Lập trình Python là gì?

Python là một ngôn ngữ lập trình thiên hướng đối tượng cao, do Guido van Rossum tạo ra năm 1990 và phát triển trong một dự án mở. Python phù hợp với nhiều loại đối tượng do được thiết kế đơn giản, dễ học, có thể chạy trên nhiều hệ điều hành. Người dùng có thể tải miễn phí phần mềm Python và tích hợp với các hệ thống, giúp tăng tốc độ phát triển.

Python đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong phát triển phần mềm, ứng dụng web, khoa học dữ liệu và học máy (machine learning). Ngoài ra, ngôn ngữ lập trình này còn được sử dụng để phát triển các game đơn giản cho đến các thuật toán tìm kiếm phức tạp.

Python được sử dụng cho nhiều loại ứng dụng từ các trò game đơn giản

Lịch sử phát triển ngôn ngữ lập trình Python

Quá trình phát triển của Python được diễn ra theo các dấu mốc sau đây:

• Năm 1980: Python bắt đầu từ cuối những năm 1980. Một lập trình viên người Hà Lan tên là Guido van Rossum bắt đầu phát triển Python vào cuối năm 1989 tại Trung tâm nghiên cứu quốc gia về Toán học và Tin học ở Hà Lan.
• Tháng 2/1991: Phiên bản đầu tiên 0.9.0 của Python Được phát hành. Phiên bản này đã bao gồm các khái niệm như xử lý ngoại lệ, hàm và các kiểu dữ liệu cơ bản như str, list, dict và nhiều module.
• Tháng 1/1994: Python 1.0 chính thức được phát hành. Phiên bản này giới thiệu một số tính năng mới như hệ thống module để tái sử dụng mã và tích hợp với hệ điều hành.
• Tháng 10/2000: Python 2.0 ra mắt, mang lại nhiều cải tiến như garbage collection và list comprehensions. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc làm cho Python trở nên mạnh mẽ và dễ sử dụng hơn.
• Tháng 12/2008: Python 3.0 được phát hành, đánh dấu một bước ngoặt lớn với nhiều thay đổi không tương thích ngược. Phiên bản này nhằm loại bỏ các thiết kế không hợp lý và cải tiến tính nhất quán của ngôn ngữ. Python 2 và Python 3 đã cùng tồn tại trong một khoảng thời gian dài để các lập trình viên và dự án có thời gian chuyển đổi. Python 2.7, phiên bản cuối cùng của dòng 2.x, đã được duy trì và hỗ trợ cho đến ngày 1 tháng 1 năm 2020.
• Từ năm 2008 đến nay: Python 3.x tiếp tục được phát triển và cải tiến với các phiên bản cập nhật thường xuyên. Các tính năng mới bao gồm tối ưu hóa hiệu suất, cải thiện cú pháp và hỗ trợ các thư viện mới. Tính đến năm 2024, phiên bản Python mới nhất là 3.12, với nhiều cải tiến về hiệu suất, cú pháp và thư viện.

Các tính năng nổi bật của Python

Dễ học, dễ đọc

So với các ngôn ngữ lập trình khác, Python là ngôn ngữ đơn giản với mã nguồn dễ đọc, bố cục trực quan và dễ hiểu. Chính vì vậy, đây được coi là ngôn ngữ lý tưởng cho những người mới bắt đầu học lập trình.

Tương thích tốt với nhiều nền tảng

Với khả năng tương thích với hầu hết các nền tảng như Windows, MacOS và Linux, người dùng có thể di chuyển các chương trình của Python từ nền tảng này sang nền tảng khác một cách dễ dàng, nhanh chóng.

Mã nguồn mở miễn phí

Đây là một trong những ưu điểm lớn nhất của Python. Người dùng có thể sử dụng tất cả phần mềm và chương trình viết sẵn hoàn toàn miễn phí. Với cộng đồng người dùng đông đảo trên toàn thế giới, mọi thắc mắc sẽ được hỗ trợ giải đáp, cập nhật và cải thiện thường xuyên.

Tự động chuyển đổi code

Người dùng sẽ không phải lo lắng đến các vấn đề như quản lý bộ nhớ, dọn dẹp dữ liệu,... do Python có thể tự động chuyển đổi code sang ngôn ngữ máy tính mà hệ thống có thể hiểu được.

