python科学计算-01程序包和API简介

Python对科学计算的支持，是通过不同科学计算功能的程序包和API建立的。对于科学计算的每个方面，我们都有大量的选择以及最佳的选择。 Python科学计算各个方面的可选包如下所示。

• 画图：目前，最流行的二维图制作程序库是matplotlib。还有许多画图包，如Visvis、 Plotly、HippoDraw、 Chaco、 MayaVI、 Biggles、 Pychart、 Bokeh。还有一些画图程序包是在matplotlib的基础上改进功能，如Seaborn和Prettyplotlib。
• 最优化： SciPy程序包里有最优化模块。 OpenOpt和CVXOpt同样具有最优化功能。
• 高级数据分析： Python可以通过RPy或R/S-Plus接口与R语言配合使用，实现高级的数据分析功能。 Python自己的高级数据分析工具就是大名鼎鼎的pandas了。
• 数据库： PyTables是一种用于管理分层数据库的工具。这个软件包是以HDF5数据库为基础建立的，用于处理较大的数据集。
• 交互式命令行： IPython是Python的交互式编程工具。
• 符号计算： Python具有符号计算功能的程序包有SymPy和PyDSTool。
• 专用扩展包： SciKits程序库为SciPy、 NumPy和Python提供了专业化的扩展。 SciKits的一些软件包如下。
   scikit-aero： Python航空工程计算程序包。
   scikit-bio：提供生物信息学领域的数据结构、算法和教育资源程序包。
   scikit-commpy： Python数字通信算法程序包。
   scikit-image： SciPy图像处理程序包。
   scikit-learn： Python机器学习和数据挖掘程序包。
   scikit-monaco： Python蒙特卡罗算法程序包。
   scikit-spectra：建立在Python pandas上的光谱学程序包。
   scikit-tensor： Python多线性代数和张量分解（tensor factorizations）程序包。
   scikit-tracker：细胞生物学的目标检测和跟踪程序包。
   scikit-xray： X射线科学的数据分析工具。
   bvp_solver： Python求解两点边界问题的程序包。
   datasmooth： SciKits提供的数据平滑程序包。
   optimization： Python数值优化程序包。
   statsmodels： SciPy统计学计算与建模程序包。
• 第三方/非SciKits的软件包/应用/工具：还有许多软件包/工具应用于不同的科学领域，例如天文学、天体物理学、生物信息学、地球科学等。一些科学领域专用的Python程序包和工具如下。
   Astropy：社区主导的用于支持天文学和天体物理学计算的Python程序包。
   Astroquery：这个程序包是一组用于访问在线天文数据的工具。
   BioPython：这个程序包是用Python进行生物计算的工具包。
   HTSeq：这是用Python进行高通量测序数据（high-throughput sequencing data）分析的程序包。
   Pygr：这是Python中基因测序和对比分析的工具包。
   TAMO：这是Python中利用DNA序列基元进行转录调控分析的应用。
   EarthPy：这是地球科学领域的IPython Notebook案例集合。
   Pyearthquake：进行地震与MODIS（中分辨率成像光谱仪）数据分析的Python程序包。
   MSNoise：这是一种使用环境地震噪声监测地震波速度变化的Python程序包。
   AtmosphericChemistry：对大气化学运作方式进行探测、构造与转换的工具。
   Chemlab：这是一个能够进行化学相关计算的程序库。