أفضل برامج لينكس للمهندسين والعلماء تتجاوز بكثير مجرد المترجمات ومحررات النصوص. دليلنا يُدرج 100 أداة احترافية في 16 مجالًا، بدءًا من حلول العناصر المحدودة ومجموعات تصميم الرقائق الإلكترونية، وصولًا إلى برامج ديناميكيات الجزيئات وجدولة مجموعات الحواسيب. جميع البرامج تعمل على نظام لينكس، ويُذكر في كل منها ما إذا كانت مجانية أو مدفوعة أو كليهما. لم يكن السعر معيارًا هنا، بل كانت الكفاءة في المجال التقني وتوافقها مع نظام لينكس هي المعيار.
سواء كنت تبحث عن برامج علمية لنظام لينكس أو برامج محاكاة له، استخدم الفصول كدليل. يشرح كل مدخل وظيفة الأداة، ومستخدميها، وميزاتها، ومصدرها، وما يجب التحقق منه على نظام لينكس. وعندما ينشر المورّد قائمة دعم، يذكر المدخل توزيعات لينكس المدعومة.
كيف اخترنا أفضل برامج لينكس للمهندسين
خمس قواعد استخدمناها لتشكيل قائمتنا:
- المجال التقني فقط. أدوات للهندسة والعلوم والإلكترونيات والحوسبة والبحث العلمي. لا حاجة لبرامج المحاسبة أو الموارد البشرية أو برامج المكاتب.
- يعمل على نظام لينكس. إما إصدار أصلي، أو قائمة دعم موثقة من البائع لنظام Linux، أو خدمة قائمة على المتصفح لا تحتاج إلى تثبيت محلي.
- للاستخدام المهني. برامج تُستخدم في الصناعة والمختبرات الوطنية والجامعات ومجموعات البحث، وليست برامج هواة.
- السعر ليس معياراً للتصفية. تتنافس الأدوات المجانية والمدفوعة على أساس الجدارة. ويذكر كل مدخل نموذج الترخيص الخاص به في النص.
- تغطية التكرار. يحصل كل مجال على مجموعة متوازنة، لذلك لا تصبح القائمة عشرة حلول من نفس النوع.
للعلم، من بين 100 مدخل، 71 منها مجانية، و26 مدفوعة، و3 منها تقدم إصدارات أو خططًا مجانية ومدفوعة. تسمح تراخيص NAMD وORCA بالاستخدام المجاني للأغراض الأكاديمية أو غير التجارية فقط. يوضح الجدول التوزيع حسب الفصل.
قراءة هذا بشكل أكثر عمومية لينكس للهندسة يُنصح بقراءة المنشور قبل البدء في تقديم الطلبات:
1. الحوسبة العددية والرياضيات
قبل أن يقوم أي شخص بتركيب جزء أو تصميم لوحة، يكتب أحدهم بضعة أسطر لاختبار فكرة ما. بيئات الحوسبة العددية تخدم هذه اللحظة. فهي تجمع بين لغة برمجة ونظام رسم بياني ومكتبة من الخوارزميات، بحيث يمكن التعامل مع المصفوفات والمعادلات والقياسات بشكل تفاعلي ثم تحويلها إلى نصوص برمجية.
تتنافس عائلتان: تُقدّم البرامج التجارية مجموعات أدوات مُنتقاة ودعمًا فنيًا، بينما تُقدّم البرامج مفتوحة المصدر الشفافية ورخصة مجانية. في نظام لينكس، الوضع مُلائم، حيث تُحوّل واجهة سطر الأوامر، والمُجدولات، وقوائم انتظار المجموعة البرمجية، البرنامج النصي إلى مهمة تلقائية.
يتمثل الفخ المعتاد في اختلاف الإصدارات بين محطة العمل وعقدة المجموعة.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، تتساوى بدائل لينكس عموماً مع الحلول الأخرى على نظام ويندوز.
|
MATLAB MATLAB بيئة حوسبة عددية مبنية على المصفوفات ولغتها البرمجية عالية المستوى. تشمل وظائفها الرئيسية الجبر الخطي، والتحسين، ومعالجة الإشارات والصور، والإحصاء، والرسم البياني، بالإضافة إلى نمذجة المخططات الكتلية وتوليد التعليمات البرمجية لأنظمة التحكم عبر Simulink. يستخدمها عادةً مهندسو التحكم، ومتخصصو معالجة الإشارات، ومختبرات الأجهزة، والباحثون الذين يصممون نماذج أولية للخوارزميات قبل تحويلها إلى تعليمات برمجية جاهزة للاستخدام. تشتهر MATLAB بمجموعات أدواتها التي تضيف وظائف متخصصة في مجالات متنوعة، من التعلم الآلي إلى هندسة الطيران والفضاء. كتب كليف مولر النسخة الأولى في أواخر سبعينيات القرن الماضي في جامعة نيو مكسيكو لتوفير وصول سهل للطلاب إلى مكتبتي LINPACK وEISPACK، وأسس جاك ليتل ومولر وستيف بانجرت شركة MathWorks عام 1984. MATLAB برنامج تجاري مدفوع. تم التحقق من صحة الإصدار R2025b على أنظمة Ubuntu 20.04 و22.04 و24.04 وDebian 12 و13 وRHEL 9 بدءًا من الإصدار 9.2. لا تتوفر أدوات جمع البيانات ورابط جداول البيانات على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تم التحقق من صحة البرنامج على أنظمة Ubuntu 20.04 و22.04 و24.04، وDebian 12 و13، وRHEL 9 بدءًا من الإصدار 9.2. من المرجح أن تعمل توزيعات أخرى بنواة 4.18 أو أحدث ومكتبة glibc 2.28 أو أحدث، مع دعم محدود. الحد الأدنى للذاكرة العشوائية 8 جيجابايت، ويُوصى بـ 16 جيجابايت، ويُنصح بشدة باستخدام قرص SSD. سيتطلب إصدار مستقبلي معالجًا يدعم تقنية AVX2. بديل لنظام لينكس لبرامج Mathcad أو OriginPro أو حتى Microsoft Excel للنمذجة العددية. |
