آموزش گوگل کولب (Google Colab) برای علوم داده و هوش مصنوعی با پایتون [ویدئویی] - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

مقدمه‌ای بر پایتون و گوگل کولب Introduction to Python and Google Colab

• ریشه‌ها و تکامل پایتون Origins and evolution of Python

• چرا پایتون محبوب است؟ Why Python is popular?

• مقایسه پایتون با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی Compare and contrast Python with other languages

• نمایش کاربردهای پایتون در دنیای واقعی Showcase real-world applications

• برنامه‌نویسی رویه‌ای (Procedural) Procedural Programming

• برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) Object-Oriented Programming (OOP)

• برنامه‌نویسی تابعی (Functional) Functional Programming

• نصب محلی پایتون Local Installation

• مدیریت وابستگی‌ها (Dependency Management) Dependency Management

• محیط‌های مجازی (Virtual Environments) Virtual Environments

• گوگل کولب چیست؟ اهداف و مزایا What is Google Colab? Its purpose & Advantages

• راه‌اندازی حساب کاربری گوگل کولب Setting up a Google Colab account

• تور مفصل رابط کاربری کولب (منوها، نوار ابزار، مدیریت فایل) Detailed tour of the Colab interface (menus, toolbar, file explorer)

• توضیح مفهوم سلول‌ها (Cells) Explain the concept of cells

• نمایش عملیات پایه سلول‌ها (افزودن، حذف، جابجایی و اجرا) Demonstrate basic cell operations (adding, deleting, moving, running)

• مبانی پایتون: متغیرها Python Basics - Variables

• انواع داده‌ها: اعداد صحیح و تبدیل نوع Data Types - Integers & Type Conversion

• عملگرها: عملگرهای حسابی، مقایسه‌ای و منطقی Operators - Arithmetic, Comparison & Logical Operators

• کار با رشته‌ها (String Manipulations) String Manipulations

• تابع ()Input Input() Function

• تابع ()Print Print() Function

• کامنت‌گذاری در پایتون Comments in Python

• دستورالعمل‌های استایل کدنویسی پایتون (PEP 8) Python Code Style Guidelines

• تمرین عملی: نوشتن برنامه‌ای برای دریافت نام کاربر و خوش‌آمدگویی Hands On - Write a program that takes the user's name as input and greets them

• تمرین عملی: نوشتن برنامه‌ای برای انجام عملیات ریاضی پایه Hands On - Write a program that performs basic arithmetic operations

• تمرین عملی: قالب‌بندی نوت‌بوک Hands On - Format the Notebook

ماژول ۲: جریان کنترل و توابع Module 2: Control Flow and Functions

• دستورات شرطی: If, Elif, Else Conditional Statements: If, Elif, Else

• دستورات شرطی: Ifهای تو در تو Conditional Statements: Nested If Statements

• حلقه‌ها: حلقه For Loops: For Loop

• حلقه‌ها: حلقه While Loops: While Loop

• حلقه‌ها: حلقه‌های تو در تو Loops: Nested Loops

• دستورات کنترل حلقه: Break Loop Control Statements: Break

• دستورات کنترل حلقه: Continue Loop Control Statements: Continue

• دستورات کنترل حلقه: Pass Loop Control Statements: Pass

• توابع: تعریف تابع Functions: Definition

• توابع: پارامترها و مقادیر بازگشتی Functions: Parameter and Return Values

• توابع: آرگومان‌های پیش‌فرض Functions: Default Arguments

• توابع: آرگومان‌های کلیدواژه‌ای Functions: Keyword Arguments

• توابع: محدوده متغیرها (Scope) Functions: Scope of Variables

• توابع لَمبدا: توابع ناشناس Lambda Functions: Anonymous Functions

• توابع لَمبدا: سینتکس توابع لَمبدا Lambda Functions: Syntax of Lambda Functions

• توابع لَمبدا: موارد استفاده Lambda Functions: Use Cases

• تمرین عملی: نوشتن تابعی برای محاسبه فاکتوریل یک عدد Hands On - Write a function to calculate the factorial of a number

• تمرین عملی: نوشتن تابعی برای بررسی اول بودن عدد Hands On - Write a function to check if a number is prime

• تمرین عملی: نوشتن تابعی برای معکوس کردن یک رشته Hands On - Write a function to reverse a string

• تمرین عملی: ایجاد تابعی برای محاسبه مساحت اشکال مختلف Hands On - Create a function to calculate the area of different shapes

ماژول ۳: ساختارهای داده Module 3: Data Structures

• لیست‌ها: ایجاد لیست با استفاده از کروشه [] Lists: Creating lists using Square brackets

• لیست‌ها: ایندکس‌گذاری و برش (Slicing) Lists: Indexing and slicing accessing elements by their position

