دفترچه یادداشت داده به برنامه‌های کاربردی‌ای گفته می‌شود که برای ذخیره و مدیریت داده‌ها استفاده می‌شوند. این برنامه‌ها ویژگی‌های مفیدی مانند ایجاد، ویرایش، حذف، جستجو و اشتراک گذاری داده‌ها را دارند. این نوع برنامه‌ها می‌توانند در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده شوند. از مدیریت پروژه گرفته تا یادداشت برداری، مدیریت زمان و سازماندهی اطلاعات می‌توان از برنامه‌های دفترچه‌های یادداشت داده استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با دفترچه یادداشت داده قصد داریم در این مقاله درمورد نکاتی که لازم است در رابطه با آن‌ها بدانید توضیح دهیم.
تاریخچه دفترچه یادداشت داده
استفاده از برنامه‌های دفترچه یادداشت داده به شیوه‌های مختلف تاریخچه بسیار غنی‌ای دارد. اولین استفاده‌ها از این برنامه‌ها به اوایل دهه 1980 یعنی پیش از علم داده باز می‌گردد. امروزه نیز از محبوب‌ترین برنامه‌های علم داده می‌توان به Jupyter و RMarkdown اشاره کرد. دانشمندان و به طور کلی افرادی که با داده‌ها سر و کار دارند از این برنامه‌ها استفاده می‌کنند. در ادامه، نگاهی کوتاه به تاریخچه برنامه‌های دفترچه یادداشت داده خواهیم داشت.
ظهور برنامه نویسی ادیبانه
اولین استفاده‌ها از دفترچه‌های یادداشت داده به دوران ظهور برنامه‌نویسی ادیبانه که به آن Literate Programming گفته می‌شود، بر می‌گردد. دونالد کنوت برنامه نویسی ادیبانه را در سال 1984 ایجاد کرد. هدف از ایجاد برنامه‌نویسی ادیبانه این بود که منطق برنامه به زبان انسان با کد و ماکروهایی به نام «WEB» نوشته شود.
پیش پردازنده ابتدا WEB را تجزیه می‌کند. سپس کدهای تجزیه شده به همراه کد منبع مستندسازی می‌شوند. برای درک بهتر دفترچه یادداشت داده خوب است Axiom را مثال بزنیم. با اینکه مدت زمان زیادی از انتشار این برنامه می‌گذرد، هنوز هم افراد زیادی از آن استفاده می‌کنند.
دفترچه یادداشت‌های داده اولیه
اولین نسل از برنامه‌های دفترچه یادداشت داده با نام‌های Wolfram Mathematica و Maple در اواخر دهه 1980 منتشر شدند. این برنامه‌ها یک هسته اصلی داشتند که روی آن‌ها یک رابط گرافیکی قرار گرفته بود تا استفاده از آن‌ها را برای عموم مردم راحت‌تر کند.
هر دو برنامه دفترچه یادداشت داده Wolfram Mathematica و Maple ویژگی‌های مشابهی داشتند. این دو برنامه تاثیر قابل توجهی بر روی طراحی برنامه‌ها و دفترچه یادداشت‌های مدرن امروزی گذاشتند. تنها تفاوتی که بین این دو برنامه وجود داشت، چند تفاوت ظریف ریاضی بود.
این نکته قابل توجه است که این برنامه‌ها منبع باز نبودند و کاربران برای تهیه آن‌ها مجبور به پرداخت اشتراک‌های گران قیمت می‌شدند. این مشکل منجر به ایجاد ابتکارنامه نرم افزار آزاد در سال 1998 شد. با این اتفاق بسیاری از ابزارها مانند برنامه‌های دفترچه یادداشت داده رایگان شدند. امروزه ما می‌توانیم به صورت رایگان از بسیاری از آن‌ها استفاده کنیم.
ظهور دفترچه یادداشت‌های داده مدرن
با انتشار برنامه‌های IPython و SciPy در سال 2001 و دو سال بعد Matplotlib برنامه‌های دفترچه یادداشت‌های داده به دوره جدیدی وارد شدند. برنامه‌ای مانند SciPy به کاربران خود این امکان را می‌داد که به راحتی و بدون هیچ مشکلی محاسبات علمی خود را در پایتون انجام دهند. در حالی که IPython تجربه ترمینال کاربران را بهبود داده بود، این موضوع باعث شده بود تا محاسبات توزیع شده راحت‌تر انجام شود.
کمی بعد، یعنی در سال 2005 برنامه‌های منبع بازی جدیدی از دفترچه یادداشت داده منتشر شد. یکی از این برنامه‌ها SageMath بود. این برنامه به عنوان رقیب و جایگزینی برای برنامه‌های Maple و Mathematica منتشر شده بود. این برنامه ساختار و ترکیبی از ویژگی‌های مثبت هر دو برنامه را داشت. علاوه بر این، ابزارهای موجود در برنامه فعالیت کاربران را بسیار آسان‌تر کرده بود. ویژگی منبع باز بودن به یک نقطه قوت مهم در برابر دیگر برنامه‌ها تبدیل شده بود.
برنامه دفترچه یادداشت داده Jupyter
در سال 2014، یکی از محبوب‌ترین برنامه‌های دفترچه یادداشت داده یعنی Jupyter متولد شد. این برنامه با یک رابط کاربری فوق‌العاده و با پشتیبانی بسیاری از زبان‌ها عرضه شد. در حال حاضر این برنامه یکی از پر استفاده‌ترین برنامه‌های دفترچه یادداشت داده است و انتخاب اول بسیاری از دانشمندان و متخصصان داده محسوب می‌شود.
ایجاد برنامه و رابط‌های کاربری جداگانه که کاربران بتوانند به راحتی به آن‌ها دسترسی داشته باشند، دو زمینه اصلی توسعه برنامه‌های دفترچه یادداشت داده در سال‌های اخیر است. با محبوبیت هر چه بیشتر این برنامه‌ها و استفاده گسترده از آن‌ها توسط دانشمندان و متخصصان داده، موج جدیدی از افراد شروع به استفاده از دفترچه‌های مدرن کردند تا کار خود را آسان‌تر کنند.
انتخاب برنامه دفترچه یادداشت داده مناسب
برای اینکه از برنامه‌های دفترچه یادداشت‌ها استفاده کنید، باید به سه عامل مهم توجه داشته باشید:
نصب، راه اندازی و مدیریت
امروزه بسیای از تیم‌ها ترجیح می‌دهند با برنامه‌هایی کار کنند که با محیط آن‌ها سازگاری داشته باشد. برنامه‌های دفترچه یادداشت داده امروزی معمولا ویژگی‌هایی دارند که امکان مدیریت منسجم‌تر و بهتر را امکان‌پذیر می‌کند. اشتراک‌گذاری داده‌ها به کمک این برنامه‌ها بسیار راحت‌تر خواهد بود؛ به همین دلیل برای نصب، راه اندازی و مدیریت داده‌ها بهتر است که به سراغ برنامه‌های جدید بروید.
تمامی دانشمندان داده و متخصصان این حوزه می‌خواهند که کنترل بیشتری بر کد، داده و دسترسی به زیرساخت‌ها داشته باشند. البته توجه داشته باشید که برخی از برنامه‌ها با وجود ویژگی‌هایی که ارائه می‌دهند شکاف‌های امنیتی زیادی دارند؛ به همین دلیل نسبت به دسترسی به داده‌های حساس خود با اطمینان عمل کنید.
همکاری و اشتراک گذاری
یکی دیگر از ویژگی‌های برنامه‌های دفترچه یادداشت داده این است که امکان اشتراک گذاری داده‌ها در آن‌ها آسان‌تر است. دانشمندان داده و مهندسان یادگیری ماشین همیشه علاقه دارند که دفترچه‌های خود را با همکارانشان به اشتراک بگذارند. اما این کار با استفاده از نرم‌افزارهای متن باز دشوار است. به همین دلیل مهم است برنامه‌هایی را انتخاب کنید که رابط کاربری آن‌ها به همکاری و اشتراک گذاری داده‌ها توجه ویژه‌ای داشته باشد. طبق گفته بسیاری از کاربران برنامه‌های دفترچه یادداشت داده می‌توانند به کارکنان و رهبران پروژه کمک کنند تا داده‌ها را ساده‌تر با همکاران خود به اشتراک بگذارند.
تجسم بهتر
برنامه‌های دفترچه یادداشت‌های داده ابزارهای قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها هستند. البته این نکته حائز اهمیت است که این برنامه‌ها می‌توانند برای کسانی که دانش فنی زیادی در این زمینه ندارند، کمی گیج کننده باشند. قابلیت تجسم و نمایش داده توسط این برنامه‌ها می‌تواند این مشکل را حل کند. با بهبود قابلیت نمایش داده‌ها، دانشمندان داده می‌توانند نمایش‌ها و تجزیه و تحلیل‌های خود را به گونه‌ای ایجاد کنند که برای افراد غیر فنی نیز قال درک باشد. این امر باعث می‌شود که برنامه دفترچه مدیریت داده تبدیل به ابزاری ارزشمند برای ارتباط با افراد مختلف در سازمان‌ها تبدیل شود.
برنامه‌های دفترچه یادداشت داده چگونه به دانشمندان داده کمک می‌کنند؟
علم داده کاوی هر روز محبوب‌تر می‌شود و به سایر زمینه‌ها بیشتر گسترش می‌یابد. امروزه دانشمندان داده شناس به عنوان چهره‌های اصلی سازمان‌های داده محور شناخته می‌شوند و دفترچه‌های یادداشت داده به عنوان ابزاری عالی برای تسهیل آزمایش و اشتراک‌گذاری بینش‌ها عمل می‌کنند.
یک دفترچه یادداشت داده به متخصصان این حوزه این امکان را می‌دهد که داده‌ها را سریعا کاوش و تجزیه و تحلیل کنند. اگر چه در گذشته این نوع برنامه‌ها نقاط ضعفی مانند مشکل در اشتراک گذاری و آزمایش را داشتند، اما این مشکل‌ها در نسخه‌های جدید تر این برنامه‌ها تا حدود زیادی حل شده است. در ادامه قصد داریم درمورد اینکه این برنامه‌ها چگونه به آسان‌تر شدن کارهای دانشمندان داده کمک می‌کنند توضیح دهیم.
ابزارهایی برای مشارکت
یکی از ویژگی‌های برنامه دفترچه یادداشت داده این است که می‌تواند به عنوان یک ابزار برای مشارکت افراد در پیش افراد و اهداف یک پروژه که به داده وابسته است، مورد استفاده قرار بگیرد. برای مثال یکی از رایج‌ترین برنامه‌های ابزارهای همکاری که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، Google Docs است که می‌توانید به کمک آن اسناد خود را ویرایش کنید. همچنین افرادی که به آن اجازه دسترسی را داده‌اید نیز می‌توانند داده‌های شما را ویرایش کنند یا در صورت نیاز پیشنهاداتی را برای بهتر شدن آن ارائه دهند. علاوه بر این موارد شما می‌توانید داده‌ها را به صورت منظم تغییر دهید و ذخیره کنید تا مطمئن شوید مورد اشتباهی رخ نداده است.
شما نیز می‌توانید به عنوان یک متخصص داده از برنامه دفترچه یادداشت داده استفاده کنید و اجازه دهید که چندین کاربر از داده‌ها استفاده و در صورت نیاز آن‌ها را ویرایش کنند. همچنین افراد می‌توانند نظرات خود را درمورد تغییرات در لحظه بنویسند. هر کسی که با داده کار می‌کند می‌داند که همکاری برای کار چقدر ضروری است؛ زیرا همکاری موجب کاهش حفره‌های داده و به اشتراک گذاری تخصص و دانش بین تیم می‌شود.
تیم‌هایی که سرعت همکاری کندی دارند، می‌توانند با بسیاری برنامه‌های دفترچه یادداشت داده به طور یکپارچه با سیستم‌های فناوری جدید ادغام شوند و سرعت کارهای گروهی خود را بالا ببرند.
دمکراتیک کردن داده‌ها
برای درک بهتر این مورد فکر کنید که شما در حال حاضر در زمینه علم داده کار می‌کنید. در صورتی که با مشکلی مواجه شوید، باید آن را با سهامداران تجاری و یا با هم تیمی‌های خود که احتمالا ایده‌هایی برای حل مشکل دارند، در میان بگذارید. برای این اشتراک گذاری باید از ایمیل یا برنامه‌های دیگر استفاده کنید که به اشتراک گذاشتن داده‌ها به کمک آن‌ها کمی دشوار و زمان بر است.
با یک دفترچه یادداشت داده، شما می‌توانید داده‌ها را به صورت یکپارچه دموکراتیزه کنید و به راحتی با اعضای تیم یا هر فرد دیگری که نیاز دارید به اشتراک بگذارید. علاوه بر این، حتی برخی برنامه‌ها به شما گزینه‌های شخصی سازی از جمله تغییر گرافیک و تصاویر داده‌ها را نیز می‌دهند. شما می‌توانید داده‌ها و کدهای خود را تبدیل به یک برنامه وب میزبانی شده کنید. با این کار، کاربرانی که اطلاعات فنی در این مورد ندارند، می‌توانند بدون دیدن کد و داده‌ها با برنامه تعامل داشته باشند.
پر کردن شکاف بین مهندسان و مجریان داده کاوی
یکی از مزایای استفاده از برنامه دفترچه یادداشت داده این است که متخصصان این حوزه می‌توانند از این ابزارها برای تجزیه و تحلیل داده‌ها و استخراج دانش از آن‌ها استفاده کنند. علاوه بر این، به کمک این ابزارها می‌توان از پتانسیل تمامی اعضای گروه نیز استفاده کرد؛ زیرا افرادی که فاقد دانش فنی هستند نیز می‌توانند از این ابزارها استفاده کنند و با این کار شکاف بین مهندسان و مجریان داده کاوی پر می‌شود.
با استفاده از این ابزارها کاربران می‌توانند مدل‌های داده و خطوط لوله داده را ایجاد کنند و نمودارهای 3 بعدی نیز ترسیم کنند.
جمع بندی
دفترچه‌های یادداشت داده یک محیط تعاملی هستند که به کاربران خود اجازه می‌دهند تا کد، متن، محاسبات، نمودارها و سایر محتواها را در یک مکان واحد گردآوری کنند. دفترچه‌های یادداشت داده برای یادداشت برداری، تجزیه و تحلیل داده‌ها، مدل‌های یادگیری ماشین و سایر کارهای مرتبط با داده مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از این ابزارها مزایای بسیار زیادی از جمله سازگاری با انواع داده‌ها، قابلیت همکاری و قابلیت تکرار پذیری را به همراه خواهد داشت. برای آشنایی بیشتر شما با این حوزه در این مقاله درمورد دفترچه یادداشت داده و نکات مرتبط با آن توضیح دادیم.
