Biyoinformatik | Python (Programlama Dili) Nedir?
Ayşegül MURAT - Ege Üniversitesi Sağlık Biyoinformatiği A.B.D., Doktora Öğrencisi
C, C++, Java, R gibi Python da bir programlama dilidir. Python dili, yaratıcısı Guido Van Rossum tarafından 1991 yılında yazılmıştır. 20 Şubat 1991 yılında Python 0.9 sürümünün yayınlanmış ardından birçok üst sürümü yayınlanmıştır. 14 Mayıs 2020 itibariyle 3.8.3 Python’ın mevcut en güncel sürümüdür ve 5 Ekim 2020’de 3.9 (alpha) sürümü paylaşılacaktır. Günlük konuşma dilimiz gibi bir programlama dilleri de kendine ait dil yapı kurallarından oluşur. Oldukça zengin bir kütüphaneye sahip olması Python’a bu dilin kolay, eğlenceli ve popüler olmasını sağlıyor. Günümüzde birçok yazılımcı Python’a destek vermektedir. Bu dili veya başka bir dili öğrenmeye çalışırken arayacağınız birçok sorunun cevabını internette bulabilirsiniz. Tabi doğru arama kelimelerini kullanmak size cevabınıza daha hızlı ulaştıracaktır. Aramalarda Türkçe kaynaklar size elbet yardımcı olacaktır fakat siz yine İngilizce arama yaparak diğer ülkelerden gelen alternatif cevaplara erişmeyi denemelisiniz. [1,2]
Bir önceki yazımda “Programlama Nedir?” bahsettiğim gibi aslında bilgisayar sadece makine dili olan 1 ve 0’lardan anlar. Biz insanlar için bu öğrenmesi zor makine dilini direkt olarak kullanmakta zorlanabiliriz, bu durum için yazdığımız kodun ara bir derleyici/yorumlayıcı (o programlama diline özgü) tarafından makine diline çevrilmesine ihtiyaç duyarız. Kod yazmak aslında konuşma dilimize benzer komutlardan oluşan bir programla dili kullanmak demek. Yani bir Python kodu yazdığımızda bu kod derleyici/yorumlayıcı tarafından makine dili olan 1 ve 0’a dönüştürülüyor. [3,4]
Şekil 1: Python programlama diline ait grafik kütüphanesi Turtle’ı kullanarak oluşturduğum görsel.
Bir programlama dilinin diğer programlama dillerinden doğal olarak artısı ve eksisi vardır. Seçim, dili öğrenecek kişinin hedefi doğrultusunda değişkenlik gösterir. [5] Örneğin; DNA ya da protein dizisiyle ilgili hizalama yapacaksanız içerdiği kütüphanelerden dolayı Python daha avantajlı olabilirken, çalışmanızın deney grupları için istatistiksel test yaparak verinizi görselleştirmek istiyorsanız R kullanmanız daha mantıklı olacaktır. Python’la veri analizi, makine öğrenmesi, yapay zekâ, web ve yazılım geliştirme, matematik, derin öğrenme yapılabilir. GNU/Linux, Mac, Windows ve diğer platformda çalışılabildiği için siz kendi işletim sisteminize uygun Python versiyonunu kullanabilirsiniz. Google, NASA ve CERN gibi kurumlar Python kullanmaktadır. [6]
Python‘a birçok ücretli/ücretsiz online kurslarla, yazılım kampları ya da üniversitenizde bu dersi veren hocalardan öğrenerek başlayabilirsiniz. Yazdığınız Python dili kodlarına ait hataları denetleyecek ya da hata yoksa yazdığımız kodu çalıştıracak bir python yorumlayıcısına ihtiyacımız var. Python yorumlayıcısını sistemimize kurduktan sonra, uygulama geliştirmek için bir ara yüze ihtiyacımız var. Bu ara yüzler IDE (Integrated Development Enviroment, yani Tümleşik Geliştirme Ortamı) adını almıştır. IDE temel olarak yazılımı geliştirmek ve test etmek için kullanılan ekipmanlardan oluşan biz yazılım paketidir. IDE, manuel çabaları azaltarak bir geliştiricinin görevini otomatikleştirmeye yardımcı olması, kodlamayı azaltarak yazma hatalarından kaçınılması, otomatik kod tamamlama ve kütüphaneler gibi birçok özelliği tek bir yerde sağlaması için geliştirilmiştir.
Python kullanırken IDE kullanıp kullanmamak size bağlı, hata bulma ve kodu otomatik tamamlama gibi avantajı olması sayesinde birçok yazılımcı için tercih edilir durumdadır. IDE kullanmak istemiyor ve tüm kodu kendim yazarım diyorsanız Windows işletim sistemi kullananalar için cmd (komut istemi) ya da Windows PowerShell, GNU/Unix tabanlı veya macOS işletim sisteminde arama tuşuna basarak komut istemi olan terminal/gedit/uç birimi açıp buradan kod yazabilirsiniz. [6-8]
Şekil 2: Python programlama dilini indirirken kodların çalışması için “Add Python 3.8 to PATH” kutucuğu seçim yapılarak indirme işlemine başlatılmalıdır.
Bilgisayarınıza IDE kullanmak istiyorsanız, Python arayüzünü kurmak için python.org web sayfasını ziyaret edebilirsiniz. Idle, PyCharm, PyDev, Visual Studio Code, Thonny, Brackets Atom, Wing, Spyder (Jupyterle birlikte Anaconda dağıtımında da mevcut) gibi birçok Python geliştirme ortamları (editörü) internet tarayıcınızda kolayca ulaşmanız için mevcuttur.
Örnek Pyhon IDE’leri
Idle: Başlangıç için uygun kullanımı kolaydır. Açık kaynak bir IDE olduğu için ücretsizdir. Python.org’dan indirebilirsiniz. Çoklu pencere desteği ve syntax vurgulamalı Python Shelldir. Guido Van Rossum’un sevdiği televizyon şovu Monty Python’un kurucu üyelerinden Eric Idle’ı onurlandırmak için bu isim vermiş ve IDLE tamamen Python’da yazılmıştır. [8-10]
Spyder: Veri analizi ve veri bilimi için tasarlanmış speyder-ide.org adresinden ulaşabileceğiniz açık kaynaklı IDE ücretsiz bir platformdur. Python’a ait diğer bilimsel kütüphanelerde bütünleşmiş (entegre), statik kod analizi, gelişmiş hata bulma (debug) analizi ve söz dizimi (syntax) vurgulama gibi özellikleri mevcuttur. IDLE kullanımından sonra çoklu pencere ile yazdığınız kodu anında görselleştirmesi ya da sonucu göstermesi baya etkileyici geliyor. Python ile yazılmış güçlü bir bilimsel gelişme IDE’sidir. Windows, GNU/Linux, macOS, için desteklenmektedir. [8-10]
PyCharm: JetBrains tarafından geliştirilen platformlar arası bir IDE’dir. Java ve Python dilleri kullanılarak yazılmıştır. Topluluk versiyonu ücretsizken, profesyonel versiyonu ücretli olarak kullanılan PyCharm için jetbrais.com/pycharm/ adresinden ulaşabilirsiniz. Söz dizimi (syntax) vurgulama, geliştirici için özelleştirilebilir. Web geliştime için gelişmiş özelliğe ve bilimsel araçlara kolay erişim gibi özelliği vardır. En iyi IDE’lerden biri olarak kabul edilir. Windows, GNU/Linux, MAC için desteklenmektedir. [8-10]
Deneyelim Mi?
İlk olarak python.org adresine gidip Python’un son versiyonunu işletim sisteminizle uygun olacak şekilde indirelim. [1]
Şekil 3: Python programlama dilini indirebileceğiniz web sitesi ve yazdığınız kodları çalıştırabileceğiniz komut istemi örnekleri
Komut istemine Python’ı indirmeden önce python yazdığınızda hata verecektir.
İndirme işlemi bittikten sonra komut istemini kapatıp tekrar açınca Python’a ait bilgilerin olduğu yazı ve >>> işareti göreceksiniz.
