کتاب Practical Julia

کتاب Practical Julia: A Hands-On Introduction for Scientific Minds (کاربرد جولیا: مقدمه‌ای عملی برای ذهن‌های علمی) استفاده از زبان برنامه‌نویسی جولیا را در علوم مختلف شرح خواهد داد.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Practical Julia را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Practical Julia:

این کتاب چه کاری برای شما انجام خواهد داد؟

پس از خواندن قسمت اول، و هر آنچه که در قسمت دوم به آن علاقه دارید، می‌توانید از مزایای جولیا برای حل هر مشکل محاسباتی که با شما روبرو می‌شود استفاده کنید. شما می‌دانید که چگونه داده‌ها را کاوش و تجسم کنید، معادلات را حل کنید، شبیه‌سازی بنویسید، و از کتابخانه‌ها استفاده و ایجاد کنید.

در اینجا تأکید بر استفاده از جولیا در مسائل تحقیقاتی است. این رویکرد مستقیم و عملی است، با حداقل علم کامپیوتر نظری. من به شما یاد خواهم داد که چگونه کد کارآمدی را بنویسید که روی لپ تاپ یا سیستم‌های توزیع شده بزرگ اجرا شود. خواه علاقه شما به تحقیقات علمی، ریاضیات، آمار یا فقط سرگرمی باشد، یاد خواهید گرفت که چگونه از این ابزار هوشمندانه استفاده کنید و چگونه از انجام آن لذت ببرید.

این کتاب از ابتدا شروع می‌شود، با این فرض که شما هرگز جولیا را لمس نکرده‌اید. من هیچ دانش خاصی از روش‌های عددی یا تکنیک‌های محاسباتی را فرض نمی‌کنم، و همه چیز از این نوع را در صورت نیاز توضیح می‌دهم. من فقط فرض می‌کنم که شما با مفاهیم اولیه برنامه‌نویسی تماس داشته‌اید. به عبارت دیگر، وقتی نحوه نوشتن یک دستور if را در جولیا توضیح می‌دهم، انتظار دارم که به معنای کلی با مفهوم استفاده از شرایط آشنا باشید.

بیشتر بخوانید: کتاب Computer Vision With Julia

نحوه استفاده از کتاب Practical Julia

مطالب در قسمت اول به صورت متوالی ساخته می‌شوند، بنابراین، در حالت ایده‌آل، شما آن فصل‌ها را به ترتیب می‌خوانید. در مقابل، فصل‌های قسمت دوم فقط به مطالب قسمت اول بستگی دارند، نه به یکدیگر. شما می‌توانید بدون نگاه کردن به فصل فیزیک، فصل زیست‌شناسی را با موفقیت بخوانید. البته من همه را به خواندن هر فصل تشویق می‌کنم! به همین دلیل است: برخی از تکنیک‌های خاص در فصل‌های کاربردی توسعه داده شده‌اند که در آن‌ها به احتمال زیاد مرتبط هستند.

با این حال، به دلیل ماهیت تحقیقات علمی، هر ذره‌ای از دانش محاسباتی می‌تواند به طور بالقوه در هر رشته‌ای کاربرد پیدا کند. برای مثال، یک زیست‌شناس ممکن است مطالب فصل فیزیک در مورد حل‌کننده‌های معادلات دیفرانسیل را در مدل‌سازی دینامیک جمعیت مفید بداند. با این حال، از آنجایی که فصل‌های قسمت دوم ترتیب خاصی ندارند، احتمالاً طبیعی‌ترین کار این است که ابتدا فصل مورد علاقه خود را بخوانید و در اوقات فراغت خود به بقیه بازگردید.

کتاب Practical Julia فهرست گسترده‌ای دارد که ریشه‌یابی هر موضوعی را بدون توجه به جایی که مخفی شده است آسان کند.

برای اینکه از کتابی مانند این بیشترین بهره را ببرید، آن را با یک دستور جولیا باز بخوانید، تا بتوانید در صورت مواجه شدن با آن‌ها در متن، چیز‌هایی را امتحان کنید. رویکرد عملی، ‌ایده‌ها را به مراتب مؤثرتر از خواندن ساده تقویت می‌کند. همانطور که دنبال می‌کنید، متوجه می‌شوید که می‌خواهید انواع کد نمونه من را امتحان کنید و نحوه رفتار زبان را از طریق آزمون و خطا یاد بگیرید.

شما چیزی را نمی‌شکنید اگر در وضعیت عجیبی قرار گرفتید که نمی‌دانید چگونه آن را برطرف کنید، می‌توانید به سادگی از REPL خارج شده و دوباره آن را راه‌اندازی کنید. علاوه بر این، Julia REPL یک حالت مستندسازی به خوبی پیاده‌سازی شده دارد، که در آن می‌توانید به تمام جزئیات وحشتناک در مورد هر عملکرد خاص برای تکمیل آنچه در متن است دسترسی داشته باشید.

