قائمة المكتبات العددية

هذه قائمة بالمكتبات العددية ، وهي مكتبات تُستخدم في تطوير البرمجيات لإجراء العمليات الحسابية . وهي ليست قائمة شاملة، بل هي قائمة بالمكتبات العددية التي تحتوي على مقالات في ويكيبيديا، مع بعض الاستثناءات.

يعتمد اختيار المكتبة النموذجية على مجموعة من المتطلبات مثل: الميزات المطلوبة (مثل الجبر الخطي ذو الأبعاد الكبيرة، والحساب المتوازي، والمعادلات التفاضلية الجزئية)، والترخيص، وقابلية قراءة واجهة برمجة التطبيقات، وقابلية النقل أو الاعتماد على النظام الأساسي/المترجم (مثل Linux، وWindows، وVisual C++، وGCC)، والأداء، وسهولة الاستخدام، والدعم المستمر من المطورين، والامتثال للمعايير، والتحسين المتخصص في التعليمات البرمجية لسيناريوهات تطبيق محددة أو حتى حجم قاعدة التعليمات البرمجية المراد تثبيتها.

متعدد اللغات

  • ALGLIB هي مكتبة تحليل عددي مفتوحة المصدر يمكن استخدامها من C++ و C# و FreePascal و Delphi و VBA.
  • ArrayFire هي مكتبة برمجية مفتوحة المصدر عالية الأداء للحوسبة المتوازية مع واجهة برمجة تطبيقات سهلة الاستخدام.
  • مكتبات IMSL العددية هي مكتبات لوظائف التحليل العددي المطبقة بلغات البرمجة القياسية مثل C و Java و C# .NET و Fortran و Python.
  • مكتبة NAG هي مجموعة من الإجراءات الرياضية والإحصائية للغات برمجة متعددة (C و C++ و Fortran و Visual Basic و Java و Python و C#) وحزم البرامج (MATLAB و Excel و R و LabVIEW).
  • GNU Octave هي لغة برمجة ومكتبة مفتوحة المصدر وعالية المستوى، تتضمن واجهة سطر أوامر وواجهة مستخدم رسومية، على غرار البدائل التجارية مثل Maple و MATLAB و Mathematica وغيرها. يمكن استدعاء واجهات برمجة التطبيقات (APIs) والوظائف والمكتبات من العديد من المنصات، بما في ذلك برامج الهندسة عالية المستوى، حيث يتم في كثير من الحالات تفسير الوظائف ودمجها بسلاسة بطريقة مشابهة لـ MATLAB. كما يمكن استخدامها مع معالجة الدفعات.
  • librsb هي مكتبة مفتوحة المصدر لحسابات المصفوفات المتفرقة عالية الأداء، توفر أدوات متعددة الخيوط لبناء حلول تكرارية (وتدعم أيضًا معيار Sparse BLAS ). يمكن استخدامها من لغات C وC++ وFortran، بالإضافة إلى حزمة GNU Octave مخصصة .

