Η Python είναι μια πολύ γνωστή και ευρέως χρησιμοποιούμενη γλώσσα προγραμματισμού. Είναι επίσης η προτιμώμενη γλώσσα για Επιστήμονες Δεδομένων, Αναλυτές Δεδομένων, Μηχανικούς Μηχανικής Μάθησης και για όσους εργάζονται στην Τεχνητή Νοημοσύνη.
Επειδή είναι μια γλώσσα ανοιχτού κώδικα, είναι απλή και έχει μια ποικιλία εναλλακτικών κωδικών.
Μεταξύ των πολυάριθμων περιπτώσεων χρήσης που καλύπτονται από την Python, η ανάλυση δεδομένων έχει γίνει μια από τις πιο σημαντικές. Το οικοσύστημα Python είναι πλούσιο σε βιβλιοθήκες, εργαλεία και εφαρμογές που επιτρέπουν τον επιστημονικό υπολογισμό και την ανάλυση δεδομένων ευκολότερα και ταχύτερα.
Η Python δεν είναι αρκετά γρήγορη για τους δημιουργούς του Julia, ενός προγράμματος που προορίζεται για «επιστημονικούς υπολογιστές, μάθηση μηχανής, εξόρυξη δεδομένων, γραμμική άλγεβρα μεγάλης κλίμακας, κατανεμημένος και παράλληλος υπολογισμός», σύμφωνα με την περιγραφή τους.
Η Τζούλια φιλοδοξεί να προσφέρει αναλυτές δεδομένων και επιστήμονες όχι μόνο γρήγορη και άνετη δημιουργία αλλά και αστραπιαία εκτέλεση.
Οι πίνακες, η γραμμική άλγεβρα και οι πίνακες αποτελούν μέρος της μαθηματικής και τεχνικής γλώσσας προγραμματισμού που είναι γνωστή ως Matlab. Αναγνωρίζεται καλά ως κορυφαία ατμόσφαιρα για οποιαδήποτε δραστηριότητα.
Τα τελευταία 10 χρόνια, επιστημονικά υπολογιστικά περιβάλλοντα όπως το Mathematica, το Maple και το Matlab έχουν γίνει σημαντικά πιο δημοφιλή ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι οι επιστήμονες και οι μηχανικοί αισθάνονται πιο παραγωγικοί σε τέτοια περιβάλλοντα.
Η εκτεταμένη εργαλειοθήκη και η απλή σύνταξη των γλωσσών εντολών που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα περιβάλλοντα είναι μια προφανής αιτία.
Σε αυτήν την ανάρτηση, θα συγκρίνουμε τα Matlab, Julia και Python για να σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε ποια γλώσσα χρησιμοποιείται για ποιο σκοπό και, το πιο σημαντικό, ποια είναι ιδανική για εσάς.
Εισαγωγή στην Python
Ένα από πιο δημοφιλείς γλώσσες προγραμματισμού σε χρήση σήμερα είναι η Python. Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1991 και είναι μια γλώσσα υψηλού επιπέδου, ερμηνευμένη, πολλαπλών παραδειγμάτων.
Περιέχει πολλές βιβλιοθήκες και εργαλεία για μηχανική μάθηση, τεχνητή νοημοσύνη (AI) και ανάπτυξη εφαρμογών και ιστοτόπων (ML). Η Python είναι πιθανώς η γλώσσα που θα χρησιμοποιήσετε για να προγραμματίσετε οτιδήποτε.
Λόγω της δύναμης, της ευελιξίας και της εύκολα κατανοητής και κατανοητής σύνταξης, η Python είναι αγαπημένη μεταξύ των προγραμματιστών.
Σχεδόν το 70% των προγραμματιστών ισχυρίζονται ότι χρησιμοποιούν την Python για τη δημιουργία ισχυρών αλγορίθμων AI και ML για ανάλυση συναισθήματος και επεξεργασία φυσικής γλώσσας. Οι γλώσσες επιλογής για την επιστήμη δεδομένων είναι η Python και η R.
Οι πολυάριθμες εξωτερικές βιβλιοθήκες που έχουν δημιουργηθεί από τη μεγάλη κοινότητα προγραμματιστών της Python είναι αυτές που της δίνουν την ευελιξία της.