وولفرام ماثيماتيكا وولفرام ماثيماتيكا هو نظام حوسبة تقني مبني على لغة وولفرام، وهي لغة رمزية تشترك فيها وظائف الجبر والتفاضل والتكامل والرسومات واستيراد البيانات والتعلم الآلي في بنية واحدة. يعمل المستخدمون في دفاتر ملاحظات تجمع بين التعليمات البرمجية والصيغ والرسوم البيانية والنصوص. يستخدمه الفيزيائيون والرياضيون والمهندسون والمحللون الكميون لاستخلاص نتائج دقيقة واختبار النماذج ونشر وثائق تفاعلية. يشتهر البرنامج بمحركه الرمزي وبسعة معرفته المدمجة، بما في ذلك بيانات منسقة في الكيمياء والجغرافيا والفيزياء. أصدر ستيفن وولفرام النسخة الأولى في يونيو 1988، ومنذ ذلك الحين، تواصل شركة وولفرام للأبحاث تطويره. ماثيماتيكا برنامج تجاري مدفوع، مع توفر تراخيص أكاديمية وتراخيص للمواقع. توجد نسخة أصلية لنظام لينكس، مما يسمح بنقل دفاتر الملاحظات بين لينكس والأنظمة الأخرى دون الحاجة إلى تحويل. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تم اختبار Wolfram 15.0 بالكامل على أنظمة Ubuntu 22.04 و24.04 و26.04، وRHEL من 8 إلى 10، وAlmaLinux من 8 إلى 10، وDebian من 11 إلى 13، وFedora 43 و44، وopenSUSE Leap 16، وSUSE Linux Enterprise Server 15 و16 (x86-64). من المرجح أن تعمل التوزيعات الأخرى التي تعمل بنواة 4.18 أو أحدث ومكتبة glibc 2.28 أو أحدث، وقد تحتاج التوزيعات الأحدث إلى مكتبات توافق إضافية. يُوصى بمساحة قرص تبلغ حوالي 23 جيجابايت مع الوثائق المحلية (10 جيجابايت بدونها) وذاكرة وصول عشوائي (RAM) بسعة 4 جيجابايت أو أكثر. بديل لبرنامج Mathcad على نظام Linux، أو برنامج Maple على نظام Windows. |
|
القيقب مابل هو نظام جبر حاسوبي وبيئة عددية للرياضيات الرمزية، والحساب الدقيق، والمعادلات التفاضلية، والتحسين، والوثائق التقنية. تجمع واجهة ورقة العمل الخاصة به بين النصوص والمعادلات والبرمجيات والرسوم البيانية، كما يوفر ملحقًا يُسمى مابل سيم لبناء نماذج فيزيائية. يستخدمه طلاب الهندسة وأساتذتها على نطاق واسع، ويعتمد عليه المهندسون لاستنتاج الصيغ، مثل قوانين التحكم أو السلاسل الحركية، قبل تحويلها إلى شفرة برمجية. يشتهر مابل بقدراته القوية في حل المعادلات الرمزية وأدواته التعليمية. بدأ البحث فيه عام 1980 في جامعة واترلو بكندا، وتقوم شركة مابل سوفت حاليًا بتطويره وبيعه. وهو برنامج تجاري مدفوع، ويتوفر إصدار منه لنظام لينكس لمحطات العمل والخوادم. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يدعم برنامج Maple 2026 لنظام Linux x64 أنظمة Red Hat Enterprise Linux 8 و9 وSUSE Linux Enterprise Desktop 15، مع توصية بذاكرة وصول عشوائي (RAM) سعتها 8 جيجابايت ومساحة تخزين 10 جيجابايت. يتطلب مدير تراخيص Maplesoft توافقًا مع حزمة LSB على نظام Linux، لذا يُرجى تثبيت حزمة lsb في حال ظهور خطأ في مُعرّف المضيف أثناء التنشيط. بديل لنظام لينكس لبرنامج Mathcad أو SMath Studio. |
جنو أوكتاف GNU Octave هي لغة وبيئة مجانية ومفتوحة المصدر للحسابات العددية، مُرخصة بموجب رخصة جنو العمومية العامة. يُشابه تركيبها النحوي إلى حد كبير MATLAB، مما يسمح بتشغيل العديد من البرامج النصية مع تعديلات طفيفة. تُغطي Octave الجبر الخطي، والمعادلات التفاضلية، والتحسين، ومعالجة الإشارات، والرسم البياني، كما يُمكنها استدعاء أكواد C وC++ وFortran. يستخدمها الطلاب والباحثون والمهندسون في حال عدم توفر ترخيص MATLAB، على سبيل المثال في عُقد الحوسبة العنقودية المشتركة أو في مختبرات التدريس. تُعرف Octave بأنها الخيار المجاني الأكثر توافقًا مع MATLAB. بدأ جون دبليو إيتون تطويرها حوالي عام 1988 كبرنامج مُصاحب لدورة تصميم المفاعلات الكيميائية، وصدرت النسخة العامة الأولى منها عام 1993. وهي مشروع من مشاريع جنو، ونظام لينكس أحد منصاتها الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يتم تضمين برنامج Octave في التوزيعات الرئيسية. بديل لينكس لبرنامج MATLAB على نظام ويندوز، أو برنامج Mathcad. |
|
سكيلاب Scilab منصة مجانية مفتوحة المصدر للحسابات العددية، مزودة بلغة برمجة نصية خاصة بها، وعمليات المصفوفات، والتحسين، ومعالجة الإشارات، ورسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد. يتيح محرر Xcos إنشاء مخططات هيكلية للأنظمة الديناميكية، وهو الدور الذي يلعبه Simulink في عائلة MATLAB. يختارها مهندسو التحكم والمعلمون والمستخدمون الصناعيون عندما تكون تكلفة الترخيص مهمة أو عند الحاجة إلى قاعدة بيانات مفتوحة المصدر. تشتهر Scilab بمحرر Xcos وبأصلها البحثي الفرنسي: فقد أنشأها باحثون في INRIA، المعهد الوطني الفرنسي لعلوم الحاسوب، في التسعينيات. تعمل Scilab على أنظمة Linux وWindows وmacOS. تأكد من وجود مجموعات الأدوات التي تحتاجها قبل نقل مشروع MATLAB كبير، لأن فهرس المكتبات يكون أصغر. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات محددة. تتوفر حزم للتوزيعات الرئيسية. بديل لينكس لبرنامج MATLAB و Simulink على نظام ويندوز، أو برنامج Mathcad. |
