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プログラミング初心者が知りたい!Pythonでできることまとめ

プログラミングのイメージ

Pythonは現在人気ナンバーワンと言ってもいいプログラミング言語ですが、そんなPythonは「なぜ人気なのか」Pythonで「できることは何か」知りたいですよね。

全世界で数多くのプログラミング言語が開発され、その中でもPythonは以前より存在感を大きくしています。

その大きな理由の一つは人工知能(AI)開発をはじめ、複数の分野で使用されている汎用性の高さ。そのため現役のITエンジニアにとってPythonは習得したいプログラミング言語の上位に入っているのです。

また、Pythonは初心者でも理解しやすいプログラミング言語なので、Pythonから学び始めようとしているプログラミング初心者も多いのでしょう。

しかしプログラミング初心者の中には「Pythonは人気がある」「Pythonはいろんなプログラミングができる」など曖昧な情報だけで学び始めてしまい、まだ具体的な内容を捉えきれずに学習している方もいます。

そこで、プログラミング初心者に向けて「Pythonにできることは何か」「学ぶとどんな職業を目指せるのか」、そしてその学ぶ方法について具体的な情報をお伝えしましょう。

まずはPythonとは

Pythonの本のイメージ

みなさんの中にはPython(パイソン)という名前を聞いてヘビを思い浮かべる方はいるかもしれません。実はプログラミング言語のPythonはイギリスの有名コメディTV番組「空⾶ぶモンティ・パイソン」が名前の由来になっていると言われています。

Pythonは1991年にオランダ人のプログラマーであるグイド・ヴァン・ロッサム⽒によって開発されました。

現在プログラミング言語の数は有名無名も含めて200以上あると言われており、その中でもPythonは2019年に日経XTECHが行った「ITエンジニアがシステム開発に使用しているプログラミング言語」の調査*1でC/C++言語についで第2位という使用頻度の高い結果を出ました。

2018年の同じ調査では第5位だったのですが、1年で2ランクも順位を上げているのを考えると年々PythonがIT業界で信用度を増していることが分かります。

そしてPythonは他の機関の調査でも常にランキング上位に名前を連ねるほどITエンジニアから人気を得ていますが、そこには「Pythonだからできること」があるのです。

ではこの人気の秘密「できることは」とは何でしょうか。

*1 … 日経XTECH「ITエンジニアがシステム開発に使用しているプログラミング言語」の調査

PythonがITエンジニアに人気がある理由

ITエンジニアから支持されている主な「Pythonだからできること」は次の3つ。

 文法が覚えやすくできている

日本語や英語など世界のさまざまな言語にはそれぞれ文章を作るための文法(規則)がありますよね。

それと同じようにプログラミング言語にも文法があり、Pythonの文法は他のプログラミング言語よりも規則が少ないので覚えやすいです。

シンプルで分かりやすいプログラムにできる

通常のプログラムは規模が大きくなると書かれているプログラム分かりづらくなり、読み間違いや書き間違いなどのミスが起きやすくなります。

しかしPythonは他のプログラミング言語よりもプログラムが「少ない記述で作成できる」「シンプルで分かりやすい」という特徴があるのでミスも抑えられて開発効率を上げることができます。

また1行のプログラムに多くの処理が行える記述ができるのもPythonの特徴です。

充実したライブラリでプログラミングが容易にできる

ライブラリとはプログラミングで役立つ機能をまとめたプログラムの集まりです。

ライブラリがあるおかげで必要な機能を一から作成する必要がなく、開発中のプログラムと連結させて使用できるので作業効率が良くなります。
そしてPythonのライブラリは充実しているので、他のプログラミング言語よりも複雑なプログラミングも容易にできるでしょう。

以上、これら3つはPythonが支持される主な「Pythonだからできること」であり、その使い勝手の良さからさまざまな分野のプログラミングに使用されています。

ではその中から「人工知能(AI)開発」「webサービス制作」「データ処理」の分野でPythonができることお伝えしましょう。

Pythonでできることその1:⼈⼯知能(AI)開発︕

人工知能(AI)開発!

