در دنیای امروز که به سرعت در حال تغییر است، صنعت فناوری اطلاعات همیشه بازاری تقاضا‌محور و پرطرفدار است. برنامه‌نویسی سهم بسیار مهمی در موفقیت بازار فناوری اطلاعات دارد. زبان‌های برنامه‌نویسی زیادی وجود دارند که برای اهداف مختلفی استفاده می‌شوند.
زبان‌های برنامه‌نویسی زیادی وجود دارند، اما چرا کسی که نمی‌خواهد برنامه‌نویس متخصص شود یا در حوزه‌ی طراحی و توسعه‌ی وبسایت و اپلیکیشن کار کند، یک زبان برنامه‌نویسی را یاد بگیرد؟ وقتی کسی تحصیلات دانشگاهی دارد و مثلا مهندس مکانیک یا کشاورزی یا برق است و می‌داند که به‌راحتی می‌تواند وارد بازار کار شود، چرا باید وقت و هزینه صرف کند و یک زبان برنامه‌نویسی را انتخاب کند و یاد بگیرد؟
چون زبان‌های برنامه‌نویسی وجود دارند که برای فارغالتحصیلان بعضی رشته‌ها بسیار کاربردی و مفیدند. چون آن زبان‌های برنامه‌نویسی، مثل پایتون، امکاناتی دارند که انجام دادن بسیاری کارهای لازم در بعضی حوزه‌ها را سریع‌تر و بهینه‌تر می‌کنند. بهترین نمونه رشته‌های مهندسی و کمک‌هاو کاربردهایی است که زبان پایتون در رشته‌های مهندسی دارد.
در این مطلب به ارتباط پایتون و رشته‌ی مهندسی برق می‌پردازیم و ۵ دلیل به دانشجویان و فارغالتحصیلان مهندسی برق می‌دهیم تا وقت بگذارند و زبان برنامه‌نویسی پایتون را یاد بگیرند.
اگر نمی‌دانید که پایتون چه کارایی‌هایی برای مهندسان برق دارد، این مطلب را تا انتها بخوانید.
اگر می‌خواهید با زبان پایتون و آینده‌‌ای که در انتظار این زبان برنامه‌نویسی مهم است بیشتر آشنا شوید، «آینده پایتون روشن است یا تیره؟» را بخوانید.
آنچه در این نوشته خواهیم داشت
مهندسی برق و زبان برنامه‌نویسی پایتون
چرا پایتون می‌تواند انتخاب مناسبی باشد؟ در ادامه به چند مزیت پایتون که می‌تواند باعث عملکرد عالی و رشد بهتر پروژه‌های مهندسان برق باشد، اشاره می‌کنیم.
پایتون یکی از قدرتمندترین و در عین حال رایج‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی است که به دلیل تنوع عملکردی‌اش شناخته شده است. هر فرد فارغ از رشته تحصیلی خود، می‌تواند آن را فرا گرفته و پیاده‌سازی کند. تشخیص آسان خطا، قابلیت استفاده مجدد از کدها و ارائه کد‌های قابل فهم از ویژگی‌های پایتون است.
مهندسان برق نیز از قاعده‌ی نیاز به پایتون مستثنا نیستند. برای مهندسان برق استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون تفاوت زیادی در روند کارهایشان ایجاد می‌کند. با یک سیستم کنترل مناسب، علاوه بر کارکرد اصلی زبان، بهره بردن از منطق کدنویسی موضوع را جالب‌تر و هیجان‌انگیزتر هم می‌کند.
مهندسان برق با الکتریسیته، الکترومغناطیس و الکترونیک سروکار دارند. آن‌ها مسئول طراحی سیستم‌های انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی یا طراحی سیستم‌های الکترونیکی برای انتقال و پردازش اطلاعات‌اند.
۱. قدرت و کنترل
برخلاف هر زبان برنامه‌نویسی دیگری، پایتون برای مبتدیان بسیار کارآمد و آسان است. پایتون بسیار قدرتمند است و یکی از ویژگی‌های مهم آن مدیریت حافظه (Memory Management) است. برای مهندسان برق که همواره گرفتار سخت‌افزارها و ساختارهای الکترونیکی هستند، مدیریت حافظه ممکن است تبدیل به معضل شود. البته پایتون آن معضل را به خوبی مدیریت می‌کند.
پایتون دارای مدیریت حافظه داخلی با مقدار بهینه‌ای از حافظه تخصیص‌یافته یا حافظه تخصیص‌نیافته است. مدیریت حافظه در پشت صحنه بدون نیاز به هیچ‌گونه عملیات دستی انجام میشود.
مهندس برق با استفاده از پایتون بر روی سخت‌افزارها و مدارهای الکترونیکی و همچنین برای تجزیه و تحلیل آن‌ها قادر است تا بر مکانیسم‌های نرم‌افزار کنترل خوبی به دست آورد و نتایج بهتری کسب کند.
از ویژگی‌های زبان پایتون این است که در حوزه‌ها و صنایع متفاوتی کاربرد دارد. هوش مصنوعی مهم‌ترین آن‌ها است. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را زبان پایتون و کتابخانه‌های مختلف این زبان مانند Numpy ممکن کرده است.
۲. سادگی و انعطاف‌پذیری
ممکن است فکر کنید جایی که یک ریزپردازنده در حال کار است، یک زبان برنامه‌نویسی چه کاری انجام می‌دهد؟ پایتون در اینجا به خوبی می‌تواند وارد عمل شود. پایتون با محاسبات و عملکردهای پیچیده، که بخش عمده‌ای از کاری است که ریزپردازند‌ه‌ها انجام می‌دهند، می‌تواند فرآیند کار را روان و آسان کند.
