SciPy を用いた科学技術計算

SciPy とは？

SciPy は Python を用いて科学技術の計算を行うためのツールセットです。オープンソースで誰でも利用できます。

SciPy という言葉は、狭い意味では SciPy ライブラリを指します。SciPy ライブラリには数値計算を行うための各種モジュールが含まれています。

また広い意味では、「SciPy エコシステム」と呼ばれるフレームワーク全体を指すこともあります。 SciPy エコシステムでは基本的なデータ構造を定義する NumPy と呼ばれるライブラリ、グラフを描画するための Matplotlib をはじめとして、 pandas、SymPy、scikit-learn など各種ライブラリが含まれます。

SciPy の読み方

SciPy は「サイパイ」と読みます。科学の Science と Python の頭文字を取った文字になっています。

「サイエンス・フィクション」の意味で SF という言葉。アメリカでも日本と同様に SF という呼び方もありますが、多くの場合 Sci-Fi (サイ・ファイ) と呼びます。SciPy の読み方もこのパターンと似ていますね。

SciPy のインストール

SciPy はpipを使って簡単にインストールできます。関連モジュール全体含めてインストールする場合は、次のようにします。

pip install --user numpy scipy matplotlib ipython jupyter pandas sympy nose

はじめはscipyだけをインストールしておき、必要に応じて依存モジュールをインストールするということでも良いでしょう。

尚、Virtualenv で作業している場合は、--user オプション無しで、次のコマンドでも同様です。(scipy のみの場合)

pip install scipy

Virtualenv を使うとプロジェクト毎に独立した作業環境を簡単に作ることができます。PyCharm などの IDE を利用している場合は、デフォルトの設定でプロジェクト毎の Virtualenv が作成されます。 IDE を使用していない場合でも Virtualenv 環境を作ることは可能です。「Virtualenv の使い方」をみてください。

SciPy を用いた計算例

SciPy を用いた簡単な積分の計算

以上、ここでは Python の科学技術計算で人気のある SciPy について説明しました。