكتبة.

تأتي هذه المكتبة بواجهة كاملة الميزات لرسم رسومات إحصائية جذابة وغنية بالمعلومات و تعد واجهة برمجة تطبيقات التصور المبنية على KDE أكثر إيجازًا من المكتبات المماثلة الأخرى.

يعمل Seaborn بجد لجعل التصور جزءًا أساسيًا من فهم البيانات واستكشافها، تم دمج Seaborn تمامًا مع PyData stack بما في ذلك دعم هياكل بيانات NumPy و pandas.

3. Altair 

مكتبة إحصائية توضيحية مبنية على قواعد التصور النحوية المشهورة Vega-Lite. Altair، وتتميز بواجهة برمجة تطبيقات بسيطة.

باستخدام مكتبة تصور البيانات هذه يمكنك إنشاء تصورات جميلة وفعالة بأقل كود ممكن ما عليك سوى ذكر ارتباط واحد بين أعمدة البيانات إلى قنوات الترميز وسيتم التعامل مع الباقي تلقائيًا.

برمجة الروبوتات باستخدام بايثون

الروبوتات التكنولوجيا التي ستظل لفترة طويلة أحد أكثر المجالات التي أحدثت تغييرًا على مستوى البشرية، و يُعتقد أن مجال الروبوتات سيكون له أشد تأثير على البشر على المدى الطويل و عدم اليقين الوحيد العالق في الأجواء هو ما إذا كان هذا التأثير سيحدث تغييرًا إيجابيًا في العالم أم ندمًا لا مفر منه، في الوقت الحاضر هناك أكثر من خمسمائة لغة برمجة موجودة ومع ذلك عندما يتعلق الأمر بالروبوتات لا يوجد سوى عدد قليل منها يمتلك القوة الحسابية.

و من بين أفضل لغات البرمجة المستخدمة في الوقت الحاضر هي كل من Python و C ++ و Java، و سنتحدث في هذه المقالة عن استخدام بايثون في مجال الروبوتات و دورها في الثورة الصناعية الرابعة.

ما هي لغة بايثون؟

بايثون هي لغة برمجة شائعة وعالية المستوى يمكن استخدامها للبرمجة النصية لإنشاء وتطوير تطبيقات لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب، تطبيقات الويب والتعلم الآلي وعلوم البيانات وغير ذلك الكثير، بالإضافة إلى ذلك تستخدم من قبل العديد من المنظمات والمنصات في جميع أنحاء العالم.

الروبوتات والتخصصات الأساسية

بعبارات بسيطة تعتبر الروبوتات دراسة متخصصة تتضمن مزيجًا من تقنيات العلوم والهندسة والإلكترونيات والفن، كما أصبح تأثير الروبوتات أكبر بشكل متزايد حيث تحاول المزيد من الشركات اكتساب ميزة تنافسية في مكان العمل.

يشار إلى المجالات التي تتكون منها الروبوتات باسم “التخصصات الأساسية”، و يقال إن الروبوتات تتكون من أربعة (4) تخصصات رئيسية: و هي الهندسة الكهربائية والهندسة الميكانيكية وعلوم الكمبيوتر والفنون كما لا يحتاج المرء إلى أن يكون خبيرًا في جميع التخصصات الأساسية – سيكون الفهم الأساسي للفنون والهندسة الكهربائية كافياً.

• الهندسة الكهربائية
• الهندسة الميكانكية
• علوم الكمبيوتر
• الفنون

عقل الروبوت

دماغ الروبوت هو ما يتحكم فيه، إذ يمكن التحكم في الروبوتات خارجيًا مثل عصا التحكم أو وحدة التحكم ويشار إليها باسم “الروبوتات الخالية من العقل”، كما يمكن التحكم في بعض الروبوتات من الداخل باستخدام متحكم دقيق يمثل محور كل الأنشطة.

يشبه المتحكم الدقيق وحدة المعالجة المركزية بمعنى أنه مسؤول أيضًا عن مراقبة كل أنشطة الماكينة والتحكم فيها ويختلف في الحجم والسعر وقوة المعالجة، ومع ذلك فقد تم تصميم وحدات التحكم الدقيقة لتلبية احتياجات الأجهزة ذات المستوى الأدنى.

عندما تريد شراء متحكم دقيق يوصى باختيار متحكم يحتوي على فلاش داخلي أو به ذاكرة EEPROM (ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمسح والبرمجة كهربائيًا)، كما يجب عليك تحديد الهندسة المعمارية التي يعتمد عليها – قد يعتمد على هندسة Von Neumann أو هندسة Harvard.