بررسی اجمالی کتاب Practical Julia

در بخش اول، پس از مقدمات مربوط به نصب و محیط کدنویسی، ما بر یادگیری جولیا تمرکز می‌کنیم: نحو، انواع داده‌ها، مفاهیم و بهترین شیوه‌ها. این بخش همچنین شامل فصل‌هایی در مورد سیستم ماژول و بسته و تجسم است.

فصل 1: شروع به معرفی سخت‌افزار و تجربه مورد نیاز برای اجرای جولیا و بهره‌مندی از این کتاب می‌کند و راهنمای نصب بر روی سیستم عامل‌های مختلف را ارائه می‌دهد. ما همچنین رایج‌ترین محیط‌های کدنویسی را بررسی می‌کنیم و با توصیه‌هایی به پایان می‌رسانیم.

فصل 2: مبانی زبان مقدمه‌ای بر مفاهیم، نحو، و انواع داده‌های جولیا ارائه می‌کند که شما را با درک کامل و پایه‌ای از زبان مجهز می‌کند.

فصل 3: ماژول‌ها و بسته‌ها نحوه سازماندهی برنامه‌های جولیا، نحوه گنجاندن کد‌های دیگران در کار خود، و اینکه چگونه می‌توانید بخشی از جامعه جولیا باشید را شرح می‌دهد.

فصل 4: سیستم پلاتینگ بر روی بسته قدرتمند پلات جولیا متمرکز است. شما یاد خواهید گرفت که چگونه هر نوع متداول طرح دو بعدی و سه بعدی را بسازید و سفارشی کنید و چگونه گرافیک‌های تعاملی و تصاویر تمام شده برای انتشار ایجاد کنید.

فصل 5 کتاب Practical Julia: مجموعه‌ها انواع داده‌ها مانند مجموعه‌ها، رشته‌ها، آرایه‌ها، دیکشنری‌ها، ساختار‌ها و تاپل‌ها را معرفی می‌کند. این فصل از کتاب Practical Julia، درک و مولد‌ها، عملگر‌ها روی مجموعه‌ها، مقداردهی اولیه و دستکاری آرایه و انواع مختلف رشته‌های جولیا را پوشش می‌دهد.

فصل 6: توابع، فرابرنامه‌نویسی و خطا‌ها بیشتر به توابع می‌پردازد، روش‌های مختلف برای تعریف و ارائه آرگومان‌ها و توابع درجه بالاتر را بررسی می‌کند. این شامل مقدمه‌ای بر فرابرنامه‌نویسی است که شامل استفاده از نماد‌ها، ‌اشیاء بیان و ماکرو‌ها برای نوشتن کد‌هایی است که کد را دستکاری می‌کند.

فصل 7: نمودار‌ها و انیمیشن‌ها نحوه استفاده از یک بسته انعطاف‌پذیر و قدرتمند برای نمودار‌های ریاضی و سایر نمودار‌ها و یک ابزار تخصصی‌تر برای ترسیم نمودار‌های گره و لبه را نشان می‌دهد. ما دو بسته را بررسی خواهیم کرد که رویکرد‌های متفاوتی را برای ایجاد انیمیشن ارائه می‌دهند، و از چندین مورد از این بسته‌ها در فصل‌های بعدی کتاب Practical Julia، برای ایجاد تصاویر و ویدیو‌ها استفاده خواهیم کرد.

فصل 8: سیستم تایپ جزئیات بیشتری در مورد انواع مختلف اعداد جولیا و سایر‌اشیاء، سلسله مراتب نوع، اظهارات و اعلان‌های نوع، و نحوه ایجاد انواع خود را پوشش می‌دهد. نحوه استفاده از سیستم نوع در هماهنگی با ارسال چندگانه برای سازماندهی برنامه‌های ما و ارتباط بین انواع و عملکرد را توضیح می‌دهد. علاوه بر این، بخشی از دستور العمل‌های ترسیم، قدرت منحصر به فرد سیستم نقشه‌برداری جولیا را نشان می‌دهد.

بخش دوم کتاب Practical Julia، شامل فصل‌هایی است که به زمینه‌های خاص تحقیقاتی اختصاص داده شده است، به علاوه یک فصل آخر در مورد پردازش موازی. هر فصل کتاب Practical Julia، از یک یا چند بسته تخصصی استفاده می‌کند که به طور گسترده در یک حوزه کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد و حداقل به یک مشکل جالب در تخصص خود می‌پردازد.