پایتون دنیایی از فرصت‌ها را مانند روش‌هایی برای پردازش فایل‌ها و اطلاعات، خودکارسازی طراحی و علم داده در اختیار مهندسان برق می‌‌گذارد. و با این حساب مهندسان منابع و امکانات کافی را برای کسب اطلاعات در مورد پایگاه‌های داده، سرورهای وب، کتابخانه‌های مختلف و غیره در اختیار خواهید داشت.
۳. پیاده‌سازی آسان
بدون هیچ دانش تئوری و یا تجربی قبلی در برنامه‌نویسی، می‌توان شروع به یادگیری پایتون و استفاده از آن در برنامه‌های خود کرد. توابع، کلاس‌ها، اشیاء، حلقه‌ها و روی‌هم‌رفته سینتکس پایتون (syntax)، در مقایسه با زبان‌های دیگر مانند جاوا، دات‌نت و غیره بسیار آسان است.
پروژه‌های الکتریکی زیادی وجود دارند که با کمک پایتون هم نگهداری از آن‌ها آسان است و هم با موفقیت نیازهایشان برآورده میشود.
۴. سازگاری
حتی اگر شما یک مهندس برق با تجربه باشید، دانستن یک زبان برنامه‌نویسی مانند پایتون، کمک می‌کند تا راحت‌تر بر روی پروژه‌های خود کار کنید. چرا که به کمک آن می‌توانید به تنهایی مشکلات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را مدیریت کنید.
پایتون مستقل از پلتفرم است و می‌تواند بر روی هر ویرایشگری اجرا شود. و در مقایسه با جاوا، تعداد موضوعات و خطوط کد کمتری دارد. پایتون یک زبان برنامه‌نویسی است که غالبا برای حل بسیاری از مشکلات استفاده میشود و برای افزایش بهره‌وری از بهترین گزینه‌ها است.
۵. نتایج بهتر
پایتون اکنون در هر برنامه‌ای استفاده میشود. چون که با دریافت ورودی‌ها، نتایج بهتر و سریع‌تری ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، Micro python نمونه اجراییِ پایتون است که بر روی سخت‌افزارهایی مانند میکروکنترلرهای مورد استفاده مهندسان برق اجرا میشود.
روش کار به این صورت است که شما فقط نیاز به نوشتن اسکریپت‌ها برای تست حسگرها دارید و سپس آن‌ها را به کنترل‌کننده‌ها وصل می‌کنید. پس از انجام تست سنسورها، اگر خطا وجود داشته باشد، جزئیات دقیق این خطا نیز نمایش داده میشود تا بتوان آن را برطرف کرد. با استفاده از این روش، شما هر آزمایشی را که در حضور مشتری روی قطعات طراحی‌شده انجام می‌دهید، درواقع دموی (demo) محصول نهایی است. و به این شکل، محصول را قبل از موعد به مشتری تحویل می‌دهید.
از مهم‌ترین اجزایی که مهندسان برق در طراحی سیستم‌هایشان به آن نیاز دارند انواع باطری‌ها است. باطری چه‌قدر طول می‌کشد تا خالی شود؟ چطور میشود عملکرد باطری را بهینه کرد؟ کاربرد دیگر پایتون برای محصولات و سیستم‌هایی که مهندسان برق طراحی و تولید می‌کنند کمک به محاسبه‌ی دقیق Battery Charge Curve (منحنی شارژ باتری) است. پایتون ابزارهایی برای ارزیابی عملکرد باتری و پیش‌بینی منحنی شارژ آن دارد. در واقع با کمک پایتون است که میشود از طول عمر باتری محصول مطلع شد.
جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
وقتی به برنامه‌نویسی علاقه دارید، احساس نکنید که این علاقه شما را از رشته تحصیلی و تخصص خودتان منحرف می‌کند. علاقه خودتان را جدی بگیرید و آن را دنبال کنید. برنامه‌نویسی را یاد بگیرید و سعی کنید تفکر و منطق برنامه‌نویسی را در حوزه تخصصی خود پیاده‌سازی کنید.
اگر مهندس برق برنامه‌نویسی یاد بگیرد، کار با مدارها و میکروپروسسورها را بهتر و آسان‌تر درک می‌کند. درست است که برنامه‌نویسی با تجزیه و تحلیل سخت‌افزاری و شبکه‌ای تفاوت زیادی دارد، اما منطق اصلی همان ایده یا موضوع یکسان است. البته، یادگیری برنامه‌نویسی با زبان پایتون برای مهندسان برق مزیت‌های کاربردی زیادی دارد. پایتون ابزارها و کتابخانه‌هایی دارد که انجام محاسبات پیچیده را برای طراحی سیستم‌ها آسان‌تر و سریع‌تر می‌کند. همچنین با کمک پایتون میشود خطاهای سیستم را پیدا و آن‌ها را رفع کرد.
اگر مهندس برق هستید یا قصد دارید در رشته‌ی مهندسی برق تحصیل کنید، بهتر است آموزش پایتون را از همین امروز شروع کنید. چون مطمئن باشید تقاضا در بازارکار برای مهندس برقی که زبان پایتون را می‌داند و از قدرت و امکانات این زبان برای انجام کارهایش استفاده می‌کند، بسیار زیاد است.