فهم Raspberry Pi

يعتبر Raspberry Pi كمبيوتر صغير بحجم البطاقة المصرفية، يعمل هذا الكمبيوتر المحمول على نظام Raspbian و هو مبني على نظام تشغيل Linux- من المثير للاهتمام معرفة أن Raspbian هو إصدار خاص من نظام التشغيل Linux والذي تم تصميمه خصيصًا لـ Raspberry Pi.

تم تصميم Raspberry Pi ليعمل على معالج Broadcom، هناك العديد من الأنواع أو المتغيرات لمعالج Broadcom المتاح للشراء مثل BCM2835 و BCM2836 و BCM2837 وما إلى ذلك، يمكن الإشارة إلى معالج Broadcom باسم “معالج النظام على رقاقة”، و ستختلف المواصفات مثل عدد معالجات ARM الموجودة على اللوحة وبطاقة الرسومات ومجموعة التعليمات التي تتبعها الشريحة وغير ذلك الكثير.

الجانب الرئيسي لـ Raspberry Pi الذي سيمكننا من الانغماس في مجال الروبوتات هو دبابيس GPIO الموجودة في Raspberry Pi و يرمز GPIO إلى دبابيس إخراج الإدخال للأغراض العامة، تعمل دبابيس GPIO هذه كوسيلة لنا لدمج المكونات مع Raspberry Pi، هناك 40 دبوس إخراج للأغراض العامة وجميعها لها وظائف مختلفة و فيما يلي شرح موجز للغرض العام من هذه المسامير:

تُستخدم المسامير الحمراء كمسامير طاقة – ستعمل على تشغيل أي مكون أو جهاز يتم الاتصال به. تأتي الطاقة من هذه الدبابيس مباشرة من Raspberry Pi نفسه.

تمتلك الدبابيس السوداء نفس وظائف المسامير الحمراء ، مثل دبابيس الطاقة.

تعمل الدبابيس الوردية كمسامير طرفية متسلسلة. يمكن استخدام هذه المسامير لتوصيل raspberry pi بالميكروكونترولر الخارجية مثل Arduino.

تسمح لنا الدبابيس الزرقاء بتوصيل العديد من الأجهزة التابعة لـ Raspberry Pi ، وبالتالي إنشاء اتصالات أكبر.

الدبابيس الخضراء مسؤولة عن تنفيذ تعليمات Raspberry Pi.

سأعرض لك الآن بعض أكواد بايثون لبرهنة انه لديه القدرة على تشغيل ضوء LED وإيقاف تشغيله مما يضمن توصيل المصباح بدبابيس GPIO على Raspberry Pi.

# أولاً سنحتاج إلى التأكد من تثبيت بايثون على 
# Raspberry Pi سنحتاج أيضًا إلى التأكد من أن لدينا إنترنت آمن

$ sudo apt-get install python-rpi.gpio python3-rpi.gpio

# نبدأ باستيراد الحزم اللازمة
# أولاً نقوم باستيراد حزمة Raspberry Pi GPIO
# بعد ذلك نقوم باستيراد طريقة sleep من حزمة الوقت

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# نقوم بتهيئة نظامنا والبرنامج النصي لتجاهل جميع التحذيرات مؤقتًا
GPIO.setwarnings(False)

# نقوم بإعداد المسامير على Raspberry Pi 
# ترقيم دبوس GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# نحن نستخدم الدبوس رقم 8 ونقوم بتعيينه ليكون دبوس الإخراج
# المستوى الحالي  في هذا الدبوس منخفض

GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

#  من أجل وميض المصباح سنحتاج إلى السماح للتيار بالمرور
# مؤقتًا وبعد ذلك اقطع كل التدفق الحالي.
#  استخدام حلقة while loop  برنامجنا سيعمل إلى الأبد

while True:

# الخطوة 1: قم بتشغيل لمبة LED
 GPIO.output(8, GPIO.HIGH) # قمنا بتعيين رقم 8 لدبوس الإخراج على تيار مرتفع

sleep(1.5) # نقوم بإيقاف جميع الأنشطة لمدة ثانية ونصف

# الخطوة 2: قم بإيقاف تشغيل لمبة LED
 GPIO.output(8, GPIO.LOW) # # قمنا بتعيين رقم8 لدبوس الإخراج 8 على تيار منخفض
 sleep(1.5) # # نوقف كل نشاط لمدة 1.5 ثانية

#  من خلال التشغيل المستمر لهذا البرنامج سنرى
# لمبة LED على Raspberry Pi تعمل وتطفئ نفسها وبالتالي تومض

المقالة عبارة عن مقدمة إلى عالم الروبوتات- هناك العديد من المفاهيم التي أوصي بشدة بقراءتها وعدم الإكتفاء بما قرأته هنا.

قواميس بايثون المتداخلة: الدليل الكامل

 في هذا الدرس سنتعرف على قواميس بايثون المتداخلة، القواميس التي تمثل قيم قاموس آخر، ستتعلم كيفية إنشاء قواميس متداخلة والوصول إلى عناصرها وتعديلها والمزيد، ستتعلم أيضًا كيفية العمل مع القواميس المتداخلة لتحويلها إلى إطار بيانات Pandas.

مع نهاية هذا الدرس سنكون قد تعلمنا:

• ما هي القواميس المتداخلة في بايثون
• كيفية إنشاء قواميس متداخلة في بايثون
• كيفية الوصول إلى العناصر وتعديلها وحذفها في القواميس المتداخلة
• كيفية تحويل القواميس المتداخلة إلى إطار بيانات Pandas

القواميس المتداخلة في بايثون

قواميس بايثون عبارة عن حاوية هياكل بيانات تحتوي على مفاتيح وقيم يتم إنشاؤها باستخدام الأقواس المتعرجة {} حيث يمكن البحث عن قيمة من خلال الوصول إلى مفتاحها، دعونا نلقي نظرة على مثال بسيط من القاموس:

# قاموس بايثون بسيط user = { 'Name': 'Ahmed', 'Profession':'Geek' }

في القاموس أعلاه لدينا عنصر يسمى user. يمكننا الوصول إلى قيمه من خلال الرجوع إلى مفاتيح القاموس، لنفترض أننا أردنا الوصول إلى قيمة القاموس للمفتاح'Name"  يمكننا كتابتها

# الوصول إلى قيمة القاموس print(user.get('Name')). # same as user['Name'] # Returns: Ahmed

الشيء المثير للاهتمام في قواميس بايثون هو أنه يمكننا استخدام قواميس أخرى كقيم لقاموس أخر و هذا يقودنا إلى الموضوع الرئيسي لهذه المقالة.

لنفترض أننا أنريدالحصول على قاموس يحتوي على معلومات المستخدم بناءً على معرف المستخدم الخاص بشخص ما، دعونا ننشئ قاموسًا يخزن المعلومات على عدة مستخدمين مقسمًا حسب المعرف:

# فهم القواميس المتداخلة users = { 1: { 'Name': 'Ahmed', 'Profession':'geek' }, 2: { 'Name': 'Omar', 'Profession': 'writer' } }

في هذا المثال قمنا بتضمين قاموسنا السابق في القاموس الجديد الأكبر حجمًا، ما فعلناه هو إنشاء قاموس جديد متداخل و هذا ما سنتكلم عنه في القسم التالي بشكل متعمق.

إنشاء القواميس المتداخلة في بايثون

في هذا الجزء سنتعلم كيفية إنشاء قواميس متداخلة وهي قواميس لها قاموس آخر عبارة عن قيمة للقاموس الأولن دعنا نتعرف على كيفية إنشاء قواميس بايثون المتداخلة.

# إنشاء قاموس بايثون متداخل users = {} Ahmed = { 'Name': 'Ahmed', 'Profession':'Geek' } Kate = { 'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer' } users[1] = Ahmed users[2] = Omar print(users) # Returns: {1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'}}

مالذي قمنا به ؟

1. قمنا بإنشاء قاموس فارغ تحت إسم  users 
2. أنشأنا قاموسين آخرين  Ahmed وOmar 
3. ثم قمنا بتعيين هذه القواميس لتكون قيم المفاتيح 1 و 2  في قاموس users 

 الوصول إلى عناصر قواميس المتداخلة في بايثون 

في هذا الجزء سنتعلم كيفية الوصول إلى العناصر في قاموس بايثون المتداخل، في جزء سابق استخدمنا طريقة .get () للوصول إلى العناصر أما الأن دعونا نرى ما يحدث عندما نحاول الوصول إلى عنصر في قاموس متداخل: 

 

يمكننا أن نرى أنه قد تحصلنا على قاموس وبما أننا تحصلنا على هذا الأخير يمكننا الوصول إلى عناصر القاموس أيضا.

لنفترض أننا نريد الوصول إلى "اسم" المستخدم 1 ، فيمكننا كتابة ما يلي:

# الوصول إلى العناصر المتداخلة في قواميس بايثون
users = {
    1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 
    2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'}
    }

print(users.get(1).get('Name'))

# Returns: Ahmed 

تعديل العناصر في القواميس المتداخلة في بايثون

في هذا لجزء ستتعلم كيفية تعديل العناصر في القواميس المتداخلة و من أجل ذلك نستخدم نفس العملية التي نستخدمها لإعداد عنصر جديد في القاموس. 

لنفترض أننا نريد تغيير مهنة المستخدم 2 إلى  "abitat for Humanity" و يمكننا فعل ذلك :

# تعديل القاموس المتداخل
users = {
    1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 
    2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'}
    }

users[2]['Profession'] = 'Habitat for Humanity'
print(users)

# Returns: 
# {1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Habitat for Humanity'}}

حذف العناصر في القواميس المتداخلة في بايثون

تستخدم قواميس بايثون الكلمة الأساسية del لحذف المفتاتيح و القيم، و للقيام بذلك في قاموس متداخل نحتاج التعمق أكثر في القاموس، دعونا نرى كيف يمكننا حذف مفتاح "Profession" من القاموس 1:

# حذف عنصر من قاموس متداخل users = { 1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'} } del users[1]['Profession'] print(users) # Returns: # {1: {'Name': 'Ahmed'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'}}

كما يمكننا حذف قاموس متداخل بالكامل باستخدام نفس الطريقة، نظرًا لأن القاموس المتداخل هو في الواقع مجرد مفتاح أو قيمة في قاموسنا الكبير، لنحذف القاموس الأول بالكامل 1:

# حذف قاموس متداخل بالكامل users = { 1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'} } del users[1] print(users) # Returns: # {2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'}}

التكرار من خلال القواميس المتداخلة في بايثون

في هذا الجزء سنتعلم كيفية التكرار من خلال القواميس المتداخلة، و يمكن أن يفيدك هذا عندما تريد طباعة القيم في القاموس:

# التكرار من خلال القواميس المتداخلة users = { 1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'} } def iterate_dict(dict_to_iterate): for key, value in dict_to_iterate.items(): if type(value) == dict: print(key) iterate_dict(value) else: print(key + ":" + value) iterate_dict(users) # Returns: # 1 # Name:Ahmed # Profession:Geek # 2 # Name:Omar # Profession:Writer

تحويل قاموس بايثون متداخل إلى  إيطار بيانات Pandas

في هذا الجزء الأخير سنتعلم كيفية تحويل قاموس متداخل إلى إيطار بيانات Pandas، يمكننا تمرير القاموس المتداخل إلى دالة DataFrame ().

import pandas as pd users = { 1: {'Name': 'Ahmed', 'Profession': 'Geek'}, 2: {'Name': 'Omar', 'Profession': 'Writer'} } df = pd.DataFrame(users).T print(df) # Returns # Name Profession # 1 Ahmed Geek # 2 Omar Writer

إلى هنا أكون قد إنتهيت من هذا الدرس وتعرفنا من خلاله على القواميس المتداخلة في بايثون، تعلمنا كل من القواميس المتداخلة ثم تعلمنا كيفية الوصول إلى عناصرها وتعديلها وحذفها. أخيرًا تعلمنا كيفية التكرار على القواميس المتداخلة وكذلك كيفية قراءتها في Pandas DataFrames.

أفضل 5 أطر عمل لبايثون يجب عليك تعلمها في عام 2022

 

a

بايثون واحدة من أشهر لغات البرمجة وأكثرها ربحية و هي لغة الترميز الأساسية المستخدمة من قبل معظم المطورين، و تأتي بايثون مع العديد من المكتبات والأطر التي يمكن استخدامها لتشغيل عمليات مختلفة مما يجعلها واحدة من أسرع لغات البرمجة نموًا.

تستخدم العديد من الشركات الشهيرة  مثل Amazon و Oracle و Goole و Instagram  بايثون بطرق متنوعة و تعد بايثون أساس بعض أكثر التقنيات شيوعًا مثل التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي.

هذه بعض من أكثر ميزات بايثون روعة:

• سهلة  التعلم.
• من الممكن استخدام البرمجة الشيئية.
• تحتوي على مجتمع قوي.
• حرة و مفتوحة المصدر
• لغة برمجة عالية المستوى
• قابلة للإمتداد

هناك العديد من الصناعات بما في ذلك الرعاية الصحية والتعليم والتمويل والمصارف والإلكترونيات والتعليم قامت بالتوجه إلى إستخدام بايثون لما تحتويه على أهم الخصائص والمكتبات اللازمة لتنفيذ مختلف المهام.

ستناقش هذه المقالة أفضل أطر عمل بايثون التي يمكنك تعلمها في عام 2022.

1. جانغو 

هو منصة برمجية لتطبيقات الإنترنت حر ومفتوح المصدر مكتوب بلغة البرمجة بايثون و هو رابع أكثر إطار مطلوب لتطوير الويب

يتم استخدام Django في العديد من المواقع الشهيرة ، بما في ذلك Mozilla و Pinterest و National Geographic.

يحتوي جانغو على ميزات لا تصدق مثل:

• سهولة الإستخدام
• المكونات الجاهزة متاحة للتطوير السريع.
• ميزات أمان محسّنة بإستمرار.
• مرنة للغاية وقابلة للتطوير بدرجة كبيرة
• يناسب أي مشروع لتطبيق الويب

2. فلاسك

تمت كتابة إطار العمل الصغير هذا بلغة بايثون ويوفر أدوات لتطوير الويب، هذا الإطار معياري وقابل للتكيف مع مجموعة متنوعة من عمليات التطوير.

يتم استخدام Flask بواسطة Red Hat و Netflix و Reddit و من بين أهم مزياه سهل الاستخدام للغاية ولا يتطلب سوى القليل من الجهد و من بين أهم مميزاته الإخرى : 

• سهل الفهم والتعلم.
• دعم التكامل متاح لاختبار الوحدة
• متوافق مع محرك تطبيقات جوجل
• بيئة رائعة لبناء تطبيقات وظيفية.

3. pyramid

إطار تطوير ويب مجاني يمكن استخدامه لإنشاء تطبيقات ويب باستخدام بايثون، يحظى هذا الإطار بتقدير كبير من قبل مطوري بايثون ذوي الخبرة لإنه يوفر المرونة وقابلية الاختبار وقابلية التوسع، يتم استخدام تطبيق Pyramid من قبل شركات محترمة مثل Kallibr و Dropbox و Thinkr .

و من بين أهم الميزات الرئيسية:

• سهل التوسيع ومستقل عن النظام الأساسي.
• يعمل بشكل جيد مع التطبيقات الصغيرة والكبيرة.
• يمكن تطوير تطبيقات الويب باستخدام نهج أضيق الحدود.
• يدعم إنشاء نماذج HTML والتحقق من صحتها

4. cherrypy

CherryPy هو إطار عمل ويب موجه للكائنات يسمح للمطورين بإنشاء تطبيقات الويب بشكل أسرع ويعنبر من أقدم  إطارات عمل بايثون تم إصداره لأول مرة في عام 2002، يعتبر هذا الإطار موثوق وآمن وسريع للغاية.

 يتم استخدامه من قبل المطورين لبناء تطبيقات ويب محمولة تعتمد على قواعد البيانات ويتم استخدام CherryPy من قبل شركات معروفة مثل Netflix و Indigo Domotics و Hulu.

ومن مييزاته الرئيسية:

• يحتوي على أدوات مضمنة للمحتوى الثابت والتخزين المؤقت والتشفير.
• يوفر الدعم للاختبار والتغطية.
• يمكنه تشغيل جلسات HTTP متعددة في وقت واحد.

5. bottle

 واجهة بوابة خادم الويب (أو إطار عمل WSGI للويب المصغر لبايثون) سهل الاستخدام وسريع جدًا ومتوافق مع واجهات برمجة التطبيقات، يسمح إطار bottle للمطورين بالتفاعل عن كثب مع الأجهزة للحصول على معلومات حول النماذج الأولية وتنظيم أطر عمل الويب.

كل ما يجب معرفته عن بايثون للأمن السيبراني

أدى التصعيد الكبير في كمية البيانات اليوم إلى تهديدات أمنية مثل هجمات البرامج الضارة والتهديدات الإلكترونية المتقدمة، إنترنت الأشياء (IoT) هو تقدم آخر يزيد من التهديدات السيبرانية، لقد أتاح الآن لكل جهاز تقريبًا الوصول إلى الإنترنت والاتصال و على الرغم من أنه لا يزال سائدًا إلا أننا نواجه العديد من مشكلات أمنية، وازدادت الحاجة إلى الحماية ضد تهديدات النظام والبيانات حيث أصبح ما يقرب من 64 ٪ من الشركات تتعرض لهجمات على شبكة الإنترنت، ويستخدم المتسللون أو المهاجمون برامج ضارة لاقتحام الشبكات والأنظمة و التغلب على البيانات مما يؤدي إلى الجرائم الإلكترونية.

ما هو الأمن السيبراني؟

الأمن السيبراني هو ممارسة للدفاع عن أنظمة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة والبيانات والشبكات والخوادم وحمايتها من الهجمات الضارة التخريبية، كما يضمن الحماية من التوجيه الخاطئ أو الانقطاع عن الخدمات التي يقدمونها، يؤدي خرق البيانات إلى خسارة مليارات الدولارات للشركات ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى عواقب مدمرة أخرى للموظفين أو الأشخاص الآخرين.

أصبح الأمن السيبراني مصدر قلق دولي الآن بسبب انتهاكات البيانات البارزة التي حدثت، مما أثار مخاوف كبيرة من الشركات الناشئة وصولا إلى عمالقة التكنولوجيا حيث بدأت جميع الشركات تقريبًا في التأكيد على أهمية الأمن وهذا هو السبب في أن Cyber Security أصبح أحد المجالات الأكثر طلبًا.

أدت تهديدات الأمن السيبراني الجديدة والمتطورة يومًا بعد يوم الجميع في حالة تأهب قصوى، حتى أن الهجمات الإلكترونية الأكثر تعقيدًا التي تنطوي على التصيد والبرامج الضارة والعملات المشفرة والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي قد عرّضت أصول الشركة وبياناتها للخطر، يتصاعد وباء الجرائم الإلكترونية باستمرار والمخاطر أكبر بكثير مما يؤدي إلى زيادة احتمالية:

التشويه : يؤدي النقل المتعمد للمعلومات الخاطئة من خلال روبوتات المحادثة والمصادر الآلية إلى تعريض ثقة سلامة المعلومات للخطر.

التعطيل: نعتمد على الاتصال الدقيق الذي يزيد من احتمال زيادة مخاطر استخدام برامج الفدية لاختطاف إنترنت الأشياء.

التدهور: التطورات السريعة في التقنيات الذكية والطلبات المعاكسة التي تفرضها لوائح الخصوصية الفردية والأمن القومي تؤثر سلبًا على قدرة المؤسسة على حماية معلوماتها.

الأمن السيبراني – الأهمية والغرض

تتزايد أهمية الأمن السيبراني يومًا بعد يوم و يتم تخزين المعلومات الحساسة والسرية مثل أرقام الضمان الاجتماعي والحساب المصرفي وتفاصيل بطاقة الائتمان في أجهزة التخزين السحابية مثل Google Drive و Dropbox.

•  تؤثر الهجمات الإلكترونية على المجتمع بأسره.
•  سيكون الأمن السيبراني طفرة في العالم بأسره.
• تتسبب التهديدات الإلكترونية في إلحاق الضرر بالأعمال التجارية وفقدان الوظائف.
• يمكن إدراج لوائح وتشريعات جديدة لحماية الأفراد من الهجمات المحتملة.

يضمن أمان الشبكة القوي مع خطة الاستجابة الفعالة للحوادث في المؤسسة التخفيف والوقاية من التهديدات السيبرانية. على سبيل المثال ضمانات حماية المستخدم النهائي ضد السرقات الإلكترونية أو فقدان البيانات أثناء فحص أنظمة الكمبيوتر بحثًا عن التعليمات البرمجية الخبيثة، يحتاج أصحاب الإختصاص في المؤسسة إلى البقاء على اطلاع دائم بالتقنيات والتهديدات الناشئة لحماية الأصول والمعلومات القيمة من أي نوع من التهديدات السيبرانية.

تهديدات الأمن السيبراني

تتعدد أنواع تهديدات الأمن السيبراني وهي موضحة أدناه:

التصيد الاحتيالي: يرسل طرف احتيالي أو مزيف بريدًا أو شكلًا من أشكال الاتصال يبدو من ظاهره أنه من مصدر موثوق يطلب من الضحية بعض المعلومات الحساسة والسرية مثل تفاصيل البنك أو بطاقة الائتمان، يقوم الضحية بإدخال المعلومات وتقديمها عن غير قصد ويتمكن المهاجم أو المحتال من الوصول إلى جميع المعلومات لذلك  يمكن أن يكون التصيد الاحتيالي خطيرًا جدًا وقد يؤدي إلى عواقب وخيمة.

