PDF de programación - Breve introducción a Sage

Breve introducción a Sage

Miguel Angel Marco Buzunariz

PyConEs Zaragoza

8 de Noviembre de 2014

Importante

¡¡¡¡¡PREGUNTAS!!!!!

¿Qué es Sage?

● Objetivo: crear una alternativa viable, libre y de código abierto a

Magma, Maple, Mathematica y Matlab

● Interfaz web + línea de comando

● Representaciones gráficas (funciones, vectores... ) en 2D/3D

● Aprovechando software libre ya existente

¿Qué es Sage?

● No reinventar la rueda, sino construír el coche.

¿Qué es Sage?

● Lenguaje principal: Python

● Código crítico: pyrex/cython

● Teoría de números: Pari/GP, Flint, Givaro

● Teoría de grupos: GAP

● Manipulación simbólica: Maxima, SymPy

● Álgebra conmutativa: Singular, Polybori...

¿Qué es Sage?

● Álgebra lineal: ATLAS, ffblas-ffpack, iml, libm4ri, linbox...

● Teoría de grafos: Networkx

● Estadística: R

● Cálculo numérico: NumPy, SciPy...

● Representación gráfica: Matplotlib, jmol, Tachyon

● ...

¿Qué es Sage?

● Distribución de software libre matemático (GPLv3 en conjunto):

● 92 paquetes estándard, 62 opcionales, 61 experimentales.

● Scripts de instalación, manejo de dependencias...

● Biblioteca (Python) de funciones matemáticas (GPLv3+).

● En muchos casos hacen uso de los paquetes de la distribución.

● Sistema de álgebra computacional (GPLv3+).

● Interfaz web y línea de comandos.

● Hace uso de la biblioteca (y por tanto de la distribución)

¿Qué es Sage?

● Paquetes mantenidos por la distribución:

● Arch, Gentoo (overlay), Fedora, Ubuntu (PPA)

● Binarios descargables (descomprimir y ejecutar):

● Ubuntu y Fedora (x86/x86_64/IA64/ARM/SPARK)

● OSX (intel y PowerPC)

● Solaris (x86)

● Código fuente (descomprimir, make, esperar y ejecutar)

● Unix en general

● Cygwin (con problemas)

● Windows mediante virtualización

Historia

•Iniciado en 2005 por William Stein

•Había escrito código sobre curvas elípticas para Magma 

(propietario)

•En un momento dado, decidió iniciar una alternativa libre por:

● Limitaciones con el lenguaje

● Dificultad para compartir código con colaboradores

● Imposible de modificar

● Modelo de desarrollo más eficiente

Historia

•Iniciado en 2005 por William Stein

•Había escrito código sobre curvas elípticas para Magma 

(propietario)

•En un momento dado, decidió iniciar una alternativa libre por:

● Limitaciones con el lenguaje

● Dificultad para compartir código con colaboradores

● Imposible de modificar

● Modelo de desarrollo más eficiente

Historia

“Puedes leer [un teorema] en [un libro] en la biblioteca [...] entonces
puedes usarlo el resto de tu vida sin ningún cargo, pero para muchos
sistemas de álgebra computacional hay que pagar
licencias
regularmente [...]. Pulsas botones y obtienes respuestas del mismo mofo
que obtienes imágenes de tu televisor, pero no puedes controlar como
se hicieron en ambos casos (...)

Historia

Con esta situación se violan dos de las reglas de conducta más básicas
de la matemática: En las matemáticas, la información se comparte
gratuitamente, y todo se expone públicamente para ser comprobado.
No aplicar estas reglas a los sistemas de álgebra computacional usados
para la investigación matemática [...] significa avanzar en una dirección de lo
más indeseable. Peor: ¿podemos esperar que alguien se crea el resultado
de un programa que no se le permite ver? Más aún: ¿realmente queremos
cobrar a nuestros colegas en Moldavia varios años de su salario por su
sistema de álgebra computacional? [...] E incluso: Si [unos matemáticos]
tuvieran que pagar una licencia por usar una implementación de sus ideas
[sobre ciertos objetos matemáticos], ¿no deberían tener derecho por tanto a
cobrar una licencia por usar sus ideas en la implementación?

J. Neubüser in 1993

Historia

● Python:

● Lenguaje moderno (comparado con Magma)

● Mantenido por la comunidad

● Ecosistema muy rico

● Fácil de leer (no especialistas en programación)

● Se puede extender con C/Pyrex/cython para tareas críticas

● Adecuado como “pegamento” de otros sistemas

Desarrollo

•Desarrollo en comunidad + Sage Days.

•Release early, release often (unos dos meses)

300

250

200

150

100

50

0

5.4

Totales
Nuevos
Acumulado

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

5.10

5.11

5.12

5.13

6.1

6.2

6.3

Desarrollo

1200000
1200000

1000000
1000000

800000
800000

600000
600000

400000
400000

200000
200000

0
0

wc -l
wc -l
sloccount
sloccount

Python
Python

cython
cython

ansi c
ansi c

bash
bash

c++
c++

objective c
objective c

lisp
lisp

• 238 años­persona, $32.163.081 (David A. Wheeler's 'SLOCCount')

Desarrollo

● Comunidad de voluntarios

● Modelo abierto

● Revisión por pares

● Políticas estrictas de documentación y doctests

● Fácil paso de usuario a desarrollador:

● Mismo lenguaje

● Herramientas incluídas (código fuente, git, scripts para sphinx y

doctest...)

Desarrollo

● Comunicación entre desarrolladores:

● Listas de correo (support, devel, release, flame)

● Tickets en trac server

● Release manager rotatorio

● Premio anual Jaap Spies

● Sage Days

● GSoC