PythonがITエンジニアにとって使用頻度の多いプログラミング言語に選ばれている大きな理由の一つには、⼈⼯知能(AI)開発で主要なプログラミング言語になっていることが挙げられます。

でも「人工知能(AI)はPythonでなく他の言語では開発ができないの?」と思われる方もいらっしゃるでしょう。

実際に人工知能(AI)の開発にはPythonでなくてもいいのでデータ分析が得意なR言語や、他のプログラミング言語で開発している例もたくさんあります。また、現在の人工知能(AI)は主に機械学習やディープラーニングという手法が主流になっており、その仕組の中でデータ処理は重要なポイント。人工知能(AI)のデータ処理には高度な数値計算と速い処理が求められますが、決してPythonが向いているとは言えません。

ではなぜPythonなのでしょうか。

まず一つはプログラムがシンプルなので人工知能(AI)を開発するエンジニアにとって扱いやすいという理由があります。
そしてもう一つが充実したライブラリが揃っていること。

実際にライブラリの「Numpy(ナンパイ)」を使用すると効率のよい数値計算処理が行え、統計処理やデータ分析には「Pandas(パンダス)」といった具合に目的に合ったライブラリを使用することで、膨大なデータの高速処理が必要な人工知能(AI)にPythonでも対応が可能になります。

また紹介したライブラリ以外にも、人工知能に必要なライブラリが多数開発されているのでPythonを使用するのが簡単で効率がいいのです。

まとめると分かりやすいプログラムと充実したライブラリが、他のプログラミング言語ではできない「Pythonだからできること」で人工知能(AI)開発を実現しています。

Pythonでできることその2:webサービス制作

webサービス制作

ところでYouTubeでおもしろい動画を見ているとついつい時間を忘れて見続けてしまいますよね。

実はそのYouTubeの開発にはPythonが使用されています。また誰もが知っているInstagram や⾳楽配信サービスのSpotifyもPythonを使用しているのです。これら普段から私たちが利用しているwebサービスはフロントエンドとバックエンドと呼ばれる役割で分けることができます。

フロントエンドは私たちがwebサービスを利用するときにwebページ上でボタンを押すなどの直接やり取りする部分のことで、バックエンドとはそのときに入力したデータの処理、保存、結果の出力を行う見えない部分の仕組みです。

フロントエンドはHTML・CSS・JavaScriptで開発され、バックエンドはPythonやRuby、PHP、JavaScriptなどのプログラミング言語で開発されています。

そして最近バックエンドではPythonが多用される傾向にあり、その理由には「Pythonだからできること」が大きく影響しています。

Pythonは人工知能(AI)開発や仮想通貨のブロックチェーン技術など最先端の技術で使用されているため、Pythonでwebサービスを開発すると必然的に使用できるのが充実したライブラリです。

このライブラリがwebサービスでも「Pythonだからできること」を可能にしています。

プログラミング言語にはプログラムの基本部分だけが書かれたフレームワークというプログラムの型枠があります。

PythonにもDjango(ジャンゴ)、Flask(フラスク)、Bottle(ボトル)など複数の便利なフレームワークが開発されており、これらのフレームワークとライブラリを組み合わすことで一からプログラムを自作する必要もなくなるのです。

ですから、例えば私たちがwebサービスで利用している「ログイン機能」「投稿機能」「管理設定機能」などをゼロから作成する必要がなくなります。

このようにwebサービスの開発で「Pythonだからできることは」は充実したライブラリと便利なフレームワークで開発効率を上げることができ複雑なプログラム開発も容易にしているのです。

Pythonでできることその3:データ処理

データ処理

そしてに最後にデータ処理。一般的に「データ」については大学の研究で扱われるぐらいで、私たちにあまり関係ないイメージがありますよね。

しかし現代社会にとってデータは政治、経済、医療などさまざまな分野で重要な存在になっているのです。

例えば普段利用しているインターネット通販からオススメの商品紹介がメールで送られてくることがあります。これはそのユーザーの購買データをもとに分析して送ってきているのです。