Các tính năng nổi bật của Python

Khả năng mở rộng và nhúng

Người dùng có thể kết hợp các phần code của ngôn ngữ khác vào code Python để tạo ra các ứng dụng phức tạp, giúp ứng dụng có thêm các tính năng bổ sung và khả năng cripting.

Thư viện tiêu chuẩn lớn

Việc lập trình sẽ trở nên đơn giản hơn bao giờ hết nhờ thư viện tiêu chuẩn của Python. Số lượng thư viện vô cùng lớn giúp đáp ứng mọi nhu cầu lập trình khác nhau, người dùng cũng không phải tự viết tất cả các phần code.

Hướng đối tượng

Với bản chất hướng đối tượng, những vấn đề phức tạp trong Python sẽ được giải quyết theo cách trực quan nhất. Không chỉ vậy, Python còn cho phép phân chia các vấn đề phức tạp thành những tệp nhỏ hơn bằng cách tạo ra đối tượng với OPP.

Vì sao Python đáng để học?

Cú pháp đơn giản, cực kì dễ học

Từ đặc điểm và cấu trúc của Python, có thể nhận định rằng đây là ngôn ngữ dễ học nhất với người mới bắt đầu, cho dù bạn chưa hề biết gì, vẫn có thể bắt đầu học. Ngôn ngữ lập trình Python được ứng dụng nhiều nhất trên thế giới. Do đó, Chúng ta không cần phải quá am hiểu về code để bắt đầu với Python, bởi vì code của Python thường ngắn hơn Java hay C .

Ví dụ dưới đây sẽ chứng minh luận điểm cú pháp của Python khá giống với ngôn ngữ tự nhiên:

Bạn thấy đó, quá dễ dàng để đoán được nội dung của đoạn code này là: tính tổng và in tổng của a và b.

Khả năng phát triển các ứng dụng web

Dường như đa số các lập trình viên đang có xu hướng lựa chọn lập trình website. Và vì sự đa dạng của Python, nó trở thành một trong ngôn ngữ mà người lập trình lựa chọn và sử dụng. Python là ngôn ngữ kịch bản duy nhất bạn cần để bắt đầu thiết kế một website hay một ứng dụng web cho riêng mình.

Python cho phép viết những chương trình có nhiều chức năng tốt hơn với ít dòng code hơn.

Khả năng kiếm tiền

Có thể kể đến những công ty "trải thảm đỏ, đón nhân tài" Python như: VNPT Software, Tập đoàn Zinna, Peacesoft group, Vega Corporation, Hanel Software,…

Ngoài ra, các ông lớn như Google, Facebook, Youtube, Yahoo, Disney, Nokia and IBM... đều sử dụng Python! Trong tất cả các ngôn ngữ lập trình. Python là ngôn ngữ được lựa chọn hàng đầu thế giới và được là ngôn ngữ luôn cần nguồn nhân lực chất lượng cao.

Cơ hội vô cùng rộng mở, chỉ cần bạn có khả năng đáp ứng yêu cầu!

Cộng đồng hỗ trợ lớn

Python có một cộng đồng hỗ trợ vô cùng rộng lớn. Nếu gặp bất cứ rắc rối, khó khăn nào trong quá trình thao tác với Python, hãy tìm đến các link ngay dưới đây:

 

Ưu điểm của ngôn ngữ Python

Là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất hiện nay, Python cũng có những ưu và nhược điểm riêng đối với từng đối tượng.

Ưu điểm

• So với những ngôn ngữ lập trình khác, Python có cấu trúc đơn giản, rõ ràng và rất dễ học. Đây được coi là ngôn ngữ nhập môn dành cho lập trình viên.
• Ngôn ngữ này có mặt trên tất cả các hệ điều hành như MacOS, Windows, MS-DOS, Unix,...
• Với tốc độ xử lý siêu nhanh, người dùng có thể phát triển Python để tạo ra những script siêu nhỏ cho tới những phần mềm cực lớn như Blender 3D.
• Python còn có khả năng tương thích với các thư viện lớn nhất hiện nay, ví dụ như Scikit-learning, Pandas,...

Những mặt còn hạn chế của Python

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, Python cũng tồn tại một số mặt hạn chế sau đây:

Hạn chế trong thiết kế

Python sử dụng Global Interpreter Lock nên làm hạn chế khả năng thực thi đa luồng trên các CPU đa lõi. Nó sẽ khiến Python không phải là lựa chọn tốt cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao với đa luồng.