ج

لغة سي++

  • Adept عبارة عن مكتبة تجمع بين التفاضل التلقائي والمصفوفات .
  • مكتبة المحاكاة المتقدمة هي برنامج محاكاة متعدد الفيزياء مجاني ومفتوح المصدر مع محرك حسابي داخلي قائم على OpenCL .
  • ALGLIB هي مكتبة تحليل عددي مفتوحة المصدر/تجارية بإصدار C++
  • Armadillo هي مكتبة جبر خطي مكتوبة بلغة C++ (تتضمن عمليات حسابية للمصفوفات والمتجهات)، وتهدف إلى تحقيق توازن جيد بين السرعة وسهولة الاستخدام. [ 1 ] تستخدم المكتبة فئات القوالب، وتوفر روابط اختيارية إلى مكتبتي BLAS وLAPACK. يشابه تركيبها ( واجهة برمجة التطبيقات ) تركيب MATLAB .
  • Blitz++ هي مكتبة رياضية متجهة عالية الأداء مكتوبة بلغة C++.
  • مكتبات Boost.uBLAS C++ للحسابات العددية
  • deal.II هي مكتبة تدعم طرق العناصر المحدودة للمعادلات التفاضلية الجزئية.
  • Dlib هي مكتبة C++ حديثة تحتوي على أدوات سهلة الاستخدام للجبر الخطي والتحسين والتي تستفيد من مكتبات BLAS و LAPACK المحسّنة.
  • Eigen هي مكتبة رياضية متجهة ذات أداء يُضاهي مكتبة Intel Math Kernel Library
  • مشروع هيرميس : مكتبة C++/Python للنمذجة السريعة لحلول hp-FEM التكيفية مع المكان والزمان.
  • IML++ هي مكتبة C++ لحل أنظمة المعادلات الخطية، وهي قادرة على التعامل مع المصفوفات الكثيفة والمتفرقة والموزعة.
  • IT++ هي مكتبة C++ للجبر الخطي (المصفوفات والمتجهات) ومعالجة الإشارات والاتصالات. وظائفها مشابهة لوظائف MATLAB و Octave.
  • LAPACK++ ، مكتبة تغليف C++ لـ LAPACK و BLAS
  • MFEM هي مكتبة C++ مجانية وخفيفة الوزن وقابلة للتوسع لطرق العناصر المحدودة .
  • مكتبة Intel MKL ، مكتبة Intel Math Kernel Library (مكتوبة بلغة C و C++)، هي مكتبة تضمّ مجموعة من الإجراءات الرياضية المُحسّنة لتطبيقات العلوم والهندسة والتمويل، مكتوبة بلغة C/C++ و Fortran. تشمل وظائفها الرياضية الأساسية BLAS و LAPACK و ScaLAPACK، بالإضافة إلى حلول المعادلات المتفرقة، وتحويلات فورييه السريعة، وحسابات المتجهات.
  • mlpack هي مكتبة مفتوحة المصدر للتعلم الآلي، تستغل ميزات لغة C++ لتوفير أقصى قدر من الأداء والمرونة مع توفير واجهة برمجة تطبيقات بسيطة ومتسقة
  • MTL4 هي مكتبة قوالب عامة مكتوبة بلغة C++ توفر وظائف BLAS المتفرقة والمكثفة. تتميز MTL4 بواجهة سهلة الاستخدام (مشابهة لـ MATLAB ) وقابلية تطبيق واسعة بفضل البرمجة العامة .
  • مكتبة NAG تحتوي على واجهة برمجة تطبيقات C++
  • NTL هي مكتبة C++ لنظرية الأعداد.
  • OpenFOAM هي مكتبة C++ مفتوحة المصدر لحل المعادلات التفاضلية الجزئية في ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD).
  • برنامج SU2 عبارة عن مكتبة مفتوحة المصدر لحل المعادلات التفاضلية الجزئية باستخدام طريقة الحجم المحدود أو طريقة العناصر المحدودة.
  • تريلينوس هو جهد لتطوير خوارزميات وتقنيات تمكينية لحل المشكلات الهندسية والعلمية المعقدة واسعة النطاق والمتعددة الفيزياء. وهو عبارة عن مجموعة من الحزم البرمجية .
  • برنامج TNT ( Template Numical Toolkit ) هو برنامج جبر خطي متاح للجميع، ويأتي بالكامل على شكل ملفات رأسية، من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). وقد تم تقديم TNT في الأصل كخليفة لبرامج Lapack++ و Sparselib++ و IML++. [ 2 ]

دلفي

  • ALGLIB - مكتبة تحليل عددي مفتوحة المصدر.

