Научные приложения языки программирования

Языки научного программирования

Image credit: Unsplash

В этой статье мы поговорим о научном программировании и о том, какие языке лучше использовать для работы в науке.

1. Что такое научное программирование?
2. Где применяется научное программирование
3. Языки научного программирования
   • R
   • Python
   • Julia

Что такое научное программирование?

Научное программирование — высокоориентированный стиль программирования для научных расчетов. От других видов программирования его отличают предельные корректность и стабильность конечного продукта, строгое разделение научной и интерфейсной частей, индивидуальность алгоритмов, а также преобладание эффективности над универсальностью.

Где применяется научное программирование? Научное программирование лежит в основе любого современного глобального исследования. Все передовые технологии — от квантовых компьютеров до космических программ — были бы невозможны без специалистов в области научного программирования, способных предоставить ученым надежный и точный инструмент для совершения открытий.

Ряд отраслей науки непосредственно зависят от уровня развития научного программирования. Так, своего исполнения ждут беспилотный транспорт, «умные» системы управления городским и сельским хозяйством, фондовыми биржами; ждут робототехника, генная инженерия, искусственный интеллект, превосходящий возможности человека.

Языки научного программирования

В различных областях могут применяться разные существующие языки программирования, но в этой статье я хочу поговорить о трех.

R, который является прямым потомком старшего языка программирования S, был выпущен в далеком 1995 году и с тех пор становится все совершеннее. Написанный на таких языках как C и Fortran данный проект сегодня поддерживается Фондом языка R для статистических вычислений (R Foundation for Statistical Computing). Отличный набор высококачественных предметно-ориентированных пакетов с открытым исходным кодом. R имеет в своем распоряжении пакеты практически для любого количественного и статистического применения, которое можно только себе представить. Сюда входят нейронные сети, нелинейная регрессия, филогенетика, построение сложных диаграмм, графиков и многое-многое другое. Вместе с базовой установкой в довесок нам предоставляется возможность установки обширных встроенных функций и методов. Кроме того, R прекрасно обрабатывает данные матричной алгебры.R – мощный язык, который отличается наличием огромного выбора приложений для сбора статистических данных и визуализации данных, а тот факт, что он является ЯП с открытым исходным кодом, позволяет ему собрать большое количество поклонников среди разработчиков. Именно благодаря своей эффективности для первоначальных целей этому языку программирования удалось достичь широкой популярности.

Python один из самых популярных языков программирования на данный момент. Он имеет простой синтаксис и множество разнообразных библиотек и фреймворков, которые помогут в достижении нужной задачи.

Python является хорошим вариантом для целей науки о данных (data science), и это утверждение справедливо как для начального, так и для продвинутого уровней работы в данной области. Большая часть науки о данных сосредоточена вокруг процесса ETL (извлечение-преобразование-загрузка). Эта особенность делает Python идеально подходящим для таких целей языком программирования.

Выпущенный чуть более 5 лет назад, Julia произвела впечатление на мир вычислительных методов. Язык добился такой популярности благодаря тому, что несколько крупных организаций, включая некоторые в финансовой отрасли, почти сразу начали использовать его для своих целей. Julia – это скомпилированный язык JIT («точно в срок»), благодаря которому удается достичь хорошей производительности. Этот язык является достаточно простым, он предусматривает возможности динамической типизации и сценариев интерпретируемого языка, такого как Python. Julia был предназначен для проведения численного анализа, он также может рассматриваться в качестве языка программирования общего назначения. Конечно, этот язык имеет свои недостатки, основным из которых является его молодость. У этого языка пока недостаточно пакетов программ, однако через несколько лет он сможет потягаться со своими основными конкурентами.

Научное программирование и языки, на которых с ним можно работать, приобретают небывалую популярность из-за прогресса, который идет в нашем обществе. Оно позволяет ученым развивать технологии и превращать наш мир в “мир будущего”.

Источник

Языки научного программирования

Что такое научное программирование и какие языки можно там встретить?

Image credit: Unsplash

Overview

1. Научное программирование — высокоориентированный стиль программирования для научных расчетов. От других видов программирования его отличают предельные корректность и стабильность конечного продукта, строгое разделение научной и интерфейсной частей, индивидуальность алгоритмов, а также преобладание эффективности над универсальностью.

