Wykaz bibliotek numerycznych

To jest lista bibliotek numerycznych , które są bibliotekami używanymi w tworzeniu oprogramowania do wykonywania obliczeń numerycznych . Nie jest to pełna lista, ale lista bibliotek numerycznych z artykułami w Wikipedii, z kilkoma wyjątkami.

Wybór typowej biblioteki zależy od szeregu wymagań, takich jak: pożądane funkcje (np. wielkowymiarowa algebra liniowa, obliczenia równoległe, równania różniczkowe cząstkowe), licencja, czytelność API, przenośność lub zależność od platformy/kompilatora (np. Linux, Windows, Visual C++, GCC), wydajność, łatwość obsługi, stałe wsparcie ze strony programistów, zgodność ze standardami, wyspecjalizowana optymalizacja kodu pod kątem określonych scenariuszy aplikacji, a nawet wielkość bazy kodu do zainstalowania.

Wielojęzyczny

ALGLIB to biblioteka analizy numerycznej typu open source, która może być używana z języków C++, C#, FreePascal, Delphi, VBA.
ArrayFire to wysokowydajna biblioteka oprogramowania typu open source do obliczeń równoległych z łatwym w użyciu interfejsem API.
Biblioteki numeryczne IMSL to biblioteki funkcji analizy numerycznej zaimplementowane w standardowych językach programowania, takich jak C, Java, C# .NET, Fortran i Python.
Biblioteka NAG to zbiór procedur matematycznych i statystycznych dla wielu języków programowania (C, C++, Fortran, Visual Basic, Java, Python i C#) oraz pakietów (MATLAB, Excel, R, LabVIEW).
GNU Octave to otwarty język programowania i biblioteka wysokiego poziomu, w tym interfejs wiersza poleceń i GUI, analogiczne do komercyjnych alternatyw, takich jak Maple, MATLAB, Mathematica itp. API, funkcje i biblioteki można wywoływać z wielu platform, w tym wysokiego poziomu programy inżynierskie, w których funkcje są w wielu przypadkach bezproblemowo interpretowane i integrowane w sposób podobny do MATLAB-a. Może być również używany z orientacją wsadową.
librsb to biblioteka typu open source do wysokowydajnych obliczeń rzadkich macierzy, zapewniająca wielowątkowe prymitywy do budowy iteracyjnych solwerów (implementuje również standard Sparse BLAS ). Może być używany z C, C++, Fortran i dedykowanego GNU Octave .

C

BLOPEX (Block Locally Optimal Pre Condition Eigenvalue Xolvers) to biblioteka typu open source do skalowalnego ( równoległego ) rozwiązywania problemów z wartością własną.
FFTW (najszybsza transformata Fouriera na Zachodzie) to biblioteka oprogramowania do obliczania transformacji Fouriera i pokrewnych.
GNU Scientific Library , popularna, bezpłatna biblioteka do analizy numerycznej zaimplementowana w C .
GNU Multi-Precision Library to biblioteka do wykonywania arytmetyki o dowolnej precyzji .
hypre ( High Performance Preconditioners) to otwarta biblioteka procedur dla skalowalnych ( równoległych ) rozwiązań systemów liniowych i uwarunkowania wstępnego.
LabWindows/CVI to ANSI C IDE , które zawiera wbudowane biblioteki do analizy surowych danych pomiarowych, generowania sygnałów, okienkowania, funkcji filtrów, przetwarzania sygnałów, algebry liniowej, operacji tablicowych i złożonych, dopasowywania krzywych i statystyk.
Lis to skalowalna biblioteka równoległa do rozwiązywania układów równań liniowych i problemów z wartościami własnymi przy użyciu metod iteracyjnych.
Intel MKL (Math Kernel Library) zawiera zoptymalizowane procedury matematyczne dla zastosowań naukowych, inżynieryjnych i finansowych, i jest napisany w C/C++ i Fortran. Podstawowe funkcje matematyczne obejmują BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, rzadkie solwery, szybkie transformaty Fouriera i matematykę wektorową.
Intel IPP to wielowątkowa biblioteka oprogramowania zawierająca funkcje dla aplikacji multimedialnych i przetwarzania danych.
OpenBLAS to implementacja API BLAS typu open source z wieloma ręcznie wykonanymi optymalizacjami dla określonych typów procesorów. Działa podobnie do Intel MKL na procesorach Intel i wyżej na różnych innych.
Przenośny, rozszerzalny zestaw narzędzi do obliczeń naukowych (PETSc) to zestaw struktur danych i procedur do skalowalnego ( równoległego ) rozwiązania aplikacji naukowych modelowanych za pomocą równań różniczkowych cząstkowych .
SLEPc Scalable Library for Eigenvalue Problem Computations to biblioteka typu open source oparta na PETSc , służąca do skalowalnego ( równoległego ) rozwiązywania problemów z wartościami własnymi.