لغات إطار عمل .NET: C# و F# و VB.NET و PowerShell

  • Accord.NET عبارة عن مجموعة من المكتبات للحوسبة العلمية، تشمل الجبر الخطي العددي، والتحسين، والإحصاء، والشبكات العصبية الاصطناعية، والتعلم الآلي، ومعالجة الإشارات، ورؤية الحاسوب. مرخصة بموجب رخصة LGPLv3، وجزء منها مرخص بموجب رخصة GPLv3.
  • AForge.NET هي مكتبة للرؤية الحاسوبية والذكاء الاصطناعي. تُطبّق هذه المكتبة عددًا من خوارزميات التعلم الآلي، بما في ذلك الخوارزميات الجينية، والمنطق الضبابي، والتعلم الآلي، مع العديد من بنى الشبكات العصبية الاصطناعية وخوارزميات التدريب الخاصة بها. وهي مرخصة بموجب رخصة LGPLv3 وجزئيًا برخصة GPLv3.
  • ALGLIB هي مكتبة تحليل عددي مفتوحة المصدر بإصدار C#. مرخصة بترخيص مزدوج: GPLv2+، وترخيص تجاري.
  • ILNumerics.Net فئات ووظائف مصفوفات رقمية تجارية عالية الأداء وآمنة من حيث النوع للرياضيات العامة، وتحويل فورييه السريع والجبر الخطي، تهدف إلى .NET/mono، 32 و64 بت، بناء جملة يشبه البرنامج النصي في C#، عناصر تحكم في الرسم ثنائي وثلاثي الأبعاد، إدارة فعالة للذاكرة.
  • تتوفر مكتبات IMSL الرقمية بنسخة C# (مرخصة تجاريًا). وقد أُعلن عن انتهاء دعم IMSL .Net في نهاية عام 2020.
  • يهدف برنامج Math.NET Numerics إلى توفير طرق وخوارزميات للحسابات العددية في العلوم والهندسة والاستخدام اليومي. تشمل المواضيع التي يغطيها البرنامج الدوال الخاصة، والجبر الخطي، ونماذج الاحتمالات، والأعداد العشوائية، والاستيفاء، والتحويلات التكاملية، وغيرها. البرنامج مجاني بموجب ترخيص MIT/X11.
  • Measurement Studio عبارة عن مجموعة متكاملة من عناصر واجهة المستخدم ومكتبات الفئات التجارية، تُستخدم في تطوير تطبيقات الاختبار والقياس. توفر مكتبات فئات التحليل وظائف متنوعة لمعالجة الإشارات الرقمية، وتصفية الإشارات، وتوليد الإشارات، واكتشاف الذروة، وغيرها من الوظائف الرياضية العامة.
  • ML.NET هي مكتبة برمجية مجانية للتعلم الآلي للغة البرمجة C# . [ 3 ] [ 4 ]
  • تحتوي مكتبة NAG على C# API. مرخصة تجاريا.
  • NMath من CenterSpace Software : مكتبات المكونات العددية التجارية لمنصة .NET، بما في ذلك فئات معالجة الإشارات (FFT)، وإطار عمل الجبر الخطي (LAPACK & BLAS)، وحزمة إحصائية.

فورتران

جافا

  • أباتشي كومنز ، هو مشروع مفتوح المصدر لإنشاء مكونات جافا قابلة لإعادة الاستخدام. يحتوي على حزم عددية للجبر الخطي والتحسين غير الخطي.
  • توفر شركة كولت مجموعة من المكتبات مفتوحة المصدر للحوسبة العلمية والتقنية عالية الأداء.
  • مكتبة المصفوفات الفعالة في جافا (EJML) هي مكتبة جبر خطي مفتوحة المصدر لمعالجة المصفوفات الكثيفة.
  • JAMA ، هي مجموعة أدوات للجبر الخطي العددي للغة برمجة جافا . لم تشهد أي تطوير نشط منذ عام 2005، لكنها لا تزال واحدة من أكثر حزم الجبر الخطي شيوعًا في جافا.
  • Jblas: Linear Algebra for Java ، وهي مكتبة جبر خطي سهلة الاستخدام تغلف BLAS و LAPACK .
  • Parallel Colt هي مكتبة مفتوحة المصدر للحوسبة العلمية، وهي امتداد متوازٍ لمكتبة Colt .
  • Matrix Toolkit Java هي مكتبة جبر خطي تعتمد على BLAS و LAPACK .
  • ojAlgo هي مكتبة جافا مفتوحة المصدر للرياضيات والجبر الخطي والتحسين.
  • exp4j هي ​​مكتبة جافا صغيرة لتقييم التعبيرات الرياضية.
  • SuanShu هي مكتبة رياضية مفتوحة المصدر مكتوبة بلغة جافا. وهي تدعم التحليل العددي والإحصاء والتحسين.
  • ماجا هي مكتبة جافا مفتوحة المصدر تركز بشكل أساسي على التنفيذ الصحيح لمختلف الوظائف الخاصة .