البرمجيات الخبيثة: البرمجيات الخبيثة هي شكل شائع من أشكال الهجمات الإلكترونية هذه الأيام، إنه نوع من البرامج الخطيرة أو الضارة التي تخترق الشبكة من خلال بعض الثغرات الأمنية و عند تثبيته في النظام أو الشبكة فإنه يمزق الوظائف ويسرق البيانات.

هجوم Man-in-the-middle: هو نوع من الاختراق حيث يتسلل المهاجم بين متحاورين في شبكة دون علم كل منهما عبر برامج ضارة أو شبكات Wi-Fi غير آمنة و يقوم بالتنصت سرقة المعلومات.

هجمات إنترنت الأشياء: يوجد إنترنت الأشياء (IoT) في كل مكان الآن ويستمر في الحفاظ على وجوده يومًا بعد يوم، وهي تتألف من أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية وكاميرات الويب وأجهزة التوجيه والساعات الذكية والسيارات والأجهزة الطبية والأجهزة المنزلية وحتى أنظمة الأمن المنزلي. هناك طلب كبير على الأجهزة المتصلة اليوم لأنها مفيدة للمستهلكين مما يشكل خطرًا أكبر. إنها تجعل اتصالات إنترنت الأشياء أكثر عرضة للغزو السيبراني و يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء بمجرد اختراقها أن تسبب تداعيات فادحة وخطيرة.

هجمات كلمة المرور: يمكن للمهاجم الإلكتروني الحصول على ثروة من المعلومات من خلال سرقة كلمة المرور، هناك عدة أنواع من هجمات كلمات المرور مثل الهندسة الاجتماعية أو التخمين المباشر أو الوصول إلى قاعدة بيانات كلمات المرور و يعتمد المتسللون على التفاعل البشري ويخدعون الناس لخرق ممارسات الأمان القياسية.

حقن SQL: هجوم إلكتروني يحدث مع إدخال رمز خبيث في خادم باستخدام SQL. يكشف الخادم عن معلومات سرية عند الإصابة.

رفض الخدمة: رفض الخدمة (DoS) هو نوع من التهديد السيبراني الذي يخنق شبكة الكمبيوتر حتى لا تتمكن من الرد على الطلبات.

لغة بايثون – مقدمة وفوائد

بايثون لغة برمجة تحظى بشعبية كبيرة و مع نموها بشكل لا يصدق على مدى السنوات القليلة الماضية أصبحت تهيمن على صناعة الأمن السيبراني إذ تدعم بايثون بناء الجملة بشكل سلس ومفهوم ولديها مجموعة واسعة من التطبيقات مما يجعلها لغة برمجة متعددة الاستخدامات.

هناك عدد من العوامل التي تجعل بايثون لغة مفضلة بين محترفي الأمن السيبراني من بينها:

سهلة التعلم والفهم والتنفيذ: لغة بايثون سهلة التعلم والتصميم والتنفيذ مما يجعلها لغة برمجة أكثر راحة، إنها لغة سهلة الاستخدام تهدف إلى تحسين بناء الجملة والتنفيذ وقابلية قراءة الكود.

بايثون هي لغة برمجة مجانية ومفتوحة المصدر: لقد تم تصميمها كلغة برمجة كاملة مفتوحة المصدر مما يجعلها في متناول أي شخص يريد تحسينها بشكل أكبر.

بساطة تصحيح أخطاء الكود : تتطلب بايثون الحد الأدنى من الأكواد نظرًا لوجود العديد من المكتبات المدمجة لأداء بعض الوظائف مما يسهل على المبرمج تصحيح أخطاء التعليمات البرمجية مما يقلل من مخاطر مشاكل اللغة.

مكتبات الدعم الشامل وهياكل البيانات سهلة الاستخدام: تضم بايثون مكتبات كبيرة تدعم وظائف وميزات شاملة مثل عمليات السلسلة والبروتوكولات وأدوات خدمات الويب، و هذا ما يضع حدًا لطول الشيفرة التي يجب على المبرمجين كتابتها وبالتالي تقليل الأخطاء، كما يشمل أيضًا هياكل البيانات مثل القوائم والقواميس المضمنة.

