تحليل البيانات باستخدام لغة بايثون Python

في ظلال ما نعيشه الآن من ثورة معلوماتية هائلة، ومع تزايد عدد البيانات الضخمة (Big Data) التي تحتاج المؤسسات إلى معالجتها والتعامل معها، في ميادين البحوث العلمية ومجالات الاقتصاد والمحاسبة والإدارة وغيرها. لذلك فإن الحاجة ماسة إلى أدوات وتقنيات إبداعية تساعد الإحصائيين والمتخصصين في تحليل البيانات وتسهل التحليل الإحصائي. ومن هنا ظهرت عدة برامج إحصائية متطورة بغية المساهمة في الوصول إلى أدق النتائج بسرعة وسهولة. ومن أهم الآليات التي تصاعدت في الآونة الأخيرة لغة البرمجة بايثون Python والتي أضحت تستعمل بكثافة في التحليل الإحصائي في البحث العلمي. وهي التي نتناولها في هذا المقال.

تعتبر لغة بايثون Python من اللغات التي اشتهرت وذاع صيتها مؤخراً، وخصوصاً في أوساط المهتمين بالإحصاء العلمي والتحليل الإحصائي واستخدام البرمجة في تحليل البيانات. فالعديد من العلوم التي يمكن اعتبارها حديثة نسبياً مثل: المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics) والبيولوجيا الجزيئية  (Molecular Biology)قد شهدت طفرة في استخدام لغات البرمجة في تحليل البيانات (Data analysis). ومن أشهر اللغات التي أضحت مستعملة في تحليل البيانات هي لغة البرمجة الشهيرة بايثون Python، والتي تعد من أكثر اللغات من حيث تعدد الاستخدامات، بالإضافة إلى لغة البرمجة R والتي تناولناها في مقالنا: التحليل الإحصائي باستخدام لغة R. وتمتاز لغة البرمجة بايثون Python بـ:

1. تعد لغة بايثون لغة حديثة نسبياً، حيث تم تطويرها في أواخر القرن العشرين في معهد الرياضيات والمعلوماتي (CWI) بهولندا.
2. تتميز بالسلاسة والبساطة وسهولة التعلم، مما يجعل بايثون أفضل خيار للمبتدئين في البرمجة.
3. تعد بايثون من اللغات عالية المستوى مفتوحة المصدر.
4. تتميز باستخداماتها المتعددة، حيث تستخدم في تصميم وبناء الواجهات الرسومية وتطبيقات الويب، والألعاب وتطبيقات الهواتف الذكية. كما تستخدم في تحليل البيانات في مجالات الـ Big Data (البيج داتا) والتحليل الإحصائي في البحث العلمي.
5. تتسم بايثون بوجود مجتمع نشط، بالإضافة إلى العديد من المكتبات البرمجية مثل: مكتبة باي جايم التي توفر مجموعة من الدوال التي تساعد المطورين في برمجة الألعاب.

توفر شركة دراسة للباحثين خدمة التحليل الإحصائي ومناقشة النتائج من خلال البرنامج SPSS لضمان خروج الأبحاث بكفاءة ودقة.

تعتبر لغة Python بيئة عمل برمجية تمكن مستخدميها من معالجة البيانات والتعامل معها عبر إدخال البيانات في صورة جداول أو مصفوفات أو رسوم بيانية. ومن ثم يستطيع المبرمج أو المطور تحليل البيانات من خلال إجراء التطبيقات الإحصائية وتصميم  وبناء البرامج الإحصائية. كما تمتاز لغة بايثون بأنها من اللغات مفتوحة المصدر، وكونها مفتوحة المصدر يعني توافر الكثير من المصادر والكتب والدروس التعليمية والتدريبية، التي تجعل من إتقانها مهمة سهلة على الراغبين. وبالإضافة إلى ذلك فهي تتسم بالسهولة والخلو عن التعقيد، مما يمنحها الأفضلية على حساب البرامج الإحصائية المشهورة في أوساط البحث العلمي بين الطلاب والباحثين والتي تستخدم في البرمجة الرياضية العلمية وتحليل البيانات مثل: برنامج SAS، وبرنامج AMOS، وبرنامج SPSS. إذ أن لغة البرمجة بايثون Python تمتاز بتوافر العديد من الخوارزميات الحديثة، بالإضافة إلى كونها متاحة مجاناً على عكس البرامج الأخرى باهظة التكلفة. وتتضمن لغة Python عدة أنواع من البيانات، التي يمكن للمطورين معالجتها والتعامل معها، وهي:

1. البيانات الرقمية (Numeric): ويُمكن أن تشتمل على أي رقم، ومع وجود أي عدد من الكسور العشرية.
2. الأعداد الصحيحة (integer) وتحتوي على الأعداد الصحيحة.
3. الأعداد المركبة (complex): وتضم الأعداد الحقيقية.
4. البيانات المنطقية (Logical): والتي تتضمن متغيري true, false (الصح والخطأ) والتي تتواجد في كافة لغات البرمجة.
5. الرموز (character): وتشمل كافة الرموز، حيث يتم تخزين الرموز على هيئتها دون النظر إلى حقيقة محتواها كالأرقام وعلامات الجمع والطرح، وهي الخاصية نفسها في كافة لغات البرمجة الأخرى.
6. الخام (row): وتقوم بتخزين الرموز بالأرقام من نظام العد الست عشري.

قد أشرنا في أكثر من مقال سابق إلى العديد من التقنيات والبرامج المستخدمة في التحليل الإحصائي في البحث العلمي مثل: التحليل الإحصائي باستخدام برنامج SPSS ، والتحليل الإحصائي باستخدام برنامج AMOS، وتحليل البيانات باستخدام  برنامج SAS، وتحليل البيانات باستخدام لغة البرمجة آر R وغيرهم من التقنيات التي تساهم في رفع كفاءة تحليل البيانات وزيادة دقة النتائج. واستكمالاً لما سبق يأتي هذا المقال لنعرض فيه تقنية مختلفة تساعد الباحثين في التعامل مع البيانات بكفاءة من خلال لغة البرمجة بايثون Python. ونرجو أن يكون هذا المقال وافياً بمقصوده نافعاً لقارئه في توجيه الأنظار إلى أهمية لغة البرمجة بايثون Python ومميزاتها.