Краткое содержание
Если вы посетите любую научную лабораторию, вы заметите, что настольные ПК и ноутбуки, находящиеся там, работают на Linux. Почему именно Linux так популярен среди ученых? Вот несколько причин.
Наука ценит открытый код
Научное сообщество высоко ценит сотрудничество. Читая статьи в научных журналах, вы можете заметить, что у многих публикаций несколько авторов. Исследователи активно работают вместе по всему миру.
Академические ученые гордятся своей готовностью делиться информацией как с коллегами, так и с широкой аудиторией. Существует тенденция к поддержке журналов с открытым доступом (сотни из которых вы найдете на DOAJ в практически любой дисциплине), в отличие от издателей вроде Elsevier, которые берут высокие платы за доступ к научным публикациям.
Наверное, поэтому Linux так хорошо вписался в научную среду. Существует множество инструментов для исследователей, позволяющих проводить расчеты. GNU Octave является отличной альтернативой MATLAB. Есть компиляторы для Fortran, C и C , которые традиционно использовались для научных вычислений. R и Python позволяют делать статистические анализы и способствуют развитию науки о данных. Jupyter notebooks стали популярными среди исследователей различных дисциплин для записи расчетов и совместной работы по всему миру.
11 приложений для науки и математики на Linux для успеха в учебе
Эти приложения для Linux предоставляют вам те же инструменты, которые используют профессионалы в области науки и математики.
Помимо очевидного применения в компьютерных науках, физические дисциплины, такие как физика, также выбрали Linux благодаря широкому разнообразию доступного бесплатного и открытого программного обеспечения. CERN, знаменитый благодаря Большому адронному коллайдеру и Всемирной паутине, ранее поддерживал целый дистрибутив — Scientific Linux, который служил основой для экспериментов по физике частиц в сотрудничестве с Fermilab.
Историческое использование Unix
Одной из причин, почему Linux так глубоко внедрился в научное сообщество, когда он появился в 90-х, стало его тесное родство с оригинальным Unix, который был распространен в академической среде благодаря низким лицензионным сборам от AT&T для университетов. Поскольку Linux был похож на существующие системы Unix, переход с традиционного Unix на Linux оказался довольно простым.
Ученые были знакомы с системами Unix на мейнфреймах, миникомпьютерах и рабочих станциях в 70-80-е годы. Linux предоставил исследователям возможность работать на недорогом ПК-оборудовании. Теперь можно было создавать кластеры обычных ПК для обработки данных экспериментов с минимальными затратами. Это сделало Linux более привлекательным для ученых. Хотя на бумаге процессоры x86 были менее мощными по сравнению с процессорами RISC, использовавшимися в Unix рабочих станциях и серверах, их стоимость была значительно ниже. Кластеризация решила проблему меньшей мощности за счет большего числа процессоров, что позволяло быстро обрабатывать экспериментальные данные.
Это первое принятие Linux в научной среде дало толчок IT-администраторам в бизнесе рассмотреть его как альтернативу дорогим проприетарным Unix и Windows-серверам.
Низкие или отсутствующие лицензионные сборы
Еще одной причиной популярности Linux в научном мире является его почти бесплатная установка. Конечно, нужно приобрести оборудование, но программное обеспечение часто доступно совершенно бесплатно. Хотя ученые могут подписываться на контракты по поддержке в компаниях, таких как Red Hat или Canonical, чаще всего проще и дешевле просто нанять аспиранта для настройки систем.
Может показаться, что университеты и исследовательские лаборатории располагают большими средствами, но они часто сталкиваются с финансовым давлением на сокращение затрат. Многие научные проекты зависят от грантов, и ученые должны бережно расходовать средства, полученные по этим грантам. Одно из того, на чем они не хотят тратить деньги, — это лицензии на программное обеспечение. Если вы выделяете небольшую группу машин для проекта, который планируете разобрать после завершения эксперимента, нет смысла приобретать лицензии на Windows для каждой из машин. Гораздо разумнее просто загрузить ISO бесплатного дистрибутива и установить Linux на эти машины.
