Python-oppimateriaali (CHEM-A2600)

SciPy

SciPy on Pythonilla luotu tieteellisen laskennan infrastruktuuri, joka on vapaasti kaikken Python-ohjelmoijien käytettävissä. SciPy on laaja kokonaisuus ja olemmekin jo käyttäneet osia siitä: 

• NumPy-kirjasto on osa SciPyä ja SciPyn eri toiminnot hyödyntävät hyvin paljon NumPy-taulukoita
  
• Matplotlib-kirjasto on osa SciPyä
• Jopa Spyderin interaktiivinen IPython-konsoli on osa Scipyä

SciPyn dokumentaatio löytyy osoitteesta https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/ ja samasta paikasta löytyy myös tutoriaali SciPyn erilaisista alamoduuleista. Alamoduuleja on toistakymmentä ja tällä kurssilla tutustumme niistä vain neljään:

• scipy.constants: Luonnonvakiot. Sanakirjan scipy.constants.physical_constants tietolähde on CODATA-tietokanta, jota tälläkin kurssilla olemme hyödyntäneet. Helppo tapa ottaa luonnonvakioiden tarkimmat tunnetut arvot käyttöön!
• scipy.stats: Tilastolliset työkalut, esimerkiksi lineaarinen regressio (scipy.stats.linregress)
• scipy.linalg: Lineaarialgebra, esimerkiksi matriisien käsittely ja yhtälönryhmän ratkaiseminen (scipy.linalg.solve)
• scipy.integrate: Integrointi, erityisesti differentiaaliyhtälöiden numeerinen integrointi (scipy.integrate.solve_ivp)

Oppimateriaalin seuraavissa kappaleissa annetaan käytännön esimerkkejä näiden alamoduulien hyödyntämisestä.