بايثون-27: شرح مكتبة (SciPy) الجزء الاول


السلام عليكم

في المحاضرات السابقة شرحنا مكتبة (NumPy) وبينا الكثير من فوائدها في مجال البرمجة العلمية والتعامل مع البيانات الكثيرة وخصوصاً المصفوفات واليوم وكما وعدناكم نبدأ على بركة الله شرح مكتبة علمية اخرى للغة بايثون الا وهي مكتبة (SciPy).

بداية قد يرد السؤال عن ما هي فائدة هذه المكتبات؟

والجواب ببساطة ان هذه المكتبات توفر ادوات ودوال تسهل وتسرع عملية التعامل مع البيانات الكثيرة التي ننوي العمل عليها في الامثلة العملية التي سيتم شرحها بعد الانتهاء من شرح الادوات لعلم البيانات بلغة بايثون.

وبصورة عامة فأن التعامل مع علم البيانات والكميات الكبيرة من البيانات يحتاج بشكل عام معرفة في الجبر الخطي (linear algebra) وهو بالضبط ما سنركز عليه في شرح هذه المكتبة.

مقارنة بين (NumPy) و (SciPy)

مما سبق فالمفروض اننا عرفنا ان مكتبة (NumPy) هي مكتبة رائعة في مجال الحسابات العلمية بلغة بايثون حيث انها تحتوي على مجموعة من الادوات والتقنيات التي يمكن ان تستخدم لحل النماذج الرياضية في الحاسوب. ولكن الاداة الاكثر استخداماً في علم البيانات هي المصفوفات متعددة الابعاد عالية الاداء والتي توفرها كل من المكتبتين.

بشكل مختصر فأن مكتبة (SciPy) هي نفس مكتبة (NumPy)

وهي ايضاً من بين المكتبات الاساسية للحسابات العلمية وخوارزميات الرياضيات والدوال المعقدة. ولكنها مبنية كأمتداد لمكتبة (NumPy) مما يعني انهما يستخدمان سوية في اغلب الاحيان.

وسنتعرف على المزيد حول ذلك في هذا الدرس والدروس القادمة ان شاء الله.

مبدئياً وقبل الخوض في التفاصيل، فمن الضروري معرفة ما الذي نحتاجه من هذه المكتبة لعلم البيانات (حيث انها مكتبة ضخمة وشرح كل تفاصيلها قد يأخذ وقتاً طويلاً جداً ولذلك سنركز على ما نحتاجه فقط) وهذه الامور تشمل هياكل المصفوفات وكيفية التعامل مع الانواع المختلفة من البيانات وكيفية التلاعب بأشكال المصفوفات واخيراً دوال الجبر الخطي.

بخصوص انشاء المصفوفات والتعامل معها والتلاعب بشكلها وحجمها فقد تم شرح كل ذلك في الدروس السابقة والرابط التالي يحتوي على ملخص لكل الدوال التي توفرها مكتبة (NumPy):

انقر هنا لزيارة NumPy Cheat sheet

ولذلك سنقفز مباشرة الى الجبر الخطي والتعامل مع دواله في مكتبة (SciPy) فتابعوا معنا:

قبل البدء يجدر الاشارة الى ان مكتبة (SciPy) تأتي منصبة بالفعل مع الاناكوندا ويمكن التأكد من ذلك من خلال استيراد المكتبة ثم فحص الاصدار الخاص بها وكما في المثال التالي:

1

السطر الاول لأستيراد مكتبة NumPy

السطر الثاني لأستيراد مكتبة SciPy

السطر الثالث لعرض الاصدار الخاص بمكتبة SciPy

والان نبدأ التعامل مع ادوات هذه المكتبة:

اساسيات المتجهات والمصفوفات:

فضاء المتجه (Vector Space): وهو مفهوم اساسي في الجبر الخطي وهو عبارة عن مجموعة من المتجهات بحيث يمكنك جمع متجهين بدون ان يخرج الناتج من فضاء المتجه. علماً ان المتجه قد يكون صف او عمود في المصفوفة.

انشاء المتجهات والمصفوفات بأستخدام مكتبة (NumPy): ويمكن عمل ذلك كما تعلمنا في الدروس السابقة او بأستخدام الطريقة التالية:

2

عند التعامل مع مصفوفات تتكون اغلب عناصرها من اصفار فتلك المصفوفات نسميها مصفوفات متفرقة (Sparse matrices) واما المصفوفات التي تحتوي على عدد قليل من الاصفار فنسميها المصفوفات الكثيفة (Dense Matrices)

للوهلة الاولى قد يبدو هذا الشيء غير مفيد وهي مجرد اختلاف في الاسماء ولكن هنا تبرز اهمية المكتبات العلمية التي تراعي هذه الامور بدقة وتستخدمها لتسريع التنفيذ وهنا تظهر لنا عدة خيارات:

scipy.linalg ونستخدمها مع المصفوفات الكثيفة

scipy.sparse ونستخدمها مع المصفوفات المتفرقة

وهناك عدة عمليات بمكن انجازها على كل نوع من المصفوفات:

3

العمليات على المتجهات:

كما تم رؤيته سابقاً في مكتبة (NumPy) فأن المتجهات وهي مصفوفات احادية البعد يمكن جمعها وطرحها واجراء العمليات الرياضية البقية عليها بشرط ان تكون بنفس الحجم للجمع والطرح وهكذا.

