தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT வாயிலாக வரைபடங்கள் உருவாக்குதல்

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT பயன்படுத்தி – கோட்டு வரைபடம், வட்ட வரைபடம் மற்றும் பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

தரவு காட்சிப்படுத்துதல் என்பது சிக்கலான மற்றும் மிகப்பெரிய அளவிலான எண் தரவுகளை எளிய காட்சி வடிவங்களாக மாற்றுவதற்குப் பெரிதும் பயன்படுகிறது. மனித மூளையால் எண்களைக் கொண்ட நீண்ட அட்டவணைகளை விட, வண்ணமயமான வரைபடங்களையும் விளக்கப்படங்களையும் மிக எளிதாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும். இத்தகைய காட்சிகளை கணினி அறிவியல் துறையில் உருவாக்குவதற்காக யபத்தான் மொழி நமக்கு Matplotlib என்னும் மிகவும் சக்திவாய்ந்த நூலகத்தை வழங்குகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் வணிக நிறுவனங்கள், அறிவியல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் கல்வியாளர்கள் தங்களின் தரவுகளைப் பகுப்பாய்வு செய்து விரைவாக முடிவுகளை எடுக்க உதவுகிறது.

இப்பாடத்தில் உள்ள பாடக் கருத்துகள் அனைத்தும் மாணவர்களுக்குப் புரியும் வகையில் ஒன்றோடொன்று நெருங்கிய தொடர்புடையதாக அமைக்கப்பட்டுள்ளன. முதலில், தரவு காட்சிப்படுத்துதலின் அடிப்படைப் பயன்கள் மற்றும் Matplotlib நூலகத்தின் பொதுவான அறிமுகம் தெளிவாகக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. அதைத் தொடர்ந்து, Pyplot தொகுதியைப் பயன்படுத்தி கோட்டு வரைபடம், பட்டை விளக்கப்படம் மற்றும் வட்ட வரைபடம் போன்ற பல்வேறு வகையான விளக்கப்படங்களை எவ்வாறு உருவாக்குவது என்ற நிரலாக்க முறைகள் விரிவாக விளக்கப்பட்டுள்ளன. மேலும், வரைபடங்களுக்குத் தேவையான தலைப்பு, அச்சுகளுக்குப் பெயரிடுதல் மற்றும் புனைவுகளைச் சேர்த்தல் போன்ற பல்வேறு தனிப்பயனாக்குதல் முறைகளும் கற்றுத்தரப்படுகின்றன.

தேர்வு மற்றும் எதிர்கால வேலைவாய்ப்பு நோக்கில், இப்பாடம் மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது என்பதில் ஐயமில்லை. மேல்நிலை பொதுத் தேர்வின் செய்முறைத் தேர்வுகளில் வரைபடங்களை உருவாக்கும் நிரல்களை எழுதவும், கோட்பாட்டுத் தேர்வுகளில் Pyplot-ன் முக்கிய செயற்ககூறுகள் மற்றும் வரைபட வெளியீட்டுத் திரையில் உள்ள கட்டுப்பாட்டு பொத்தான்களின் பயன்கள் பற்றிய ஐந்து மதிப்பெண் கேள்விகளுக்குப் பதிலளிக்கவும் இது மாணவர்களுக்குப் பெரிதும் உதவுகிறது. இந்த பாடத்தின் மூலம் பெறப்படும் அறிவானது எதிர்காலத்தில் தரவு பகுப்பாய்வு, தரவு அறிவியல் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு போன்ற நவீன தொழில்நுட்பத் துறைகளில் நுழைவதற்கு மாணவர்களுக்கு ஒரு சிறந்த தொழில்முறை அடித்தளத்தை அமைத்துக் கொடுக்கிறது.

