FAQ: Generalità

Perchè esiste questo progetto?

La missione fissata per Sage è di essere un’alternativa open-source a Magma, Maple, Mathematica e Matlab. I predecessori di Sage, noti come HECKE e Manin, furono creati perché William Stein ebbe bisogno di scriverli come parte della sua ricerca sulla Teoria dei Numeri. Iniziato da William nel 2005 quando era all’università di Harvard, Sage combina alcuni fra i migliori software open-source per la matematica in un’unica interfaccia comune. Da allora Sage viene utilizzato non solo da ricercatori nel campo della Teoria dei Numeri, ma da ricercatori in tutte le scienze matematiche.

Sage si avvale ed estende le funzionalità di molti dei pacchetti inglobati. Anche dal principio, quando Sage veniva usato principalmente per la Teoria dei Numeri, includeva: Givaro, GMP, NTL, Pari/GP, e molti altri troppo numerosi per essere elencati qui. Studenti, insegnanti, professori universitari, ricercatori di tutto il mondo usano Sage perché vogliono un pacchetto open-source comprensivo per la matematica che offra calcolo sia simbolico che numerico. Perlopiù le persone sono contente di quanto offre Sage.

Come é comune nell’ambito del software open-source (FOSS), spesso ci sono persone che individuano casi in cui Sage non dispone delle funzionalità richiesta da loro. Quindi si immergono nel codice sorgente di Sage per estenderlo per il loro scopo, o ancora per esporre delle funzionalità dei pacchetti inglobati in Sage in modo da poter usarne le funzioni che loro preferiscono dall’interfaccia di Sage. La squadra Sage-Combinat e’ costituita da ricercatori in Algebra Combinatoria. La missione che si è data tale squadra è quella di migliorare Sage come uno strumento estendibile per la sperimentazione a computer nell’ambito dell’Algebra Combinatoria, e favorire lo scambio di codice sorgente fra ricercatori di questa materia. Per informazione dettagliate sul perché esiste Sage, vedere il seguente link: biografia matematica personale di William, settore software.

Cosa vuol dire Sage e come si deve pronunciarlo?

Nei primi anni di esistenza di Sage, il progetto era chiamato “SAGE”, acronimo inglese di “software per la sperimentazione in Algebra e Geometria”. A cominciare dal 2007 ed inizio 2008, fu largamente adottato il nome “Sage”. Considera “Sage” come il nome di un progetto software FOSS per la matematica, esattamente come “Python” è il nome di un linguaggio FOSS di programmazione di uso generale. Ovunque possibile, per cortesia usa “Sage” non “SAGE”, che invece è un progetto per un computer (SAGE), così da evitare confusioni. “Sage” si pronuncia nello stesso modo della parola inglese “sage” che significa uomo saggio, o anche indica la pianta della salvia. Alcune persone lo pronunciano in modo simile a “sarge”, un po’ come si pronuncia Debian Sarge.

Comunque lo pronunci, per cortesia non confonderlo con il software di contabilità americano che ha lo stesso nome.

Chi c’è dietro al progetto?

Sage è un progetto basato sull’opera di volontari. Il suo successo è dovuto all’opera gratuita di una grande squadra internazionale di studenti, insegnanti, professori universitari, ricercatori, ingegneri informatici e persone che lavorano in vari ambiti della matematica, delle scienze, dell’ingegneria, dello sviluppo software e a tutti i livelli della scuola. Lo sviluppo di Sage ha potuto usufruire di fondi assegnati da numerose istituzioni e ha potuto includere sia componenti preesistenti che in corso di sviluppo da parte di numerosi autori.

Una lista di coloro che hanno dato un contributo diretto è reperibile al link “mappa di sviluppo di Sage” (Sage Development Map) e la storia delle modifiche può essere reperita al link “changelog di alto livello” (changelog). Fai riferimento alla Pagina dei riconoscimenti del sito web di Sage per una lista aggiornata di coloro che ci sostengono finanziariamente o a livello di infrastruttura, a livello di siti mirror ed altri contributi indiretti.

Perché Sage è un software libero ed open-source?

Una regola universale nella comunità matematica è che tutto dev’essere pubblico e aperto ad analisi. Il progetto Sage ritiene che non seguire lo stesso principio nel software per la matematica è quantomeno scortese e maleducato, o peggio una violazione delle pratiche comuni nella scienza. Un principio filosofico sottostante Sage è di applicare la regola di scambio libero e confronto fra pari, che caratterizza la comunicazione scientifica, anche allo sviluppo di software per la matematica. Né il progetto Sage né la sua squadra di sviluppo hanno la pretesa di essere gli originali proponenti di questo principio.