4

الى هنا ينتهي درس اليوم على امل اكمال ما يتعلق بمكتبة (SciPy) في الدرس القادم ان شاء الله فتابعوا معنا

اخوكم مصطفى صادق لطيف

نُشر بواسطة mustafasadiq

I am a Computer Engineer from Iraq my goal of this site is to increase the Arabic scientific materials online both in Quantity and in Quality by making lessons (written and videos) about everything related to my fields of interests which includes: 1- Computer Science and Engineering: Academic and technical contents. 2- English Language: both normal life English and academic English requirements like TOEFL, GRE, IELTS, ...etc. 3- Computer Cultural aspects: in normal people life's as articles and magazines. 4- General Literature, Economical, Political, and social aspects: as Articles and Magazines. Wish you will enjoy surfing my blog and always expect more and wait for better :)

رأيان حول “بايثون-27: شرح مكتبة (SciPy) الجزء الاول

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار وردبرس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

The Union Of Arabian Academics

اتحاد الاكاديميين العرب - موسسسة عربية علمية بحثية . تاسس عام 2018 . تتكون من الاخوة و الاخوات الباحثين و الاكاديميين و العلماء العرب.

Scott H Young

Mustafa Sadiq ICT Academy

GETTING PUBLISHED

Comments and advice for academic authors

فِي سِتَّةِ أَيَّامٍ

أشياء أكتبها وأخرى أكتب عنها

مطور

Mustafa Sadiq ICT Academy

مدونة المبرمج العراقي فلاح كاطع

تتحدث عن اهم مشاريعي في تقنية المعلومات و انظمة التحكم الالكتروني المايكروكونترولر الاردوينو

Manarlogy

كتب | معرفة | تخطيط | تجارب

مدونة NetworkSet

مدونة تختص بأمور الشبكات والأجهزة التى تدعمها

مدونة علي عبد الغني

مدونة علي عبد الغني للبرمجة

Sciware Podcast

Not just another podcast (All my writings are copyrighted)

محمد توفيق علاوي

Mohammed Tawfik Allawi

عالم البرمجة

Mustafa Sadiq ICT Academy

شبكات الكمبيوتر

Mustafa Sadiq ICT Academy

مدونة عيسى حمدان العلمية

مدونة علمية تهتم بكل ماهو جديد بعلوم الحاسب الآلي والشبكات

خدمات ويب

Mustafa Sadiq ICT Academy

SWAT 771

St. Mildred's Women Advancing Technology: A FIRST Robotics team

Discover

A daily selection of the best content published on WordPress, collected for you by humans who love to read.

Virtual IT Support

information technology blog by Abubaker Siddiq Lasania

How-To Geek

Mustafa Sadiq ICT Academy

Em Turner Chitty

English Language, English Writing, Scientific Editing, Music, and Travel

TechCrunch

Startup and Technology News

The Curious Programmer

Software, Gadgets, Books, and All Things Geek

خوارزمى العرب

Mustafa Sadiq ICT Academy

المهندس وسام فوزي

Mustafa Sadiq ICT Academy

DrugMonkey

biomedical research, just another job...

Austin's blog

I make things

The Admin Guy's Blog

A blog for the impatient System Administrators

dadorran

placeholder for code and links

Live to Write - Write to Live

We live to write and write to live ... professional writers talk about the craft and business of writing

The Union Of Arabian Academics

اتحاد الاكاديميين العرب - موسسسة عربية علمية بحثية . تاسس عام 2018 . تتكون من الاخوة و الاخوات الباحثين و الاكاديميين و العلماء العرب.

Scott H Young

Mustafa Sadiq ICT Academy

GETTING PUBLISHED

Comments and advice for academic authors

فِي سِتَّةِ أَيَّامٍ

أشياء أكتبها وأخرى أكتب عنها

مطور

Mustafa Sadiq ICT Academy

مدونة المبرمج العراقي فلاح كاطع

تتحدث عن اهم مشاريعي في تقنية المعلومات و انظمة التحكم الالكتروني المايكروكونترولر الاردوينو

Manarlogy

كتب | معرفة | تخطيط | تجارب

مدونة NetworkSet

مدونة تختص بأمور الشبكات والأجهزة التى تدعمها

مدونة علي عبد الغني

مدونة علي عبد الغني للبرمجة

Sciware Podcast

Not just another podcast (All my writings are copyrighted)

محمد توفيق علاوي

Mohammed Tawfik Allawi

عالم البرمجة

Mustafa Sadiq ICT Academy

شبكات الكمبيوتر

Mustafa Sadiq ICT Academy

مدونة عيسى حمدان العلمية

مدونة علمية تهتم بكل ماهو جديد بعلوم الحاسب الآلي والشبكات

خدمات ويب

Mustafa Sadiq ICT Academy

SWAT 771

St. Mildred's Women Advancing Technology: A FIRST Robotics team

Discover

A daily selection of the best content published on WordPress, collected for you by humans who love to read.

Virtual IT Support

information technology blog by Abubaker Siddiq Lasania

How-To Geek

Mustafa Sadiq ICT Academy

Em Turner Chitty

English Language, English Writing, Scientific Editing, Music, and Travel

TechCrunch

Startup and Technology News

The Curious Programmer

Software, Gadgets, Books, and All Things Geek

خوارزمى العرب

Mustafa Sadiq ICT Academy

المهندس وسام فوزي

Mustafa Sadiq ICT Academy

DrugMonkey

biomedical research, just another job...

Austin's blog

I make things

The Admin Guy's Blog

A blog for the impatient System Administrators

dadorran

placeholder for code and links

Live to Write - Write to Live

We live to write and write to live ... professional writers talk about the craft and business of writing

%d مدونون معجبون بهذه: