FEALPy 帮助与安装

学习与帮助

入门基础

使用 FEALPy 你需要有一些关于计算机的基础知识和技能, 比如操作系统, 命令行终端, 安 装和删除软件等.

当然你也要有基础的数学知识, 如数学分析, 高等代数, 解析几何, 计算数学等方面的知识.

另外, 编程的第一手资料基本都是英文的, 程序执行 报错也是英文的, 所以还要你愿意看, 而且看得懂英语的文献.

有了这些知识, 你再把下面两本书的看一看, 最起码要把基础的东西看一看.

有了上面的基础, 你就可以安装使用 FEALPy 了. 后面需要你在不断的在实践中学习提高了 . 每天尝试写点程序, 来解决自己学业和研究中的问题. 我始终坚信, 只有融入了自己亲身 经验的知识才是真正的个人能力.

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。--陆游

帮助文档

我以后会在我的 个人网站 上不断更新 FEALPy 的 中文和英文帮助文档, 注意这里提供的关于 FEALPy 信息始终是最新的, 而且旧文章也会不断修改 , 新文章会第一时间放到这里来.

Issues 列表

FEALPy 同时托管在 GitHubGitLab. 你如果有关于 FEALPy 安装、使用、 功能开发等方面的建议和问题, 都可以写在 FEALPy Issues on GitHubFEALPy Issues on GitLab, 系统会自动给发邮件, 通知我 这些 Issues 的变动. 其中 GitLab 的 Issues 支持邮件建立 Issue 的功能, 你只要用你 的邮箱发邮件到下面这个 邮箱 就可以了.

incoming+weihuayi-fealpy-15080594-7r9g2wnp3cwl24nys1gti3ci2-issue@incoming.gitlab.com

Gitter Room

我还在 Gitter 上建立了一个聊天室 FEALPy on Gitter, 你只需要用 GitHub 或者 GitLab 的账号登录加入即可. 这个聊天室支持 Markdown 标记语 言, 讨论数学和编程很方便.

微信公众号

个人网站上的文章会更新到下面的微信公众号上:

  • CAMtips
  • 算海扬帆 但由于无法多次修改, 所以这里的文章并不能保持不断的更新.

安装

Ubuntu

  1. 安装 git、Python3 及 ipython:
    $ sudo apt install texlive-full   # tex
    $ sudo apt install git            # 版本控制 
    $ sudo apt install python3        # Python3 解释器 
    $ sudo apt install python3-pip    # Python3 软件包管理器
    $ pip3 install ipython # 高级交互式解释器
    
  2. 配置你的 git 信息:
    $ git config --global user.name "Your Name"
    $ git config --global user.email "Your Email"
    
  3. 从 gitlab、 github 或者 gitee 上 clone 最新的 FEALPy:

    $ git clone https://gitlab.com/weihuayi/fealpy.git # 这个国内应该可以正常访问
    

    或者

    $ git clone https://github.com/weihuayi/fealpy.git
    

    或者

    $ git clone https://gitee.com/whymath/fealpy.git # 这个就是国内的网站
    
  4. 进入 fealpy/, 运行下面命令安装:

    $ pip3 install -e . #符号联接方式安装
    

    这样会把 FEALPy 以符号链接的方式安装到目录 $HOME/.local/lib/python3.<x>/site-packages/,注意其中 <x> 在不同的系统下可能不 同。 这样安装的好处是, 每次在 fealpy/ 目录下运行

    $ git pull # 更新 FEALPy 的到最新版本
    

    你就可以在其它的任何目录下调用 FEALPy 了.

  5. 在命令行中启动 ipython, 导入三角形网格测试一下, 如果没有报错就说明安装成功了
    $ ipython
    In [1]: from fealpy.mesh import TriangleMesh
    In [2]:
    
  6. 安装可选依赖
    $ pip3 install pyamg # 多重网格解法器
    $ pip3 install meshpy # 网格生成器
    $ pip3 install meshio # 常见的网格文件格式读取
    $ pip3 install PyMUMPS # MUMPS 直接解法器
    

Windows

Windows 下 matplotlib 画图如果要支持 tex 公式的显示,需要系统提前安装好 LaTex 软件,并确保 LaTex, dvipng 和 ghostscript 三个可执行程序在系统默认路径下,可执行程序的默认搜索路径由环境变量 PATH 决定,如果上面三个程序所在的路径没有加入 PATH,需要手动增加, 具体见:

基于 Anaconda 的安装

  1. 下载最新的 Anaconda for Windows.
  2. 下载最新的 Git for Windows.
  3. 开始菜单中在 Anaconda 菜单目录下打开 Anaconda PowerShell Prompt 命令行终端, 注 意它会默认进入你的 Desktop 的上一级目录. 然后配置你自己的 Git 信息.
    > git config --global user.name "<Your Name>"
    > git config --global user.email "<Your Email>"
    
    在有些 Windows 系统中,可能默认进入的是管理员的目录,就没有 Desktop 目录。这样的 情况下,你可以找一下自己的 Desktop 目录, 然后再执行下面的安装步骤。当然, fealpy 最终 clone 到系统的任何地方都是可以的,你觉得方便就行。
  4. 进入 Desktop 目录, 然后从 gitlab、 github 或者 gitee 上克隆最新的 FEALPy
    > cd Desktop # 进入主目录
    
    > git clone https://gitlab.com/weihuayi/fealpy.git
    
    或者
    > git clone https://github.com/weihuayi/fealpy.git
    
    或者
    $ git clone https://gitee.com/whymath/fealpy.git # 这个就是国内的网站
    
  5. 进入 FEALPy, 运行下面的命令安装:
    > cd fealpy
    > pip install -e .
    
    这样的安装是以符号链接的方式安装到系统当中。这样的好处是, 你进入 fealpy 目录 后,用 git pull 更新 FEALPy,不用重新安装,即可以在系统的任意位置调用最新的版本
    > cd fealpy
    > git pull
    
  6. 最后, 你在开始目录中可以打开 Python 集成开发环境 Spyder, 在 Ipython 中 导入测试一下, 如果没有报错就说明安装成功了

    In [1]: from fealpy.mesh import TriangleMesh
    In [2]:
    
  7. 安装可选依赖, 这些软件一般可以通过 conda 进行安装,前提需要你安装 windows c++ 编译器,Visual Studio Community 2019, 然后:

    > conda install -c anaconda pyamg
    > conda install -c conda-forge meshpy
    > conda install -c conda-forge meshio
    

如果出现编译的问题,可直接从这里 下载适合你系统的 软件包的 wheel 文件, 然后用 pip 安装

> pip install <flie-name>.whl # 多重网格解法器

基于 Visual Studio Comuunity 的安装

微软提供的集成开发环境 Visual Studio Community, 即可 以安装 C++ 编译器,也可安装 Python 的开发环境。

  1. 安装 Visual Studio Community 时, 选择 C++ 和 Python 的开发环境模块

MacOS

参照 Ubuntu 系统的安装方式

问题解决办法

Conda 安装 FEALPy 的依赖软件时,下载过慢或无法下载的问题解决办法

把 conda 的软件源换成国内的,如下面是清华提供的源:

$ conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
$ conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main/
$ conda config --set show_channel_urls yes
$ conda install meshio
$ conda install meshpy  
$ conda install pyamg
$ conda install pyfftw
$ conda install vtk

也可以换成中科大提供的源:

$ conda config --add channels https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
$ conda config --add channels https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main/
$ conda config --set show_channel_urls yes
$ conda install meshio
$ conda install meshpy  
$ conda install pyamg
$ conda install pyfftw
$ conda install vtk

注:上面的解决办法由西安交通大学的杨迪提供,并参考了 https://blog.csdn.net/u010122972/article/details/81985424。

Windows 下出 “SSLError”

参见 https://blog.csdn.net/kl28978113/article/details/88234449

pip 管理你需要的软件包

按照上面的安装过程中, 可能会会显示一些依赖的包的没有安装(一般用红色字体的英文显 示), 欢迎反馈信息给我. 我挣 取把安装脚本写的更智能一点. 但你也可以自己动手, 用 Python 自己的软件包管理命令 pip (Ubuntu 上是 pip3, Anaconda (Windows) 中的命令是 pip) 解决问题.

在 Ubuntu 下, 比如说没有 boost 这个包, 用下面的命令就可以安装:

$ pip3 search boost
$ sudo -H pip3 install boost

在 Anaconda (Windows) 下,

$ pip search boost
$ pip install boost

Ubuntu 下 Pip 安装的 numpy 默认没有调用 openblas

In [1]: import numpy as np

In [2]: np.__config__.show()
blas_mkl_info:
  NOT AVAILABLE
blis_info:
  NOT AVAILABLE
openblas_info:
    libraries = ['openblas', 'openblas']
    library_dirs = ['/usr/local/lib']
    language = c
    define_macros = [('HAVE_CBLAS', None)]
blas_opt_info:
    libraries = ['openblas', 'openblas']
    library_dirs = ['/usr/local/lib']
    language = c
    define_macros = [('HAVE_CBLAS', None)]
lapack_mkl_info:
  NOT AVAILABLE
openblas_lapack_info:
    libraries = ['openblas', 'openblas']
    library_dirs = ['/usr/local/lib']
    language = c
    define_macros = [('HAVE_CBLAS', None)]
lapack_opt_info:
    libraries = ['openblas', 'openblas']
    library_dirs = ['/usr/local/lib']
    language = c
    define_macros = [('HAVE_CBLAS', None)]

但是我发现在 /usr/local/lib 下面根本没有安装 openblas, 就用如下的方式安装

$ git clone https://github.com/xianyi/OpenBLAS.git 
$ cd OpenBLAS
$ make BINARY=64 FC=gfortran USE_THREAD=8
$ sudo make PREFIX=/usr/local/ install

Window linux 子系统下的 fealpy 安装

https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install-win10

  1. 以管理员身份打开 PowerShell 并运行下面命令并重新启动系统:
    dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
    
    如果只安装 WSL 1, 重新启动系统后直接到第 5 步。
  2. 以管理员身份打开 PowerShell 并运行:
    dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart
    
  3. 下载 Linux 更新包
    https://wslstorestorage.blob.core.windows.net/wslblob/wsl_update_x64.msi
    
  4. 打开 PowerShell 将 WSL 2 设置为默认版本
    wsl --set-default-version 2
    
  5. 打开 Microsoft Store , 搜索 Ubuntu 20.04 LTS 安装,首次启动时,需要创建用户和密码

Ubuntu 20.04 LTS 默认安装在

C:\Users\<your user name>\AppData\Local\Packages\CanonicalGroupLimited.Ubuntu20.04onWindows_79rhkp1fndgsc\LocalState\rootfs

可以把 Linux 中你的用户目录发送到桌面快捷方式,方便查看文件.

在 Windows 中安装一个窗口系统, 这样 Ubuntu 中的图形界面也可以显示出来

打开 Ubuntu 20.04 的终端

$ sudo apt update
$ suod apt upgrade

下面设置 git 环境:

$ git config --global user.name "<Your Name>"
$ git config --global user.email "<Your Email>"
$ git config --global core.editor "vim"

apt 安装一些必须的依赖:

$ sudo apt install texlive-latex-base # matplotlib 画图要用到 latex
$ sudo apt install python3-pip # Python 软件包管理器
$ sudo apt install python3-tk # matplotlib 画图的后端
$ sudo apt install libmumps-dev  # 直接法求解器

pip3 安装一些常用但非必须的第三方库

$ sudo -H pip3 install ipython
$ sudo -H pip3 install PyMUMPS # mumps 的 python 接口
$ sudo -H pip3 install pyamg # amg 求解器
$ sudo -H pip3 install meshio

如果要用到 qt 界面的程序, 还可以安装

$ sudo apt install qttools5-dev-tools
$ sudo apt install pyqt5-dev-tools
$ sudo apt install python3-pyqt5
$ sudo -H pip3 install pyqtconsole

还可以安装Python 集成开发环境 spyder3

$ sudo apt install spyder3

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