Il modello di sviluppo di Sage è largamente ispirato del movimento del software libero di cui + stata pioniere la Free Software Foundation ed il movimento open-source. Una fonte di ispirazione all’interno della comunità matematica è Joachim Neubüser, come espresso nell’articolo

  • J. Neubüser. An invitation to computational group theory. In C. M. Campbell, T. C. Hurley, E. F. Robertson, S. J. Tobin, and J. J. Ward, editors, Groups ‘93 Galway/St. Andrews, Volume 2, volume 212 of London Mathematical Society Lecture Note Series, pages 457–475. Cambridge University Press, 1995.

ed in particolare nella seguente citazione dal suo articolo:

Puoi leggere il teorema di Sylow e la sua dimostrazione nel libro di Huppert
in biblioteca senza nemmeno comprare il libro e poi usare questo teorema per
il resto della tua vita senza dover pagare una tariffa, invece...per molti
sistemi di algebra computazionale devi pagare regolarmente delle licenze
per tutto il tempo in cui li utilizzi. Per proteggere ciò per cui devi pagare,
non ti viene dato il codice sorgente ma soltanto l'eseguibile del programma,
cioè un oggetto sigillato sul quale premi bottoni ed ottieni risposte così come
ottieni belle immagini dal tuo televisore: in entrambe le situazioni non puoi
controllare il modo in cui sono create.

In questa situazione sono violate due delle più basilari regole di condotta in
matematica: in essa l'informazione è passata gratuitamente e tutto può essere
consultato e verificato. Non applicare queste regole ai sistemi di algebra
computazionale usati per la ricerca in matematica...significa andare in una
direzione assolutamente non desiderabile. Ancora più importante:
possiamo aspettarci che qualcuno creda al risultato di un programma il cui
funzionamento non gli è permesso di vedere? Inoltre: vogliamo veramente far
pagare a colleghi in Moldavia molti anni di stipendio per un
sistema di algebra computazionale?

Simili idee sono state anche espresse da Andrei Okounkov, come si può leggere in

  • V. Muñoz and U. Persson. Interviews with three Fields medalists. Notices of the American Mathematical Society, 54(3):405–410, 2007.

ed in particolare nella seguente citazione:

I computer non sono una minaccia per i matematici più di quanto i robot da
cucina lo siano per i cuochi. Poiché la matematica diviene sempre più complessa
mentre il ritmo delle nostre vite accelera, dobbiamo delegare il più possibile
alle macchine. Ed intendo sia il lavoro in campo numerico che in quello
simbolico. Alcune persone possono andare avanti senza lavastoviglie, ma penso
che le dimostrazioni vengano fuori molto più pulite quando il lavoro di
routine è automatizzato.

Questo porta con sè parecchie questioni. Non sono un esperto ma penso che
abbiamo bisogno di uno standard a livello di calcolo simbolico per rendere le
manipolazioni al computer più facili da documentare e verificare. Con tutto il
rispetto per il libero mercato, forse in questo non dobbiamo essere dipendenti
da un software commerciale. Un progetto open-source potrebbe, forse, trovare
risposte migliori a problemi ovvi come la disponibilità, i bug, la
compatibilità all'indietro, l'indipendenza dalla piattaforma, le librerie
standard, ecc. Si può imparare dal successo di TeX e da software più
specializzati come Macaulay2. Spero veramente che le agenzie per finanziamenti
governativi stiano considerando questo.

Perché avete scritto Sage da zero, invece di usare software e librerie preesistenti?

Sage non è stato scritto da zero. La maggior parte delle sue funzionalità sono realizzate attraverso progetti FOSS come

  • BLAS — sottoprogrammi per Algebra Lineare di base.

  • FLINT — libreria C per Teoria dei Numeri.

  • GAP — sistema di calcolo per algebra discreta, con particolare enfasi sulla teoria dei gruppi.

  • Maxima — sistema di calcolo simbolico e numerico.

  • mpmath — libreria in puro Python per aritmetica floating-point di precisione.

  • NumPy — algebra lineare numerica ed altre funzioni di calcolo numerico per Python.

  • Pari/GP — software matematico per calcolo veloce in Teoria dei Numeri.

  • Pynac — versione modificata di GiNaC che rimpiazza la dipendenza da CLN con Python.

  • R — linguaggio ed ambiente operativo per calcolo statistico e grafici relativi.

  • E molti altri troppo numerosi per essere elencati qui.

Una lista aggiornata può essere reperita alla seguente link: repository dei pacchetti standard.

I principali linguaggi di programmazione di Sage sono Python e Cython. Python è il principale linguaggio di programmazione e di interfacciamento, mentre Cython è il principale linguaggio per ottimizzare funzionalità critiche e per interfacciarsi con le librerie C e le estensioni C per Python. Sage integra oltre 90 pacchetti FOSS in un’interfaccia comune. Sopra questi pacchetti sta la libreria Sage, che consiste in oltre 700.000 righe di codice Python e Cython scritto ex-novo. Vedi openhub.net per l’analisi del codice sorgente dell’ultima release stabile di Sage.

