应用研究
Python 在科学计算中的应用
事共与或用
姚建盛1.2李淑梅1
(1.吉林师范大学计算机学院吉林四平136000;2.哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001)
摘要：科季计算是许多科研领或的关键环节。Matlib是一款高业化的、专门的科学计算工具，介绍一种新兴的、免费的科学计算工具一Pythan。 Python更接近人的自然语言，易学,且有强大的科学计算库，在大数据、云计算、网络通信和web端程等众多额域都有广泛应用。首先介绍了Python语言的特点,然后介绍常用科学计算库,最后给出科学计算的示例来展示用Python做科学计算的优势。
关键词:Python科学计算网络通试
中图分类号：TP391.1 1引言
文献标识码:A
-款高效科学计算工具能有效提高科研效率。Matlib是应用比较广泛的科学计算工具，但它是商业软件且只能用于科学计算。随着NumPy、SymPy和Matplotlib等众多程序库的开发，Python越来越适合于做科学计算，绘制高质量的2D、3D图像和Matlab相比， Python是一门通用的程序设计语言，除科学计算以外，在大数据处理、云计算，网络通信和web编程等众多领域都有广泛的应用，且 Python更接近人的自然语言，易学，更适合非计算机专业科研人员，
因此，Python当前已经成为众多科研领域的科学计算工具。 2Python简介
Python由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明，第一个公开发行服发行于1991年，是一种面向对象的、动态的、解释型程序设计语言，经过十几年的发展，逐渐成为主流程序设计语言。
Python另一大特色是被称为胶水语言，能够把用其他语言如 C/C++，Java等制作的各种模块很轻松地联结在一起。因此，一些大型系统一般用Python快速生成程序的原型，然后对其中有特别要求
的部分，这使Python语言用途更为广泛， 3常用科学计算库
3.1NumPy
NumPy(NumericPython)用python实现的，开源的数值计算扩展，比Python自身的嵌套列表结构要高效的多，可用来存储和处理大型矩阵，提供了许多高级的数值编程功能，如矩阵数据类型、失
100 B889Rom 中多9费 20
-3020 10
收移日期：2016-10-16
0
10
20
10
0 10 ot
30 30
图13D作图
文章编号:1007-9416(2016)11-0076-0)
量处理，以及精密的运算库等，专为进行严格的数字处理而产生。
3.2 SymPy
SymPy(Symbolic mathematics with Python)是Python的数学符号计算库，从SymPy库中导人常用数学符号，如E表示自然常数，I表示虚数单位，D表示圆周率等，用它可以进行数学公式的符号推导、演算和证明。
3.3 Matplotlib
使用NumPy统计、计算大量数据很枯燥，因此科研数据一般通过可视化后才在科研论文中展示，Matplotlib是python最著名的面向对象的绘图库，它提供了一整套和matlab相似的命令API，十分适合编写短小脚本程序，进行快速地，交互式地绘图，可以方使的实
现2D.3D.曲线，散点，直方等各种图。 4用Python做科学计算示例
本节修改并展示matplotlib官网http：//matplotlib.org/ index.html的1个示例3D作图来说明用Python进行科学计算的方便快捷。
在三维坐标上画出一个网格图，代码如下：
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d#导入3D作图库axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') 义潍坐标
X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.2) 库中获取测试数据，即X，Y，Z的值
ax.plot_wireframe(X，Y，Z)#作图， plt.showO
结果如图1所示。 5结语
#定
#从3D作图
Python语言简洁，因此开发效率高，易于维护，而且拥有强大的科学计算库。另外Python是一门通用语言，除了科学计算外，从系统维护到黑客程序，从web缩程到游戏开发，从大数据到云计算，都有 Python代码的存在。因此Python适合各个领域的科研人员使用。参考文献
[1]张若愚.Python科学计算[M].清华大学出版社,2012
课题来源：吉林师范大学高等教育教学研究重点课题：020模式在计算机专业教学中的研究与应用
作者简介：姚建盛(1980一),男，吉林长券人,讲师，博士研究生,研究方向：计算机网络与通信，可信计算等 e
万方数据