CAS 개요와 심파이(sympy) 소개

 컴퓨터는 원래 수치 계산(numerical calcuation)을 빠르고 정확하게 수행할 목적으로 개발되었다. 수치 계산과는 다르게 기호식 계산(symbolic calculation)은 대수 기호가 들어간 수식을 다루는 것으로서 유한수로 정확히 표현되지 못하는 무리수를 기호로 표현하거나 또는 대수 기호가 포함된 방정식 등을 다루는 것이다. 사람이 이러한 개념을 사용하기는 어렵지 않으나 컴퓨터가 이러한 일을 하는 것은 전통적인 수치 계산 알고리듬보다 훨씬 더 어려운 일이다.

 예를 들어서 sin(x)/x의 x에 대한 미분을 구하려고 한다면 다음과 같이 간단하게 구할 수 있다.(다음은 live.sympy.org에서 수행한 것임)

 다른 예로 exp(x)*sin(x)의 정적분을 구하려고 한다면 이것 역시 심파이로 간단하게 수행할 수 있다. (손계산을 하려면 부분적분 공식을 적용해야 한다.) 다음은 winpython 의 ipython쉘에서 수행한 결과이다.

 이것은 기호식 계산의 한 가지 예일 뿐이고 실제로는 이것보다 훨씬 더 복잡한 수식과 문제들을 다룰 수 있다.

 이러한 시스템은 보통 CAS (Computer Algebra System)으로 불리며 심파이도 CAS 중 하나이다. CAS의 잘 알려진 다른 예로 Mathematica (상용 프로그램), Maxima, Sage  등이 있다. 심파이의 가장 큰 장점은 무료로 제한 없이 사용할 수 있는 오픈소스 모듈이라는 점이며 순수한 파이썬으로 만들어져 파이썬에 익숙하다면 배우는데 많은 시간이 걸리지 않는다.

 심파이(sympy)는 기호식 계산을 수행하기 위한 파이썬 모듈이며 현재(2015년 5월) 버전은 0.7.6 으로 활발하게 개발이 진행되고 있으며 많은 사용자들이 있다,

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