• لیست‌ها: تغییر دادن لیست‌ها Lists: Modifying Lists

• لیست‌ها: متدهای لیست Lists: List Methods

• لیست‌ها: List Comprehensions Lists: List Comprehensions

• لیست‌ها: پیمایش روی لیست‌ها Lists: Iterating over Lists

• تاپل‌ها: ایجاد تاپل با استفاده از پرانتز () Tuples: Creating tuples using Parentheses()

• تاپل‌ها: دسترسی به عناصر Tuples: Accessing Elements

• تاپل‌ها: تغییرناپذیری (Immutability) Tuples: Immutability

• تاپل‌ها: موارد استفاده از تاپل Tuples: Tuples use cases

• دیکشنری‌ها: ایجاد دیکشنری Dictionaries: Creating Dictionaries

• دیکشنری‌ها: دسترسی به مقادیر Dictionaries: Accessing Values

• دیکشنری‌ها: تغییر دادن دیکشنری‌ها Dictionaries: Modifying Dictionaries

• دیکشنری‌ها: متدهای دیکشنری Dictionaries: Dictionary Methods

• دیکشنری‌ها: Dictionary Comprehensions Dictionaries: Dictionary Comprehensions

• دیکشنری‌ها: پیمایش روی دیکشنری‌ها Dictionaries: Iterating over Dictionaries

• مجموعه‌ها (Sets): پیمایش روی مجموعه‌ها Sets: Iterating over Dictionaries

• مجموعه‌ها: ویژگی یکتا بودن Sets: Uniqueness

• عملیات روی مجموعه‌ها Set Operations

• متدهای مجموعه (Set Methods) Set Method

• تمرین عملی: ایجاد دیکشنری برای ذخیره اطلاعات دانشجویان Hands On - Create a dictionary to store student information

• تمرین عملی: استفاده از مجموعه‌ها برای یافتن عناصر مشترک بین دو لیست Hands On - Use sets to find common elements between two lists

• تمرین عملی: پیاده‌سازی سبد خرید با استفاده از دیکشنری Hands On - Implement a shopping cart using a dictionary to store items

• تمرین عملی: نوشتن برنامه‌ای برای یافتن پرتکرارترین عنصر در یک لیست Hands On - Write a program to find the most frequent element in a list

ماژول ۴: کار با کتابخانه‌ها در کولب Module 4: Working with Libraries in Colab

• کتابخانه‌ها در پایتون Libraries in Python

• نصب کتابخانه‌ها در گوگل کولب Installing Libraries in Colab

• وارد کردن (Import) کتابخانه‌ها Importing the Libraries

• کتابخانه‌های ضروری: Numpy Essential Libraries: Numpy

• کتابخانه‌های ضروری: Pandas Essential Libraries: Pandas

• کتابخانه‌های ضروری: Matplotlib Essential Libraries: Matplotlib

• کتابخانه‌های ضروری: Seaborn Essential Libraries: Seaborn

• تمرین عملی: استفاده از NumPy برای عملیات ماتریسی Hands-on - Use NumPy to perform matrix operations

• تمرین عملی: بارگذاری مجموعه داده CSV در Pandas و تحلیل آن Hands-on - Load a CSV dataset into a Pandas Data Frame and perform Analysis

• تمرین عملی: ایجاد نمودار خطی و ستونی با Matplotlib برای بصری‌سازی داده‌ها Hands-on - Create a line plot and a bar chart using Matplotlib to visualize data

• تمرین عملی: استفاده از Seaborn برای ایجاد نمودار پراکندگی (Scatter plot) با خط رگرسیون Hands-On - Use Seaborn to create a scatter plot with a regression line

ماژول ۵: برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) Module 5: Object-Oriented Programming (OOP)

• برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) چیست؟ What is OOP

• اصول برنامه‌نویسی شیءگرا Principles of OOP

• کلاس‌ها و اشیاء Classes and Objects

• سازنده‌ها (Constructors) Constructors

• متغیرهای نمونه (Instance Variables) Instance Variables

• متدها (Methods) Methods

• مفاهیم پیشرفته OOP: ارث‌بری (Inheritance) Advanced OOP Concepts - Inheritance

• مفاهیم پیشرفته OOP: چندریختی (Polymorphism) Advanced OOP Concepts - Polymorphism

• مفاهیم پیشرفته OOP: کپسوله‌سازی (Encapsulation) Advanced OOP Concepts - Encapsulation

• مفاهیم پیشرفته OOP: انتزاع (Abstraction) Advanced OOP Concepts - Abstraction

• ماژول‌ها (Modules) Modules

• پکیج‌ها (Packages) Packages

• وارد کردن ماژول‌ها و توابع Importing Modules & Functions

• تمرین عملی: ایجاد کلاس DOG با ویژگی‌های مختلف Hands On - Create a DOG class with attributes

• تمرین عملی: ایجاد کلاس CAT و نمایش ارث‌بری Hands On - Create a CAT Class and demonstrate Inheritance

• تمرین عملی: ساخت یک سیستم بانکی ساده Hands On - Building a Simple Banking System

