Skip to content

julia.md

Latest commit

 

History

History
143 lines (85 loc) · 6.22 KB

julia.md

File metadata and controls

143 lines (85 loc) · 6.22 KB
Raw

Εισαγωγή στη γλώσσα Julia

julia logo

Στρατής Τσιρτσής

Τεχνολογία Λογισμικού - 28/2/2018

disclaimer

Γιατί Julia;

  • Γιατί η σύγχρονη καθημερινότητα, δημιουργεί προβλήματα αυξημένης πολυπλοκότητας

  • Γιατί η πληροφορική γίνεται, μέρα με τη μέρα, απαραίτητη σε όλους τους επιστημονικούς τομείς

  • Γιατί επιστήμονες όπως βιολόγοι, μαθηματικοί, κοινωνιολόγοι, φυσικοί κλπ υλοποιούν προσομοιώσεις μεγάλης υπολογιστικής ισχύος χωρίς να έχουν background μηχανικού

Ναι, αλλά γιατί Julia;

Γιατί σε σχέση με άλλες γλώσσες προγραμματισμού συνδυάζει όλα τα παρακάτω στοιχεία:

  • Σύγχρονη
  • Απλή
  • Αποδοτική

Python/R/MATLAB: Συνομιλώντας με το δήμαρχο

mayor

  • Ασχολείται εκείνος με τα προβλήματά μας για να κάνει τη ζωή μας εύκολότερη

  • Του λέμε κάτι και προσπαθεί να μας δώσει αυτό που θέλουμε

  • Μπορεί να κάνει κάποια πράγματα στα κρυφά γιατί "έτσι είναι καλύτερα"

  • Αποκλείεται να πάρουμε γρήγορη απάντηση

C/Fortran: Συνομιλώντας με το φιλόσοφο

philosophers

  • Αναφέρουμε ένα πρόβλημα και θέλει να του πούμε ΟΛΕΣ τις λεπτομέρειες

  • Ξοδεύουμε ώρες επί ωρών για να ανακαλύψουμε όλες τις πλευρές του προβλήματος

  • Όταν καταφέρουμε να του εξηγήσουμε το πρόβλημα όπως ακριβώς θέλει, η συζήτηση μαζί του κοιλά πολύ γρηγορότερα γιατί είναι πανέξυπνος

  • Αν θέλουμε να συζητήσουμε μαζί του κάποιο άλλο θέμα, πρέπει να το πιάσουμε πάλι από τα βασικά

Demo

Benchmarks

benchmarks

Ναι, ΑΛΛΑ ΓΙΑΤΙ JULIA;

  • Just-In-Time Compilation
  • Dynamic Typing
  • Type Stability
  • Multiple Dispatch

Just-In-Time Compilation

Type Pre-Runtime Runtime
Compiler Source Code -> Object Code -> Machine Code
Interpreter Source Code -> Machine Code
JIT Compiler Source Code -> Byte Code Byte Code -> Machine Code

Dynamic Typing

function foo(a)
    a+5
end

b=foo(4)
println("b is: ", typeof(b))
b=foo('4')
println("b is: ", typeof(b))
println("foo is: ", typeof(foo))
b is: Int64
b is: Char
foo is: #foo

  • Οι τύποι δεν δηλώνονται αυστηρά

  • Type inference μόνο για λόγους βελτιστοποίησης (Οι συναρτήσεις μπορεί να γραφτούν στο πόδι αλλά "θα παίξει")

  • Haskell/OCaml: Type <-> Expression (Η συνάρτηση καταλαβαίνει και περιμένει συγκεκριμένους τύπους)

  • Julia: Type <-> Value (Η συνάρτηση δεν περιμένει τύπους αλλά προσπαθεί να διαχειριστεί τις τιμές)

Type Stability

  • Βασική σχεδιαστική αρχή

  • Ορίζουμε τις συναρτήσεις για τιμές εισόδου συγκεκριμένου τύπου ώστε οι τιμές εξόδου να είναι συγκεκριμένου τύπου

  • Ουσιαστικά είναι σαν να έχουμε ορίσει στατικά τους τύπους!

  • Δυνατότητα compilation optimization ίδια με C!

Multiple Dispatch

  • Δυνατότητα πολυμορφισμού

  • Ανάλογα με τον τύπο της εισόδου, εκτελείται διαφορετικός κώδικας για την ίδια συνάρτηση

  • Method overloading (Java): Εξαρτάται από το τύπο των μεταβλητών εισόδου (Compile time)

  • Multiple dispatch (Julia): Εξαρτάται από τον τύπο των τιμών εισόδου (Runtime)

DEMO #2

Multiple Dispatch + Type Stability -> Speed + Readability

  • Η συνάρτηση του πολλαπλασιασμού μπορεί να είναι type stable

  • Για διαφορετικούς τύπους τιμών εισόδου κάνει διαφορετικά πράγματα λόγω του multiple dispatch

  • Γνωρίζοντας ποια "μορφή" της συνάρτησης θα εκτελεστεί, γνωρίζει και τον τύπο της εξόδου

  • Ο τύπος αυτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη συνέχεια του προγράμματος για περαιτέρω optimization

  • Χρειαζόμαστε type stability για να πετύχουμε μεγάλη απόδοση

  • Το multiple dispatch είναι απαραίτητο για να κάνουμε τον κώδικα απλούστερο στην εμφάνιση

  • JIT Python != Julia

Αναφορές

[1]https://julialang.org/

[2]http://nbviewer.jupyter.org/url/julialang.org/benchmarks/benchmarks.ipynb

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Just-in-time_compilation

[4]https://stackoverflow.com/questions/95635/what-does-a-just-in-time-jit-compiler-do

[5]http://ucidatascienceinitiative.github.io/IntroToJulia/

[6]https://stackoverflow.com/questions/1801216/what-is-the-difference-between-multiple-dispatch-and-method-overloading

Ερωτήσεις???