科学团体中的 LinuxLinux 在科学团体中占有重要地位，这一点也不奇怪。解决方案种类繁多，从高性能计算集群到可视化软件都包含其中。甚至还有一个基于 Red Hat Enterprise Linux 且针对科学计算的完整 Linux 发行版，它被相应地命名为 Scientific Linux。
Sage 和 Enthought Python Distribution本文介绍使用 Linux 工作站进行科学计算的两种不同方法。第一种方法是 Sage 开源数学系统，第二种方法是 Enthought Python Distribution (EPD)。这两种方法都使用大量核心开源 Python 工具来执行困难的工作。如果您想要尝试这两种方法，可使用 Ubuntu 软件管理器安装各个软件。
在这两种方法中，Sage 更全面一些，因为与其说它是大量不同的基础引擎，不如说它是一个 shell。您甚至可以从 Sage 命令行与 MATLAB 或 Mathematica 等商用产品进行交互。在 Sage 命令提示符下，您实质上是与 IPython 进行交互，从而访问其所有功能。开始探索 Sage 的功能时，您还必须考虑对象和方法。Sage 提供了大量不同的计算机代数系统，以支持用户从命令行与它们进行交互。
值得注意的是，Sage 基于 Python，但在将它传递给 Python 解释器之前，需要对每个语句进行预分析。在查看简单的交互式 Sage 命令时，可能会造成一些混淆。此行为的基本原理是：让在 Sage 中输入命令变得尽可能直观一些。一个好示例是求幂符号。在纯 Python 中，您必须输入 2**4 将二次方提高到四次方。在 Sage 中，则使用向上箭头符号 (^)，比如 2^4。与基本 Python 相比，Sage 处理一些操作（整数除法）的方式也不相同。
NumPy 和 SciPySage 和 EDP 的两个最出名的潜在难题是 NumPy 和 SciPy。两个项目都在 90 年代中后期出现，最初由 Travis Oliphant 启动，Travis Oliphant 现在是 Enthought 的一名员工。NumPy 提供核心数值方法来处理数组和矩阵。SciPy 依靠 NumPy 构建其基本数组数据结构，并包含用于处理一切（从线性代数到信息处理）的大量模块。Enthought 是两个项目的发起者，并且仍在继续开发大量新版本。
安装 Sage安装 Sage 有几种选项可供选择。要查看 Sage，而不是实际安装它，可以使用 live CD 版本。您还可以在 Oracle VM VirtualBox 或 VMware Player 等虚拟机中运行 live CD。本文将介绍如何在运行最新版本的 Ubuntu (12.04) 的物理机和虚拟机上安装 Sage。
物理机从介质安装 Sage 是启动和运行 Unbuntu 12.04 的最可靠的一种方法，因为最近刚发布了操作系统。请下载源代码 tarball 并将它解压缩到一个合适的目录中。在完成构建之前，还必须安装一些必备软件，您可以使用下列命令完成安装：
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| sudo apt-get install build-essential gfortran
sudo apt-get install texlive xpdf evince
sudo apt-get install tk8.5-dev
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安装了必备软件之后，就可以构建 Sage 了，可以使用下列命令启动构建：
此时，可以去看个电影或小睡一下。在典型台式机上，完整的构建过程可能需要几个小时。如果正确构建了一切内容，则应看到类似 图 1 的界面。
图 1. Sage 的构建界面 虚拟机如果您不喜欢冒险，并且只是想要开始使用 Sage，那么在虚拟机上安装 Sage 是一个好选择。可从 Sage 网站上下载 Open Virtualization Archive (OVA) 包，该包随附提供了 Fedora 16 和 Ubuntu 10.04.3 的二进制软件包。OVA 是一个包文件（从本质上讲是一个 tar 文件），包含以 Open Virtualization Format (OVF) 形式启动虚拟机所需的所有文件。
使用 Sage安装了 Sage 后，就可以开始数学发现和探索之旅。Sage 有一个命令行界面和一个基于 Web 的界面。
命令行界面要从构建 Sage 的目录启动命令行版本，只需键入下列命令：
图 2 显示了一个 Sage 解释器示例和之前所述的一些数学解释。
图 2. Sage 命令行界面和数学解释 整数除法中的差别与 Python 处理运算类型（整数和浮点数等）的方式有关。在 Python 中，表达式 2/3 会分配一个下舍到 0 的整数结果。Sage 将除法运算符视为有理数的构造函数，这意味着您可以用与在纸上计算非常相似的方式执行分数运算。例如，如果在 Sage 提示符处输入 2/3 + 2/3，会得到结果 4/3。如果在 Python 中键入同样的内容，则结果是 0。您可以使用 float() 或 int() 隐式地强制文字类型，如 图 2 所示。
基于 Web 的界面要使用 Sage Notebook，可以在启动 Sage 后输入 notebook()，或者是使用以下命令：
这会启动 Sage 服务器，并且默认 Web 浏览器会打开 Sage Notebook 主页。您会在笔记本中发现许多促进操作的功能，比如将工作表保存或加载到文件，以及常规的复制、删除和重命名功能。在 图 3 中，Sage 使用 Share 和 Publish 功能来促进协作。
图 3. Sage Notebook 功能 计算机代数软件包基本 Sage 分发包含许多计算机代数软件包，其中包含 GAP、Maxima、PARI 和 Singular。每个软件包在数学社区中都有自己的关注者，并提供了略有不同的功能。这里的关键是：Sage 在基本分发中包含所有这些软件包，这意味着无需单独下载并安装它们。
图 4 显示了一个使用 Maxima 执行几种矩阵运算的示例。这是使用 Sage Notebook 完成的，它以黑色显示了用户输入，以蓝色显示了输出。前两行使用了等同于 i/j 的条目创建了矩阵，其中 i 和 j 的范围为从 1 到 4。注意，这些是有理数（分数）。
图 4. 使用 Maxima 进行矩阵运算 发表科技论文发表科技论文是许多教育团体的必要条件。Sage 要求每个对象都有一个 LaTeX 表示。该表示与使用 TeX 语言生成出版品质的图形和文本的需求直接相关。注意，您需要完全安装 TeX 才能利用 Sage 提供的所有功能。 |