ماژول ۶: مدیریت فایل‌ها و مدیریت استثناها Module 6: File Handling and Exception Management

• مدیریت فایل: باز کردن فایل‌ها File Handling - Opening Files

• مدیریت فایل: خواندن فایل‌ها File Handling - Reading Files

• مدیریت فایل: نوشتن در فایل‌ها File Handling - Writing Files

• مدیریت فایل: بستن فایل‌ها File Handling - Closing Files

• مدیریت فایل: کار با انواع مختلف فایل‌ها File Handling - Working with Different file types

• خطاها و استثناها (Errors and Exceptions) Errors and Exceptions

• بلاک‌های Try و Except Try and Except Blocks

• ایجاد استثناها (Raising Exceptions) Raising Exceptions

• استثناهای سفارشی (Custom Exceptions) Custom Exceptions

• تمرین عملی: نوشتن برنامه‌ای برای خواندن فایل متنی و شمارش کلمات Hands On - Write a program to read a text file and count the number of words

• تمرین عملی: نوشتن برنامه‌ای برای خواندن فایل CSV و محاسبه میانگین یک ستون Hands On - Write a program to read a CSV file and calculate the average of a column

• تمرین عملی: ایجاد برنامه‌ای برای مدیریت خطاهای احتمالی Hands On - Create a program to handle potential errors

• تمرین عملی: پیاده‌سازی استثنای سفارشی برای فرمت‌های نامعتبر فایل Hands On - Implement a custom exception for invalid file formats

ماژول ۷: پایتون سطح متوسط Module 7: Intermediate Python

• تکرارکننده‌ها و مولدها: Iterators Iterators and Generators: Iterators

• تکرارکننده‌ها و مولدها: Generators Iterators and Generators: Generators

• دکوراتورها (Decorators) Decorators

• سینتکس: استفاده از علامت @decorator Syntax: Using the @decorator syntax

• موارد استفاده از دکوراتورها Use Cases of Decorators

• مدیران زمینه (Context Managers): دستور With Context Managers - The With Statement

• متدهای enter() و exit(): تعریف مدیران زمینه سفارشی enter() and exit() methods: Defining custom context managers

• موارد استفاده از مدیران زمینه Use Cases of Context Managers

• تمرین عملی: ایجاد یک مولد برای تولید اعداد فیبوناتچی Hands On - Create a generator that yields Fibonacci numbers

• تمرین عملی: نوشتن دکوراتوری برای ثبت زمان فراخوانی توابع (Logging) Hands On - Write a decorator to log function calls with time stamps

• تمرین عملی: پیاده‌سازی مدیر زمینه برای اطمینان از بسته شدن فایل Hands On - Implement a context manager to ensure a file is always closed

مفاهیم پیشرفته پایتون Advanced Python Concepts

• مقدمه‌ای بر عبارات منظم (Regular Expressions) Introduction to regular expressions

• سینتکس پایه Basic syntax

• ماژول Re The Re Module

• موارد استفاده از Regex Use Cases

• API (رابط برنامه‌نویسی کاربردی) چیست؟ What is an API (Application Programming Interface)

• مقدمه‌ای بر REST APIs Introduction to REST APIs

• کتابخانه Requests The requests library

• کلیدهای API و احراز هویت API keys and authentication

• تمرین عملی: استفاده از عبارات منظم برای اعتبارسنجی ایمیل Hands On - Use regular expressions to validate email addresses

• تمرین عملی: دریافت داده‌ها از یک API عمومی و نمایش آن Hands On - Fetch data from a public API (e.g., a joke API) and display it

• تمرین عملی: استفاده از کتابخانه requests برای تعامل با REST API Hands On - Use the requests library to interact with a REST API

تحلیل و بصری‌سازی داده‌ها Data Analysis and Visualization

• مباحث پیشرفته Pandas Advanced Pandas

• مقدمه‌ای بر Plotly و بررسی مزایای آن Introduction to Plotly and Explain its advantages

• نصب: نحوه نصب Plotly در گوگل کولب Installation: Show how to install Plotly in Colab

• رسم نمودارهای پایه: ایجاد نمودار پراکندگی، خطی و ستونی با Plotly Basic plotting: Create scatter plots, line charts, bar charts with Plotly

• سفارشی‌سازی: افزودن عنوان، برچسب، راهنما (Legend) و یادداشت‌ها Customization: Add titles, labels, legends, and annotations

• ویژگی‌های تعاملی: فعال‌سازی زوم، جابجایی (Panning) و رویدادهای کلیک Interactive features: Enable zooming, panning, hovering, and click events

• نمودارهای پیشرفته: ایجاد نمودارهای سه بعدی، نقشه‌های جغرافیایی و بصری‌سازی‌های پیچیده Advanced plots: Create 3D plots, geographic maps, and other complex visualizations

• تمرینات عملی ۱ Hands-on Exercises-1

• تمرینات عملی ۲ Hands-on Exercises-2