Η Python χρησιμοποιεί αρκετές από αυτές τις ενότητες για να χειριστεί μαθηματικές και επιστημονικές εργασίες στην επιστήμη δεδομένων. Μεταξύ των πιο δημοφιλών είναι οι NumPy, TensorFlow, PyTorch, Pandas και Maplotlib.
Η υποστήριξη της Python για κοινές μορφές δεδομένων όπως τα αρχεία CSV και JSON και η ικανότητά της να αλληλεπιδρά με βάσεις δεδομένων SQL αποτελούν επίσης ισχυρές δικαιολογίες για τη χρήση της.
Χαρακτηριστικά
- Είναι μια γλώσσα ανοιχτού κώδικα με δυνατότητα λήψης δωρεάν και είναι διαθέσιμη στο διαδίκτυο.
- Είναι μια γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου, εύκολη στην εκμάθηση, φιλική προς τους προγραμματιστές.
- Οι τάξεις, ο πολυμορφισμός, η ενθυλάκωση και άλλες αντικειμενοστρεφείς ιδέες υποστηρίζονται από τη γλώσσα.
- Η Python είναι μια επεκτάσιμη γλώσσα και η C ή η C++ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνταξη και τη μεταγλώττιση προγραμμάτων Python.
- Είναι μια διερμηνευμένη γλώσσα, επομένως η συλλογή δεν είναι απαραίτητη. Ο εντοπισμός σφαλμάτων κώδικα γίνεται ευκολότερος από τις γραμμές που εκτελούνται γραμμή προς γραμμή.
- Η Python συνοδεύεται από μια σημαντική συλλογή βιβλιοθηκών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εξορθολογισμό της ανάπτυξης με απλή εισαγωγή τους. Κατά συνέπεια, οι προγραμματιστές δεν χρειάζεται να επαναλάβουν αυτόν τον ακριβή κώδικα.
- Οι μεταβλητές δεν χρειάζεται να οριστούν πριν χρησιμοποιηθούν σε αυτήν τη δυναμικά πληκτρολογημένη γλώσσα, καθώς ο τύπος δεδομένων αποφασίζεται κατά το χρόνο εκτέλεσης.
Εισαγωγή στην Τζούλια
Με την πρώτη της σταθερή έκδοση που κυκλοφόρησε το 2018, η Julia, μια νεοεισερχόμενη στον τομέα των γλωσσών προγραμματισμού, δημιουργήθηκε το 2012 για να ικανοποιήσει τις ανάγκες των κοινοτήτων Επιστήμης Δεδομένων και Μηχανικής Μάθησης για μια ταχύτερη γλώσσα προσανατολισμένη στα μαθηματικά.
Με τη βοήθεια του σύγχρονου υλικού Concurrent, Parallel και Κατανεμημένα Υπολογιστικά δυνατότητες, η Julia είναι μια γλώσσα προγραμματισμού που συνδυάζει τις πιο λεπτές πτυχές άλλων γλωσσών προγραμματισμού.
Η σύνταξη της Julia, η οποία προορίζεται σε μεγάλο βαθμό για τεχνικούς υπολογιστές, είναι συγκρίσιμη με της Python.
Η Julia είναι μια δυναμική, υψηλού επιπέδου, υψηλής απόδοσης γλώσσα προγραμματισμού.
Δεδομένου ότι είναι ένα βασικό συστατικό αυτής της γλώσσας, η γραμμική άλγεβρα χρησιμοποιείται εκτενώς στη μηχανική μάθηση, την επιστήμη δεδομένων, την εξόρυξη δεδομένων, την αριθμητική ανάλυση και για οποιονδήποτε μαθηματικό σκοπό.
Η απλότητα, η εξαιρετική απόδοση και η ταχύτητα του Julia το καθιστούν ελκυστικό για χρήση με πολύπλοκα μοντέλα δεδομένων.
