نبذة عن الكتاب:

يقود التعلم الآلي التطور في العديد من المجالات في العلوم والهندسة. بسيطة ويمكن أن تؤدي لغة البرمجة الفعالة إلى تسريع تطبيقات التعلم الآلي في مختلف المجالات.حاليًا ، لغات البرمجة الأكثر استخدامًا لتطوير خوارزميات التعلم الآلي تتضمن Python و MATLAB و C / C ++. ومع ذلك ، لا توازن أي من هذه اللغات بين الكفاءة والبساطة. لغة Julia هي لغة برمجة سريعة وسهلة الاستخدام ومفتوحة المصدر
تم تصميمه في الأصل للحوسبة عالية الأداء ، والتي يمكن أن توازن بشكل جيد بين الكفاءة و بساطة. تلخص هذه الورقة الأعمال البحثية ذات الصلة والتطورات في تطبيقات لغة جوليا في التعلم الآلي. يقوم أولاً بمسح خوارزميات التعلم الآلي الشائعة تم تطويره بلغة جوليا. ثم يبحث في تطبيقات خوارزميات التعلم الآلي تم تنفيذها بلغة جوليا. أخيرًا ، يناقش القضايا المفتوحة والمستقبل المحتمل الاتجاهات التي تنشأ في استخدام لغة جوليا في التعلم الآلي.

لغة جوليا

لغة جوليا (بالإنجليزية: Julia)‏ هي لغة برمجة ديناميكية عالية المستوى صممت لتحقيق متطلبات الحوسبة العددية والعلمية عالية الأداء. كما أنها فعالة لكافة الاستخدامات .

تجمع لغة “جوليا” بين سرعة “سي بلس بلس” وجافا والوظائف من مختلف اللغات المعروفة مثل بايثون، و R، وماتلاب” Matlab، و “ساس” SAS، و “ستاتا” Stata.

برمجة ديناميكية ؛ مع إرسال متعدد كنموذج برمجته الأساسية . جوليا يدعم المتزامنة ، (composable) بالتوازي و زعت الحوسبة (مع أو بدون استخدام MPI  أو المدمج في المقابلة [ تحتاج الى توضيح إلى " قانون الزواج على غرار" المواضيع ، و الدعوة مباشرة من C و فورتران المكتبات بدون كود الغراء . يستخدم جوليا فقط في الوقت المترجم (JIT) التي يشار اليها على انها "توها قبل من الوقت " (JAOT) في المجتمع جوليا، وجوليا تجمع كل رمز (افتراضيا) إلى رمز الجهاز قبل تشغيله.

جوليا هي عبارة عن جمع للقمامة  تستخدم تقييمًا شغوفًا ، وتتضمن مكتبات فعالة لحسابات الفاصلة العائمة ، والجبر الخطي ، وتوليد الأرقام العشوائية ، ومطابقة التعبير العادي . تتوفر العديد من المكتبات ، بما في ذلك بعض المكتبات (على سبيل المثال ، لتحويلات فورييه السريعة ) التي تم تجميعها مسبقًا مع Julia وهي الآن منفصلة. 

تدعم العديد من أدوات التطوير الترميز في Julia ، مثل بيئات التطوير المتكاملة (مثل Microsoft Visual Studio Code ، مع امتدادات متاحة تضيف دعم Julia إلى IDEs ، على سبيل المثال توفير دعم التصحيح والفحص ) ؛ مع أدوات مدمجة ، على سبيل المثال ، ملف التعريف (ودعم الرسم البياني باللهب المتاح للواحد المدمج) ، مصحح الأخطاء ،وحزمة Rebugger.jl "تدعم تصحيح التنفيذ المتكرر "والمزيد . 

تاريخ

بدأ العمل على جوليا في عام 2009 ، من قبل جيف بيزانسون ، وستيفان كاربينسكي ، وفيرال بي شاه ، وآلان إيدلمان ، الذين شرعوا في إنشاء لغة حرة عالية المستوى وسريعة. في 14 فبراير 2012 ، أطلق الفريق موقعًا إلكترونيًا به منشور مدونة يشرح مهمة اللغة. في مقابلة مع InfoWorld في أبريل 2012 ، قال كاربينسكي عن اسم "جوليا": "لا يوجد سبب وجيه حقًا. بدا الأمر وكأنه اسم جميل."  قال بيزانسون إنه اختار الاسم بناءً على توصية من صديق ، ثم كتب لاحقًا ربما جوليا تعني " لثغة جيف غير الشائعة آلية".

