دوره‌ها / آموزش پایتون (Python) / کتابخانه SciPy (Python SciPy)

کتابخانه SciPy (Python SciPy)

15 دقیقه Article

کتابخانه SciPy: محاسبات علمی پیشرفته 🔬🧪

SciPy (مخفف Scientific Python) کتابخانه‌ای است که بر پایه NumPy ساخته شده و مجموعه‌ای از الگوریتم‌های ریاضی پیچیده را در اختیار ما قرار می‌دهد. اگر NumPy ابزارهای پایه را می‌دهد، SciPy آزمایشگاه کاملی برای مهندسان و دانشمندان است.

۱. این کتابخانه شامل چه بخش‌هایی است؟

SciPy به زیر-ماژول‌های مختلفی تقسیم می‌شود که هر کدام تخصص خاصی دارند:

  • scipy.optimize: برای بهینه‌سازی و پیدا کردن ریشه‌های معادلات.
  • scipy.integrate: برای انتگرال‌گیری عددی.
  • scipy.stats: برای آمارهای بسیار پیشرفته و توزیع‌های احتمالی.
  • scipy.linalg: برای جبر خطی پیشرفته (فراتر از NumPy).
  • scipy.spatial: برای کار با داده‌های فضایی و فواصل جغرافیایی.

۲. استفاده از ثابت‌های علمی (Constants) 🌌

دیگر نیازی نیست عدد سرعت نور یا ثابت پلانک را حفظ کنید!

from scipy import constants
print(constants.pi) # 3.1415...
print(constants.liter) # 0.001

۳. پردازش سیگنال و تصویر

با استفاده از scipy.signal و scipy.ndimage می‌توانید نویز را از صداها حذف کنید یا روی تصاویر فیلترهای مهندسی اعمال کنید.

تفاوت با NumPy: در حالی که NumPy شامل توابع پایه برای کار با آرایه‌هاست، SciPy شامل نسخه‌های بسیار بهینه شده و تخصصی برای کاربردهای دنیای واقعی مهندسی است.
بهینه‌سازی کد: توابع SciPy معمولاً در C یا Fortran نوشته شده‌اند. بنابراین در محاسبات سنگین ریاضی، همیشه استفاده از تابعِ SciPy سریع‌تر از نوشتن دستی همان فرمول در پایتون است.

تمرین‌های عملی

برای تثبیت یادگیری این درس تمرین‌های زیر را حل کنید

ثابت ریاضی در SciPy Medium
سوال تمرین

از زیرماژول constants در کتابخانه scipy استفاده کنید و مقدار عدد پی (pi) را چاپ کنید.

پاسخ تمرین
PYTHON
from scipy import constants
print(constants.pi)

آماده رفتن به درس بعدی هستید؟

این درس را به پایان رساندید و می‌توانید به درس بعدی بروید.