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मेरे ब्लॉग में मूल अनुवाद

पाइथन से वुल्फराम भाषा तक पूरी पहुँच प्राप्त करना

वुल्फ्राम भाषा ( वुल्फ्राम भाषा ) प्रोग्रामर को एक विशाल विविधता के साथ एक अद्वितीय भाषा प्रदान करती है, साथ ही साथ दुनिया के बारे में अंतर्निहित ज्ञान भी। इन वर्षों में, लोग हमसे पूछ रहे हैं कि हम अपनी प्रौद्योगिकी की सभी सुविधाओं को अन्य सॉफ़्टवेयर वातावरण और प्रोग्रामिंग भाषाओं से कैसे एक्सेस कर सकते हैं। साल बीत गए और हमने एक्सेल , डब्ल्यूएसटीपी ( वुल्फ्राम प्रतीक हस्तांतरण प्रोटोकॉल) के लिए वोल्फ्राम क्लाउडकॉन्क्टर के रूप में कई ऐसे समाधान तैयार किए, सी / सी ++ कार्यक्रमों के लिए और निश्चित रूप से, जे / लिंक , जो सीधे जावा से वुल्फराम भाषा तक पहुंच प्रदान करता है।

इसलिए, आज हम आपको आधिकारिक रूप से भाषाओं के संयोजन के लिए लंबे समय से प्रतीक्षित नए समाधान को प्रस्तुत करने की कृपा कर रहे हैं, जो आपको सीधे और कुशलता से पायथन से वुल्फ्राम भाषा : पायथन के लिए वुल्फराम क्लाइंट लाइब्रेरी को कॉल करने की अनुमति देगा । और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस क्लाइंट लाइब्रेरी में MIT लाइसेंस के तहत वुल्फ्राम क्लिएंटफ़ोरपिथॉन गिट रिपॉजिटरी पर पूरी तरह से खुला स्रोत कोड है, जिससे आप इसे अपनी पसंद के अनुसार कॉपी कर सकते हैं और जैसा चाहें उपयोग कर सकते हैं।

यह आसान और सरल है।

वुल्फ्राम क्लाइंट लाइब्रेरी वुल्फराम भाषा एल्गोरिदम के एक बड़े संग्रह को एकीकृत करने के लिए आसान बनाता है, साथ ही साथ वुल्फरम ज्ञान का आधार सीधे किसी भी मौजूदा पायथन कोड में होता है, जो नए कोड को विकसित करते समय आपके समय और प्रयास को महत्वपूर्ण रूप से बचाता है। इस लेख में, हम सबसे पहले आपको दिखाते हैं कि पायथन और वुल्फ्राम भाषा के बीच संबंध कैसे स्थापित किया जाए, कई तरीकों और उदाहरणों को देखें, जिनका उपयोग वुल्फ्राम भाषा में गणना करने के लिए किया जा सकता है, और फिर इसे पायथन से उपयोग करने के लिए कहते हैं। अधिक संपूर्ण संदर्भ जानकारी के लिए, Python प्रलेखन मुखपृष्ठ के लिए वुल्फराम क्लाइंट लाइब्रेरी पर जाएँ ।

मौके पर सराहें ...

आइए एक सरल उदाहरण से शुरू करें जो सामान्य वितरण से ली गई एक लाख संख्याओं के औसत और मानक विचलन की गणना करता है। यह उदाहरण दिखाता है कि पायथन से वुल्फ्राम फ़ंक्शन को कैसे कॉल किया जाए और पायथन से परिणामों की तुलना उसी वुल्फराम भाषा गणना के साथ की जाए ताकि यह पता चले कि वे अत्यधिक अभिसरण हैं।

सांख्यिकीय डेटा विश्लेषण

सबसे पहले, वुल्फराम भाषा से जुड़ने के लिए, आपको वुल्फ्राम इंजन (मुक्त वुल्फराम भाषा इंजन) के साथ एक नया सत्र बनाने की आवश्यकता है:

from wolframclient.evaluation import WolframLanguageSession session=WolframLanguageSession()