أوكاميل

بيرل

  • تتيح لغة بيانات بيرل للغة بيرل القياسية إمكانية تخزين ومعالجة مصفوفات البيانات الكبيرة متعددة الأبعاد (N) بكفاءة عالية . [ 12 ] كما يمكنها إجراء العمليات الحسابية المعقدة والمصفوفية، وتتضمن واجهات برمجة تطبيقات لمكتبة جنو العلمية ، وLINPACK ، وPROJ ، بالإضافة إلى إمكانية الرسم باستخدام PGPLOT . وتتوفر مكتبات على CPAN تدعم مكتبة الجبر الخطي LAPACK ، [ 13 ] ومكتبة تحويل فورييه FFTW ، [ 14 ] والرسم باستخدام gnuplot ، [ 15 ] و PLplot . [ 16 ]

بايثون

  • JAX ، مكتبة مرخصة من Apache للحوسبة العددية ، والتفاضل التلقائي ، وحساب المصفوفات الموجهة نحو المسرعات في بايثون .
  • NumPy ، مكتبة مرخصة بموجب ترخيص BSD، تدعم التعامل مع المصفوفات الكبيرة متعددة الأبعاد؛ كما تتضمن مجموعة واسعة من الدوال الرياضية المتقدمة. تُعد NumPy أساسًا للعديد من المكتبات العددية الأخرى، ولا سيما SciPy . وهي المعيار الفعلي لعمليات المصفوفات والموترات في بايثون.
  • بانداز ، مكتبة لمعالجة البيانات وتحليلها.
  • SageMath هو تطبيق برمجي رياضي ضخم يدمج عمل ما يقرب من 100 مشروع برمجي مجاني ويدعم الجبر الخطي، والتوافقية، والرياضيات العددية، والتفاضل والتكامل، وغير ذلك. [ 17 ]
  • SciPy ، [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] مكتبة كبيرة من الأدوات العلمية مرخصة بموجب رخصة BSD. وهي المعيار الفعلي للحسابات العلمية في بايثون.
  • ScientificPython ، مكتبة تحتوي على مجموعة مختلفة من الأدوات العلمية
  • SymPy ، مكتبة تعتمد على رخصة New BSD للحساب الرمزي. تتراوح ميزات SymPy من الحساب الرمزي الأساسي إلى حساب التفاضل والتكامل، والجبر، والرياضيات المتقطعة، وفيزياء الكم.

