SciPy

SciPy (تُنطق / ˈsaɪpaɪ / "ساي باي" [ 3 ] ^{) هي مكتبة} بايثون مجانية ومفتوحة المصدر تُستخدم في الحوسبة العلمية والحوسبة التقنية. ^{[ 4 ]}

يحتوي SciPy على وحدات للتحسين ، والجبر الخطي ، والتكامل ، والاستيفاء ، والوظائف الخاصة ، وتحويل فورييه السريع ، ومعالجة الإشارات والصور ، وحلول المعادلات التفاضلية العادية ، ومهام أخرى شائعة في العلوم والهندسة.

SciPy هي أيضًا سلسلة من المؤتمرات لمستخدمي ومطوري هذه الأدوات: SciPy (في الولايات المتحدة)، وEuroSciPy (في أوروبا)، وSciPy.in (في الهند). ^{[ 5 ]} وقد أطلقت شركة Enthought مؤتمر SciPy في الولايات المتحدة، وما زالت ترعى العديد من المؤتمرات الدولية، بالإضافة إلى استضافة موقع SciPy الإلكتروني.

تُوزَّع مكتبة SciPy حاليًا بموجب ترخيص BSD ، ويتم تطويرها برعاية ودعم مجتمع مفتوح من المطورين. كما تحظى بدعم مؤسسة NumFOCUS ، وهي مؤسسة مجتمعية تُعنى بدعم العلوم القابلة للتكرار والمتاحة للجميع.

تُعدّ حزمة SciPy أساسيةً لقدرات الحوسبة العلمية في لغة بايثون. وتشمل الحزم الفرعية المتاحة ما يلي: ^{[ 6 ]}

• التجميع : التجميع الهرمي ، التكميم المتجهي ، خوارزمية K-means
• الثوابت : الثوابت الفيزيائية وعوامل التحويل
• مجموعات البيانات : أمثلة متنوعة لمجموعات البيانات لتوضيح معالجة الصور والبيانات
• التفاضل : التفاضل العددي للمشتقات الأولى والثانية
• خوارزميات تحويل فورييه المنفصلة (fft) :
• fftpack : واجهة قديمة لتحويلات فورييه المنفصلة
• التكامل : إجراءات التكامل العددي
• الاستيفاء : أدوات الاستيفاء
• io : إدخال وإخراج البيانات، بما في ذلك دعم ملفات MATLAB و Matrix Market
• linalg : إجراءات الجبر الخطي
• ndimage : وظائف متنوعة لمعالجة الصور متعددة الأبعاد
• odr : فئات وخوارزميات الانحدار بالمسافة المتعامدة
• التحسين : خوارزميات التحسين بما في ذلك البرمجة الخطية ومجموعة متنوعة من مُحسِّنات البرمجة العددية غير الخطية
• الإشارة : أدوات معالجة الإشارات
• المصفوفات المتفرقة : المصفوفات المتفرقة والخوارزميات ذات الصلة
• المكاني : خوارزميات للهياكل المكانية مثل أشجار kd ، وأقرب الجيران، والأغلفة المحدبة ، وما إلى ذلك.
• خاص : وظائف خاصة
• الإحصاءات : الدوال الإحصائية

تعتمد مكتبة SciPy بشكل أساسي على بنية بيانات متعددة الأبعاد، وهي مصفوفة يوفرها مُلحق NumPy . يوفر NumPy بعض الدوال للجبر الخطي، وتحويلات فورييه ، وتوليد الأرقام العشوائية ، ولكن ليس بنفس شمولية الدوال المكافئة في SciPy. كما يُمكن استخدام NumPy كحاوية بيانات متعددة الأبعاد فعّالة، مع أنواع بيانات متنوعة . وهذا يُتيح لـ NumPy التكامل بسلاسة وسرعة مع مجموعة واسعة من قواعد البيانات . كانت الإصدارات القديمة من SciPy تستخدم نوع البيانات Numeric كمصفوفة، وهو نوع مُهمل الآن لصالح كود المصفوفات الأحدث في NumPy. ^{[ 7 ]}

في تسعينيات القرن الماضي، تم توسيع لغة بايثون لتشمل نوع مصفوفة للحوسبة العددية يُسمى Numeric. (استُبدلت هذه الحزمة لاحقًا بـ NumPy ، التي كتبها ترافيس أوليفانت عام 2006 كدمج بين Numeric وNumarray، علمًا بأن Numarray نفسها بدأت العمل عليها عام 2001). وبحلول عام 2000، ازداد عدد وحدات التوسعة وتزايد الاهتمام بإنشاء بيئة متكاملة للحوسبة العلمية والتقنية. في عام 2001، دمج ترافيس أوليفانت وإريك جونز وبيرو بيترسون الشيفرة التي كتبوها وأطلقوا على الحزمة الناتجة اسم SciPy. وفرت الحزمة الجديدة مجموعة قياسية من العمليات العددية الشائعة بالاعتماد على بنية بيانات مصفوفة Numeric. بعد ذلك بوقت قصير، أصدر فرناندو بيريز IPython ، وهي واجهة تفاعلية محسّنة تُستخدم على نطاق واسع في مجتمع الحوسبة التقنية، وأصدر جون هنتر الإصدار الأول من Matplotlib ، وهي مكتبة رسم ثنائية الأبعاد للحوسبة التقنية. ومنذ ذلك الحين، استمرت بيئة SciPy في النمو مع المزيد من الحزم والأدوات للحوسبة التقنية . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

في الأدبيات العلمية، يُشار أحيانًا إلى SciPy باسم "Scientific Python (SciPy)". وهذا غير صحيح: الاسم الرسمي للمشروع هو "SciPy" فقط.

علاوة على ذلك، فإن توسيع "SciPy" ليصبح "Scientific Python" قد يسبب التباسًا مع "ScientificPython"، وهو مشروع بقيادة كونراد هينسن من جامعة أورليانز والذي كان نشطًا بين عامي 1995 ^{[ 11 ]} و2014. ^{[ 12 ]}

تُستخدم لغة "بايثون العلمية" أيضاً في النظام البيئي للأدوات ذات الصلة. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

• قائمة برامج التحليل العددي
• قائمة المكتبات الرياضية مفتوحة المصدر
• مقارنة بين الحزم الإحصائية
• SageMath
• SymPy
• محلل التحسين عالي المستوى

• نونيز إغليسياس، خوان؛ فان دير والت، ستيفان؛ داشنو ، هارييت (2017). SciPy الأنيق: فن بايثون العلمي . أورايلي. رقم ISBN 978-1-4919-2287-3.

• الموقع الرسمي