Tốc độ thực thi chậm

Đây là một ngôn ngữ thông dịch, do đó tốc độ thực thi của nó chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C++ hay Java. Nó có thể là một vấn đề lớn đối với các ứng dụng yêu cầu tốc độ xử lý nhanh.

Tiêu thụ nhiều bộ nhớ

Python thường sử dụng cơ chế quản lý bộ nhớ tự động, từ đó làm tăng mức tiêu thụ bộ nhớ so với các ngôn ngữ khác. Đối với các ứng dụng lớn hoặc khi xử lý dữ liệu lớn, nó có thể dẫn đến tiêu thụ bộ nhớ cao hơn và hiệu suất giảm.

Không phù hợp để thiết kế app

Python không phải là ngôn ngữ chính để phát triển ứng dụng di động. Vì thế nên các nền tảng phổ biến như iOS và Android không hỗ trợ Python một cách đầy đủ như Java, Swift hay Kotlin.

Nguy cơ bảo mật

Được biết đến là ngôn ngữ thông dịch, mã nguồn của ứng dụng thường dễ dàng bị lộ và chỉnh sửa. Nó có thể gây ra các lỗ hổng bảo mật nếu không được bảo vệ đúng cách. Mặt khác, Python cũng sử dụng nhiều thư viện bên thứ ba cũng có thể tăng nguy cơ bảo mật do các thư viện này có thể chứa các lỗ hổng mà hacker có thể khai thác.

Ứng dụng của Python

Ngôn ngữ lập trình Python được ứng dụng rất nhiều trong thực tế, dưới đây là ba lĩnh vực mà Python được sử dụng phổ biến.

Phân tích dữ liệu

Python phổ biến trong lĩnh vực phân tích dữ liệu do sở hữu các thư viện mạnh mẽ như numpy và pandas, giúp thực hiện các tác vụ phân tích và dọn dẹp dữ liệu, ngay cả với các bộ dữ liệu khổng lồ. Hơn nữa, còn có các thư viện Python hỗ trợ nhiều tác vụ phân tích dữ liệu khác nhau như khai thác dữ liệu web với Beautiful Soup, hiển thị dữ liệu bằng Matplotlib.

Các công cụ như Jupyter Notebook giúp các nhà phân tích dữ liệu tạo các phân tích dễ lặp lại, thêm văn bản, hình ảnh để công việc của họ trở nên dễ hiểu hơn đối với những người không chuyên về lĩnh vực lập trình.

Lập trình ứng dụng website (Web development)

Ngôn ngữ lập trình Python được tích hợp thư viện miễn phí với số lượng nội dung khổng lồ. Theo đó, lập trình viên có thể sử dụng các đoạn code có sẵn (Framework) như Django, Pyramid, Flask để xây dựng website một cách nhanh chóng. Mặc dù các trang được hiển thị dưới dạng HTML và CSS, Python chịu trách nhiệm làm nền tảng cho những yếu tố này trên trang web, điều khiển chức năng và quản lý tài khoản người dùng, cơ sở dữ liệu.

Machine learning và AI

Python cũng được sử dụng thường xuyên cho các tác vụ liên quan đến dữ liệu nâng cao trong lĩnh vực máy học. Các thư viện mạnh mẽ như scikit-learning, TensenFlow giúp việc triển khai các thuật toán học máy trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra, những thư viện chuyên biệt giúp người dùng thực hiện các tác vụ học máy từ nhận dạng hình ảnh đến tạo nội dung.

Tự động hóa công việc

Đây là ứng dụng mà đa số lập trình viên sử dụng. Thay vì làm thủ công một công việc trên máy tính hàng chục lần mỗi ngày, người dùng có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình Python để viết các tool tự động hóa công việc. Để tạo ra một tool tự động hóa công việc bằng Python, thông thường chỉ mất khoảng 4-5 dòng code hoặc nhiều hơn nếu là tác vụ phức tạp.

Phát triển game

Python cũng được ứng dụng trong việc xây dựng các game tương tác. Trong đó thư viện PySoy được dùng để phát triển game định dạng 3D, thư viện PyGame để phát triển game định dạng 2D. Một số game nổi tiếng được phát triển bằng Python có thể kể đến như Vega Strike, Civilization-IV,...

Các thư viện Python phổ biến nhất

Trong Python sở hữu các thư viện nổi bật sau đây:

Matplotlib

Matplotlib là một thư viện vẽ đồ thị 2D mạnh mẽ và phổ biến trong Python. Nó được sử dụng để tạo các biểu đồ, đồ thị và hình ảnh trực quan từ dữ liệu.