この他にも、企業だと過去の実績からの売上予測や、株式だと株価予測を行うためにデータ分析が行われています。

近年これらのデータはICT(情報通信技術)の発展とともに膨大なになりビックデータと呼ばれ、ビジネス戦略やさまざまな研究に活用するためデータ分析が盛んです。そのため現代においてデータ処理はとても重要だと言えるでしょう。

そのデータ処理を行うシステムの開発にはデータ分析に特化したR言語がありますが、近年Pythonがデータ処理で用いられるプログラミング言語で「デファクトスタンダード(標準言語)」になりつつあり、ここでも次の「Pythonだからできること」がポイントになっています。

  • Pythonの方が複雑なデータ処理ができる
  • データ処理の速度が速い
  • 統計分析用のプログラム関数が開発・提供されている

この3つについてもR言語より優れたデータ処理を可能にしているのがPythonのライブラリです。

そしてPythonだとデータ処理から得た結果をwebサービスに提供するまでをPythonだけで行えるので、そうした汎用性の高さもR言語にはできない「Pythonだからできること」と言えるでしょう。

Pythonを学ぶとどんな職業を⽬指せるのか

エンジニアイメージ

Pythonは汎用性が高いので人工知能(AI)やwebサービス、データ処理などのシステム開発で幅広く使用されています。

これは同時にPythonを習得できればその人にとっても幅広い分野で「できること」が増えることに。そしてそれは就職の間口を広げられることにもつながり次のような職業に就く可能性が広がるのです。

人工知能(AI)を開発するAIエンジニア

AIエンジニアとは人工知能(AI)を開発する職業です

冒頭でもお話しましたが、「Python=人工知能(AI)」というイメージをする方は多いでしょう。

人工知能(AI)開発はさまざまな機関や企業で行われており、いろいろな分野に利用されはじめています。そしてその開発にPythonが大きな役割を担っているのでAIエンジニアはまさにこれからの職業と言えるでしょう。

web系エンジニア

web系エンジニアとはwebサイトやwebアプリなどのwebサービスを開発する職業です。

これまでwebサービスはPHPやRubyなどが開発の主流になっていましたが、最近はPythonを使用した開発が非常に増えています。

その理由は先に紹介したように充実したフレームワークと人工知能(AI)で培った充実したライブラリが揃っているのと、ある意味Pythonが最先端技術だと言えるから。そしてwebサービスでも人工知能(AI)を利用したサービス開発が多くなるとPythonの仕事がもっと増えることも考えられます。

データサイエンティスト

データサイエンティストとは人工知能(Ai)などを駆使しして、ビッグデータの分析結果から予測や有益な事実を見つけ出す科学者や研究者などです。

お伝えしたようにデータ処理システムの開発にPythonがデファクトスタンダードになりつつあり、その理由にはデータの複雑な計算と高速処理を実現できるライブラリがあるからだと言えます。

そのためデータの研究や解析を行っているデータサイエンティストもPythonを使用する人が増えています。
また人工知能の進化とともにPythonのライブラリも現在よりも開発が進むと考えられるので、今後もっとデータ処理でもPythonが重用されることが予想されているのです。

今回紹介したのはすでにある職業ですが、Pythonが効率よくプログラム開発ができることや初心者でもプログラミング言語であることを考えると、今後Pythonを扱う職業が増えてくる可能性も大いにあるでしょう。

Pythonを学ぶ⽅法は︖

本のイメージ

ここまでで、Pythonは他のプログラミング言語と比べても汎用性が高く人工知能をはじめ、webサービスなど幅広く使用されていることがわかりましたよね。

そのためPythonを習得できればITエンジニアとしてできることが増えてスキルアップにつながります。そして「これからプログラミングはじめよう」としている方にとってもぜひ習得しておきたいプログラミング言語です。