நீங்கள் கற்பவை

• புரிந்துகொள்ளுதல் - தரவு காட்சிப்படுத்துதலின் முக்கியத்துவத்தையும் அதன் நவீனப் பயன்பாடுகளையும் தெளிவாகப் புரிந்துகொள்ளுதல்.
• இறக்குமதி செய்தல் - Matplotlib மற்றும் Pyplot தொகுதியை யபத்தான் நிரல் சூழலில் இறக்குமதி செய்தல்.
• உருவாக்குதல் - plot() செயற்கூற்றைப் பயன்படுத்தி நேர்த்தியான கோட்டு வரைபடங்களை உருவாக்குதல்.
• வடிவமைத்தல் - bar() மற்றும் pie() செயற்கூறுகள் கொண்டு பட்டை மற்றும் வட்ட வரைபடங்களை வடிவமைத்தல்.
• அமைத்தல் - வரைபடங்களுக்குத் தேவையான லேபிள்கள், தலைப்புகள் மற்றும் புனைவுகளைச் சரியாக அமைத்தல்.
• இயக்குதல் - வரைபடத் திரையில் உள்ள கட்டுப்பாட்டு பொத்தான்களைத் திறம்பட இயக்குதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• யபத்தான் நிரலாக்க மொழியின் அடிப்படைக் கருத்துக்கள் மற்றும் மாறிகளின் பயன்பாடு பற்றிய அறிவு.
• யபத்தானில் உள்ள List மற்றும் Range() செயற்கூறு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தும் திறன்.
• அடிப்படை கணிதம் மற்றும் புள்ளிவிவரத் தரவுகளைப் பற்றிய பொதுவான புரிதல்.

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT பயன்படுத்தி – கோட்டு வரைபடம், வட்ட வரைபடம் மற்றும் பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல் — விரிவான விளக்கம்

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல் கருத்துக்கள்

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல் வரையறை

தரவு காட்சிப்படுத்துதல் என்பது சிக்கலான மற்றும் மிகப்பெரிய அளவிலான புள்ளிவிவரத் தரவுகளை வண்ணமயமான விளக்கப்படங்கள், வரைபடங்கள், நிலப்படங்கள் மற்றும் 이ன்போகிராபிக்ஸ் போன்ற கவரக்கூடிய காட்சி வடிவங்களாக மாற்றும் ஒரு சிறந்த செயல்முறையாகும். இதன் மூலம் மிகப்பெரிய தரவுத் தொகுப்புகளில் மறைந்திருக்கும் முக்கிய போக்குகள், வடிவங்கள், மாற்றங்கள் மற்றும் தொடர்புகளை மிக எளிதாகவும் விரைவாகவும் கண்டறிய முடியும். இன்றைய நவீன வணிக முடிவுகள் மற்றும் மேம்பட்ட அறிவியல் ஆராய்ச்சிகளில் தரவுகளின் உட்பொருளை ஆழமாகப் புரிந்துகொள்ள இத்தொழின்தேட்பம் மிகவும் அவசியமானதாகக் கருதப்படுகிறது. இது எவ்வளவு சிக்கலான புள்ளிவிவரங்களையும் எளிய முறையில் அனைவரும் எளிதில் புரிந்துகொள்ளக்கூடியதாக மாற்றும் வல்லமை கொண்டது. அட்டவணைகளில் உள்ள வெற்று எண்களைக் காட்டிலும் வரைபடங்கள் மனித மனதில் நீண்ட காலத்திற்குப் பதியும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.

Matplotlib நூலகம் மற்றும் Pyplot தொகுதி

யபத்தான் நிரலாக்க மொழியில் உள்ள Matplotlib என்பது தரவுகளை இரு பரிமாண வரைபடங்களாக உருவாக்கப் பயன்படும் மிக முக்கியமான மற்றும் உலகளவில் புகழ்பெற்ற ஒரு நூலகமாகும். இதனுள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ள Pyplot தொகுதி, வரைபடங்களை உருவாக்குவதற்கும், அச்சுகளை நிர்வகிப்பதற்கும், வண்ணங்களை மாற்றுவதற்கும் தேவையான பல எளிய செயற்கூறுகளை வழங்குகிறது. இத்தொகுதி யபத்தான் நிரலாளர்களுக்கு வரைபடங்களை மிகக் குறைந்த வரிகளில் விரைவாகவும் அழகாகவும் உருவாக்க வழிவகை செய்கிறது. இது வரைகலை பயனர் இடைமுகத்தை (GUI) வழங்கி வரைபடங்களை உருவாக்க, திருத்த மற்றும் பார்க்க உதவுகிறது. இதனால் தரவு அறிவியல் மற்றும் பகுப்பாய்வுத் துறைகளில் உள்ளவர்கள் இதனை முதன்மையாகப் பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த நூலகத்தை இறக்குமதி செய்வதன் மூலம் வரைபட வடிவமைப்பில் முழுமையான கட்டுப்பாட்டை நாம் பெற முடியும்.

