計(jì)算機(jī)姑娘是擅長(zhǎng)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的，本來(lái)她就是做這個(gè)的，只不過(guò)后來(lái)人們讓她處理了很多文字內(nèi)容罷了，乃至于現(xiàn)在有一些人認(rèn)為她是用來(lái)打字寫(xiě)文章的（變成打字機(jī)了），忘記了她最擅長(zhǎng)的計(jì)算。

每種編程語(yǔ)言都能用來(lái)做計(jì)算，區(qū)別在于編程過(guò)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(dòng)，如果用 Fortran，就方便得多了。不知道讀者是否聽(tīng)說(shuō)過(guò) Fortran，貌似古老，現(xiàn)在仍被使用。（以下引文均來(lái)自維基百科）

Fortran 語(yǔ)言是為了滿足數(shù)值計(jì)算的需求而發(fā)展出來(lái)的。1953 年 12 月，IBM 公司工程師約翰·巴科斯（J. Backus）因深深體會(huì)編寫(xiě)程序很困難，而寫(xiě)了一份備忘錄給董事長(zhǎng)斯伯特·赫德（Cuthbert Hurd），建議論為 IBM704 系統(tǒng)設(shè)計(jì)全新的電腦語(yǔ)言以提升開(kāi)發(fā)效率。當(dāng)時(shí) IBM 公司的顧問(wèn)馮·諾伊曼強(qiáng)烈反對(duì)，因?yàn)樗握J(rèn)為不切實(shí)際而且根本不必要。但赫德批準(zhǔn)了這項(xiàng)計(jì)劃。1957 年，IBM 公司開(kāi)發(fā)出第一套 FORTRAN 語(yǔ)言，在 IBM704 電腦上運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(nèi)編譯第一支 FORTRAN 程式，當(dāng)程式碼輸入后，經(jīng)過(guò)編譯，印表機(jī)列出一行訊息：“原始程式錯(cuò)誤……右側(cè)括號(hào)后面沒(méi)有逗號(hào)”，這讓現(xiàn)場(chǎng)人員都感到訝異，修正這個(gè)錯(cuò)誤后，印表機(jī)輸出了正確結(jié)果。而西屋電器公司因此意外地成為 FORTRAN 的第一個(gè)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(kāi)始廣泛被使用。目前最新版是 Fortran 2008。

還有一個(gè)廣為應(yīng)用的不得不說(shuō)，那就是 matlab，一直以來(lái)被人稱贊。

MATLAB（矩陣實(shí)驗(yàn)室）是 MATrix LABoratory 的縮寫(xiě)，是一款由美國(guó) The MathWorks 公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB 是一種用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。除了矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB 還可以用來(lái)創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語(yǔ)言（包括 C,C++,Java,Python 和 FORTRAN）編寫(xiě)的程序。

但是，它是收費(fèi)的商業(yè)軟件，雖然在某國(guó)這個(gè)無(wú)所謂。

還有 R 語(yǔ)言，也是在計(jì)算領(lǐng)域被多多使用的。

R 語(yǔ)言，一種自由軟件程式語(yǔ)言與操作環(huán)境，主要用于統(tǒng)計(jì)分析、繪圖、數(shù)據(jù)挖掘。R 本來(lái)是由來(lái)自新西蘭奧克蘭大學(xué)的 Ross Ihaka 和 Robert Gentleman 開(kāi)發(fā)（也因此稱為 R），現(xiàn)在由“R 開(kāi)發(fā)核心團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)。R 是基于 S 語(yǔ)言的一個(gè) GNU 計(jì)劃項(xiàng)目，所以也可以當(dāng)作 S 語(yǔ)言的一種實(shí)現(xiàn)，通常用 S 語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼都可以不作修改的在 R 環(huán)境下運(yùn)行。R 的語(yǔ)法是來(lái)自 Scheme。

最后要說(shuō)的就是 Python，近幾年使用 Python 的領(lǐng)域不斷擴(kuò)張，包括在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，它已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)。在這個(gè)過(guò)程中，雖然有不少人詬病 Python 的這個(gè)慢那個(gè)解釋動(dòng)態(tài)語(yǔ)言之類（這種說(shuō)法是值得討論的），但是，依然無(wú)法阻擋 Python 在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域大行其道。之所以這樣，就是因?yàn)樗?Python。

開(kāi)源，就這一條就已經(jīng)足夠了，一定要用開(kāi)源的東西。至于為什么，本教程前面都闡述過(guò)了。
因?yàn)殚_(kāi)源，所以有非常棒的社區(qū)，里面有相當(dāng)多支持科學(xué)計(jì)算的庫(kù)，不用還等待何時(shí)？
簡(jiǎn)單易學(xué)，這點(diǎn)對(duì)那些不是專業(yè)程序員來(lái)講非常重要。我就接觸到一些搞天文學(xué)和生物學(xué)的研究者，他們正在使用 Python 進(jìn)行計(jì)算。
在科學(xué)計(jì)算上如果用了 Python，能夠讓數(shù)據(jù)跟其它的比如 web 無(wú)縫對(duì)接，這不是很好的嗎？

當(dāng)然，最重要一點(diǎn)，就是本教程是講 Python 的，所以，在科學(xué)計(jì)算這塊肯定不會(huì)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(lái)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(shí)候，如果需要其它的依賴，你會(huì)明顯看到的。

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

基本操作

在科學(xué)計(jì)算中，業(yè)界比較喜歡使用 ipython notebook，前面已經(jīng)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(kāi)的：

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

在 In 后面的編輯去，可以寫(xiě) Python 語(yǔ)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(dāng)前編輯區(qū)換行。

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

Ipython Notebook 是一個(gè)非常不錯(cuò)的編輯器，執(zhí)行之后，直接顯示出來(lái)輸入內(nèi)容和輸出的結(jié)果。當(dāng)然，錯(cuò)誤是難免的，它會(huì)：

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(biāo)出有問(wèn)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(shí)候更方便。

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

除了在網(wǎng)頁(yè)中之外，如果你已經(jīng)喜歡上了 Python 的交互模式，特別是你用的計(jì)算機(jī)中有一個(gè) shell 的東西，更是棒了。于是可以：

$ ipython

進(jìn)入了一個(gè)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(shuō) ipython 同樣是一個(gè)不錯(cuò)的交互模式。

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

如果你認(rèn)為有必要打賞我，請(qǐng)通過(guò)支付寶：qiwsir@126.com,不勝感激。

上一篇：用 tornado 做網(wǎng)站 (4)下一篇：Python 安裝