SageMath SageMath هو نظام رياضيات مجاني ومفتوح المصدر، يجمع العديد من المكتبات الموجودة، مثل مكتبات الجبر ونظرية الأعداد ونظرية الرسوم البيانية والتحليل العددي، ضمن واجهة مشتركة مبنية على لغة بايثون. يكتب المستخدمون الأوامر في دفاتر ملاحظات أو نصوص برمجية، ويمكنهم استدعاء محركات متخصصة دون الحاجة إلى تعلم كل منها على حدة. يستخدمه علماء الرياضيات وباحثو التشفير والمعلمون، كما يستخدمه المهندسون عند حاجتهم إلى إجراء عمليات حسابية رمزية بجانب بايثون. يُعرف SageMath بهدفه المعلن المتمثل في كونه بديلاً مفتوح المصدر فعالاً لبرامج Magma وMaple وMathematica وMATLAB. بدأ ويليام شتاين المشروع عام 2005. يعمل SageMath بشكل أصلي على نظام لينكس، وتُسهّل حزم التوزيع أو الحاويات عملية التثبيت. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات توزيع محددة. التثبيت عبر حزم التوزيع أو conda أو حاوية أمر شائع، ومجموعة التبعيات كبيرة. بديل لينكس لبرنامجي Maple و Mathematica على نظام ويندوز. |
|
جوليا جوليا هي لغة برمجة مجانية ومفتوحة المصدر للحوسبة العددية والعلمية. يتم تجميعها في الوقت الفعلي باستخدام LLVM، مما يجعل سرعة تنفيذ الحلقات البرمجية والمصفوفات قريبة من سرعة لغة C، بينما يبقى تركيبها النحوي مشابهًا لـ MATLAB و Python. تشمل وظائفها الرئيسية الإرسال المتعدد، ومدير الحزم، والتوازي المدمج، واستدعاء مكتبات C و Fortran و Python. يستخدمها الباحثون في المعادلات التفاضلية، والتحسين، ونمذجة المناخ والنمذجة الكمية، ويستخدمها المهندسون لإنشاء نماذج أولية سريعة لا تحتاج إلى إعادة كتابة. تشتهر جوليا بحل مشكلة اللغتين. بدأ جيف بيزانسون، وستيفان كاربينسكي، وفيرال شاه، وآلان إيدلمان العمل عليها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وأعلنوا عنها في عام 2012، وصدر الإصدار 1.0 في أغسطس 2018. تتوفر ملفات تنفيذية رسمية لنظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. تتوفر ملفات لينكس الثنائية الرسمية للتنزيل. بديل لينكس لبرنامج MATLAB على نظام ويندوز، أو برنامج Mathcad. |
R لغة R هي لغة وبيئة مجانية ومفتوحة المصدر للحوسبة الإحصائية والرسومات البيانية. توفر R إمكانية إنشاء إطارات البيانات، والنمذجة الخطية وغير الخطية، وتحليل السلاسل الزمنية، واختبار الفرضيات، والتجميع، ونظام رسومات بيانية، كما أن آلاف الحزم البرمجية المُساهم بها على منصة CRAN تُوسّع نطاق استخدامها ليشمل جميع المجالات تقريبًا. يستخدمها الإحصائيون وعلماء الأحياء وعلماء الاجتماع والمهندسون لتصميم التجارب، وتحليل القياسات، وكتابة تقارير قابلة للتكرار. تشتهر R بأرشيف حزمها البرمجية وحزمة الرسومات البيانية ggplot2. أنشأها روس إيهاكا وروبرت جنتلمان في جامعة أوكلاند في أوائل التسعينيات، مُستوحاة من لغة S، وأصبحت مشروعًا تابعًا لمشروع GNU مع الإصدار 1.0 في عام 2000. على نظام Linux، يتم تثبيتها من حزم التوزيع، ويُشغّل Rscript التحليلات تلقائيًا، مما يُناسب مهام الحوسبة العنقودية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للنظام الأساسي. تحتاج الحزم التي يتم تجميعها من المصدر إلى مترجم C أو C++ أو Fortran ومكتبات تطوير. بديل لنظام لينكس لبرنامج Minitab (جزئياً)، أو JMP، أو IBM SPSS Statistics. |
2. التصميم والتصنيع بمساعدة الحاسوب الميكانيكي
يحوّل التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) الفكرة إلى شكل هندسي يمكن استخدامه في ورشة عمل أو برنامج حلّ، بينما يحوّل التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM) هذا الشكل الهندسي إلى مسارات أدوات. يُعدّ النمذجة البارامترية، حيث تُحدّد الأبعاد الشكل، وتنسيقات التبادل مثل STEP، من المفاهيم الأساسية. لطالما شكّلت برامج التصميم التفاعلية التجارية نقطة ضعف على نظام لينكس: فبرنامج SolidWorks لا يتوفر بنسخة لينكس، كما أوقفت شركة سيمنز دعم برنامج NX التفاعلي عليه. يُقدّم هذا النظام ثلاثة حلول: برامج نمذجة مفتوحة المصدر تُغطي التصميم التقليدي، وأدوات تعتمد على البرمجة تُعامل القطعة كبرنامج، وخدمة عبر المتصفح لا تتطلب تثبيتًا محليًا. يتميّز نظام لينكس بقدرته على التحكم في الآلات، حيث يمكن لنواة النظام في الوقت الحقيقي تشغيل آلة الطحن مباشرةً.
وجهة نظرنا الخاصة: على الرغم من أن بدائل لينكس واعدة في هذا المجال، إلا أنها لم تصل بعد إلى مستوى حلول ويندوز.