منذ إطلاق عام 2012 ، نما مجتمع Julia ، و "تم تنزيل Julia بواسطة المستخدمين في أكثر من 10000 شركة" ،مع أكثر من 25.000.000 عملية تنزيل اعتبارًا من فبراير 2021، بزيادة قدرها 87٪ في العام (زادت الإحصائيات الأخرى المتعلقة بجوليا بنسبة تصل إلى 113٪) ، ويتم استخدامها في أكثر من 1500 جامعة ،مؤتمر JuliaCon الأكاديمي لمستخدمي Julia والمطورين يقامون سنويًا منذ عام 2014 مع العام الماضي 2020 JuliaCon يستقبل أكثر من 28،900 مشاهد فريد.

تم إصدار الإصدار 0.3 في أغسطس 2014 ، الإصدار 0.4 في أكتوبر 2015 ، الإصدار 0.5 في أكتوبر 2016 ، [43] والإصدار 0.6 في يونيو 2017. [44] كلا الإصدارين Julia 0.7 (إصدار مفيد لاختبار الحزم ، ولمعرفة كيفية الترقية تم إصدارها لـ 1.0 [45] ) والإصدار 1.0 في 8 أغسطس 2018. كان العمل على Julia 0.7 "مهمة ضخمة" (على سبيل المثال ، بسبب "مُحسِّن جديد تمامًا") ، وتم إجراء بعض التغييرات على الدلالات ، مثل التكرار تم تبسيط الواجهة ؛ [46] وتغيرت الصيغة قليلاً (مع استقرار التركيب الآن ، ونفس الشيء بالنسبة لـ 1.x و 0.7).

تم إصدار الإصدار المرشح لإصدار Julia 1.0 (Julia 1.0.0-rc1) في 7 أغسطس 2018 ، والإصدار النهائي بعد ذلك بيوم واحد (والآن ، Julia 1.0.x هي الإصدارات الأقدم التي لا تزال مدعومة ، ولديها دعم طويل المدى ( LTS) ؛ لمدة عام على الأقل). تم إصدار Julia 1.1 في يناير 2019 مع ، على سبيل المثال ، ميزة لغة جديدة "مكدس الاستثناءات". من المتوقع صدور إصدارات Bugfix شهريًا تقريبًا ، بالنسبة لـ 1.4.x و 1.0.x ، وقد اتبعت Julia 1.0.1 حتى 1.0.5 هذا الجدول الزمني. تم إصدار Julia 1.2 في أغسطس 2019 ، ولديه على سبيل المثال بعض الدعم المدمج لمتصفحات الويب (للاختبار إذا كان يعمل في JavaScript VM) ،  و Julia 1.5 في أغسطس 2020 (ومعه Julia 1.4.x، 1.3. لم يعد يتم الاحتفاظ بإصدارات x و 1.2.x و Julia 1.1.x). أضافت Julia 1.3 ، على سبيل المثال التوازي متعدد الخيوط القابل للتكوين ونظام المصنوعات الثنائية لحزم Julia.

سمحت Julia 1.4 ببناء جملة أفضل لفهرسة المصفوفات للتعامل مع المصفوفات التي تعتمد على الصفر على سبيل المثال ، مع A[begin+1]العنصر الثاني من المصفوفة A. تم تغيير نموذج الذاكرة أيضًا.  تم إصلاح الإصدار الثانوي 1.4.2 ، مثل مشكلة Zlib ، مما يؤدي إلى مضاعفة سرعة فك الضغط. 

يضيف Julia 1.5 دعم تصحيح أخطاء التسجيل وإعادة التشغيل ،  لأداة rr من Mozilla . إنه إصدار كبير ، مع تغيير السلوك في REPL (النطاق الناعم) ، كما هو مستخدم في Jupyter ، ولكنه متوافق تمامًا مع التعليمات البرمجية غير REPL. تم وضع علامة على معظم واجهة برمجة تطبيقات مؤشر الترابط على أنها مستقرة ، ومع هذا الإصدار "كائنات عشوائية غير قابلة للتغيير - بغض النظر عما إذا كانت تحتوي على حقول تشير إلى كائنات قابلة للتغيير أم لا - يمكن الآن تخصيص مكدس لها" ، تقليل تخصيصات الكومة ، على سبيل المثال viewsلم تعد التخصيص. عملت جميع الإصدارات على الأداء ، ولكن بشكل خاص عملت على Julia 1.5 التي استهدفت أداء ما يسمى بأداء "الوقت إلى الحبكة الأولى" ، بشكل عام ، سرعة التجميع نفسه (على عكس أداء الكود الذي تم إنشاؤه) ، وإضافة الأدوات للمطورين