C++

Adept to połączona biblioteka automatycznego różnicowania i tablic .
Advanced Simulation Library to bezpłatne, akcelerowane sprzętowo oprogramowanie do symulacji wielofizycznych typu open source z wewnętrznym silnikiem obliczeniowym opartym na OpenCL .
ALGLIB to komercyjna biblioteka do analizy numerycznej typu open source w wersji C++
Armadillo to biblioteka algebry liniowej C++ (matematyka macierzowa i wektorowa), mająca na celu dobrą równowagę między szybkością a łatwością użycia. Wykorzystuje klasy szablonów i ma opcjonalne łącza do BLAS i LAPACK. Składnia ( API ) jest podobna do MATLAB-a .
Blitz++ to wysokowydajna biblioteka matematyki wektorowej napisana w C++.
Boost.uBLAS C++ do obliczeń numerycznych
deal.II to biblioteka obsługująca wszystkie rozwiązania elementów skończonych równań różniczkowych cząstkowych.
Dlib to nowoczesna biblioteka C++ z łatwą w użyciu algebrą liniową i narzędziami optymalizacyjnymi, które korzystają ze zoptymalizowanych bibliotek BLAS i LAPACK.
Eigen to biblioteka matematyki wektorowej o wydajności porównywalnej z biblioteką Math Kernel Library firmy Intel
Projekt Hermes : biblioteka C++/Python do szybkiego prototypowania adaptacyjnych solwerów hp-FEM do przestrzeni i czasu.
IML++ to biblioteka C++ do rozwiązywania liniowych układów równań, zdolna do radzenia sobie z gęstymi, rzadkimi i rozproszonymi macierzami.
IT++ to biblioteka C++ do algebry liniowej (macierze i wektory), przetwarzania sygnałów i komunikacji. Funkcjonalność podobna do MATLAB i Octave.
LAPACK++ , biblioteka opakowująca C++ dla LAPACK i BLAS
MFEM to darmowa, lekka, skalowalna biblioteka C++ do metod elementów skończonych .
Intel MKL , Intel Math Kernel Library (w C i C++), biblioteka zoptymalizowanych procedur matematycznych do zastosowań naukowych, inżynieryjnych i finansowych, napisana w C/C++ i Fortran. Podstawowe funkcje matematyczne obejmują BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, rzadkie solwery, szybkie transformaty Fouriera i matematykę wektorową.
mlpack to biblioteka typu open source do uczenia maszynowego, wykorzystująca funkcje języka C++ w celu zapewnienia maksymalnej wydajności i elastyczności przy jednoczesnym zapewnieniu prostego i spójnego interfejsu API
MTL4 to ogólna biblioteka szablonów C++ zapewniająca rzadką i gęstą funkcjonalność BLAS. MTL4 zapewnia intuicyjny interfejs (podobny do MATLAB-a ) i szerokie zastosowanie dzięki programowaniu generycznemu .
Biblioteka NAG ma API C++
NTL to biblioteka C++ do teorii liczb.
Trilinos to wysiłek mający na celu opracowanie algorytmów i technologii umożliwiających rozwiązanie wielkoskalowych, złożonych problemów inżynierskich i naukowych z wielu dziedzin fizyki. Jest to zbiór pakietów .

Delfy

ALGLIB - biblioteka analizy numerycznej typu open source.

Języki .NET Framework C# , F# , VB.NET i PowerShell

Accord.NET to zbiór bibliotek do obliczeń naukowych, w tym numerycznej algebry liniowej, optymalizacji, statystyki, sztucznych sieci neuronowych, uczenia maszynowego, przetwarzania sygnałów i wizji komputerowej. LGPLv3, częściowo GPLv3.
AForge.NET to biblioteka wizji komputerowej i sztucznej inteligencji. Implementuje szereg algorytmów genetycznych, logiki rozmytej i uczenia maszynowego z kilkoma architekturami sztucznych sieci neuronowych z odpowiednimi algorytmami uczącymi. LGPLv3 i częściowo GPLv3.
ALGLIB to biblioteka analizy numerycznej typu open source w wersji C#. Podwójna licencja: GPLv2+, licencja komercyjna.
ILNumerics.Net Komercyjne, wysokowydajne, bezpieczne dla typu numeryczne klasy tablicowe i funkcje dla matematyki ogólnej, FFT i algebry liniowej, przeznaczone dla .NET/mono, 32 i 64 bit, składnia podobna do skryptu w C#, sterowanie wykresami 2D i 3D, wydajne zarządzanie pamięcią.
Biblioteki numeryczne IMSL mają wersję C# (na licencji komercyjnej). IMSL .Net ogłosił koniec życia pod koniec 2020 roku.
Math.NET Numerics ma na celu dostarczenie metod i algorytmów do obliczeń numerycznych w nauce, inżynierii i codziennym użytkowaniu. Omawiane tematy obejmują funkcje specjalne, algebrę liniową, modele prawdopodobieństwa, liczby losowe, interpolację, przekształcenia całkowe i wiele innych. Darmowe oprogramowanie na licencji MIT/X11.
Measurement Studio to komercyjny zintegrowany pakiet kontrolek interfejsu użytkownika i bibliotek klas do użytku w opracowywaniu aplikacji testowych i pomiarowych. Biblioteki klas analizy zapewniają różnorodne cyfrowe przetwarzanie sygnałów, filtrowanie sygnałów, generowanie sygnałów, wykrywanie pików i inne ogólne funkcje matematyczne.
ML.NET to bezpłatna biblioteka oprogramowania do uczenia maszynowego dla języka programowania C# .
Biblioteka NAG ma API C#. Licencja komercyjna.
NMath firmy CenterSpace : Komercyjne biblioteki komponentów numerycznych dla platformy .NET, w tym klasy przetwarzania sygnałów (FFT), ramy algebry liniowej (LAPACK i BLAS) oraz pakiet statystyk.

Fortran

BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) to de facto standard interfejsu programowania aplikacji do publikowania bibliotek w celu wykonywania podstawowych operacji algebry liniowej, takich jak mnożenie wektorów i macierzy .
CERNLIB to zbiór bibliotek i modułów FORTRAN 77 .
EISPACK to biblioteka oprogramowania do numerycznego obliczania wartości własnych i wektorów własnych macierzy, napisana w języku FORTRAN . Zawiera podprogramy do obliczania wartości własnych dziewięciu klas macierzy : zespolonych ogólnych, zespolonych hermitowskich , rzeczywistych ogólnych, rzeczywistych symetrycznych , rzeczywistych symetrycznych pasmowych , rzeczywistych symetrycznych trójkątnych, specjalnych rzeczywistych trójkątnych, uogólnionych rzeczywistych i uogólnionych rzeczywistych symetrycznych.
Biblioteki numeryczne IMSL to międzyplatformowe biblioteki zawierające kompleksowy zestaw funkcji matematycznych i statystycznych, które można osadzić w aplikacji użytkownika.
Harwell Subroutine Library to zbiór kodów Fortran 77 i 95, które dotyczą podstawowych problemów w analizie numerycznej.
LAPACK , Linear Algebra PACKage , to biblioteka oprogramowania do obliczeń numerycznych , pierwotnie napisana w FORTRAN 77 , a teraz napisana w Fortran 90 .
LINPACK to biblioteka oprogramowania do wykonywania numerycznej algebry liniowej na komputerach cyfrowych. Został napisany w języku Fortran przez Jacka Dongarrę , Jima Buncha, Cleve'a Molera i Pete'a Stewarta i był przeznaczony do użytku w superkomputerach w latach 70. i wczesnych 80. XX wieku. Został w dużej mierze zastąpiony przez LAPACK , który będzie działał wydajniej na nowoczesnych architekturach.
Lis to skalowalna biblioteka równoległa do rozwiązywania układów równań liniowych i problemów z wartościami własnymi przy użyciu metod iteracyjnych.
MINPACK to biblioteka podprogramów FORTRAN do rozwiązywania układów równań nieliniowych lub minimalizacji metodą najmniejszych kwadratów reszt ze zbioru równań liniowych lub nieliniowych.
NAG Fortran Library to zbiór procedur matematycznych i statystycznych dla Fortran.
NOVAS to biblioteka oprogramowania do obliczeń numerycznych związanych z astrometrią. Dostępne są zarówno wersje Fortran , jak i C.
Netlib to repozytorium oprogramowania do obliczeń naukowych, które zawiera dużą liczbę oddzielnych programów i bibliotek, w tym BLAS , EISPACK , LAPACK i inne.
PAW to darmowy pakiet do analizy danych opracowany w CERN .
Przenośny, rozszerzalny zestaw narzędzi do obliczeń naukowych ( PETSc ) to zestaw struktur danych i procedur do skalowalnego ( równoległego ) rozwiązania aplikacji naukowych modelowanych za pomocą równań różniczkowych cząstkowych .
QUADPACK to biblioteka FORTRAN 77 do numerycznego całkowania funkcji jednowymiarowych
SLATEC to biblioteka FORTRAN 77 zawierająca ponad 1400 procedur matematycznych i statystycznych ogólnego przeznaczenia.
SOFA to zbiór podprogramów implementujących oficjalne algorytmy IAU do obliczeń astronomicznych . Dostępne są zarówno wersje Fortran , jak i C.
ARPACK to zbiór podprogramów Fortran77 zaprojektowanych do rozwiązywania problemów z wartościami własnymi na dużą skalę.