そこでPythonを効率よく学ぶためにはどうすればいいのか、基本的な学習の流れについてお伝えします。

Pythonについて全体像を把握する

Pythonを学び始める第一歩はその全体像を知ることから始めましょう。

例えば野球やサッカーなどのスポーツでは試合相手の情報を知ることが大切です。それと同じようにPythonでは「何を作ることができるのか」「プログラミングをするためには何を用意すればいいのか」「Pythonを使うためにはどうすればいいのか」この3つを抑えましょう。

すでに文中で「何を作ることができるのか」についてはお伝えしましたが、あとの2つについてはこの後大まかな内容をお伝えしていきます。

そしてここでのポイントは「細かいことは後にして、まずはおおよその全体像を捉える」ことが大切です。

プログラミングができる環境を用意する

では学び始める前にPythonでプログラムを開発するために必要な開発環境を用意しましょう。これは「プログラミングをするためには何を用意すればいいのか」に当てはまります。

まず行うことはPythonをダウンロードして自分が使用しているパソコンにインストール。しかし多くの方はPythonを学び始めるために参考書や学習サイトを利用するのではないでしょうか。その場合は学習内容に「環境構築」が含まれているので解説に従って環境を整えましょう。

プログラムの書き方を学ぶ

開発環境を用意できれば次はプログラムの書き方です。これは「Pythonを使うためにはどうすればいいのか」に当てはまります。

日本人が使っている日本語、そして外国語には文法があります。それと同じようにPythonにも文法がありプログラムの書き方が決まっているのです。

この文法の学び方は丸暗記しないことがポイント。

プログラミングの情報量は膨大なのですべてを覚えるのは難しく、かえって挫折してしまうことにもつながるので注意してください。

Pythonでアプリを作ってみる

しかし、参考書や学習サイト通りに学んでも、実際に何かを作ってみないと身についているかどうか分かりませんよね。

プログラミングスキルを身につける近道は実践することです。参考書や学習サイトの中で実際に簡単なプログラムを書いて実行させる内容があります。そこから一歩進んで自分で考えたアプリを作ってみましょう。

これも「Pythonを使うためにはどうすればいいのか」に当てはまることです。

自分でアプリを作ることでよく分かっていなかったことが解決でき、新たな発見も生まれプログラミングに必要な論理的思考や開発の流れを身につけられます。

Pythonを学ぶ方法を4段階でお伝えしましたが、これはあくまでも基本なのでいちばんはそれぞれが最後までやり遂げるために挫折をしない方法で学ぶことが大切です。

例えば実際に参考書だけで学習を進めていくと書いてある通りにならないこともあります。その場合はインターネット検索で解決方法を調べることも必要です。また、参考書だけでは理解できない場合もあるので、無料の解説動画や学習サイト、オンライン講座を利用すると効率よく学習を進められます。

このように自分に合った方法を見つけてPythonを学んでいきましょう。

 

オフィスのイメージ

Pythonは他のプログラミング言語と比べても人工知能(AI)やwebサービス、データ処理など幅広い分野で使用されるほど汎用性が高いです。

その汎用性の高さは、膨大なデータ処理をするための高度な計算・高速処理を実行できる充実したライブラリと便利なフレームワークによって複雑なプログラムも容易にしてしまうので可能になります。そして分かりやすい文法とシンプルなプログラムも開発する側にとって大きな魅力です。

これらをまとめてPythonを一言で表すと「簡単」という言葉がふさわしいでしょう。

そのためプログラミング初心者にとっても学びやすいプログラミング言語。

お伝えしたように、Pythonは使用されている分野も広いので「作りたいもの」の選択肢も多く、それは同時に目指せる職業も広がることにつながっています。そして勉強の基本的な流れを参考にしていただいて、自身に合った方法で学び「Pythonだからできること」を「自分だからできること」に変えていきましょう。

参考元
Python Japan
Pythonとは?言語の特徴から学習法まで初心者向けにわかりやすく解説
Python入門:Pythonってどんな言語なの?
今さら聞けない!Pythonとは【初心者向け】
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