Các tính năng cơ bản:

• Hỗ trợ nhiều loại biểu đồ như đường thẳng, thanh, phân tán, hộp, pie, histogram…
• Người dùng có thể tùy chỉnh hầu hết mọi khía cạnh của biểu đồ, từ màu sắc, kiểu đường nét, đến các chú thích và nhãn trục.
• Matplotlib hoạt động mượt mà trong Jupyter Notebook, rất tiện lợi cho việc trình bày và phân tích dữ liệu.
• Hỗ trợ xuất đồ thị ra nhiều định dạng tệp khác nhau như PNG, PDF, SVG, EPS…

Keras

Keras là một thư viện mã nguồn mở để xây dựng và huấn luyện các mô hình học sâu. Nó cung cấp một giao diện cấp cao và dễ sử dụng cho việc phát triển các mạng nơ-ron.

Các tính năng cơ bản:

• API đơn giản và thân thiện với người dùng.
• Cho phép xây dựng các mô hình một cách linh hoạt và dễ dàng mở rộng.
• Có thể chạy trên TensorFlow, Theano, hoặc CNTK.
• Hỗ trợ các lớp cơ bản như Dense, Conv2D, LSTM, và các hàm kích hoạt, tối ưu, mất mát phổ biến.

OpenCV

OpenCV là tên viết tắt của Open Source Computer Vision Library. Đây là một thư viện mã nguồn mở về thị giác máy tính và xử lý ảnh. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nhận dạng hình ảnh và video.

Các tính năng cơ bản:

• Hỗ trợ các thao tác xử lý ảnh như lọc, biến đổi hình ảnh, phát hiện biên, phân đoạn ảnh…
• Các thuật toán nhận diện khuôn mặt, phát hiện vật thể, theo dõi đối tượng, v.v.
• Ngoài Python, OpenCV còn hỗ trợ C++, Java, và Matlab.
• Khả năng đọc và ghi các định dạng ảnh và video phổ biến

TensorFlow

TensorFlow là thư viện mã nguồn mở được phát triển bởi Google để xử lý học sâu và học máy. Nó cung cấp một framework linh hoạt để xây dựng và huấn luyện các mô hình machine learning.

Các tính năng cơ bản:

• Có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau, từ máy tính cá nhân đến các hệ thống phân tán.
• Cung cấp các API từ cấp thấp
• Hỗ trợ TensorBoard để trực quan hóa quá trình huấn luyện mô hình và các công cụ khác của hệ sinh thái TensorFlow.
• Hỗ trợ các mô hình mạng nơ-ron phức tạp như CNN, RNN, Transformer…

NumPy

NumPy là thư viện nền tảng cho tính toán khoa học trong Python. Thư viện chuyên cung cấp một đối tượng mảng đa chiều mạnh mẽ, cùng với các hàm toán học cấp cao để thao tác trên các mảng này.

Các tính năng cơ bản:

• Hỗ trợ các mảng n-dimensional mạnh mẽ và hiệu quả.
• Các phép toán trên mảng được thực hiện nhanh chóng và hiệu quả.
• Hỗ trợ các hàm toán học và thống kê bao gồm các phép toán đại số tuyến tính, thống kê, Fourier…
• NumPy là nền tảng của nhiều thư viện khác như SciPy, Pandas, Matplotlib.

Tự học Python online ở đâu tốt nhất?

Python được biết đến là ngôn ngữ lập trình gần gũi, dễ học. Do đó, bạn hoàn toàn có thể học online được. Để làm web, bạn có thể tham khảo một số địa chỉ uy tín, có tên tuổi trên thị trường nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy.

Hiện nay, các khóa học online Python đang ngày càng nhiều giúp các lập trình viên nhanh chóng nắm bắt, thực hành. Một trong số những địa chỉ được nhiều người lựa chọn là Unica với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp khóa học online. Các khóa học tại đây cũng được chia ra làm nhiều phần từ cơ bản cho đến nâng cao giúp người học nắm được kiến thức một cách đầy đủ nhất.  

Trên đây là toàn bộ những kiến thức tổng quan về Python. Hy vọng sẽ góp phần giúp bạn tìm ra được lựa chọn đúng đắn cho việc học và làm trong tương lai. Chúc các bạn thành công!