閑談

計算機姑娘是擅長進行科學計算的，本來她就是做這個的，只不過后來人們讓她處理了很多文字內容罷了，乃至于現在有一些人認為她是用來打字寫文章的（變成打字機了），忘記了她最擅長的計算。

每種編程語言都能用來做計算，區(qū)別在于編程過程中，是否有足夠的工具包供給。比如用匯編，就得自己多勞動，如果用 Fortran，就方便得多了。不知道讀者是否聽說過 Fortran，貌似古老，現在仍被使用。（以下引文均來自維基百科）

Fortran 語言是為了滿足數值計算的需求而發(fā)展出來的。1953 年 12 月，IBM 公司工程師約翰·巴科斯（J. Backus）因深深體會編寫程序很困難，而寫了一份備忘錄給董事長斯伯特·赫德（Cuthbert Hurd），建議論為 IBM704 系統(tǒng)設計全新的電腦語言以提升開發(fā)效率。當時 IBM 公司的顧問馮·諾伊曼強烈反對，因為他任認為不切實際而且根本不必要。但赫德批準了這項計劃。1957 年，IBM 公司開發(fā)出第一套 FORTRAN 語言，在 IBM704 電腦上運作。歷史上第一支 FORTRAN 程式在馬里蘭州的西屋貝地斯核電廠實驗室。1957 年 4 月 20 日星期五的下午，一位 IBM 軟件工程師決定在電廠內編譯第一支 FORTRAN 程式，當程式碼輸入后，經過編譯，印表機列出一行訊息：“原始程式錯誤……右側括號后面沒有逗號”，這讓現場人員都感到訝異，修正這個錯誤后，印表機輸出了正確結果。而西屋電器公司因此意外地成為 FORTRAN 的第一個商業(yè)用戶。1958 年推出 FORTRAN Ⅱ，幾年后又推出 FORTRAN Ⅲ，1962 年推出 FORTRAN Ⅳ 后，開始廣泛被使用。目前最新版是 Fortran 2008。

還有一個廣為應用的不得不說，那就是 matlab，一直以來被人稱贊。

MATLAB（矩陣實驗室）是 MATrix LABoratory 的縮寫，是一款由美國 The MathWorks 公司出品的商業(yè)數學軟件。MATLAB 是一種用于算法開發(fā)、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境。除了矩陣運算、繪制函數/數據圖像等常用功能外，MATLAB 還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調用其它語言（包括 C,C++,Java,Python 和 FORTRAN）編寫的程序。

但是，它是收費的商業(yè)軟件，雖然在某國這個無所謂。

還有 R 語言，也是在計算領域被多多使用的。

R 語言，一種自由軟件程式語言與操作環(huán)境，主要用于統(tǒng)計分析、繪圖、數據挖掘。R 本來是由來自新西蘭奧克蘭大學的 Ross Ihaka 和 Robert Gentleman 開發(fā)（也因此稱為 R），現在由“R 開發(fā)核心團隊”負責開發(fā)。R 是基于 S 語言的一個 GNU 計劃項目，所以也可以當作 S 語言的一種實現，通常用 S 語言編寫的代碼都可以不作修改的在 R 環(huán)境下運行。R 的語法是來自 Scheme。

最后要說的就是 Python，近幾年使用 Python 的領域不斷擴張，包括在科學計算領域，它已經成為了一種趨勢。在這個過程中，雖然有不少人詬病 Python 的這個慢那個解釋動態(tài)語言之類（這種說法是值得討論的），但是，依然無法阻擋 Python 在科學計算領域大行其道。之所以這樣，就是因為它是 Python。

• 開源，就這一條就已經足夠了，一定要用開源的東西。至于為什么，本教程前面都闡述過了。
• 因為開源，所以有非常棒的社區(qū)，里面有相當多支持科學計算的庫，不用還等待何時？
• 簡單易學，這點對那些不是專業(yè)程序員來講非常重要。我就接觸到一些搞天文學和生物學的研究者，他們正在使用 Python 進行計算。
• 在科學計算上如果用了 Python，能夠讓數據跟其它的比如 web 無縫對接，這不是很好的嗎？

當然，最重要一點，就是本教程是講 Python 的，所以，在科學計算這塊肯定不會講 Fortran 或者 R，一定得是 Python。

安裝

如果讀者使用 Ubuntu 或者 Debian，可以這樣來安裝：

sudo apt-get install Python-numpy Python-scipy Python-matplotlib ipython ipython-notebook Python-pandas Python-sympy Python-nose

一股腦把可能用上的都先裝上。在安裝的時候，如果需要其它的依賴，你會明顯看到的。

如果是別的系統(tǒng)，比如 windows 類，請自己網上查找安裝方法吧，這里內容不少，最權威的是看官方網站列出的安裝：http://www.scipy.org/install.html

基本操作

在科學計算中，業(yè)界比較喜歡使用 ipython notebook，前面已經安裝。在 shell 中執(zhí)行

ipython notebook --pylab=inline

得到下圖的界面，這是在瀏覽器中打開的：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/images/31001.png" alt="" />

在 In 后面的編輯去，可以寫 Python 語句。然后按下 SHIFT+ENTER 或者 CTRL+ENTER 就能執(zhí)行了，如果按下 ENTER，不是執(zhí)行，是在當前編輯區(qū)換行。

http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/images/31002.png" alt="" />

Ipython Notebook 是一個非常不錯的編輯器，執(zhí)行之后，直接顯示出來輸入內容和輸出的結果。當然，錯誤是難免的，它會：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/images/31003.png" alt="" />

注意觀察圖中的箭頭所示，直接標出有問題的行。返回編輯區(qū)，修改之后可繼續(xù)執(zhí)行。

http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/images/31004.png" alt="" />

不要忽視左邊的輔助操作，能夠讓你在使用 ipython notebook 的時候更方便。

http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/images/31005.png" alt="" />

除了在網頁中之外，如果你已經喜歡上了 Python 的交互模式，特別是你用的計算機中有一個 shell 的東西，更是棒了。于是可以：

$ ipython

進入了一個類似于 Python 的交互模式中，如下所示：

In [1]: print "hello, pandas"
hello, pandas

In [2]: 

或者說 ipython 同樣是一個不錯的交互模式。

總目錄   |   上節(jié)：用 tornado 做網站 (7)   |   下節(jié)：Pandas 使用 (1)

如果你認為有必要打賞我，請通過支付寶：qiwsir@126.com,不勝感激。