A engenharia é uma área que abrange diversos campos do conhecimento. Cada campo da engenharia possui seus próprios desafios, problemas e soluções. Ferramentas adequadas são necessárias na abordagem de cada um deles.
Uma dessas ferramentas é a linguagem de programação Python, que se destaca pela sua versatilidade, simplicidade, eficiência e popularidade. Python é uma linguagem usada para diversos fins. Segue alguns exemplos: análise de dados, simulação, modelagem, controle e otimização. Além disso, é aplicado em inteligência artificial, aprendizagem de máquina, visão computacional, entre outros.
Apresentaremos adiante a importância do Python na engenharia. Esclareceremos o que é e quais são as suas características. Mostraremos exemplos, além de explorar as suas aplicações práticas. Finalmente, falaremos sobre engenharia de dados, um campo emergente e importante na engenharia onde Python é frequentemente usado. Também discutiremos a importância da segurança da informação, incluindo os cuidados necessários e os riscos associados.
Python: uma linguagem de programação versátil
Antes de tudo, Python é uma linguagem de programação de alto nível, interpretada, multiplataforma, multiparadigma e de código aberto. Isso significa que ele é uma linguagem que:
- Tem uma sintaxe simples, clara e intuitiva, que facilita a leitura e a escrita do código.
- Agiliza o processo de desenvolvimento e teste por não ser necessária a sua compilação.
- Executa em diferentes sistemas operacionais, como Windows, Linux, Mac OS, entre outros.
- Permite o uso de diferentes estilos de programação, como imperativo, orientado a objetos, funcional, entre outros.
- Tem seu código fonte disponível para qualquer pessoa modificar, distribuir ou contribuir.
- Python também possui uma vasta biblioteca padrão, que oferece uma variedade de módulos e funções para realizar diversas tarefas, como manipulação de arquivos, expressões regulares, comunicação de rede, interface gráfica, entre outras. Além disso, Python conta com uma grande comunidade de desenvolvedores e usuários, que criam e disponibilizam pacotes e bibliotecas externas para ampliar as funcionalidades da linguagem, como NumPy, SciPy, Matplotlib, Pandas, Scikit-learn, TensorFlow, PyTorch, entre outras.
Essas características fazem de Python uma linguagem de programação versátil, usada para diversos fins. Alguns exemplos são: análise de dados, simulação, modelagem, controle, otimização. Além de inteligência artificial, aprendizagem de máquina, visão computacional, entre outros. Por fim, é uma linguagem de fácil aprendizado, usada por iniciantes, estudantes, professores, pesquisadores e profissionais da engenharia.
Python na engenharia: aplicações práticas
Python é uma linguagem de programação versátil que se destaca em várias disciplinas de engenharia, incluindo mecânica, elétrica, civil, de produção, de software, ambiental e aeroespacial, dentre outras.
Ele é utilizado para análise de dados, simulação, modelagem e controle em todas áreas da engenharia. Permite a coleta, processamento, análise e visualização de dados, além de criar e executar modelos computacionais. Além de ser usado para desenvolver e implementar equações, algoritmos e métodos numéricos. Bem como para projetar, testar e implementar sistemas de controle.
Além disso, ele é usado para integrar diferentes ferramentas de simulação. Bem como, comunicar e interagir com dispositivos de hardware. Exemplos práticos de como Python é usado em várias disciplinas de engenharia incluem projetos como PyBullet, PySpice, PyNite, Pyomo, Scikit-Image e PyAero.
Esses projetos demonstram a aplicação de Python em várias tarefas, desde a simulação de física na engenharia mecânica até a análise de imagens na engenharia biomédica e a simulação de aerodinâmica na engenharia aeroespacial.
Em resumo, Python é uma ferramenta valiosa para engenheiros de todas as disciplinas, permitindo-lhes realizar uma ampla gama de tarefas de maneira eficiente e eficaz.
Python e Engenharia de Dados
A engenharia de dados é a área que estuda o projeto, a construção, a operação e a manutenção de sistemas e processos que envolvem a coleta, o armazenamento, o processamento, a análise e a distribuição de grandes volumes de dados. Nesse caso, o Python é utilizado para realizar diversas tarefas, como:
- Coleta de dados: usado para extrair dados de diferentes fontes, como arquivos, bancos de dados, APIs, web, redes sociais, entre outros. Assim como, usado para limpar, transformar, integrar e validar os dados coletados.
- Armazenamento de dados: usado para criar e gerenciar estruturas de dados, como tabelas, índices, colunas, chaves, entre outros. Bem como, usado para interagir com diferentes sistemas de armazenamento, como SQL, NoSQL, Hadoop, Spark, entre outros.
- Processamento de dados: usado para aplicar operações, funções e algoritmos sobre os dados armazenados, como filtragem, agregação, ordenação, junção, entre outros. Ao mesmo tempo que é usado para executar tarefas de processamento paralelo, distribuído e em tempo real, usando ferramentas como Dask, Ray, Celery, entre outras.
- Análise de dados: usado para explorar, visualizar e interpretar os dados processados, usando técnicas de estatística, aprendizagem de máquina e inteligência artificial. Assim como usado para criar e comunicar relatórios, dashboards e gráficos, usando ferramentas como Jupyter, Bokeh, Plotly, entre outras.
- Distribuição de dados: usado para disponibilizar os dados analisados para diferentes consumidores, como aplicativos, serviços, usuários, entre outros. Também usado para garantir a qualidade, a segurança e a privacidade dos dados distribuídos.
Pandas é um exemplo prático de Python usado na engenharia de dados. Ele é uma biblioteca de manipulação e análise de dados baseada no NumPy, que permite criar e operar sobre estruturas de dados tabulares, bem como, séries e dataframes, em ambientes bidimensionais. Também oferece uma interface para ler e escrever dados de diferentes formatos, como CSV, Excel, JSON, SQL, entre outros.
Segurança da Informação com códigos open source
A segurança da informação é um desafio crucial na era digital, especialmente quando se trata de códigos open source. Embora o open source ofereça muitos benefícios, como transparência, flexibilidade e uma comunidade robusta de desenvolvedores, ele também apresenta desafios únicos em termos de segurança.
Um dos principais desafios é a vulnerabilidade a ataques. Como o código é aberto a todos, os atacantes podem explorar facilmente as falhas de segurança. Além disso, a natureza colaborativa do open source pode levar à introdução de vulnerabilidades não intencionais no código.
Outro desafio é a falta de controle de qualidade em termos de segurança. Muitos projetos open source dependem de contribuições da comunidade, o que pode resultar em inconsistências e falta de padrões de segurança rigorosos.
Os riscos de usar bibliotecas de terceiros
O uso de bibliotecas de terceiros é uma prática comum em projetos open source, incluindo aqueles que usam Python. No entanto, isso apresenta seus próprios desafios de segurança.
Hackers exploram vulnerabilidades de segurança desconhecidas que podem conter em bibliotecas de terceiros. Além disso, as bibliotecas nem sempre são mantidas ativamente. Isso significa que as vulnerabilidades de segurança podem não ser corrigidas em tempo hábil.
Além disso, as bibliotecas de terceiros podem ter dependências próprias, o que pode aumentar a superfície de ataque de um projeto. Se uma dessas dependências contiver uma vulnerabilidade de segurança, ela pode afetar todo o projeto.
Finalmente, um risco adicional é a possibilidade de proprietários mal-intencionados de códigos de terceiros. Eles podem introduzir intencionalmente backdoors ou outras vulnerabilidades de segurança em suas bibliotecas.
Como se proteger
Para mitigar esses desafios, é essencial adotar práticas de segurança robustas. Isso inclui a realização de auditorias de segurança regulares para identificar e corrigir vulnerabilidades de segurança.
Além disso, é importante implementar controles de acesso rigorosos para garantir que apenas usuários autorizados possam modificar o código. Isso pode ajudar a prevenir a introdução de vulnerabilidades não intencionais.
Também é crucial manter as bibliotecas de terceiros atualizadas. Dessa forma é possivel garantir que todas as vulnerabilidades de segurança conhecidas sejam corrigidas. Nesse sentido, podemos envolver o monitoramento ativo das bibliotecas para atualizações de segurança.
Antes de mais nada, é recomendável seguir algumas boas práticas antes de usar uma biblioteca de terceiros, como:
- Pesquisar: procurando informações sobre sua origem, seu propósito, sua funcionalidade, sua qualidade, sua confiabilidade, sua segurança, entre outros. Bem como, é recomendável consultar fontes confiáveis, como sites oficiais, fóruns, blogs, artigos, tutoriais, entre outros.
- Comparar: sempre que existir outras bibliotecas que oferecem a mesma ou uma funcionalidade similar, avaliando seus prós e contras, suas vantagens e desvantagens, seus recursos e limitações, entre outros. Por fim, é recomendável escolher a biblioteca de terceiros que melhor atende às necessidades e aos requisitos do projeto.
- Testar: verificando se ela funciona corretamente, se ela é compatível com o ambiente de desenvolvimento e de execução, se ela não causa conflitos ou erros, se ela não compromete a segurança ou a privacidade dos dados ou dos sistemas, entre outros. Sobretudo, é recomendável usar ambientes virtuais, como venv, virtualenv, entre outros, que permitem isolar e controlar as bibliotecas de terceiros usadas em cada projeto.
Em suma, embora o uso de Python em projetos open source apresente desafios de segurança da informação, esses desafios podem ser mitigados através de práticas de segurança robustas e conscientização sobre os riscos associados.
Conclusão
Apesar de ser uma linguagem versátil, de fácil aprendizado e possuir uma comunidade forte com várias aplicações na engenharia. É preciso ter bastante cautela quando se trata de aplicá-las em ambientes corporativos, ou onde há uso de dados sensíveis.
Por fim, caso queira saber mais sobre a aplicação de Python e uma setor específico da engenharia, preencha o formulário abaixo solicitando a aplicação na área que deseja. Ou entre em contato conosco.
