Sage

3 Січня, 2017 0

Sage (с англ. - ”мудрец”) – система компьютерной алгебры, покрывающая много областей математики, включая алгебру, комбинаторику, вычислительную математику и матанализ.

Первая версия Sage была выпущена 24 февраля 2005 года в виде свободного программного обеспечения с лицензией GNU General Public License. Первоначальной целью проекта было “создание открытого программного обеспечения альтернативного системам Magma, Maple, Mathematica, и MATLAB”. Разработчиком Sage является Уильям Стейн – математик Университета Вашингтона.

Работает под управлением операционных систем Microsoft Windows, Mac OS X и Linux.

Возможности Sage

Многочисленные возможности Sage включают:

Интерфейс Notebook для просмотра и повторного использования введённых команд и полученных результатов, включая графики и текстовые аннотации, доступный из большинства современных веб-браузеров.

Доступно защищённое соединение через протокол HTTPS, когда конфиденциальность имеет значение. Также Sage может выполняться как локально, так и удалённо.

Интерфейс ввода на основе командной строки, с использованием мультипарадигменного языка Python.
Поддержка параллельных вычислений с использованием как многоядерных процессоров, так и многопроцессорных систем и систем распределённых вычислений.
Матанализ реализован на основе систем Maxima и SymPy.
Линейная алгебра реализована на основе систем GNU Scientific Library, SciPy и NumPy.
Библиотеки элементарных и специальных математических функций.
Плоские и трёхмерные графики для функций и данных.
Средства работы с матрицами и массивами данных с поддержкой разрежённых массивов.
Различные статистические библиотеки функций, использующие функциональность R и SciPy.
Набор инструментов для добавления собственного пользовательского интерфейса к вычислениям и приложениям.
Средства для обработки изображений с использованием PyLab и Python.
Средства визуализации и анализа теории графов.
Процедуры для импорта и экспорта различных форматов данных:

изображений, видео, аудио, САПР, ГИС, документов и медицинских форматов.

Поддержка комплексных чисел, символьных и вычислений с произвольной точностью.
Подготовка научно-технической документации с использованием редактора формул и возможностью встраивания Sage в документацию формата LaTeX.
Сетевые инструменты для соединения с базами данных SQL, поддержка сетевых протоколов, включая HTTP, NNTP, IMAP, SSH, IRC, FTP.
Программные интерфейсы для работы с системами Mathematica, Magma, и Maple.

Хотя это не представлено непосредственно, Sage может быть вызван из интерфейса Mathematica.

Философия разработки Sage

В процессе разработки Sage Уильям Стейн основывался на следующих фактах:

Для создания достойной альтернативы системам Magma, Maple, Mathematica, и MATLAB потребуются сотни или тысячи человеко-лет, если начинать процесс разработки с нуля.
Существует большое количество готового математического программного обеспечения с открытым исходным кодом, но написанного на различных языках программирования, из которых наиболее встречаемыми являются C, C++, Fortran и Python.

Таким образом, вместо того, чтобы начинать с нуля, было решено объединить всё специализированное математическое программное обеспечение в систему с общим интерфейсом. Конечному пользователю необходимо лишь знать язык Python.

Если для какой-то частной задачи не существовало программного обеспечения с открытым кодом, тогда стояла задача написания соответствующего блока для Sage. Но Sage не изобретает колесо, и в отличие от коммерческих систем компьютерной алгебры может открыто использовать исходные коды свободного программного обеспечения.

К разработке Sage привлекаются как профессионалы, так и студенты. Разработчики работают на общественных началах и поддерживаются грантами.

Награды Sage

В 2007 году Sage выиграл первый приз международного конкурса свободного программного обеспечения Les Trophées du Libre в разделе научного программного обеспечения.