Julia — это язык программирования высокого уровня, предназначенный для научных вычислений. Язык поддерживает обширные возможности для математических вычислений и работы с большими массивами данных. Julia использует динамическую компиляцию; программы, написанные на Julia, компилируются в быстрый нативный код для платформ, таких как Windows, macOS и Linux. Программы, написанные на Julia, работают так же быстро, как и те, что написаны на низкоуровневых языках, таких как C или C++.
Синтаксис Julia похож на Python и MATLAB, но эти языки являются интерпретируемыми, поэтому программы на Julia работают быстрее.
Разработка кода на Julia осуществляется в Juno — интегрированной среде разработки (IDE), которая построена на основе Atom IDE. Juno ориентирован на разработку на Julia, встраивая специфические для языка возможности в интерфейс рабочего пространства. Благодаря компиляции Just-In-Time (JIT), разработчики могут просматривать вычисления конкретных методов в реальном времени и отслеживать их компиляцию в машинный код.
Juno включает встроенную панель для построения графиков, позволяющую визуализировать функции Julia, и даже может анимировать графики с рендерингом в GIF. Учитывая способность Julia обрабатывать большие массивы данных, Juno поддерживает облачные вычисления и удалённое выполнение на высокопроизводительных компьютерах.
Проектирование языка Julia началось в 2009 году. Основной целью было создание быстрого языка, который был бы таким же быстрым, как язык C, и динамичным, как Ruby. Он был предназначен для научных, распределённых и параллельных вычислений.
Джев Безансон, Стефан Карпински, Вирал Б. Шах и Алан Эдельман впервые представили Julia миру в 2012 году. Так что же может делать Julia?
Julia обладает скоростью компилируемых языков, таких как C/C++, и простым синтаксисом интерпретируемых языков, таких как Python. Это возможно благодаря тому, что Julia использует JIT (Just-in-Time) компилятор, который представляет собой сочетание AOT (Ahead-of-Time) компиляции и интерпретации. Она также поддерживает REPL (Read-Eval-Print Loop), который интерпретирует строки кода по мере их написания, что удобно для программистов. Julia достаточно совместима с другими языками, такими как C/C++, Java и Python, используя совершенно новые возможности.
Плюсы и минусы языка программирования Julia
Высокая производительность
Начнем с самого важного и очевидного факта. Julia довольно быстрая. Оптимизированный код на Julia может выполняться со скоростью, сравнимой с высоко оптимизированным кодом на C++ или Fortran. Более того, Julia значительно упростит процесс оптимизации кода, и готовая программа будет требовать в два или три раза меньше строк кода.
Простота и ясность использования
Поскольку Julia является интерактивным языком, разработка обычно происходит гораздо быстрее, чем с использованием низкоуровневых языков, даже несмотря на то, что потребуется меньше строк кода. Синтаксис Julia также значительно проще для восприятия, что упрощает поддержку и вовлечение новых участников в проект. Например, почти все стандартные функции Julia достигаются с помощью значительной техники, известной как общее программирование, в то время как реализация того же самого на C++ приводит к нечитабельному коду, который смогут понять немногие, не говоря уже о возможности внести вклад в его разработку.
Решение проблемы «двух языков»
Хотя это может быть выгодно, такой подход может быть очень сложным: нужно быть компетентным в двух языках и понимать, как они взаимодействуют. Попытка использовать их вместе может быть опасной, так как в итоге можно получить код, который будет трудно управлять, как в C++, и который будет таким же медленным, как Python, как только вы начнете делать несколько незначительных ошибок в дизайне. Изначально Julia была разработана для решения этой проблемы, известной как "проблема двух языков в научных вычислениях". И в значительной степени ей это удалось. Написание понятного кода, который в несколько порядков быстрее, чем с использованием сопоставимых высокоуровневых интерактивных языков, — это одно из главных достижений Julia.
Сообщество Джулии довольно новое и небольшое
Julia — это новый язык по сравнению с другими. Из-за этого сообщество вокруг Julia довольно маленькое. Это может создавать проблемы для новых пользователей, поскольку существует лишь несколько людей, которые могут помочь им, что делает язык крайне сложным для новичков. Однако в ближайшем будущем эта проблема, скорее всего, решится сама собой, поскольку в 2022 году количество загрузок Julia было в два раза выше, чем за три предыдущих года вместе взятых.
JIT-компилятор иногда может работать медленно
Есть несколько проблем с компиляцией. При использовании компилятора just-in-time (JIT) в Julia для компиляции кода, по мнению нескольких источников, возникает задержка. Прежде чем выполнить любой код, JIT компилирует его в машинный код. При попытке быстрого скриптинга эта задержка может проявляться, что иногда делает работу с Julia достаточно сложной.
Для чего используется Julia?
Julia — это язык программирования высокого уровня и высокой производительности, предназначенный для численных и научных вычислений. Его универсальность и скорость делают его подходящим для широкого спектра приложений. Вот несколько областей, где Julia обычно используется:
Научные вычисления
Julia отлично справляется с задачами, требующими сложных математических вычислений, такими как симуляции, анализ данных и моделирование. Он широко используется в таких областях, как физика, химия и инженерия для исследований и разработок.
Анализ данных и статистика
Производительность Julia и обширные библиотеки делают ее отличным выбором для задач обработки данных, статистического анализа и машинного обучения.
Машинное обучение и ИИ
Julia предоставляет фреймворки, такие как Flux и MLJ, для создания и развертывания моделей машинного обучения. Его скорость и гибкость выгодны для разработки сложных моделей и обработки больших наборов данных.
Робототехника
Julia используется в робототехнике для вычислений и моделирования в реальном времени благодаря своей способности обрабатывать сложные математические модели и алгоритмы управления.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Julia — это новый язык программирования, который появился в 2012 году. Он предназначен главным образом для численного анализа и вычислительных наук.
Короче говоря, да. Сначала Julia может показаться новому пользователю слишком «сырой», но в последние годы язык стремительно набирает популярность.
Julia удалось быть такой же быстрой, как язык C, и динамичной, как Ruby. Она также имеет компилятор JIT (Just-In-Time), который ускоряет процесс выполнения кода.
Infosoft — это команда IT- и QA-инженеров. Мы предоставляем компаниям технические таланты и опыт разработки продуктов для создания программного обеспечения мирового класса. Вы можете увеличивать или уменьшать свою удаленную команду разработчиков в любое время без финансовых рисков.