वुल्फ्राम भाषा के कार्यों को कॉल करने के लिए आपको `wl` इंजन आयात करने की आवश्यकता है:

 from wolframclient.language import wl

अब आप किसी भी वुल्फराम भाषा कोड को निष्पादित कर सकते हैं। सामान्य वितरण से लिए गए एक लाख यादृच्छिक संख्याओं के सूची मान के लिए Python से नमूना चर असाइन करें, जिसका अर्थ 0 और 1 का मानक विचलन है:

 sample = session.evaluate(wl.RandomVariate(wl.NormalDistribution(0,1), 1e6))

उनमें से पहले पांच पर विचार करें:

 sample[:5] [0.44767075774581, 0.9662810005828261, -1.327910570542906, -0.2383857558557122, 1.1826399551062043]

आप वुल्फराम भाषा का उपयोग करके इस नमूने के औसत की गणना कर सकते हैं। उम्मीद के मुताबिक, यह शून्य के करीब होगा:

 session.evaluate(wl.Mean(sample)) 0.0013371607703851515

आप पायथन में भी सीधे गणना कर सकते हैं ताकि आप सुनिश्चित कर सकें कि आपको एक समान परिणाम मिले:

 from statistics import mean mean(sample) 0.0013371607703851474

इसी तरह, आप वुल्फ्राम भाषा का उपयोग करके एक नमूने के मानक विचलन की गणना कर सकते हैं:

 session.evaluate(wl.StandardDeviation(sample)) 1.0014296230797068

फिर पायथन में निम्न कोड चलाएं ताकि आपको एक समान परिणाम मिल सके:

 stdev(sample) 1.0014296230797068

यह खुशी नहीं दे सकता है कि परिणाम अभिसरण करते हैं। अब आप जानते हैं कि पायथन से सरल वुल्फराम भाषा फ़ंक्शन कैसे कॉल करें। आइए एक और दिलचस्प उदाहरण के साथ जारी रखें।

वुल्फ्राम नॉलेज बेस का उपयोग करना

आइए वुल्फराम लैंग्वेज में बने फंक्शन को देखें, जो पाइथन, वोल्फ्रामअल्फा में उपलब्ध नहीं है:

 moons = session.evaluate(wl.WolframAlpha('moons of Saturn', 'Result'))

WolframAlpha फ़ंक्शन वुल्फ्राम भाषा में उच्च-स्तरीय कार्यों में से एक है जो वेब एपीआई के माध्यम से वुल्फ | अल्फा सर्वर के साथ संचार करता है । आप इस API का उपयोग सीधे Python से कर सकते हैं, जो कि WolframAlpha फ़ंक्शन को अधिक शक्तिशाली और अधिक सुविधाजनक बनाता है, क्योंकि आपको सीधे वुल्फराम भाषा से सभी डेटा प्रोसेसिंग फ़ंक्शंस की एक्सेस मिल जाती है। आइए देखें कि पायथन में चंद्रमा का चर क्या है:

 moons EntityClass['PlanetaryMoon', 'SaturnMoon']

यहाँ आउटपुट वुल्फराम भाषा से एक अभिव्यक्ति के पायथन में एक प्रतिनिधित्व है, जिसका उपयोग किसी भी बाद की गणना में किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि आप शनि के पहले चार उपग्रहों की सूची प्राप्त करना चाहते हैं (इसके लिए उनकी शनि से निकटता की डिग्री) तो आपको निम्नलिखित कोड चलाने की आवश्यकता है:

 session.evaluate(wl.EntityList(moons))[:4] [Entity['PlanetaryMoon', 'S2009S1'], Entity['PlanetaryMoon', 'Pan'], Entity['PlanetaryMoon', 'Daphnis'], Entity['PlanetaryMoon', 'Atlas']]