آحرون

انظر أيضاً

مراجع

  1. ساندرسون، سي.، وكورتين، ر. (2016). أرماديلو: مكتبة C++ قائمة على القوالب للجبر الخطي. مجلة البرمجيات مفتوحة المصدر، 1(2)، 26.
  2. بوزو، رولدان (1997). "مجموعة أدوات عددية للقوالب في الجبر الخطي: برمجة عالية الأداء باستخدام لغة C++ ومكتبة القوالب القياسية" . المجلة الدولية لتطبيقات الحواسيب العملاقة والحوسبة عالية الأداء . 11 (3). رابطة آلات الحوسبة: 251-263 . doi : 10.1177/109434209701100307 . تاريخ الاسترجاع: 15 أكتوبر 2024 .
  3. ديفيد راميل (8 مايو 2018). "ML.NET مفتوح المصدر ومتعدد المنصات يُبسّط عملية التعلّم الآلي - مجلة فيجوال ستوديو" . مجلة فيجوال ستوديو . تاريخ الاسترجاع: 10 مايو 2018 .
  4. كريم أندرسون (9 مايو 2017). "مايكروسوفت تُطلق إطار عمل ML.NET للتعلم الآلي متعدد المنصات" . على موقع MSFT . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2018 .
  5. ^ سميث، بريتيش تيليكوم، بويل، جي إم، جاربو، بي إس، إيكيبي، واي، كليما، في سي، ومولر، سي بي (2013). إجراءات النظام الذاتي للمصفوفة-دليل EISPACK (المجلد 6). سبرينغر.
  6. ^ أندرسون، إي، باي، زي، بيشوف، سي، بلاكفورد، إس، دونجارا، جيه، دو كروز، جيه، ... & سورنسن، د. (1999). دليل مستخدمي LAPACK (المجلد 9). سيام.
  7. ديميل، ج. (ديسمبر 1989). لاباك: مكتبة جبر خطي محمولة للحواسيب العملاقة. في ورشة عمل جمعية أنظمة التحكم التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول تصميم أنظمة التحكم بمساعدة الحاسوب (ص 1-7). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات.
  8. دونغارا، جيه جيه، مولر، سي بي، بانش، جيه آر، وستيوارت، جي دبليو (1979). دليل مستخدمي LINPACK. جمعية الرياضيات الصناعية والتطبيقية.
  9. دونغارا، جيه جيه، لوشيك، بي، وبيتيت، إيه (2003). معيار LINPACK: الماضي والحاضر والمستقبل. التزامن والحوسبة: الممارسة والتجربة، 15(9)، 803-820.
  10. دونغارا، جيه جيه (يونيو 1987). معيار LINPACK: شرح. في المؤتمر الدولي للحوسبة الفائقة (ص 456-474). سبرينغر، برلين، هايدلبرغ.
  11. "دليل استخدام Owl عبر الإنترنت" . دليل استخدام Owl عبر الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 فبراير 2025 .
  12. "لغة بيانات بيرل - metacpan.org" . 26 يوليو 2021.
  13. "PDL::LinearAlgebra - أدوات الجبر الخطي لـ PDL - metacpan.org" . 26 يوليو 2021.
  14. "PDL::FFTW3 - واجهة PDL لأسرع تحويل فورييه في الغرب - metacpan.org" . 26 يوليو 2021.
  15. "PDL::Graphics::Gnuplot - رسم بياني قائم على Gnuplot لـ PDL - metacpan.org" . 26 يوليو 2021.
  16. "PDL::Graphics::PLplot - واجهة كائنية التوجه من perl/PDL إلى مكتبة الرسم البياني PLPLOT - metacpan.org" . 26 يوليو 2021.
  17. ^ زيمرمان، ب.، كاسامايو، أ.، كوهين، ن.، كونان، ج.، دومونت، ت.، فوس، إل.، ... & براي، إي. (2018). الرياضيات الحاسوبية مع SageMath. سيام.
  18. جونز، إي.، أوليفانت، تي.، وبيترسون، بي. (2001). SciPy: أدوات علمية مفتوحة المصدر للغة بايثون.
  19. بريسرت، إي. (2012). SciPy و NumPy: نظرة عامة للمطورين. "O'Reilly Media, Inc.".
  20. بلانكو-سيلفا، إف جيه (2013). تعلم SciPy للحوسبة العددية والعلمية. Packt Publishing Ltd.
  21. إس إم رامب: INTLAB – مختبر الفترات. في كتاب تيبور سينديس (محرر)، التطورات في الحوسبة الموثوقة، الصفحات 77-104. دار نشر كلوير الأكاديمية، دوردريخت، 1999.
  22. مور، ر. إي، كيرفوت، ر. ب، وكلاود، م. ج (2009). مقدمة في تحليل الفترات. جمعية الرياضيات الصناعية والتطبيقية.
  23. رومب، إس إم (2010). أساليب التحقق: نتائج دقيقة باستخدام الحساب ذي الفاصلة العائمة. أكتا نوميريكا، 19، 287-449.
  24. هارجريفز، جي آي (2002). تحليل الفترات في MATLAB . الخوارزميات العددية، (2009.1).