يدعم الإدارة التلقائية للذاكرة: تدعم بايثون ميزات إدارة الذاكرة المدمجة تلقائيًا حسب التصميم. مما يريح المبرمجون بشأن عوامل مثل التقسيم وتخصيص الذاكرة والتخزين المؤقت.

بايثون للأمن السيبراني – الغرض والفوائد

بايثون هي لغة برمجة نصية للأغراض العامة من جانب الخادم يتم تنفيذها بواسطة آلاف المشاريع الأمنية، لا تتطلب بعض الوظائف المدعومة باستخدام البرمجة الأساسية في بايثون أي أدوات تابعة لجهات خارجية ونورد أمثلة على ذلك أدناه:

• محاكاة الهجمات
• مسح المنافذ
• بصمة خادم الويب
• الوصول إلى خوادم البريد
• اختبار المواقع
• مسح الشبكة اللاسلكية
• نقل الحركة في الشبكة
• أنظمة كشف ومنع التسلل

لكي تكون محترفًا فعالاً في مجال الأمن السيبراني فأنت بحاجة إلى إنشاء محفظة فعالة وتطوير البرامج والتي تحتاج من أجلها إلى تجهيز نفسك بأطر عمل بايثون والمكتبات المناسبة السائدة في الصناعة.

أدوات الأتمتة: تتضمن المهام اليومية لأخصائي الأمن كتابة نصوص بايثون فعالة لأتمتة المهام، و يوصى باستخدام بايثون نظرًا لسهولة تركيبها ونطاقها الواسع من المكتبات المدعومة مع الكثير من الوظائف. تحتاج إلى التعرف على أدوات أتمتة بايثون لأن معظم مهام الأمان تتطلب منك تطبيق نفس العملية عبر عدة نقاط نهاية، لا تقلل عملية الأتمتة الوقت فحسب بل تقلل الأخطاء أيضًا إلى حد كبير.

التعابير القياسية Regex: يشير Regex إلى التعبيرات العادية وتمكنك هذه الأداة من البحث عن أنماط معينة داخل بعض النصوص، يمكنك استخراج المعلومات من ملفات السجل أثناء التحقيق أو الكشط من الإنترنت باستخدام Regex و يمكنك حتى تحديد عناوين IP لاكتشاف نشاط القرصنة من خلال دمج regex مع مكتبات بايثون الأخرى للأمان الإلكتروني.

Pyperclip: يمكنك الوصول مباشرة إلى الحافظة من خلال بايثون باستخدام Pyperclip بطريقة بسيطة وفعالة للغاية، و هو مفيد تحديدًا للنصوص التي تحتوي على مجموعات كبيرة جدًا من العبارات.

اختبار الإختراق: اختبار الاختراق هو عملية محاولة اختراق نظام أو شبكة أو برنامج لاختبار الأمان، وهو  تطبيق مهم جدًا لبايثون في الأمن السيبراني و يحتاج المحترفون إلى إنشاء البرامج النصية والأدوات الخاصة بهم لتحقيق هذا التأثير.

فحص منفذ الشبكة: تُستخدم أداة Python Nmap لفحص منفذ الشبكة باستخدام برمجة مقبس بايثون بغض النظر عن أي أداة خارجية.

شم الحزمة: يمكن استخدام أدوات مثل Wireshark أو برامج بايثون المكتوبة ببساطة لتحقيق Sniffing Packet. تحتاج إلى NIC لتنفيذ الوضع المختلط في حالة شم حركة المرور على شبكتك المحلية.

برمجة المقبس: تتطلب برمجة Socket في بايثون استيراد مقبس الحزمة أولاً ثم استدعاؤه بالطرق ذات الصلة.

استخراج الموقع الجغرافي: وحدة “pygeoip” مسؤولة عن استخراج الموقع في الوقت الفعلي لعنوان IP باستخدام واجهات برمجة تطبيقات Google و Python.

استخراج في الوقت الفعلي من وسائل التواصل الاجتماعي: يمكنك استخدام بايثون للأمان الإلكتروني لتنزيل بيانات حية في الوقت الفعلي من العديد من منصات الوسائط الاجتماعية.

أصبح الأمن السيبراني إلزاميًا للغاية مع زيادة شدة الهجمات الإلكترونية والتقدم التكنولوجي أصبحت بايثون مفيدة للغاية في Cyber Security لأنها تدعم وتؤدي العديد من وظائف Cyber Security مثل وظائف تحليل البرامج الضارة والمسح الضوئي واختبار الاختراق.