या आप इस कोड के साथ शनि के चार सबसे बड़े जन उपग्रहों को प्रदर्शित कर सकते हैं:

 bigmoons = session.evaluate(wl.EntityList(wl.SortedEntityClass(moons, wl.Rule("Mass","Descending"),4))) bigmoons [Entity['PlanetaryMoon', 'Titan'], Entity['PlanetaryMoon', 'Rhea'], Entity['PlanetaryMoon', 'Iapetus'], Entity['PlanetaryMoon', 'Dione']]

या आप इन उपग्रहों के नाम के साथ तार का एक सरणी प्राप्त कर सकते हैं, उदाहरण के लिए:

 session.evaluate(wl.Map(wl.Function( wl.Slot()("Name")), bigmoons)) ['Titan', 'Rhea', 'Iapetus', 'Dione']

यह सब बहुत प्रभावशाली है। आइए वुल्फराम भाषा में निर्मित छवि प्रसंस्करण और मशीन सीखने के कार्यों का उपयोग करके एक और उदाहरण देखें।

इमेज प्रोसेसिंग और मशीन लर्निंग

सबसे पहले, आइए सीधे वुल्फराम भाषा में मूल्यांकन करने के लिए किसी अन्य मोड पर जाएं। अब तक, आपने Python में Wolfram Language के भाव बनाने के लिए `wl` इंजन का उपयोग किया है, लेकिन आप Python में लिखे कोड को वुल्फराम भाषा कोड वाले कोड को भी निष्पादित कर सकते हैं, और कभी-कभी यह और भी अधिक आसानी से माना जाता है:

 from wolframclient.language import wlexpr

उदाहरण के लिए, वुल्फ्राम भाषा में 1 + 1 की गणना करें, इसे एक स्ट्रिंग के रूप में भेजें:

 session.evaluate('1+1') 2

इस पद्धति का उपयोग करके, आप वुल्फ्राम भाषा में एक छोटा कोड लिख सकते हैं, जो इनपुट पर छवि प्राप्त करता है और छवि में चेहरे के स्थान का पता लगाने के लिए अंतर्निहित चेहरा पहचान एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है। यहां, डच कलाकार जोहान्स वर्मियर द्वारा प्रसिद्ध चित्र " गर्ल विद ए पर्ल ईयररिंग " है (यह ध्यान दिया जाना चाहिए, स्वाभाविक रूप से, यह एल्गोरिथ्म लगभग किसी भी छवि पर काम करेगा जिसमें उन वस्तुओं को भी पहचाना जा सकता है)। चूंकि पायथन टर्मिनल इंटरफ़ेस छवि आउटपुट का समर्थन नहीं करता है, हमें परिणाम का उत्पादन करने में सक्षम होने के लिए पायथन इमेज लाइब्रेरी (पीआईएल) पैकेज के साथ ज्यूपिटर नोटबुक का उपयोग करने की आवश्यकता है:

 from PIL import Image import io

 session.evaluate(wlexpr(''' image = ImageResize[ Import["Girl_with_a_Pearl_Earring.jpg"], 300]; boxes = FindFaces[image]; face = ImageAssemble[{{image,HighlightImage[image, boxes, "Blur"]}}]; ''') )

 data = session.evaluate( wlexpr('ExportByteArray[ face, "PNG" ]') )

 Image.open(io.BytesIO)

नतीजतन, सब कुछ एक ही समय में बहुत आसान और शक्तिशाली निकला। लेकिन क्या करें यदि आपके पास अपने कंप्यूटर पर स्थानीय रूप से स्थापित वुल्फराम इंजन नहीं है, और आप पाइरॉन के लिए वुल्फ्राम क्लाइंट लाइब्रेरी का उपयोग करना चाहते हैं? इस मामले में, आप हमेशा वुल्फराम भाषा का उपयोग सीधे वुल्फराम क्लाउड (बादल) से कॉल करके कर सकते हैं।

तो, बादल के पास जाओ

वोल्फ्राम क्लाउड, स्थानीय स्तर पर प्रीइंस्टॉल्ड किए बिना वुल्फ्राम भाषा तक आसान पहुँच प्रदान करता है। वुल्फ्राम क्लाउड कई तरह की सेवाएं प्रदान करता है, जिसमें वुल्फ्राम लैंग्वेज वेब प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस, साथ ही कस्टम वुल्फ्राम लैंग्वेज वेब एपीआई को तैनात करने की क्षमता भी शामिल है।

निम्नलिखित उदाहरण में, हम वुल्फराम भाषा वेब-एपीआई को तैनात करके ऐसा करेंगे। उदाहरण के लिए, एपीआई इनपुट में दो देशों (country1 और country2) के नामों को स्वीकार करता है, प्रत्येक देश के लिए पूंजी पाता है और फिर उनके बीच की दूरी (किलोमीटर में) की गणना करता है:

 CloudDeploy[ APIFunction[{"country1"->"String","country2"->"String"}, QuantityMagnitude[ GeoDistance[ EntityValue[Entity["Country", #country1], "CapitalCity"], EntityValue[Entity["Country", #country2], "CapitalCity"] ], "Kilometers" ]&, "WXF" ], CloudObject["api/public/capital_distance"], Permissions->"Public"]

इस एपीआई को तैनात करने के बाद, आप एक नया वुल्फराम भाषा सत्र शुरू कर सकते हैं, लेकिन इस बार आप स्थानीय इंजन के बजाय वुल्फराम क्लाउड से जुड़ रहे हैं:

 from wolframclient.evaluation WolframCloudSession cloud = WolframCloudSession()

API को कॉल करने के लिए, आपको उपयोगकर्ता नाम (user1) और API समापन बिंदु (एपीआई / सार्वजनिक / capital_distance) निर्दिष्ट करना होगा। इस डेटा का उपयोग करके आप क्लाउड से कनेक्ट कर सकते हैं ...

 api = ('user1', 'api/public/capital_distance') result = cloud.call(api, {'country1': 'Netherlands', 'country2': 'Spain'})

... और फिर वांछित परिणाम प्राप्त करें:

 result.get() 1481.4538329484521

एक बार फिर से मूल्यांकन करें कि यह कितना आसान और सरल है।

यदि आप तैनात वुल्फराम भाषा एपीआई को सहेजना चाहते हैं ताकि केवल आप इसका उपयोग कर सकें, तो आप अनुमतियाँ → "निजी" कमांड का उपयोग करके एपीआई को तैनात कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, निजी API में, आप (सुरक्षा भाषा में) एक प्रमाणीकरण सुरक्षा कुंजी उत्पन्न कर सकते हैं:

 key = GenerateSecuredAuthenticationKey["myapp"]

इनपुट की इन दो पंक्तियों से उत्तरों की प्रतिलिपि बनाएँ:

 key["ConsumerKey"] key["ConsumerSecret"]

फिर उन्हें अपने पायथन सत्र में पेस्ट करें:

 SecuredAuthenticationKey('<<paste-consumer-key-here>>', '<<paste-consumer-secret-here>>')

और फिर प्रमाणीकरण के साथ एक नया क्लाउड सत्र प्रारंभ करें:

 cloud = WolframCloudSession(credentials=sak) cloud.start() cloud.authorized() True

अब आप (और केवल आप) किसी भी वुल्फ्राम भाषा एपीआई का उपयोग कर सकते हैं जिसे आपने निजी उपयोग के लिए तैनात किया है।

चलो धारावाहिकीकरण की मूल अवधारणाओं के बारे में थोड़ी बात करते हैं

सब कुछ जल्दी और कुशलता से करने के लिए, पायथन के लिए वुल्फ्राम क्लाइंट लाइब्रेरी पाइथन और वोल्फ्राम के बीच अभिव्यक्तियों के आदान-प्रदान के लिए खुले WXF प्रारूप का उपयोग करता है। WXF बाह्य कार्यक्रमों के साथ साझा करने के लिए उपयुक्त रूप में वोल्फ्राम भाषा के भावों को क्रमबद्ध करने के लिए एक द्विआधारी प्रारूप है। लाइब्रेरी फंक्शन एक्सपोर्ट पायथन ऑब्जेक्ट्स को एक स्ट्रिंग इनपुट फॉर्म और WXF में अनुक्रमित कर सकता है, और पायथन बिल्ट-इन कक्षाओं जैसे कि तानाशाह, सूची और स्ट्रिंग्स का एक सेट का समर्थन करता है:

 from wolframclient.serializers import export export({ 'list': [1,2,3], 'string': u'abc', 'etc': [0, None, -1.2] }) b'<|"list" -> {1, 2, 3}, "string" -> "abc", "etc" -> {0, None, -1.2}|>'

WXF पैक्ड डेटा के साथ एक संख्यात्मक सरणी है, जो आपको प्रभावी रूप से NumPy सरणियों का समर्थन करने की अनुमति देता है।

उदाहरण के लिए, 255 8-बिट पॉजिटिव पूर्णांकों की एक सरणी बनाएं:

 import numpy array=numpy.arange(255, dtype='uint8')

इसे WXF बाइट्स के लिए सीरियल करें और बाइट्स की संख्या की गणना करें:

 wxf=export(array, target_format='wxf') len(wxf) 262

NumPy आपको कई पायथन पुस्तकालयों तक पहुंचने की अनुमति देता है। नतीजतन, यह कुशल और कॉम्पैक्ट क्रमांकन पाइथन प्रणाली को वुल्फ्राम भाषा से जोड़ने में मदद करता है, जिसका एक सीधा परिणाम न्यूमपी में समर्थन है कि पीआईएल छवियों को क्रमबद्ध करना आमतौर पर बहुत कुशल है। अधिकांश पिक्सेल डेटा मोड संख्यात्मक प्रकारों में से एक के रूप में प्रदर्शित होते हैं, जिन्हें न्यूमेरिकएरे टाइप के रूप में निर्दिष्ट किया गया है ।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि पांडा सीरीज़ और डेटाफ्रेम शुरू में यहाँ समर्थित हैं। पुस्तकालय मनमानी कक्षाओं को क्रमबद्ध करने के लिए एक एक्स्टेंसिबल तंत्र भी प्रदान करता है।

अब क्या उपलब्ध है?

पाइप कमांड का उपयोग करके पायथन के लिए नवीनतम वुल्फ्राम क्लाइंट लाइब्रेरी स्थापित करें:

 $ pip install wolframclient

ऐसा करने के लिए, आपको पायथन 3.5.3 (या एक नया संस्करण) और वोल्फग्राम भाषा 11.3 (या एक नया संस्करण) की आवश्यकता है। पायथन के लिए वुल्फ्राम क्लाइंट लाइब्रेरी प्रलेखन देखें। सभी स्रोत कोड को वुल्फराम क्लिअरफोरपिथॉन रिपॉजिटरी पर वुल्फ्राम रिसर्च गिटहब पर होस्ट किया गया है ।

यदि आपके पास इसे सुधारने के लिए सुझाव हैं और आप हमें ऐसा करने में मदद कर सकते हैं, तो आप हमें इस रिपॉजिटरी में डेटा अपडेट करने के लिए अनुरोध भेजकर ऐसा कर सकते हैं।
हम बहुत खुश हैं कि यह रिलीज आखिरकार हुई है और हमें उम्मीद है कि यह आपके लिए उपयोगी होगा। कृपया टिप्पणी अनुभाग में या वोल्फ्राम समुदाय में अपनी राय हमें बताएं, और हम आपसे व्यक्तिगत रूप से संपर्क करने की पूरी कोशिश करेंगे।

अनुवाद के बारे में

मैं प्रकाशन और तैयार करने में उनकी मदद के लिए पीटर टेनिशेव और गैलिना निकितिना के प्रति अपनी गहरी कृतज्ञता व्यक्त करता हूं।

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