本記事では、Pythonより高速で柔軟性が高く、将来科学計算で利用が期待出来るJuliaプログラムについて解説します。Linux Ubuntuで利用するべく、インストール方法から簡単なプログラムの紹介をします。
管理人本記事の読者層は以下の方を想定しています。
- Juliaプログラムのインストールしたい方
Juliaプログラムとは？
「Julia」は、高速で柔軟性が高く、科学技術計算に適したプログラミング言語です。「Julia」は、数値計算、統計解析、機械学習、データ可視化、並列処理など、さまざまな用途に使用されています。
Julia言語は、1994年に生まれたジュリア・エヴェレット（Julia Evelina）という女性の名前に由来していると言われています。この言語の創始者であるJeff Bezanson、Stefan Karpinski、Viral B. Shahのうち、Jeff Bezansonの親友であるJulia Evelinaはがんで亡くなりました。開発者たちは彼女の名前を使って言語に敬意を表し、Juliaと名付けました。
Juliaの主な特徴は、以下のとおりです。
- 高速性: Juliaは、CやFortranに匹敵する高速な処理が可能です。
- 柔軟性: Juliaは、動的型付け言語であり、Pythonのような高水準のプログラミング言語と同じように書くことができます。
- 並列処理: Juliaは、分散処理、並列処理をサポートしており、高速な並列計算が可能です。
- オープンソース: Juliaは、オープンソースであり、誰でも自由に使用、変更、再配布することができます。
Juliaは、科学技術計算分野での使用が多いため、研究者、データサイエンティスト、エンジニア、研究機関、大学、企業などで使用されています。
Linux上で利用可能なプログラム
本記事では、Linux Ubuntu18.04/20.04にてインストールを行います。
以上の環境で、Julia Program をインストールを試みてみます。
Ubuntu 18.04で利用ｓる場合
% lsb_release -a
LSB Version: core-9.20170808ubuntu1-noarch:security-9.20170808ubuntu1-noarch
Distributor ID: Ubuntu
Description: Ubuntu 18.04.6 LTS
Release: 18.04
Codename: bionicUbuntu 20.04で利用する場合
LSB Version: core-11.1.0ubuntu2-noarch:security-11.1.0ubuntu2-noarch
Distributor ID: Ubuntu
Description: Ubuntu 20.04.6 LTS
Release: 20.04
Codename: focalJuliaプログラムのインストール方法
1.Juliaのダウンロードページ( julialang.org/downloads )から
julia-1.5.2-linux-x86_64.tar.gzをダウンロードします。ダウンロード先は/ダウンロード/とします。
Ubuntu ターミナルからwgetコマンドでダウンロードしてください。
> cd ダウンロード
> wget https://julialang-s3.julialang.org/bin/linux/x64/1.5/julia-1.5.2-linux-x86_64.tar.gz2.julia-1.5.2-linux-x86_64.tar.gzを展開して、中にあるjulia-1.5.2というフォルダをダウンロードにおきます。
以上ですべての Julia ファイルを含むフォルダーが作成されました。インストールは必要ありません。ここで、このフォルダーを「/opt」に移動します (これは厳密に必要なわけではありません。マシン内の他の場所を使用できます)。
>tar -xvzf julia-1.6.4-linux-x86_64.tar.gz
sudo mv julia-1.6.4/ /opt/最後に、Julia バイナリファイルへのシンボリックリンクを作成します。これにより、ターミナルでコマンド「julia」を実行し、Julia REPL を開始できるようになります。
sudo ln -s /opt/julia-1.6.4/bin/julia /usr/local/bin/juliaJulia 言語 vs Python言語
以下にPythonとJuliaの比較を述べます。
| 鍵名 | Python | Julia | 詳細 |
|---|---|---|---|
| 実行速度 | △ | ◎ | JuliaはPythonより20倍速い |
| ライブラリ | ◎ | △ | Pythonが現在圧倒的に多い |
| 外部連携 | ◎ | △ | Juliaは連携不足 |
| 言語習得性 | ○ | ◎ | JuliaよりPythonより簡単 |
Julia言語
Juliaプログラムは、「.jl」拡張子を持つテキストファイルに保存されます。ファイルの最初には、コメントやモジュール名などのメタ情報が記述されることがあります。それ以降に、Juliaのコードが書かれます。
以下は、Hello, World!を表示するJuliaプログラムの例です。
# Hello, World!を表示するプログラム
println("Hello, World!")
Juliaプログラムでは、行末にセミコロンをつけなくても良く、改行だけで文の区切りを表します。また、コードブロックを{}で囲む必要もありません。制御構造は、if文、for文、while文などがあります。関数の定義には、functionキーワードが使われます。
# 関数の定義
function add(x, y)
return x + y
end
# 関数の呼び出し
println(add(2, 3)) # 5を表示
julia言語には、多くの統計解析や科学技術計算に必要なライブラリが含まれています。これらのライブラリを使用するには、Pkgパッケージマネージャを使用してインストールする必要があります。また、機械学習やディープラーニングなどの分野に特化したライブラリもあります。
まとめ
本記事では、Julia Program のインストール方法を学びました。
✔JuliaはPythonに比べて20倍ほど高速動作し、プログラムも簡単です。
次回の記事をご期待下さい。どうぞよろしくお願いいたします。
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