Αλλά για τους επιστήμονες, η δυνατότητα μετάφρασης της τυποποιημένης γλώσσας της Επιστήμης σε κώδικα είναι κάτι που αποθαρρύνει: η Τζούλια έχει υποστήριξη για το ελληνικό αλφάβητο, επιτρέποντας τη χρήση μαθηματικών εξισώσεων χωρίς προηγουμένως να τις μετατρέψει σε γλώσσα κωδικοποίησης.
Χαρακτηριστικά
- Η Τζούλια χρησιμοποιεί απλή σύνταξη.
- Για την προσθήκη εντολών προτροπής, η Julia διαθέτει μια διαδραστική γραμμή εντολών και έναν βρόχο εκτύπωσης ανάγνωσης Eval (REPL).
- Για να αλληλεπιδράσει με προγράμματα Fortran, C και Python, μπορεί εύκολα να εισάγει και να χρησιμοποιήσει εξωτερικές βιβλιοθήκες.
- Η συλλογή Just-in-time (JIT) είναι ένα χαρακτηριστικό της μεταγλωττισμένης γλώσσας Julia. Η Julia χρησιμοποιεί το πλαίσιο LLVM για τη συλλογή, το οποίο συμβάλλει στη γρήγορη εκτέλεσή της.
- Η σύνταξη της Julia είναι εύκολη στη χρήση για οποιονδήποτε εργάζεται σε κωδικοποίηση με βάση τα μαθηματικά, καθώς μοιάζει με μαθηματικές εξισώσεις.
- Ο μετα-προγραμματισμός είναι μια δυνατότητα της Julia που επιτρέπει στα προγράμματα της Julia να παράγουν εφαρμογές Julia.
- Έρχεται με ένα πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων που επιτρέπει στους προγραμματιστές να ορίζουν σημεία διακοπής και να εξετάζουν τα αποτελέσματα.
- Τόσο οι στατικοί όσο και οι δυναμικοί τύποι υποστηρίζονται από τη Julia. Πριν χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή, μπορείτε να τη δηλώσετε ή μπορείτε να δημιουργήσετε μια συνάρτηση που λαμβάνει σιωπηρά τις μεταβλητές.
Εισαγωγή στην matlab
Το διαδραστικό περιβάλλον και η γλώσσα προγραμματισμού τέταρτης γενιάς MATLAB (εργαστήριο matrix) χρησιμοποιούνται για αριθμητικούς υπολογισμούς, οπτικοποίηση και προγραμματισμό.
Επιτρέπει τους χειρισμούς πινάκων, την γραφική παράσταση συναρτήσεων και δεδομένων, την υλοποίηση αλγορίθμων, την ανάπτυξη διεπαφές χρήστη, την αλληλεπίδραση με προγράμματα γραμμένα σε άλλες γλώσσες, όπως C, C++, Java και FORTRAN, και την ανάλυση και ανάπτυξη αλγορίθμων, τη δημιουργία μοντέλων και εφαρμογών και την υλοποίηση διεπαφών χρήστη.
Μπορείτε να κάνετε μαθηματικούς υπολογισμούς, να δημιουργήσετε γραφήματα και να χρησιμοποιήσετε αριθμητικές προσεγγίσεις με τη βοήθεια των πολλών ενσωματωμένων εντολών και μαθηματικές συναρτήσεις.
Μετά από δεκαετίες εξέλιξης, το MATLAB μπορεί πλέον να διαβάζει δεδομένα από επίπεδα αρχεία, βάσεις δεδομένων, αποθήκευση cloud, εξοπλισμό συλλογής δεδομένων, ακόμη και ζωντανές ροές οικονομικών δεδομένων.
Το MATLAB ήταν παλαιότερα υπέροχο για την εργασία με στατικά αριθμητικά δεδομένα σε διανύσματα και πίνακες. Λόγω των διευρυνόμενων δυνατοτήτων του, οι χρήστες μπορούν πλέον να εκτελούν εξελιγμένα μοντέλα μηχανικής εκμάθησης, να κάνουν οπτικοποίηση δεδομένων και ακόμη και να αναπτύξουν εφαρμογές για κινητές συσκευές και επιτραπέζιους υπολογιστές.
Προσφέροντας ένα GUI (Graphical User Interface) και άλλα εργαλεία, όπως ανάλυση σήματος και δέκτες, το MATLAB προσφέρει ένα διαδραστικό περιβάλλον. Το MATLAB προσφέρει επίσης εργαλεία για τη δημιουργία λογισμικού και τον εντοπισμό σφαλμάτων.
Μέσω του GUI, η εισαγωγή και η εξαγωγή αρχείων στο MATLAB είναι απλή. Καθώς προχωράμε στη δημιουργία του λογισμικού μας, μπορούμε να επιθεωρήσουμε τα δεδομένα του χώρου εργασίας και να τα τροποποιήσουμε όπως απαιτείται.
Χαρακτηριστικά
- Τόσο αριθμητικοί όσο και συμβολικοί υπολογισμοί μπορούν να γίνουν με αυτό.
- Είναι μια γλώσσα υψηλού επιπέδου που χρησιμοποιείται κυρίως σε μηχανικούς και επιστημονικούς υπολογιστές.
- Προσφέρει μια αρκετά μεγάλη βιβλιοθήκη μαθηματικών συναρτήσεων για γραμμική άλγεβρα, στατιστικές, ανάλυση Fourier, φιλτράρισμα, βελτιστοποίηση, αριθμητική ολοκλήρωση και επίλυση συνηθισμένων διαφορικών εξισώσεων.
- Περιλαμβάνει εργαλεία για τη δημιουργία προσαρμοσμένων γραφημάτων καθώς και ενσωματωμένες εικόνες για την προβολή δεδομένων.
- Προσφέρει εργαλεία για τη δημιουργία εφαρμογών με μοναδικά γραφικά περιβάλλοντα χρήστη.
- Η διεπαφή προγραμματισμού για το MATLAB παρέχει στους προγραμματιστές εργαλεία για τη βελτίωση της απόδοσης και της δυνατότητας συντήρησης των προγραμμάτων τους.
- Προσφέρει εργαλεία ενοποίησης για αλγόριθμους βασισμένους σε MATLAB με προγράμματα και γλώσσες τρίτων, συμπεριλαμβανομένων των C, Java,.NET και Microsoft Excel.
- Μια ποικιλία δεδομένων σε πραγματικό χρόνο από βάσεις δεδομένων JDBC/ODBC μπορούν να υποστηριχθούν εγγενώς από το MATLAB, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων, βίντεο, εικόνων, τηλεμετρίας, δυαδικών και άλλων τύπων δεδομένων.
Διαφορές μεταξύ Matlab, Julia και Python
Δημοτικότητα
Η Python βρίσκεται πλέον στην κορυφή της λίστας με τις πιο χρησιμοποιούμενες γλώσσες προγραμματισμού. Με μία από τις μεγαλύτερες κοινότητες προγραμματιστών για οποιαδήποτε γλώσσα, χρησιμοποιείται για περισσότερα από 30 χρόνια και παρέχει απαντήσεις και βοήθεια για κάθε πιθανό πρόβλημα.
Ακόμα κι αν ο αριθμός των θαυμαστών αυξάνεται σταθερά, η Τζούλια έχει μια μικρή αλλά αφοσιωμένη κοινότητα και η πλειοψηφία της υποστήριξης εξακολουθεί να παρέχεται από τους συγγραφείς.
Τα ιστολόγια ειδικά για την Τζούλια και μια αναπτυσσόμενη κοινότητα μοιράζονται τις γνώσεις τους σχετικά με τη χρήση του σε διάφορες πλατφόρμες.
Η χρήση της Julia εκτός της επιστήμης δεδομένων αναμένεται να αυξηθεί σε εξέχουσα θέση.
Η γλώσσα μόλις άρχισε να αγκαλιάζει τα πλαίσια ανάπτυξης ιστού, επεκτείνοντας το φάσμα των δυνατοτήτων ανάπτυξης και, κατά συνέπεια, τη δεξαμενή προγραμματιστών που τη χρησιμοποιούν.
Από την άλλη πλευρά, το MATLAB έχει ορισμένους περιορισμούς στη φορητότητα επειδή είναι ένα ακριβό πρόγραμμα.