• Научное программирование лежит в основе любого современного глобального исследования. Все передовые технологии — от квантовых компьютеров до космических программ — были бы невозможны без специалистов в области научного программирования, способных предоставить ученым надежный и точный инструмент для совершения открытий.
• Ряд отраслей науки непосредственно зависят от уровня развития научного программирования. Так, своего исполнения ждут беспилотный транспорт, «умные» системы управления городским и сельским хозяйством, фондовыми биржами; ждут робототехника, генная инженерия, искусственный интеллект, превосходящий возможности человека.
• Специализации
• Ученые используют различные языки программирования, выбор которых зависит от типа задачи и предпочтений автора. Исторически первым высокоуровневым языком программирования является Fortran, на нем написано много отлаженных библиотек математической статистики и библиотек для решения дифференциальных уравнений, что актуально для экономики и биологии соответственно.
• Более простым синтаксисом обладает Python, также подходящий для программирования математических вычислений. Язык Python привлекается для обработки данных в математике, физике, экономике, биологии, химии и умеет работать с некоторыми другими «научными» языками: Fortran, C++, C#.
• В свою очередь C# позволяет программировать на платформе .NET, адаптировать программу к общеязыковой исполняющей среде (CLR) и ускорить разработку в рамках оперативных научных сессий.
• Будущее профессии программист-ученый
• Программирование двигает науку, которая двигает технический прогресс. Изобретения, которые считались революционными вчера, в XXI веке служат бытовым потребностям: СВЧ-печь, мобильный телефон, 8-битная домашняя ЭВМ. От программиста-ученого зависит, каких вершин достигнет наука сегодня и какие из них завтра войдут в каждый дом.
• В руках программиста-ученого находятся инструменты не только для развития промышленности, но и для повышения общего качества жизни. Такой специалист увеличивает прогностическую функцию человечества, помогая предугадывать и предотвращать климатические, финансовые, гуманитарные катастрофы.
• Где научиться программированию
• Освоить программирование можно как и где угодно. Специализированная литература, очное обучение, интернет-площадки — все эти ресурсы способны обеспечить начинающего программиста базой знаний, достаточной для самостоятельного творчества и повышения квалификации, в том числе в русле научной разработки.

Get Started

• 👉 Create a new site
• 📚 Personalize your site
• 💬 Chat with the Wowchemy community or Hugo community
• 🐦 Twitter: @wowchemy@GeorgeCushen#MadeWithWowchemy
• 💡 Request a feature or report a bug for Wowchemy
• ⬆️ Updating Wowchemy? View the Update Tutorial and Release Notes

Crowd-funded open-source software

To help us develop this template and software sustainably under the MIT license, we ask all individuals and businesses that use it to help support its ongoing maintenance and development via sponsorship.

❤️ Click here to become a sponsor and help support Wowchemy’s future ❤️

As a token of appreciation for sponsoring, you can unlock these awesome rewards and extra features 🦄✨

Ecosystem

Inspiration

Check out the latest demo of what you’ll get in less than 10 minutes, or view the showcase of personal, project, and business sites.

Features

• Page builder — Create anything with widgets and elements
• Edit any type of content — Blog posts, publications, talks, slides, projects, and more!
• Create content in Markdown, Jupyter, or RStudio
• Plugin System — Fully customizable color and font themes
• Display Code and Math — Code highlighting and LaTeX math supported
• Integrations — Google Analytics, Disqus commenting, Maps, Contact Forms, and more!
• Beautiful Site — Simple and refreshing one page design
• Industry-Leading SEO — Help get your website found on search engines and social media
• Media Galleries — Display your images and videos with captions in a customizable gallery
• Mobile Friendly — Look amazing on every screen with a mobile friendly version of your site
• Multi-language — 34+ language packs including English, 中文, and Português
• Multi-user — Each author gets their own profile page
• Privacy Pack — Assists with GDPR
• Stand Out — Bring your site to life with animation, parallax backgrounds, and scroll effects
• One-Click Deployment — No servers. No databases. Only files.

Themes

Wowchemy and its templates come with automatic day (light) and night (dark) mode built-in. Alternatively, visitors can choose their preferred mode — click the moon icon in the top right of the Demo to see it in action! Day/night mode can also be disabled by the site admin in params.toml .

License

Released under the MIT license.

Источник