ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ R В ЗАДАЧАХ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ

Аннотация

Статья является продолжением цикла работ, посвященных использованию свободного программного обеспечения для решения задач геологии и геофизики. Применение свободного программного обеспечения, включая готовые математические библиотеки и специальные пакеты для конкретной научной области, позволяет существенно снизить время и затраты на научные исследования вследствие использования готовых пакетов функций разного назначения, хорошо проработанных и протестированных, а также значительно повысить воспроизводимость результатов. При использовании свободных программ или библиотек важную роль играет степень распространенности языка программирования, с помощью которого они созданы. На популярность языка программирования влияет много факторов, включая общее число пакетов функций, активность сообщества, документирование возможностей, наличие разнообразных областей применения. Современные языки программирования вместе со своими пакетами расширения (математическими, статистическими и прочими) играют важную роль в унификации походов к анализу данных и моделированию, постепенно обеспечивая все более единообразные методы оперирования с данными в различных науках. В настоящее время самыми используемыми языками программирования для решения научных задач являются Python, R, Matlab, Fortran, Julia, но наибольшую популярность имеют два первых. Python и R, относятся к свободному программному обеспечению, являются языками с динамической типизацией, во многом похожими друг на друга, но отличающимися от C/C++ более простым синтаксисом, что обеспечивает большую легкость и скорость как на начальном этапе освоения, так и впоследствии при написании сложного кода. Язык программирования R, несмотря на лидирующую роль языка Python в научных расчетах, имеет ряд важных достоинств, обеспечивающих R заслуженное второе место. Во-первых, лучшая классификация библиотек, намного сокращающая подбор необходимого пакета. Во-вторых, единообразная форма описания пакетов, что дополнительно ускоряет выбор нужных функций. В-третьих, большая распространенность тестовых наборов данных, что облегчает освоение и понимание работы алгоритмов. В-четвертых, наличие научного периодического издания («The R Journal») информирующего как о новых научных разработках, так и об их практической реализации в виде готовых к использованию пакетов функций. В статье охарактеризованы основные группы пакетов языка, наиболее подробно рассмотрены группы, отвечающие за вычислительную математику, анализ пространственных данных, цифровую обработку сигналов, геологию и геофизику. Среди геофизических пакетов больше всего библиотек посвящено задачам сейсмологии и сейсморазведки, являющихся наиболее сложными в вычислительном отношении. Имеются пакеты для решения обратных задач геофизики, решения некоторых задач гравиметрии и магнитометрии. Интерес также представляет функциональное наполнение пакетов, не связанных с науками о Земле, но интенсивно развивающихся и дающих возможности исследовать работу новых математических методов.