Μόνο οι πλατφόρμες με MATLAB ή το MATLAB Component Runtime μπορούν να εκτελούν αρχεία MATLAB σε άλλες πλατφόρμες (MCR). Επειδή το OOP του MATLAB είναι πιο περίπλοκο και περίπλοκο, μπορεί να είναι πιο περίπλοκο για ορισμένα άτομα.
Ωστόσο, το MATLAB είναι συχνά μια πιο εξελιγμένη γλώσσα.
Ταχύτητα
Η ταχύτητα εκτέλεσης είναι κρίσιμη κατά την ανάπτυξη κώδικα. Ο ρυθμός με τον οποίο εκτελείται η Julia είναι παρόμοιος με αυτόν της γλώσσας προγραμματισμού C. Αναπτύχθηκε για να παρέχει μια γρήγορη γλώσσα.
Σε αντίθεση με άλλες γλώσσες διερμηνείας, η Τζούλια δεν επιταχύνει την εκτέλεση. Για τη δημιουργία προγραμμάτων στο Julia, χρησιμοποιείται το πλαίσιο LLVM. \
Χωρίς τη χρήση μη αυτόματων τεχνικών δημιουργίας προφίλ και βελτιστοποίησης, η Julia αντιμετωπίζει δυσκολίες απόδοσης που απαιτούν ταχύτητα. Για προβλήματα που απαιτούν μεγάλα δεδομένα, Cloud Computing, Ανάλυση Δεδομένων και Στατιστική Υπολογιστική, η Τζούλια προσφέρει μια φανταστική απάντηση.
Είναι προφανές ότι η Julia είναι ανώτερη από την Python όταν αντιπαραβάλλουμε την απόδοση και την ταχύτητά της.
Το Matlab, από την άλλη πλευρά, είναι μια γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου που διαθέτει ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ, έλεγχος δηλώσεων ροής, συναρτήσεων, εξόδου/εισόδου και αντικειμενοστρεφούς προγραμματισμού.
Επιτρέπει τη γρήγορη δημιουργία εφαρμογών που πετιούνται γρήγορα καθώς και τη δημιουργία ολοκληρωμένων, περίπλοκων και μεγάλων προγραμμάτων εφαρμογών.
βιβλιοθήκες
Με την απλή εισαγωγή αυτών των βιβλιοθηκών και χρησιμοποιώντας τις λειτουργίες τους, η τεράστια βιβλιοθήκη της Python κάνει την ανάπτυξη για την Python πολύ πιο εύκολη.
Σε σύγκριση με την Python, η Τζούλια υποφέρει από έλλειψη εκτεταμένων πόρων βιβλιοθήκης. Ένας αρκετά μεγάλος αριθμός βιβλιοθηκών τρίτων υποστηρίζει επίσης Python. Λόγω της ανεπαρκούς συντήρησης του πακέτου, οι βιβλιοθήκες της Julia έχουν επίσης αυτό το πρόβλημα.
Παρόλο που η αρχική οπτικοποίηση δεδομένων διαρκεί λίγο χρόνο, η Julia μπορεί να διασυνδέεται με βιβλιοθήκες C.
Η ανάπτυξη των βιβλιοθηκών της Τζούλιας είναι απαραίτητη για την επιτυχία της ως νέας γλώσσας.
Για τον υπολογισμό στατιστικών, γραμμικής άλγεβρας, αριθμητικής ολοκλήρωσης, φιλτραρίσματος, ανάλυσης Fourier, βελτιστοποίησης και επίλυσης συνηθισμένων διαφορικών εξισώσεων, παρέχεται από το Matlab μια μεγάλη βιβλιοθήκη μαθηματικών συναρτήσεων.
Ευστροφία
Η Python είναι μια γλώσσα εύκολη στην κατανόηση και τη γραφή, καθιστώντας την ευέλικτη. Η προσαρμοστικότητα της Python την καθιστά εξαιρετική για εργασίες προγραμματισμού, όπως δέσμες ενεργειών ιστού, ανάπτυξη και αυτοματοποίηση.
Επειδή μπορεί να κάνει εργασίες και χρησιμοποιεί μια ποικιλία βιβλιοθηκών και πλαισίων, η Python είναι η γλώσσα επιλογής για τους προγραμματιστές.