Jawa

Apache Commons to open source do tworzenia komponentów Java wielokrotnego użytku. Posiada pakiety numeryczne do algebry liniowej i optymalizacji nieliniowej.
Colt udostępnia zestaw bibliotek typu open source do wysokowydajnych obliczeń naukowych i technicznych.
Efficient Java Matrix Library (EJML) to otwarta biblioteka algebry liniowej do manipulowania gęstymi macierzami.
JAMA , zestaw narzędzi numerycznej algebry liniowej dla języka programowania Java . Od 2005 roku nie nastąpił żaden aktywny rozwój, ale nadal jest to jeden z bardziej popularnych pakietów algebry liniowej w Javie.
Jblas: Linear Algebra for Java , biblioteka algebry liniowej, która jest łatwym w użyciu opakowaniem wokół BLAS i LAPACK .
Parallel Colt to biblioteka typu open source do obliczeń naukowych. Równoległe rozszerzenie Colta .
Matrix Toolkit Java to biblioteka algebry liniowej oparta na BLAS i LAPACK .
ojAlgo to otwarta biblioteka Java do matematyki, algebry liniowej i optymalizacji.
exp4j to mała biblioteka Java do oceny wyrażeń matematycznych.

SuanShu to biblioteka matematyczna Java o otwartym kodzie źródłowym. Obsługuje analizę numeryczną, statystykę i optymalizację.

Perl

Perl Data Language daje standardowemu Perlowi możliwość kompaktowego przechowywania i szybkiego manipulowania dużymi N -wymiarowymi tablicami danych. Może wykonywać złożone i macierzowe obliczenia matematyczne i ma interfejsy dla Biblioteki Naukowej GNU , LINPACK , PROJ i kreślenia z PGPLOT . Istnieją biblioteki CPAN dodające wsparcie dla biblioteki algebry liniowej LAPACK , biblioteki transformacji Fouriera FFTW oraz kreślenia za pomocą gnuplot i PLplot .

Pyton

NumPy , biblioteka na licencji BSD, która dodaje obsługę manipulacji dużymi, wielowymiarowymi tablicami i macierzami; zawiera również duży zbiór funkcji matematycznych wysokiego poziomu. NumPy służy jako podstawa wielu innych bibliotek numerycznych, w szczególności SciPy . De facto standard operacji macierzowych/tensorowych w Pythonie.
Pandas , biblioteka do manipulacji i analizy danych.
SageMath to duża aplikacja matematyczna, która integruje pracę prawie 100 projektów wolnego oprogramowania i obsługuje algebrę liniową, kombinatorykę, matematykę numeryczną, rachunek różniczkowy i inne.
SciPy , duża biblioteka narzędzi naukowych na licencji BSD. De facto standard obliczeń naukowych w Pythonie.
ScientificPython , biblioteka z innym zestawem narzędzi naukowych
SymPy , biblioteka oparta na licencji New BSD do obliczeń symbolicznych. Funkcje Sympy sięgają od podstawowej arytmetyki symbolicznej po rachunek różniczkowy, algebrę, matematykę dyskretną i fizykę kwantową.

Inni

XNUMBERS – wieloprecyzyjne obliczenia zmiennoprzecinkowe i metody numeryczne dla programu Microsoft Excel .
INTLAB – biblioteka arytmetyczna interwałów dla MATLAB .

Zobacz też

Linki zewnętrzne

The Math Forum - Math Libraries , obszerna lista bibliotek matematycznych z krótkimi opisami