Come posso ricevere aiuto?

Per ricevere aiuto sull’uso di Sage, ci sono due opzioni

Per aiuto sullo sviluppo di Sage, c’è una list email sage-devel : https://groups.google.com/forum/#!forum/sage-devel

Consulta http://www.sagemath.org/help.html per una lista con altre risorse.

Non sarebbe meglio se Sage non fosse distribuito come un gigantesco aggregato di pacchetti?

La distribuzione SageMath continua a construire le proprie versione dei sofware richiesti (“SPKGs”) che funzionano bene assieme.

Tuttavia, per ridurre i tempi di compilazione e le dimensioni dell’installazione di Sage, fin dalle versioni 8.x c’è stato uno sforzo a livello di sviluppo che ha reso possibile utilizzare molti pacchetti software già presenti nel sistema operativo (or da distribuzioni di Homebrew o conda-forge) invece di costruire delle copie solo per SageMath.

Il meccanismo nominato “spkg-configure” è utilizzato all’inizio del processo di installazione dal codice sorgente durante la fase ./configure.

Per assicurasi chec SageMath si installi e funzioni correttamente su un’ampia gamma di sistemi, noi utilizziamo dei test automatici. Vai al capitolo Test di portabilità nella Guida Per Sviluppatori per maggiori informazioni.

Perché ci sono così tanti bug in Sage, con centinaia di modifiche in corso, perché non producete una versione stabilizzata?

Ogni software contiene bug. In qualcosa di così complesso come Sage nessuno, né la squadra di sviluppo di Sage né la sua comunità, ha alcuna pretesa che esso sia libero da bug. Farlo sarebbe un atto di disonestà.

Un ciclo di rilascio di Sage di solito dura alcuni mesi, con molte versioni beta che si susseguono a intervalli di 2-3 settimane. Ogni ciclo di rilascio è presieduto da un singolo gestore che si occupa dell’albero di integrazione pacchetti per tutta la durata del ciclo. In questa fase tale gestore deve spesso dedicare del tempo equivalente ad un lavoro a tempo pieno alla gestione della qualità e deve interagire attivamente con la comunità internazionale degli utenti, degli sviluppatore e dei potenziali contributori a Sage.

Ci sono stati alcuni casi in cui due contributori a Sage sono stati affiancati come gestori di rilascio per un ciclo di rilascio di Sage. Comunque in genere poche persone hanno l’equivalente di 3 settimane di tempo libero per dedicarsi alla gestione del rilascio. Se vuoi aiutare nella gestione del rilascio iscriviti alla mailing list sage-release.

Fin dall’inizio del progetto Sage, i contributori hanno cercato di ascoltare e di riflettere su cosa potesse aumentare la possibilità che altri potenziali validi contributori dessero effettivamente un aiuto. Cosa incoraggia un contributore può scoraggiare un altro, quindi bisogna trovare degli equilibri. Decidere che un rilascio stabilizzato dovrebbe includere le patch di correzione dei bug, e solo quelle, probabilmente scoraggerebbe qualcuno dal contribuire, nel momento in cui gli fosse detto in anticipo che la sua aggiunta, anche se giudicata positivamente, non verrebbe integrata nel rilascio.

La comunità Sage crede nel principio “pubblica subito, pubblica spesso”. Il modo in cui il progetto Sage è organizzato e gestito differisce parecchio da quello di una azienda di software commerciale. I contributori sono tutti volontari e questo cambia totalmente la dinamica del progetto da quella che sarebbe se Sage fosse un’iniziativa software commerciale con sviluppatori stipendiati a tempo pieno.

Come posso scaricare la documentazione di Sage così da poterla leggere offline?

Per scaricare la documentazione standard di Sage in formato HTML o PDF, visita Help and Support sul sito web di Sage. Ogni release di Sage dispone della documentazione completa che costituisce la documentazione standard di Sage. Se hai scaricato un rilascio di Sage in formato binario, la versione HTML della sua documentazione si trova già disponibile nella cartella SAGE_ROOT/src/doc/output/html/. Nel corso della compilazione da sorgente viene preparata anche la documentazione HTML. Per construire la versione HTML della documentazione, lancia il seguente comando dopo essersi posizionati in SAGE_ROOT:

$ ./sage -docbuild --no-pdf-links all html

La preparazione della documentazione in formato PDF richiede che sul tuo sistema sia installata una versione funzionante di LaTeX. Per preparare la documentazione in formato PDF puoi lanciare il comando, dopo esserti posizionato in SAGE_ROOT:

$ ./sage -docbuild all pdf

Per altre maggiori opzioni disponibili da riga di comando fai riferimento alle istruzioni stampate dai seguenti comandi:

$ ./sage -help
$ ./sage -advanced