Η Python είναι πιο ευέλικτη, ενώ η Τζούλια διαπρέπει στην επίλυση προβλημάτων στον επιστημονικό προγραμματισμό.
Οι μηχανικοί που ενδιαφέρονται κυρίως να χρησιμοποιήσουν το Matlab ως ένα απλό εργαλείο κωδικοποίησης για τη διεξαγωγή τυπικών μηχανικών υπολογισμών θα το βρουν χρήσιμο.
Είναι απλό για τους μη κωδικοποιητές να κατασκευάσουν εκτελέσιμη λογική λόγω του ενσωματωμένου περιβάλλοντος ανάπτυξης και του προγράμματος εντοπισμού σφαλμάτων που υπάρχουν ήδη.
Εργαλεία που υποστηρίζονται
Οποιοσδήποτε προγραμματιστής θα επιλέξει μια γλώσσα προγραμματισμού που προσφέρει κορυφαία υποστήριξη εργαλείων για όλα τα έργα ανάπτυξης λογισμικού.
Η Julia αποδίδει καλύτερα από την Python όσον αφορά την υποστήριξη εργαλείων. Η υποστήριξη εργαλείων της Julia εξακολουθεί να είναι λειτουργική, αλλά η υποστήριξη εργαλείων της Python είναι εξαιρετική.
Εξαιτίας αυτού, η Julia στερείται ορισμένων από τις δυνατότητες διάγνωσης και αποκατάστασης της Python για προβλήματα απόδοσης.
Επιπλέον, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα μη ασφαλούς διεπαφής στην περίπτωση της Julia επειδή είναι μια νέα γλώσσα με εγγενή API.
Η διαδραστική ρύθμιση που προσφέρει το MATLAB επιτρέπει την επαναληπτική εξερεύνηση, το σχεδιασμό και την επίλυση προβλημάτων. Είναι μια συλλογή πόρων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι προγραμματιστές.
Διαθέτει εργαλεία για τη διαχείριση μεταβλητών του χώρου εργασίας και την εισαγωγή και εξαγωγή δεδομένων. Επιπλέον, περιλαμβάνει εργαλεία για την επεξεργασία, τον εντοπισμό σφαλμάτων και τη δημιουργία προφίλ αρχείων MATLAB.
Συμπέρασμα
Θα συνοψίσω λέγοντας ότι η Julia είναι μια εξειδικευμένη γλώσσα που χρησιμοποιείται κυρίως από μια μικρή ομάδα.
Η Julia πιθανότατα θα εξελιχθεί σε μια δημοφιλή, περιζήτητη γλώσσα καθώς οι προγραμματιστές και η κοινότητα διευρύνουν τις δυνατότητές της.
Εκατομμύρια άνθρωποι χρησιμοποιούν Python, η οποία είναι μια καθιερωμένη γλώσσα, και υπάρχουν αμέτρητα διαθέσιμα προγράμματα τρίτων. Από παιχνίδια μέχρι έρευνα δεδομένων, χρησιμοποιείται παντού.
Το πρόγραμμα σπουδών κάθε προγραμματιστή περιλαμβάνει την Python ως μία από τις θεμελιώδεις γλώσσες και δεδομένου ότι οι νέες γλώσσες είναι συνεχώς σε θέση να συνδέονται με αυτό, δεν θα αντικατασταθεί σύντομα.
Αν και η Julia και η Python είναι πλέον οι πιο δημοφιλείς γλώσσες προγραμματισμού στον τομέα της επιστήμης δεδομένων, το MATLAB προβλέπεται να αποκτήσει δημοτικότητα και εύρος εφαρμογών λόγω των ανώτερων δυνατοτήτων ανάπτυξης και ανάπτυξης συλλογικής μοντελοποίησης.
Το γεγονός ότι οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια ενιαία ισχυρή πλατφόρμα για να σχεδιάσουν μοντέλα ML, να αναλύσουν δεδομένα και να δημιουργήσουν εφαρμογές για υπολογιστές και κινητά με προσαρμοσμένα GUI βελτιώνει σημαντικά τη θέση του MATLAB στον τομέα της επιστήμης δεδομένων.
Αφήστε μια απάντηση