வெளியீட்டுத் திரை பொத்தான்களின் செயல்பாடுகள்

வரைபடம் வெளியீட்டுத் திரையில் காட்டப்படும்போது, பயனர்கள் வரைபடத்துடன் எளிதாக ஊடாடுவதற்கு பல கட்டுப்பாட்டு பொத்தான்கள் வழங்கப்படுகின்றன. வரைபடத்தின் அசல் தோற்றத்திற்குத் திரும்ப முகப்பு பொத்தானும், முந்தைய அல்லது அடுத்த காட்சிக்குச் செல்ல முன்நோக்கி மற்றும் பின்நோக்கி பொத்தான்களும் பயன்படுகின்றன. மேலும், குறிப்பிட்ட பகுதியை மட்டும் பெரிதாக்கப் பெரிதாக்கு பொத்தானும், வரைபடத்தை கணினியில் படக் கோப்பாக சேமிக்கச் சேமிப்பு பொத்தானும் பயன்படுகின்றன. இவை பயனர்கள் வரைபடத்தை தங்களுக்குத் தேவையான கோணத்தில் துல்லியமாக பகுப்பாய்வு செய்ய அனுமதிக்கின்றன. இந்த பொத்தான்கள் வெளியீட்டுத் திரையின் கீழ் இடது மூலையில் எளிதாக அணுகக்கூடிய வகையில் அமைந்துள்ளன. இவற்றைப் பயன்படுத்தி வரைபடத்தின் அளவை நாம் கையாள்வது எளிதாகிறது.

கோட்டு வரைபடம் உருவாக்குதல்

கோட்டு வரைபடம் என்பது கால இடைவெளியில் ஏற்படும் தரவு மாற்றங்களை வரிசையாக இணைக்கும் நேர்க்கோடுகளின் மூலம் காட்சிப்படுத்துவதாகும். Pyplot தொகுதியில் உள்ள plot() செயற்கூறு x மற்றும் y அச்சுகளின் மதிப்புகளைப் பெற்று நேர்த்தியான வரைபடத்தை உருவாக்குகிறது. xlabel(), ylabel() மற்றும் title() செயற்கூறுகள் வரைபடத்திற்குப் பெயரிடவும், legend() செயற்கூறு புனைவுகளைச் சேர்க்கவும் பயன்படுகின்றன. இது காலப்போக்கில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், வளர்ச்சி வீதங்கள் மற்றும் போக்குகளை ஆராய சிறந்த ஒரு வரைபட அமைப்பாகும். வணிகத்தில் விற்பனை வளர்ச்சி மற்றும் மக்கள் தொகை மாற்றங்களைக் காட்ட இது அதிகம் பயன்படுகிறது. தரவுப் புள்ளிகள் அனைத்தும் நேர்க்கோடுகளால் இணைக்கப்பட்டு போக்குகளைத் தெளிவாகக் காட்டும்.

பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல்

பட்டை வரைபடம் என்பது வகைப்படுத்தப்பட்ட தரவுகளின் மதிப்புகளைச் செவ்வக வடிவிலான பட்டைத் தொகுதிகள் மூலம் ஒப்பிட்டுக் காட்டுவதாகும். Matplotlib நூலகத்தில் உள்ள bar() செயற்கூறு செங்குத்தான அல்லது கிடைமட்டமான பட்டைகளை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது. இம்முறை வெவ்வேறு பிரிவுகளுக்கு இடையே உள்ள தரவு வேறுபாடுகளையும் ஒப்பீடுகளையும் மிகத் தெளிவாகக் காட்சிப்படுத்தப் பெரிதும் உதவுகிறது. இதில் பட்டைகளின் நீளம் அல்லது உயரம் அவற்றின் உண்மையான மதிப்புகளுக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். பள்ளி மாணவர்களின் மதிப்பெண் ஒப்பீடு மற்றும் உற்பத்தித் திறன் வேறுபாடுகளைக் காட்ட இது மிகவும் உகந்ததாகும். வெவ்வேறு பிரிவுகளுக்கு இடையே உள்ள மாறுபாட்டை ஒப்பிட இதுவே சிறந்த வரைபட முறையாகும்.

வட்ட விளக்கப்படம் உருவாக்குதல்

வட்ட விளக்கப்படம் என்பது ஒட்டுமொத்தத் தரவில் ஒவ்வொரு பிரிவின் பங்களிப்பையும் வட்ட வடிவத் துண்டுகளாகப் பிரித்துக் காட்டும் ஒரு உன்னதமான வரைபடமாகும். Pyplot-ல் உள்ள pie() செயற்கூறு இந்த விளக்கப்படத்தை உருவாக்குகிறது. இதில் உள்ள autopct என்ற சிறப்பு அலைபுரு, ஒவ்வொரு துண்டின் பங்களிப்பையும் சதவீத மதிப்பில் தானாகவே கணக்கிட்டு வரைபடத்தில் காண்பிக்கப் பயன்படுகிறது. இது ஒரு முழுமையான பகுதியின் வெவ்வேறு கூறுகள் எவ்வாறு பிரிக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை ஒப்பிட மிகவும் உகந்ததாகும். உதாரணமாக, பட்ஜெட் ஒதுக்கீடு மற்றும் தேர்தல் முடிவுகளைக் காட்ட இது பயன்படுகிறது. வட்டத்தின் ஒவ்வொரு பகுதியும் ஒட்டுமொத்தத் தொகையில் அதன் பங்கின் அளவைக் குறிக்கும் வண்ணம் பிரிக்கப்பட்டிருக்கும்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• பிழை: Matplotlib நூலகத்தை இறக்குமதி செய்யாமல் Pyplot செயற்கூறுகளைப் பயன்படுத்துதல். திருத்தம்: நிரலின் தொடக்கத்தில் 'import matplotlib.pyplot as plt' என்று எழுத வேண்டும்.
• பிழை: x மற்றும் y அச்சுகளுக்கு வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான தரவுப் புள்ளிகளைக் கொடுத்தல். திருத்தம்: இரு அச்சுகளின் பட்டிடல்களிலும் சம எண்ணிக்கையிலான உறுப்புகள் இருப்பதை உறுதி செய்ய வேண்டும்.
• பிழை: autopct அலைபுருவைக் குறிப்பிடும்போது வடிவமைப்பு குறியீட்டைத் தவறாக எழுதுதல். திருத்தம்: சதவீதத்தைக் காட்ட '%.2f %%' போன்ற சரியான வடிவமைப்புச் சரத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
• பிழை: வரைபடத்தை உருவாக்கினாலும் plt.show() கொடுக்காததால் வரைபடம் தோன்றாமல் போவது. திருத்தம்: வரைபடக் குறியீடுகளின் இறுதியில் 'plt.show()' செயற்கூற்றைக் கட்டாயம் அழைக்க வேண்டும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

தரவு காட்சிப்படுத்துதல் என்றால் என்ன அதன் நன்மைகள் யாவை?

தரவு காட்சிப்படுத்துதல் என்பது சிக்கலான புள்ளிவிவரத் தரவுகளை வரைபடங்கள் மற்றும் விளக்கப்படங்கள் போன்ற காட்சி வடிவங்களாக மாற்றும் செயல்முறையாகும். இதன் மூலம் பெரிய அளவிலான தரவுகளில் உள்ள போக்குகள் மற்றும் தொடர்புகளை எளிதாகப் புரிந்து கொள்ள முடியும். இது வணிக முடிவுகளை விரைவாக எடுக்கவும் தரவுகளைத் தெளிவாக பகுப்பாய்வு செய்யவும் உதவுகிறது.