Возможность развертывания пользовательского программного обеспечения
Еще одна причина, по которой Linux и его подобные системы продолжают оставаться актуальными, заключается в том, что они предоставляют отличные возможности для развертывания пользовательских программ. Unix исторически создавался "программистами для программистов". Философия Unix, основанная на текстовых файлах и перенаправлении ввода/вывода, была направлена на то, чтобы сделать разработку программ максимально простой.
Современные инструменты значительно упростили программирование. Мы наблюдаем тенденцию перехода от традиционных компилируемых языков к интерпретируемым, таким как Python. Эти языки позволяют сэкономить время, избегая компиляционного цикла. Они также автоматически управляют памятью, что снижает вероятность ошибок, способных привести к сбоям программ. Когда у вас есть лишь немного времени для анализа данных из эксперимента, вы не хотите отвлекаться на исправление ошибок, таких как ошибка указателя. Ученые не только используют Linux вместо Windows — они полностью раскрывают его потенциал.
Существует множество библиотек, которые упрощают процесс развертывания пользовательских приложений. Это позволяет исследователям, часто не имеющим глубокой подготовки в области компьютерных наук, быстро разрабатывать программы для взаимодействия с лабораторным оборудованием или для статистических вычислений, нежели если бы им пришлось создавать свои приложения с нуля. Благодаря доступности открытого программного обеспечения они могут взять уже существующую программу и адаптировать её под свои нужды.
Linux работает на суперкомпьютерах
Научные вычисления, такие как те, что требуются для физики высоких энергий, отлично подходят для суперкомпьютеров. Эти мощные машины работают под управлением Linux. Не "большинство суперкомпьютеров", а все эти машины функционируют на Linux. Согласно данным TOP500, базе данных 500 лучших суперкомпьютеров мира, 100% из них использовали Linux в марте 2025 года.
Почему же Linux так популярен в мире суперкомпьютеров? Вероятно, это связано с известностью систем, подобных Unix, в области научных вычислений. Это естественным образом продлило его влияние с настольных систем на более крупные компьютеры. Linux действительно стал популярным для построения кластеров недорогих ПК. Хотя суперкомпьютеры более сложны, нет ничего удивительного в том, что Linux интегрируется с такими системами.
Гибкость Linux в программном обеспечении также способствует его доминированию в суперкомпьютерах. Компании, такие как Microsoft, значительно труднее адаптировать Windows для машины, работающей в пакетном режиме для вычислений. Это потребует серьезной координации между учеными и разработчиками. Более того, потребуется доступ к исходному коду, который Microsoft предоставляет лишь ограниченному числу клиентов.
Суперкомпьютеры, вероятно, слишком далеки от типичной бизнес-среды вычислений, для которой предназначены Windows-серверы, чтобы иметь смысл разрабатывать специализированную версию Windows для них. Благодаря открытости исходного кода разработчики могут адаптировать Linux для самых различных аппаратных платформ.
Легкая доступность научных приложений
Еще одной причиной популярности Linux среди ученых является то, что он предоставляет им инструменты для успешного выполнения их работы. Ученые могут выполнять расчеты, используя современные системы для компьютерной алгебры, такие как SageMath, SymPy или Maxima. Они могут разрабатывать приложения с использованием всех стандартных инструментов программирования и использовать LaTeX для создания книг и статей.
Несмотря на наличие большого количества бесплатных и открытых научных приложений, ученые также могут получать коммерческие программы, такие как MATLAB и Mathematica, для своей работы. Вероятно, именно популярность Linux среди ученых способствует доступности этих приложений.
Научные работники могут также использовать обычные средства для своей деятельности. Они могут просматривать литературу через браузеры, такие как Firefox или Chrome, и выполнять простые вычисления с помощью табличных процессов, таких как LibreOffice Calc. Возможность эффективно работать с этими инструментами в одной среде, совместно с тем, что привычная парадигма Unix дает им уверенность, вероятно, поддерживает их преданность этой системе на протяжении многих лет.
Надежность, гибкость и низкая стоимость делают Linux привлекательным для всех, кто стремится максимально эффективно использовать свои компьютеры, независимо от их профессиональной сферы. Linux будет продолжать находить все новые серьезные применения, и ученые останутся первооткрывателями в этой области.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете найти наши материалы в:
- Telegram: https://t.me/gergenshin
- Youtube: https://www.youtube.com/@gergenshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/gergen
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru