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O poder do Python na Computação Científica e Matemática

Lidy Monteiro
October 28, 2016

O poder do Python na Computação Científica e Matemática

Sessão Temática apresentada na XII Semana de Matemática da UFRPE, realizada entre os dias 26 a 30 de Outubro de 2016.

Python é linguagem de programação alto nível, gratuita e open source que fornece ferramentas para resolver diversos problemas voltados para ciência, engenharia, estatística e computação. Python pode ser utilizado em ambiente de pesquisa, área científica ou até mesmo como ferramentas de ensino da matemática através da manipulação de vetores, matrizes, plotagem de gráficos e álgebra linear. O poder do Python na computação científica e matemática também podem ser evidenciados por seu potencial e alternativa viável ao Fortran e Matlab.

Lidy Monteiro

October 28, 2016
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Transcript

  1. O poder do Python na Computação Científica e Matemática Lidiane

    Monteiro IIX Semana de Matemática - UFRPE
  2. Lidiane Monteiro IIX Semana de Matemática - UFRPE -  Graduanda

    Licenciatura em Computação DEINFO/UFRPE -  Estagiária de Desenvolvimento Web na Fundaj -  Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência / PE -  Co-Coordenadora de Mídias Sociais da Associação Python Brasil
  3. O que é Python e por que utilizar? - Linguagem

    de programação alto nível - Criada em 1991 por Guido van Rossum - Multi paradigma (Imperativa, Orientada a Objetos, Funcional) - Linguagem de propósito geral
  4. O que é Python e por que utilizar? - Vasta

    documentação e comunidade ativa - Biblioteca padrão poderosa - Sintaxe clara e concisa, prioriza legibilidade do código - Open source
  5. Python Vs Matlab - Proprietário - Custo elevado - Compromete

    a reprodutibilidade dos experimentos - Lento - Restrito
  6. O poder do Python: -  Shell interativo avançado que tem

    muitos recursos interessantes: -  Completação por tab -  Edição auxiliada por histórico de comando
  7. O poder do Python: -  Criação de aliases (apelidos) para

    comandos -  Autoindentação -  Console gráfico permite plotagem de gráficos direto no Shell -  Computação paralela e muito mais.
  8. O poder do Python: -  Aplicativo web interativo para escrever

    e executar código de forma interativa e documentos notebook no navegador. -  O que pode conter nos documentos? Código ao vivo, Widgets interativos, Texto narrativo, Equações, Imagens, Vídeo… Notebook
  9. O poder do Python: -  Podem ser convertidos em vários

    formatos e compartilhados com outras pessoas usando o e-mail, Dropbox, Github ou nbviewer.ipython.org Notebook
  10. O poder do Python: NumPy -  Um pacote básico do

    Python que suporta operações com arranjos, vetores e matrizes de N dimensões. -  Sintaxe semelhante ao software proprietário Matlab, mas com muito mais eficiência e expressividade da linguagem Python.
  11. O poder do Python: NumPy Vetor de 10 elementos de

    0 a 2 espaçados linearmente >>> x = np.linspace(0, 2, 10)! >>> x! array([ 0. , 0.22222222, 0.44444444, 0.66666667, 0.88888889,! 1.11111111, 1.33333333, 1.55555556, 1.77777778, 2. ])!
  12. O poder do Python: NumPy Vetor com os elementos [1,2,3]:

    >>> import numpy as np! >>> x = np.array([1, 2, 3])! >>> x! array([1, 2, 3])! >>> x[0]! 1! >>> x[1]! 2! >>> x[2]! 3!
  13. O poder do Python: NumPy Exemplo anterior bidimensional: >>>import numpy

    as np! >>> x = np.array([[1, 2, 3]])! >>> x! array([[1, 2, 3]])! >>> x[0,0]! 1! >>> x[0,1]! 2! >>> x[0,2]! 3!
  14. O poder do Python: NumPy Exemplo anterior bidimensional: >>>import numpy

    as np! >>> x = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)! >>> y = np.sin(x)! >>> plt.plot(x,y)! [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x10dc201d0>]! >>> plt.show()!
  15. O poder do Python: -  Biblioteca fundamental para computação científica

    e tem seu ecossistema para a matemática, ciência e engenharia.
  16. O poder do Python: -  Depende do NumPy -  Integração

    numérica, otimização e processamento de sinais, etc
  17. O poder do Python: Matplotlib -  Pacote que fornece rotinas

    para a produção de gráficos 2D e 3D para visualização científica
  18. Matemática Simbólica -  Biblioteca que inclui várias ferramentas, variam da

    aritmética básica, álgebra, cálculo diferencial e integral, manipulação de polinômios e equações diferenciais, matemática discreta, física e entre outras. SymPy