Komut istemini açalım (Windows için arama kısmına gelip cmd yazıp enter’a basalım ya da sol altta mevcut olan başlata sağ tıklayıp açılan pencerede komut istemini seçelim. İsterseniz Windows PowerShell’i de açabilirsiniz)
Açılan siyah ekranda dizin isminizin yanına (C:\Users\aysegulmurat>) python yazıp enter tuşuna bastığımızda imleç solunda eğer >>> varsa artık bir python yorumlayıcınız var demektir. Çıkmak için quit() yazıp enter tuşuna basabilirsiniz. Bu durumda eski haline yani kendi ilk dizininize gelebilirsiniz.
Açılan siyah ekranda dizin isminizin yanına python –version yazarsanız, bilgisayarınıza kurmuş olduğunuz python versiyonunu görebilirsiniz.
Tekrar python yazıp enter tuşuna basıp >>> gördüğümüzde 10+15 yazar enter tuşuna basarsak sonucun 25 ettiğini göreceğiz. Çıkarma, çarpma, bölme işlemlerini (+, -, *, /, %,<, >, == ) de aynı şekilde yapabilirsiniz. Ekrana bir şey yazdırmak istiyorsak print komutunu kullanacağız. >>> sonra print (“Merhaba, Bezelye dergi okuyucuları”) yazarsak ekrana Merhaba, Bezelye dergi okuyucuları yazılır.
>>> 10+15
25
>>> sonra print (“Merhaba, Bezelye dergi okuyucuları”)
Merhaba, bezelye dergi okuyucuları
Bu şekilde basit komutları yazabilirsiniz fakat daha büyük ve karışık kodlarınız için bir düzenleyici IDE arayüzüne ihtiyacınız olacak. Yazdığınız kodlara ait .py uzantılı dosyaları kaydedebilir, paylaşabilir, saklayabilir ve sonrasında tekrar düzenleyerek kodlarınızı daha kullanışlı hale getirebilirsiniz. Yazdığınız kodları cmd, terminal ve Windows PowerShell’de çalıştırabilirsiniz. Bilgisayarınız söyledikleriniz anladı ve istediğiniz şeyi yapı yani artık bilgisayarınızla konuşmaya başladınız. :))
>>> print (“Python’la eğlenerek öğrenmeye Hoşgeldiniz”)
Yazının başında da bahsettiğim gibi günlük konuşma dilimiz gibi programlama dilinin kendine ait kuralı vardır. Python 3 sürümünde print komutunun kullanımında, parantez açıp yazdırmasını istediğiniz cümleyi tırnak içinde yazdıktan sonra parantezi kapatmalısınız.
Tüm bu kodlarla sadece ufak bir örnek oluşturduk. Python’la ilgilendikçe aslında yapabileceklerinizin çok daha fazla olduğu göreceksiniz.
Referanslar
1. Van Rossum, G., & Drake, F. L. (2011). The python language reference manual. Network Theory Ltd.
2. Virtanen, P., Gommers, R., Oliphant, T. E., Haberland, M., Reddy, T., Cournapeau, D., ... & van der Walt, S. J. (2020). SciPy 1.0: fundamental algorithms for scientific computing in Python. Nature methods, 17(3), 261-272.Lundqvist, I. K. (2004). Introduction to Computers and Programming.
3. Marino, M. C. (2006). Critical code studies. Electronic book review, 4.
4. Amaral, V., Norberto, B., Goulão, M., Aldinucci, M., Benkner, S., Bracciali, A., ... & Karatza, H. (2020). Programming languages for data-Intensive HPC applications: A
systematic mapping study. Parallel Computing, 91, 102584.
5. Grandell, L., Peltomäki, M., Back, R. J., & Salakoski, T. (2006, January). Why
complicate things? Introducing programming in high school using Python. In Proceedings of the 8th Australasian Conference on Computing Education-Volume 52 (pp. 71-80).
6. Koepke, H. (2011). Why Python rocks for research. Hacker Monthly, 8.
7. Hetland, M. L. (2014). Python Algorithms: mastering basic algorithms in the Python
Language. Apress.
8. Reitz, K. (2017). Python guide documentation. Release 0.01. Wilmington (DE):
Python Software Foundation.
9. Reitz, K., & Schlusser, T. (2016). The Hitchhiker's Guide to Python: Best Practices for
Development. " O'Reilly Media, Inc.".