فصل 9: فیزیک نشان می‌دهد که چگونه اعداد را با واحد‌ها و عدم قطعیت‌ها غنی کنیم، موضوعی که بالقوه مورد علاقه دانشمندان در بسیاری از زمینه‌ها است. یک مثال دقیق از همرفت حرارتی نحوه استفاده از یک بسته دینامیک سیالات قدرتمند را نشان می‌دهد. فصل با مقدمه‌ای بر یک بسته پیشرفته برای حل معادلات دیفرانسیل به پایان می‌رسد.

فصل 10 کتاب Practical Julia: آمار در مورد مفاهیم آمار و تئوری احتمال مانند توزیع‌ها بحث می‌کند و آن‌ها را با توابع و انواع ارائه شده توسط بسته‌های جولیا مرتبط می‌کند. این‌ایده‌ها را برای شبیه‌سازی گسترش عفونت به کار می‌گیرد و با برش و برش داده‌های واقعی در مورد موارد کووید، چارچوب‌های داده را معرفی می‌کند.

فصل 11: زیست‌شناسی مدل‌سازی مبتنی بر عامل را بررسی می‌کند و نحوه استفاده از بسته Julia’s Agents را برای شبیه‌سازی تکامل موجوداتی که یاد می‌گیرند چگونه توسط شکارچیان اسیر نشوند را نشان می‌دهد. برای تجزیه و تحلیل نتایج، بر اساس برخی از‌ایده‌های فصل آمار است.

فصل 12: ریاضیات بر ریاضیات نمادین (جبر رایانه‌ای) و جبر خطی تمرکز می‌کند. این دو رویکرد اصلی به مبحث اول، از جمله تکنیک‌های ترکیبی عددی- نمادین را توصیف می‌کند. استفاده اساسی از بسته‌های جبر خطی برای حل معادلات و انجام کارآمد عملیات ماتریس با استفاده از سیستم نوع را پوشش می‌دهد.

فصل 13: یادگیری ماشین علمی مفاهیم و تکنیک‌ها را در یک حوزه نسبتاً جدید بررسی می‌کند که از‌ایده‌های یادگیری ماشین برای استنتاج ویژگی‌های مدل‌ها استفاده می‌کند. نحوه استفاده از تمایز خودکار در چندین زمینه را نشان می‌دهد و برنامه‌نویسی احتمالی را از طریق بسته Turing جولیا معرفی می‌کند.

فصل 14: پردازش سیگنال و تصویر بر سیگنال‌ها و تصاویر تمرکز می‌کند. بخش سیگنال، تجزیه و تحلیل فوریه، فیلتر کردن، و موضوعات مرتبط را با استفاده از فراخوانی پرنده به عنوان نمونه کار پوشش می‌دهد. بخش تصویر از تشخیص ویژگی در مسأله شمارش سلول‌های خونی استفاده می‌کند و چندین تکنیک برای تغییر اندازه تصویر، صاف کردن و دستکاری‌های دیگر را بررسی می‌کند. در این زمینه، بیشتر به مفاهیم آرایه پیشرفته می‌پردازد.

فصل 15 کتاب Practical Julia: پردازش موازی نحوه اجرای برنامه‌های خود را بر روی بیش از یک هسته CPU یا رایانه توضیح می‌دهد. در این فصل از کتاب Practical Julia، پارادایم‌های مختلف همزمانی و چگونگی بهره‌گیری از چند رشته‌ای و چند پردازشی مورد بحث قرار می‌گیرد. ما خواهیم دید که چگونه برنامه‌های خود را در یک شبکه با ماشین‌های سراسر جهان اجرا کنیم، بدون تغییر در کد.

سرفصل‌های کتاب Practical Julia:

• Cover Page
• Title Page
• Copyright Page
• Dedication Page
• About the Author
• About the Technical Reviewer
• BRIEF CONTENTS
• CONTENTS IN DETAIL
• ACKNOWLEDGMENTS
• INTRODUCTION
• PART I: LEARNING JULIA
• 1 GETTING STARTED
• 2 LANGUAGE BASICS
• 3 MODULES AND PACKAGES
• 4 THE PLOTTING SYSTEM
• 5 COLLECTIONS
• 6 FUNCTIONS, METAPROGRAMMING, AND ERRORS
• 7 DIAGRAMS AND ANIMATIONS
• 8 THE TYPE SYSTEM
• PART II: APPLICATIONS
• 9 PHYSICS
• 10 STATISTICS
• 11 BIOLOGY
• 12 MATHEMATICS
• 13 SCIENTIFIC MACHINE LEARNING
• 14 SIGNAL AND IMAGE PROCESSING
• 15 PARALLEL PROCESSING
• INDEX

جهت دانلود کتاب Practical Julia می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.