யபத்தானில் Matplotlib நூலகத்தை எவ்வாறு நிறுவுவது?

யபத்தானில் Matplotlib நூலகத்தை நிறுவுவதற்கு விண்டோஸ் கட்டளை வரியில் அல்லது டெர்மினலில் 'pip install matplotlib' என்ற கட்டளையைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இந்த கட்டளையானது இணையத்திலிருந்து தேவையான கோப்புகளைப் பதிவிறக்கி உங்கள் கணினியில் Matplotlib நூலகத்தை நிறுவிவிடும். அதன் பிறகு இதனை உங்கள் யபத்தான் நிரல்களில் எளிதாக இறக்குமதி செய்து பயன்படுத்தலாம்.

Pyplot-ல் வரைபடத்தின் அச்சுகளுக்கு பெயரிடுவது எப்படி?

Pyplot தொகுதியில் வரைபடத்தின் x-அச்சிற்குப் பெயரிட 'plt.xlabel()' செயற்கூறும், y-அச்சிற்குப் பெயரிட 'plt.ylabel()' செயற்கூறும் பயன்படுகின்றன. இந்த செயற்கூறுகளின் அடைப்புக்குறிக்குள் தேவையான பெயர்களைச் சர வடிவில் கொடுக்க வேண்டும். வரைபடத்திற்குப் பொதுவான தலைப்பை வழங்க 'plt.title()' செயற்கூற்றைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

Matplotlib-ல் வட்ட விளக்கப்படம் வரைவது எப்படி?

Matplotlib நூலகத்தில் வட்ட விளக்கப்படம் வரைவதற்கு 'plt.pie()' செயற்கறு பயன்படுகிறது. இந்த செயற்கூறிற்குத் தரவுகளின் பட்டியலையும் அவற்றின் லேபிள்களையும் அளவுருக்களாக அனுப்ப வேண்டும். வட்ட விளக்கப்படத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு துண்டின் சதவீத மதிப்பைத் தானாகவே கணக்கிட்டுக் காண்பிக்க 'autopct' என்ற சிறப்பு அலைபுருவை இந்தச் செயற்கூறினுள் பயன்படுத்த வேண்டும்.

வரைந்த வரைபடத்தை வெளியிட plt.show() ஏன் முக்கியம்?

யபத்தான் நிரலில் Pyplot செயற்கூறுகளைப் பயன்படுத்தி வரைபடத்தை வடிவமைத்த பிறகு, அதனைத் திரையில் பயனருக்குக் காண்பிப்பதற்கு 'plt.show()' செயற்கூறு மிகவும் அவசியமானதாகும். இந்த செயற்கூற்றை அழைக்கவில்லை என்றால் வரைபடம் நினைவகத்தில் உருவாக்கப்பட்டாலும் வெளியீட்டுத் திரையில் தோன்றாது. எனவே நிரலின் இறுதியில் இதைக் குறிப்பிடுவது கட்டாயமாகும்.

கோட்டு வரைபடத்திற்கும் பட்டை வரைபடத்திற்கும் என்ன வித்தியாசம்?

கோட்டு வரைபடம் என்பது கால இடைவெளியில் ஏற்படும் தரவு மாற்றங்களை வரிசையாக இணைக்கும் நேர்க்கோடுகளின் மூலம் போக்குகளைக் காட்டப் பயன்படுகிறது. ஆனால் பட்டை வரைபடம் என்பது வகைப்படுத்தப்பட்ட வெவ்வேறு பிரிவுகளுக்கு இடையிலான தரவு மதிப்பின் ஒப்பீட்டைச் செவ்வக வடிவப் பட்டைகள் மூலம் காட்டப் பயன்படுகிறது. கோட்டு வரைபடத்திற்கு 'plot()' செயற்கூறும் பட்டை வரைபடத்திற்கு 'bar()' செயற்கூறும் பயன்படுகின்றன.