برمجيات علمية مجانية تغنيك عن مثيلاتها المدفوعة

وتلك البرمجية لا تعد أمرًا حديثًا، حيث جرى العمل عليها في معهد ماساتشوستس للتقنية في نهاية سنة 1960 تحت اسم Macsyma ليجرى مشاركة الكود المصدري للبرمجية في سنة 1998 بالمسمى الحالي Maxima.

لتصير البرمجية مجانية وفي متناول الكل، ويكون في الإمكان أداء الكثير من الأمور باستعمال تلك البرمجية وخاصة في دراسة وفهم الرياضيات وتمثيل المعادلات.

ولكن بناء نماذج محاكاة لبيئات وأنظمة متكاملة تكون متطلبة لبرمجيات تحتوي على بيئة برمجية مضمنه وقدرة أكبر على المعالجة الرقمية.

تلك  التطبيقات تعتبر الأكثر انتشارًا في دراسة الهندسة والعلوم التطبيقية وذلك السبب نفسه هو ما أكسب برمجية ماتلاب شهرة ضخمة، ولكن ذلك لا يعني عدم وجود برمجيات مجانية تنافس ماتلاب في هذا الصدد.

وتعتبر ماكسيما برمجية رائعة وشاملة، تستخدم في عمليات حل وتمثيل والتعامل مع المعادلات الجبرية ومن الأدوات التي تكون متاحة من أجل القيام بالتكامل والتفاضل وحل المعادلات التفاضلية العادية، مع التعامل مع الأعداد المركبة والمصفوفات وتبسيط التعابير الرياضية ورسم المنحنيات ثنائية وثلاثية البعد.

هناك العديد من المصادر والأماكن لتعلم ماكسيما ولكنها باللغة الإنجليزية وأهمها هو دليل الاستعمال، إذ تشتمل صفحة المراجع في الموقع الرئيسي للبرنامج على الكثير من تلك المراجع، ولا تشتمل النسخة العربية من صفحة المراجع سوى على مقال وحيد ولكنه لا يعد مرجعًا متكاملًا.

أوكتاف Octave

بدأ أوكتاف كبرنامج مرافق لكتاب عن تصميم المفاعلات الكيميائية لجيمس رولينج في سنة 1988، ولكنه اليوم يعد من أبرز البرمجيات البديلة لماتلاب واتسم بقدرته على تنفيذ الأكواد المكتوبة لماتلاب إلى حد كبير.

ويقوم بدعم عدد كبير من الدوال لمحاكاة الكثير من الأنظمة، ويعد أوكتاف لغة برمجة متكاملة من أجل التعامل مع الحسابات العددية.

ويستطع المستعمل أن يستخدمه لعمل نماذج رياضية للكثير من الظواهر الطبيعية والأنظمة البشرية الخطية وغير الخطية والتعامل مع المصفوفات والتحليل الإحصائي، وقد أُستعمل في الدورة المشهورة عن التعلم الآلي من جامعة ستانفورد على موقع  كورسيرا.

كما أنه متاح بشكل مجاني على عدد من أنظمة التشغيل على الموقع الأساسي، أما فيما يتعلق بدراسة كيفية تشغيل البرنامج.

فإن هناك دليل تشغيل في الموقع الرسمي باللغة الإنجليزية كما أن هناك صفحة تخص البرنامج في ويكي الكتب، وكل المصادر التي تتطلب دراية باللغة الإنجليزية.

وأبرز الأشياء التي تميز أوكتاف أنه يشتمل على الكثير من الدوال التي تجعلك قادرًا على أن تقوم بالكثير من العمليات الرياضية وكتابة واختبار الخوارزميات على الميديا من صورة وصوت وفيديو، وكتابة أكواد بلغة بسيطة من أجل التعامل مع المصفوفات وبناء نماذج في الكثير من مجالات الهندسة والعلوم.

ساي لاب Scilab

جرى تسمية ساي بلاب بذلك الاسم بسبب نحت للكلمتين الإنجليزيتين ساينس Science وهي معنية بالعلم وكلمة لاب Lab والتي تكون معنية بالمختبر.

وتلك البرمجية عبارة عن التحليل العددي ولها لغة برمجة خاصة بها، وتستعمل في معالجة الإشارات وبناء نماذج إحصائية ومعالجة الصور ومعالجة الأنظمة التحريكية والموائع.

كما تتطابق لغة أوكتاف مع اللغة التي تستعمل في ماتلاب، إذ أن القائمين لا يحاولون على ساي لاب تقليده بشكل حرفي ولكن مع هذا يعد بديلاً جيداً للغاية لماتلاب ويمكن أن يجرى تعلم لغته في وقت قياسي في حالة وجود معرفة سابقة بلغة ماتلاب.

كما تحتوي تلك البرمجية على الكثير من أنظمة التشغيل ويكون في الإمكان الحصول عليه من الموقع الرسمي، وهناك عدد من الدروس لاستعمالات متعددة ودليل الاستعمال وكلاهما باللغة الأجنبية.

سيج Sage

يعتبر سيج مشروعًا عظيمًا يستخدم في عمل واجهة موحدة للكثير من الحزم العلمية مع العمل على تطويرها وإضافة الكثير من المكتبات، حيث أن الواجهة تكون معتمدة على لغة بايثون للبرمجة.

وقد جرى إضافة الكثير من المشروعات مفتوحة المصدر لمشروع سيج مثل إمكانية استعمال كل من قردات ماكسيما وساي باي عن طريق سيج بشكل مباشر بالإضافة إلى الكثير من الحزم الأخرى.

يجرى العمل على سيج عن طريق مفكرة جيوبيتر التي تعمل على المتصفح أو عن طريق الطرفية أو من خلال كتابة برامج أو سكربت Scripts.

كما أنها عبارة عن تحتوي على مجتمع قوي كعادة المشاريع مفتوحة المصدر بذلك الحجم، وتستعمل في الكثير من الجامعات في سياقات الرياضيات والعلوم والهندسة وتم استعمالها في الكثير من الأبحاث والكتب والمقالات.

كما أن سيج يحتوي على الكثير من أنظمة التشغيل وبالإمكان الحصول عليه من الموقع الرسمي، وتحتوي على الكثير من المصادر من أجل تعلم كيفية استعماله باللغة الإنجليزية ويكون في الإمكان الإطلاع على دليل التشغيل أو الدروس التي تتوفر في الموقع الرسمي.