|
فري كاد FreeCAD هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لنمذجة ثلاثية الأبعاد بارامترية. تغطي بيئات العمل الخاصة به تصميم الأجزاء، والرسم التخطيطي، والتجميع، والرسم ثنائي الأبعاد، والهندسة المعمارية، وتحليل العناصر المحدودة، ومسارات التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، وغير ذلك الكثير، ويمكن الوصول إلى جميع الوظائف تقريبًا من خلال برمجة بايثون. يستخدمه المصممون الميكانيكيون، والمصنّعون، والمهندسون المعماريون، والباحثون لإنشاء نماذج قابلة للتعديل وتبادل ملفات STEP أو STL. يُعرف البرنامج ببنيته المعيارية وبكونه برنامج النمذجة البارامترية المجاني الأكثر شمولًا. بدأ يورغن ريغل، وفيرنر ماير، ويوريك فان هافر تطويره حوالي عام 2002، وصدرت النسخة 1.0 في نوفمبر 2024. تلتها النسخة 1.1 في 25 مارس 2026، ثم النسخة 1.1.1. يعمل FreeCAD بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب الأمر توزيعًا. يلزم وجود برنامج تشغيل رسومات يدعم OpenGL. يتم التثبيت من حزم التوزيع أو Flatpak. بديل لنظام لينكس لبرامج SolidWorks أو Autodesk Inventor أو Autodesk Fusion. |
 |
|
أوبن سكا OpenSCAD هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لنمذجة الأجسام الصلبة، حيث تكتب فيه كودًا يصف الجزء بدلًا من رسمه. تُولّد الأشكال الهندسية باستخدام العناصر الأساسية والعمليات المنطقية والحلقات والمتغيرات، ويُصدّر البرنامج ملفات STL وغيرها من الصيغ. يستخدمه مصممو التجهيزات والهياكل والمجموعات الميكانيكية وعائلات الأجزاء البارامترية، خاصةً عندما يتطلب الأمر تغيير الأبعاد بتعديل رقم ما، ويجب حفظ التصميم في نظام تحكم الإصدارات. يشتهر البرنامج بنهجه النصي ومجتمعه الكبير من التصاميم المشتركة. بدأ كليفورد وولف تطويره حوالي عام 2009، ويتولى ماريوس كينتل صيانته منذ سنوات عديدة. يفتقر البرنامج إلى إمكانية إنشاء أسطح حرة، لذا يُفضّل استخدام برامج أخرى لإنشاء الأشكال العضوية. يعمل البرنامج بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. متوفر في التوزيعات الرئيسية. بديل برنامج SolidWorks لنظام Linux، وهو برنامج Autodesk Fusion للأجزاء البارامترية البسيطة. |
كادكويري CadQuery مكتبة بايثون مجانية ومفتوحة المصدر للتصميم بمساعدة الحاسوب البارامتري، مبنية على نواة OpenCascade الهندسية. النموذج عبارة عن نص برمجي يربط بين الرسومات التخطيطية، وعمليات البثق، والتنعيم، والعمليات المنطقية، ويتم تصدير النتيجة إلى صيغ STEP وSTL وغيرها. يستخدمها المهندسون الذين يرغبون في دمج التصميم بمساعدة الحاسوب ضمن سير عمل مؤتمت، على سبيل المثال لإنشاء عائلات الأجزاء، أو تشغيل حلقات التحسين، أو اختبار التصاميم في التكامل المستمر. تشتهر CadQuery بواجهتها السلسة والواضحة، وبمعالجتها للتصميم كشفرة برمجية. بدأ المشروع في العقد الثاني من الألفية الثانية، ويتولى صيانته مجتمع نشط. لا يتطلب تثبيتها على نظام لينكس سوى بايثون والحزمة. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات أخرى سوى تثبيت برنامج بايثون المدعوم. بديل لنظام لينكس لبرنامجي SolidWorks و Autodesk Inventor مع واجهات الماكرو أو القواعد الخاصة بهما. |
|
SolveSpace SolveSpace هو برنامج تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) مجاني ومفتوح المصدر، يتميز بخاصية حل القيود للرسومات ثنائية الأبعاد والتجميعات ثلاثية الأبعاد. يدعم البرنامج عمليات البثق والدوران والعمليات المنطقية والأجزاء المرتبطة، بالإضافة إلى تصدير الرسومات ثنائية الأبعاد والصيغ ثلاثية الأبعاد. يستخدمه مصممو الآليات والمصنعون والمهندسون لتصميمات الحركة والأجزاء الصغيرة، حيث تتفوق الأدوات السريعة والخفيفة على البرامج الضخمة. يُعرف البرنامج بصغر حجمه وسرعة تشغيله ودقة حل القيود. قام جوناثان ويسثويس بتطويره وإصداره عام 2008 تقريبًا، ومنذ ذلك الحين، يتولى مجتمع من المطورين صيانته. يعمل البرنامج بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. تتوفر حزم للتوزيعات الرئيسية. بديل لينكس لـ: Autodesk Fusion و SolidWorks للآليات الصغيرة. |
BRL-CAD BRL-CAD هو نظام مجاني ومفتوح المصدر لنمذجة الأجسام الصلبة، يعتمد على الهندسة الصلبة البنائية، ويتميز بواجهة سهلة الاستخدام تعتمد على الأوامر، ومحولات هندسية، وأداة لتتبع الأشعة، وأدوات تحليل. يقوم النظام بنمذجة الأجسام الصلبة من خلال دمج الأشكال الأولية مع العمليات المنطقية، ويمكنه حساب مسار الأشعة أو المقذوفات عبر النموذج. يستخدمه باحثو الدفاع، ومحللو الثغرات الأمنية، والمهندسون الذين يحتاجون إلى هندسة صلبة دقيقة. يُعرف النظام بقدمه وبمحرك تتبع الأشعة الخاص به. بدأ تطويره عام 1979 في مختبر أبحاث المقذوفات التابع للجيش الأمريكي، بقيادة مايك موس، وتم إصدار الكود كمصدر مفتوح عام 2004. يعمل النظام بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يتم البناء من المصدر، وتتوفر حزم لعدة توزيعات. بديل لينكس لـ: برنامج راينو، وبرنامج سوليد ووركس لمهام النمذجة الصلبة. |
|
أونشيب Onshape هو نظام احترافي للتصميم بمساعدة الحاسوب البارامتري وإدارة البيانات، يعمل بالكامل عبر متصفح الويب، فلا يتطلب تثبيت أي برامج على أجهزة لينكس سوى المتصفح. يغطي النظام الأجزاء، والتجميعات، والرسومات، والصفائح المعدنية، والأسطح، والتكوينات، مع ميزة التحكم في الإصدارات والتحرير المباشر متعدد المستخدمين. تستخدمه فرق تصميم المنتجات، والشركات الناشئة، والمدارس، ومجموعات الهندسة الموزعة. يُعرف Onshape بكونه أول نظام تصميم ثلاثي الأبعاد سحابي بالكامل. أسس الشركة قادة سابقون في SolidWorks، من بينهم جون هيرشتيك، عام 2012، وأطلقوا المنتج عام 2015، واستحوذت عليها شركة PTC عام 2019. يُباع Onshape بنظام الاشتراك، مع خطة مجانية للاستخدام غير التجاري تكون فيها جميع المستندات متاحة للعامة. يتطلب النظام اتصالاً بالإنترنت. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب الأمر سوى متصفح ويب حديث واتصال بالإنترنت. لا يتم تثبيت أي شيء على الجهاز المحلي. بديل لنظام لينكس لبرامج SolidWorks أو Autodesk Inventor أو PTC Creo. |
لينكس سي إن سي LinuxCNC هو برنامج تحكم آلي مجاني ومفتوح المصدر، يُشغّل آلات التفريز، والمخارط، وأجهزة التوجيه، وقواطع البلازما، والروبوتات، وغيرها من أنظمة الحركة من جهاز كمبيوتر. يُفسّر البرنامج لغة G-code، ويُخطط للحركة المنسقة، ويُشغّل طبقةً للوقت الحقيقي لضمان دقة التوقيت، كما يُوفر واجهات تشغيل قابلة للتخصيص وطبقة تجريد للأجهزة. تستخدمه ورش العمل والجامعات ومصنّعو الآلات المُخصصة لتجنب استخدام برامج التحكم الاحتكارية. يُعرف البرنامج بقدرته على العمل على أجهزة الكمبيوتر العادية المزودة بنواة للوقت الحقيقي. ينحدر هذا المشروع من برنامج التحكم الآلي المُحسّن الذي طُوّر في المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا في التسعينيات، واتخذ اسم LinuxCNC في عام 2011. وكما يوحي الاسم، فهو يعمل على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب تشغيل الأجهزة نواة نظام تشغيل في الوقت الحقيقي: PREEMPT-RT أو RTAI أو Xenomai. يوفر المشروع صور ISO قابلة للتثبيت مبنية على Debian 13 Trixie و Debian 12 Bookworm مع نواة PREEMPT-RT، ولا يدعم LinuxCNC 2.9 على Debian 9 أو الإصدارات الأقدم. يعمل البرنامج في وضع المحاكاة فقط على النواة القياسية. بديل لينكس لبرنامجي Mach3 و Mach4. |
3. العناصر المحدودة والفيزياء المتعددة: برنامج محاكاة الهياكل على نظام لينكس
يقوم تحليل العناصر المحدودة بتقسيم الهيكل إلى عناصر صغيرة وحل معادلات التوازن على الشبكة الناتجة، مما يتنبأ بالإجهاد والتشوه والاهتزاز وتدفق الحرارة والانهيار قبل البدء في البناء. وتختلف برامج الحل في تخصصاتها: برامج ضمنية للتحميل البطيء والسلس، وبرامج صريحة للصدمات والاصطدامات، وأدوات متعددة الفيزياء للتأثيرات المترابطة.
تهيمن برامج المحاكاة التي تعمل بنظام لينكس على الجانب الأكثر تعقيدًا في هذا المجال، نظرًا لأن النماذج الكبيرة تتطلب العديد من النوى، ومُجدوِلًا، وسير عمل مُجمّع. تُصدِر الشركات التجارية شهادات اعتماد لتوزيعات مُحددة وإصدارات فرعية، بينما تُبنى برامج الحلول مفتوحة المصدر في أي مكان تقريبًا. ويُعدّ استخدام محطة عمل تعمل بنظام ويندوز للتحضير وعُقد لينكس للحل تقسيمًا شائعًا.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، تُعادل بدائل لينكس أو حتى تتفوق على الحلول الأخرى على نظام ويندوز!
|
أنسيس ميكانيكال يُعدّ برنامج Ansys Mechanical عائلة برامج تحليل الهياكل ضمن مجموعة برامج المحاكاة Ansys، ويُقدّم من خلال مُحلِّل Mechanical APDL الذي يعمل بالأوامر، وواجهة Workbench الرسومية. يُغطي البرنامج التحليلات الساكنة، والنمطية، والتوافقية، والعابرة، والحرارية، والتلامسية، وغير الخطية، مع روابط للتحسين وفيزياء أخرى. يستخدمه مهندسو التصميم والمحللون في مجالات الطيران والفضاء، والسيارات، والطاقة، والإلكترونيات، وتُشغَّل النماذج الكبيرة على مجموعات حاسوبية. يشتهر البرنامج بتاريخه العريق وتنوع مكتبة عناصره. أسّس جون سوانسون شركة Swanson Analysis Systems عام 1970، والتي أصبحت فيما بعد Ansys. وهو برنامج تجاري مدفوع. يدعم الإصدار 2026 R1 أنظمة التشغيل RHEL 8.8، و8.10، و9.4، و9.6، وSLES 15 SP5 إلى SP7، وUbuntu 22.04 و24.04، وRocky Linux 8.10، و9.4، و9.6. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تتضمن قائمة الإصدارات 2026 R1 أنظمة RHEL 8.8 و8.10 و9.4 و9.6، وSLES 15 SP5 إلى SP7، وUbuntu 22.04 و24.04، وRocky Linux 8.10 و9.4 و9.6. ليست جميع المنتجات متوفرة على جميع منصات Linux. بديل لنظام لينكس لبرنامج SolidWorks Simulation، أو Autodesk Inventor Nastran. |
أباكوس أباكوس هي مجموعة برامج للعناصر المحدودة من شركة داسو سيستمز سيموليا، تتضمن أباكوس/ستاندرد للتحليل الضمني وأباكوس/إكسبليسيت للأحداث السريعة وغير الخطية للغاية. تتعامل مع التلامس، والتشوه الكبير، واللدونة، والمطاط، والمواد المركبة، وتربط بين التأثيرات الهيكلية والحرارية وغيرها. يستخدمها مهندسو السيارات، والفضاء، والطب الحيوي، والمواد لحل مشاكل التصادم، والتشكيل، والختم، والكسر. تشتهر أباكوس بتقاربها غير الخطي الموثوق، وببرامجها الفرعية التي تُوسّع نطاق سلوك المواد. أسس ديفيد هيبيت، وبنغت كارلسون، وبول سورنسن الشركة عام 1978، واستحوذت عليها داسو سيستمز عام 2005. أباكوس برنامج تجاري مدفوع. يشغل مركز لايبنيز للحوسبة الفائقة أباكوس 2026 على مجموعات حواسيبه التي تعمل بنظام لينكس تحت نظام سلرم. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: ينشر المورّد مصفوفة المنصات لكل إصدار. في مركز لايبنيز للحوسبة الفائقة، يعمل إصدار 2026 على نظام SLES 15 SP4 أو أحدث. بديل لنظام لينكس لبرنامج SolidWorks Simulation، أو Autodesk Inventor Nastran. |
|
برنامج COMSOL Multiphysics برنامج COMSOL Multiphysics هو بيئة عناصر محدودة مصممة لربط التأثيرات الفيزيائية ضمن نموذج واحد، مثل الحرارة، والهياكل، والسوائل، والكهرومغناطيسية، والصوتيات، والنقل الكيميائي. يوفر البرنامج أدوات لبناء النماذج، وتطبيقات، ووحدات إضافية لمجالات محددة، مما يسهل العمل، كما يمكن تحويل النماذج إلى تطبيقات. يستخدمه الباحثون ومطورو المنتجات والمعلمون، خاصةً عند تفاعل عدة خصائص فيزيائية. يتميز البرنامج بمرونته القائمة على المعادلات وسهولة الربط بين العناصر. تأسست شركة COMSOL في ستوكهولم عام 1986، وبدأت باسم Femlab، ثم اتخذت اسمها الحالي عام 2005. وهو برنامج تجاري مدفوع. يدعم COMSOL إصدارات الدعم طويل الأمد (LTS) لأنظمة Ubuntu وDebian وRHEL، ولا يقدم الدعم للتوزيعات التي تتجاوز فترة دعمها الأولي. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتم الحفاظ على إصدارات الدعم طويل الأمد (LTS) من أوبونتو وديبيان وRHEL. لا يوجد تمديد للدعم للتوزيعات بعد انتهاء فترة الدعم طويل الأمد الأولية. بديل نظام لينكس لبرنامج SolidWorks Simulation، وهو برنامج Autodesk CFD. |
سيمسنتر ناستران يُعدّ برنامج Simcenter Nastran من شركة Siemens أحد برامج Nastran المتخصصة في حلّ المعادلات. وهو يُعالج الاستاتيكا الخطية وغير الخطية، والديناميكا، والصوتيات، وديناميكا الدوّارات، والمرونة الهوائية، والتحليل الحراري، والتحسين، ويعمل بشكل مستقل أو ضمن بيئة Simcenter 3D. يستخدمه مهندسو الطيران والفضاء، والسيارات، والإلكترونيات، والآلات الثقيلة لإنشاء نماذج هيكلية ضخمة. اشتهر برنامج Nastran بأصله الذي يعود إلى مشروعٍ رعته وكالة ناسا في ستينيات القرن الماضي لتحليل الهياكل في المركبات الفضائية، والذي طوّرت بعده العديد من الشركات نسخًا تجارية منه. وتنحدر نسخة Siemens من برنامج NX Nastran. وهو برنامج تجاري مدفوع. يعمل برنامج Nastran على نظامي التشغيل Windows وLinux، مما يجعله مناسبًا لتشغيل الدُفعات على خوادم الحوسبة بينما تُجهّز النماذج على محطات العمل. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لم يتم العثور على قائمة منصات سيمنز العامة لحل المعادلات المستقل. يعمل برنامج Nastran على نظامي التشغيل ويندوز ولينكس، وتُقدّم سيمنز قائمة التوزيع الدقيقة للعملاء مع كل إصدار، لذا يُرجى طلب مصفوفة التوزيع الخاصة بإصدارك قبل التثبيت. بديل لينكس لبرنامج Autodesk Inventor Nastran و SolidWorks Simulation. |
|
LS-DYNA LS-DYNA هو برنامج عام للتحليل باستخدام طريقة العناصر المحدودة العابرة، مزود بمحلل صريح قوي ومحلل ضمني. يحاكي البرنامج اختبارات مقاومة الصدمات، وتشكيل المعادن، والتأثير، والانفجارات، والسقوط، والاستجابة للزلازل، مع العديد من نماذج المواد والتلامس. يستخدمه فرق اختبار حوادث السيارات، ومهندسو الطيران، ومحللو الدفاع، والباحثون، وهو قابل للتوسع عبر عقد الحوسبة العنقودية. يُعرف البرنامج بقدرته على محاكاة حوادث المركبات الكاملة. بدأ جون هالكويست العمل على البرنامج في مختبر لورانس ليفرمور الوطني عام 1976 باستخدام DYNA3D، وأسس شركة ليفرمور لتكنولوجيا البرمجيات عام 1987، واستحوذت عليها شركة أنسيس عام 2019. LS-DYNA برنامج تجاري مدفوع. على نظام لينكس، يعمل المحلل في وضعين: مشترك وموزع. أفاد موظفو أنسيس أن واجهة Workbench على لينكس لم تكن مدعومة بالكامل في الإصدار 2022 R2، لذا غالبًا ما تُشغل الفرق ملفات الإدخال من سطر الأوامر. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تُشير شركة أنسيس إلى أن برامج حل المعادلات مدعومة على نظام التشغيل RHEL 9.4. وقد صرّح أحد موظفي أنسيس في عام 2023 بأن نظام التشغيل Rocky Linux غير مدعوم. يُرجى مراجعة مصفوفة منصات أنسيس الحالية. بديل لنظام لينكس لبرنامج Abaqus Explicit و Altair Radioss على نظام ويندوز. |
Code_Aster Code_Aster هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لحل المعادلات باستخدام طريقة العناصر المحدودة، يُستخدم في التحليل الإنشائي والحراري الميكانيكي، وقد نشرته شركة EDF الفرنسية بموجب رخصة GPL. يغطي البرنامج الميكانيكا غير الخطية، والإجهاد، والكسر، والتلامس، والديناميكا، والمسائل الحرارية الميكانيكية المترابطة، مع لغة أوامر تُستخدم لكتابة البرامج النصية لكل دراسة. يستخدمه مهندسو الطاقة النووية والمدنية والميكانيكية، غالبًا عبر منصة Salome-Meca. يشتهر البرنامج بتغطيته الواسعة للفيزياء وسجله الطويل في دراسات محطات الطاقة النووية. بدأت EDF تطويره عام 1989 وأصدرته كمصدر مفتوح عام 2001. يتطلب البرنامج جهدًا كبيرًا لتعلمه، وجزء من وثائقه باللغة الفرنسية. يعمل البرنامج على نظام Linux، حيث تُعد التوزيعات والحاويات الطريقة المعتادة لتثبيته. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات محددة. تُعدّ عمليات التوزيع والحاويات في سالومي-ميكا هي الطريقة المعتادة. بديل لنظام لينكس لبرنامج Abaqus، أو برنامج Ansys Mechanical على نظام ويندوز. |
|
CalculiX CalculiX هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لتحليل العناصر المحدودة، مزود ببرنامج حل يُسمى CCX، ومعالج رسومي مسبق ولاحق يُسمى CGX. يقرأ برنامج الحل تنسيق إدخال مشابهًا لبرنامج Abaqus، ويتعامل مع التحليلات الخطية وغير الخطية، بما في ذلك الاستاتيكا والديناميكا وانتقال الحرارة والتلامس وبعض التحليلات المقترنة. يستخدمه الطلاب وشركات الهندسة الصغيرة والباحثون لإنشاء نماذج صغيرة ومتوسطة الحجم دون تكلفة ترخيص. يتميز البرنامج ببنية مشابهة لبرنامج Abaqus، مما يسهل استخدامه على مستخدمي هذا البرنامج. قام غيدو دوندت بكتابة برنامج الحل، وكلاوس ويتيج بكتابة المعالج المسبق، بدءًا من أواخر التسعينيات. يستخدمه العديد من المستخدمين مع Gmsh أو SALOME لإنشاء الشبكات. يتوفر البرنامج على نظام Linux من خلال حزم التوزيع والإصدارات المصدرية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. الحزم موجودة في التوزيعات الرئيسية. بديل لنظام لينكس لبرنامج SolidWorks Simulation أو Autodesk Inventor Nastran أو Abaqus على نظام ويندوز. |
إلمر أنثى إلمر هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لتحليل العناصر المحدودة متعددة الفيزياء، من تطوير مركز CSC، المركز الفنلندي لتكنولوجيا المعلومات والعلوم. تغطي حلوله مجالات انتقال الحرارة، وتدفق الموائع، والميكانيكا الإنشائية، والكهرومغناطيسية، والصوتيات، وغيرها، ويربط بينها في عملية واحدة، بالتوازي عبر MPI. يستخدمه الباحثون والمهندسون الذين يحتاجون إلى ربط فيزيائي غير مألوف، أو الذين يرغبون في تعديل الحلول من خلال كتابة التعليمات البرمجية. يشتهر إلمر بمرونته في الربط واستخدامه في أبحاث الأنهار الجليدية والأنظمة الدقيقة. بدأ تطويره عام 1995 بالتعاون مع الجامعات والمعاهد البحثية والقطاع الصناعي الفنلندي، وأصدر مركز CSC الكود كمصدر مفتوح عام 2005. يعمل البرنامج على نظام لينكس، ويوفر ElmerGUI واجهة رسومية سهلة الاستخدام. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. يتطلب الاستخدام المتوازي مكتبة MPI. بديل لنظام لينكس لبرنامج COMSOL Multiphysics، وبرنامج Ansys Workbench على نظام ويندوز. |
|
FEniCSx FEniCSx منصة مجانية مفتوحة المصدر لحل المعادلات التفاضلية الجزئية باستخدام طريقة العناصر المحدودة. يكتب المستخدمون الصيغة التباينية للمسألة بلغة بايثون، ويقوم النظام بتوليد شيفرة فعّالة منخفضة المستوى، وتجميعها، وحلها بالتوازي، مع استخدام مكتبة DOLFINx كمكتبة أساسية. يستخدمها الباحثون في الرياضيات التطبيقية والميكانيكا والجيوفيزياء لإنشاء نماذج وتقسيمات جديدة. وتُعرف بقدرتها على كتابة المعادلات بصيغة قريبة من صيغتها الرياضية. بدأ مشروع FEniCS في عام 2003 من خلال العمل في جامعة شيكاغو وجامعة تشالمرز للتكنولوجيا، وFEniCSx هي الجيل الأحدث منه. يتم تطويرها بشكل أساسي على نظام لينكس، ويتم تثبيتها من خلال conda أو Docker أو حزم التوزيع. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب الأمر توزيعًا. يمكن التثبيت من خلال conda أو Docker أو حزم التوزيع، مع استخدام MPI للتشغيل المتوازي. بديل لنظام لينكس لبرنامج COMSOL Multiphysics، وهو MATLAB PDE Toolbox. |
4. إنشاء الشبكة، والتصوير، والمعالجة اللاحقة
لا يرى برنامج الحل سوى الأرقام. أما أدوات إنشاء الشبكات فتصف الهندسة كخلايا يمكن معالجتها، بينما تحوّل أدوات التصور الملفات الناتجة إلى صور يمكن للمهندس تقييمها. نادرًا ما يُذكر هذان العنصران في قوائم الأدوات، مع أن الشبكات الرديئة والرسوم البيانية المُفسّرة بشكل خاطئ تتسبب في استنتاجات خاطئة أكثر من برامج الحل الرديئة. يُعدّ حجم البيانات السمة الرئيسية، إذ يمكن لعملية تشغيل ديناميكيات الموائع الحسابية العابرة أن تكتب تيرابايتات. يُضيف نظام لينكس ميزة العمل عن بُعد. يمكن تشغيل برامج العرض في وضع العميل والخادم مع العرض على عُقد المجموعة، ويمكن للبرامج النصية المُجمّعة إنتاج الرسوم البيانية طوال الليل دون الحاجة إلى شاشة عرض.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، فإن بدائل لينكس تساوي أو تتفوق على الحلول الأخرى على نظام ويندوز من الناحية الفنية، طالما أنك تعتاد على واجهة المستخدم الرسومية (أو عدم وجود واجهة مستخدم رسومية) أو إعادة حقن/معالجة النتائج في حلول أخرى.
|
جي إم إس إتش Gmsh هو مولد شبكات مجاني ومفتوح المصدر، مزود بمحرك CAD مدمج، ولغة هندسية قابلة للبرمجة، وواجهة Python وC++، ومعالج لاحق. يُنشئ شبكات عناصر محدودة أحادية وثنائية وثلاثية الأبعاد، مع حقول حجم للتحكم في كثافة العناصر، ويدعم صيغًا للعديد من برامج الحل. يستخدمه المهندسون والباحثون مع برامج حل مثل CalculiX وElmer وFEniCSx، وكأداة إنشاء شبكات عبر سطر الأوامر في خطوط المعالجة الآلية. يشتهر بجودة خوارزميات إنشاء الشبكات، وصغر حجمه، وقابليته للبرمجة. قام كريستوف جوزين وجان فرانسوا ريماكل بتطويره وأصدرا النسخة الأولى عام 1996. يُصدر البرنامج بموجب رخصة GPL ويعمل بشكل أصلي على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. الوضع الرسومي يتطلب OpenGL. بديل لنظام لينكس لبرامج Altair HyperMesh أو Ansys Meshing أو Pointwise. |
 |
|
سالومي سالومي منصة مجانية مفتوحة المصدر لمعالجة عمليات المحاكاة العددية قبل وبعد المعالجة. تشمل وحداتها إنشاء وتصحيح الهندسة، والتقسيم الشبكي، والتصور، والربط مع برامج الحل، بالإضافة إلى سكربت بايثون يُشغّل سلسلة العمليات بأكملها. يعمل عليها مهندسون يستخدمون Code_Aster أو Code_Saturne أو غيرها من برامج الحل المفتوحة، وتُضمّن حزمة توزيع سالومي-ميكا برنامج Code_Aster معها. تشتهر سالومي بدمجها نواة هندسة OPEN CASCADE مع سير عمل دراسة متكامل. طوّرتها هيئة الطاقة الذرية الفرنسية (CEA) وصندوق الدفاع الأوروبي (EDF) وOPEN CASCADE، بدءًا من عام 2000 تقريبًا. وهي مُرخصة بموجب رخصة LGPL، ونظام لينكس هو منصتها الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: ينشر المشروع ملفات تنفيذية لتوزيعات محددة، مثل Debian وCentOS وFedora وUbuntu LTS في تنزيلات الإصدار 9.x، بالإضافة إلى ملف تنفيذي عام لنظام Linux يتطلب الحد الأدنى من مكتبة glibc. قد تعمل الملفات التنفيذية على توزيعات أخرى مثل RHEL، ولكن هذا غير مضمون. راجع صفحة التنزيل للاطلاع على القائمة الحالية. بديل لينكس لبرامج Ansys SpaceClaim و Altair HyperMesh و Siemens Femap. |
بارافيو ParaView هو تطبيق مجاني مفتوح المصدر لعرض مجموعات البيانات العلمية الضخمة. يعتمد على مكتبة VTK، ويُوفر ميزات مثل الشرائح، والخطوط الكنتورية، وخطوط التدفق، وعرض الحجم، والرسوم المتحركة، وواجهة برمجة تطبيقات بايثون. يعمل بنظام العميل والخادم، حيث تُدار العمليات الثقيلة على عُقد المجموعة الحاسوبية بينما يعمل المستخدم على حاسوبه المحمول. يستخدمه مهندسو المحاكاة، والفيزيائيون، وعلماء المناخ لفحص النتائج، وهو العارض المُعتاد لحالات OpenFOAM. يُعرف ParaView بقدرته على التعامل مع مجموعات البيانات الضخمة التي تتجاوز قدرة جهاز واحد. طوّرته شركة Kitware بالتعاون مع مختبر لوس ألاموس الوطني وبتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية، وصدرت النسخة الأولى منه عام 2002. يعمل ParaView بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. تستخدم الخوادم التي لا تحتوي على واجهة رسومية إصدارات عرض خارج الشاشة. بديل لنظام لينكس لبرامج Tecplot 360 أو Ansys CFD-Post أو Altair HyperView. |
|
يزور VisIt أداة مجانية مفتوحة المصدر للتصور والتحليل المتوازي. توفر هذه الأداة الرسوم البيانية، والشرائح، والاستعلامات، والتعبيرات، والبرمجة النصية، وهي مصممة لمعالجة البيانات الضخمة القائمة على الشبكات على الأنظمة الموزعة. يستخدمها الفيزيائيون والمهندسون وعلماء الحوسبة في المختبرات الوطنية والجامعات لتحليل النتائج التي لا يمكن نقلها إلى حاسوب محمول. تشتهر VisIt بأصلها في برنامج المحاكاة والحوسبة المتقدمة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية. بدأ مختبر لورانس ليفرمور الوطني المشروع حوالي عام 2000. ويُشغل البرنامج عادةً على نظام لينكس ضمن مجموعات الحواسيب. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. عادةً ما يتم تثبيته من ملفات المشروع الثنائية على المجموعات الحاسوبية. بديل لنظام لينكس لبرنامجي Tecplot 360 أو EnSight. |
تيكبلوت 360 Tecplot 360 هو برنامج تجاري لرسم البيانات وتصورها، مُصمم خصيصًا لبيانات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) وبيانات الاختبار. يوفر البرنامج رسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد (XY)، وخطوط كونتورية، وخطوط انسيابية، ورسوم متحركة، ولغة برمجة ماكرو، كما أن واجهة بايثون الخاصة به، PyTecplot، تُسهّل إعداد التقارير. يستخدمه مهندسو الطيران والفضاء، والآلات التوربينية، والسيارات للحصول على رسومات بيانية عالية الجودة تُستخدم في التقارير، ولمقارنة نتائج المحاكاة بالقياسات. يشتهر البرنامج بسير عمله المُخصص لبيانات ديناميكا الموائع الحسابية، وبصيغة ملفات SZL. تُطوّره شركة Tecplot, Inc. منذ ثمانينيات القرن الماضي. Tecplot 360 برنامج مدفوع. يدعم البرنامج أنظمة التشغيل التالية: RHEL 8 و9، وRocky Linux 8 و9، وUbuntu 22.04 و24.04 LTS، وSUSE Linux Enterprise Desktop 15 على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: RHEL 8 و 9، Rocky Linux 8 و 9، Ubuntu 22.04 و 24.04 LTS، SUSE Linux Enterprise Desktop 15. بديل لنظام لينكس لبرنامجي Ansys CFD-Post و OriginPro. |
5. ديناميكا الموائع الحسابية
تُستخدم ديناميكا الموائع الحسابية لحل معادلات حركة الموائع، وخاصةً معادلات نافيير-ستوكس، على شبكة حاسوبية للتنبؤ بالتدفق والضغط وانتقال الحرارة والتفاعلات الكيميائية. وتعتمد عليها الطائرات والمحركات والمباني والسفن والمضخات. ويُحدد نمذجة الاضطراب وجودة الشبكة والشروط الحدية مدى مصداقية النتائج. تُعد ديناميكا الموائع الحسابية من أكثر التطبيقات استهلاكًا لوقت الحوسبة، لذا يعتمد هذا المجال على نظام لينكس أكثر من غيره. تنشر برامج الحلول التجارية قوائم توزيع معتمدة وتُوفر برامج تشغيل الحوسبة، كما تُطور البرامج مفتوحة المصدر مثل OpenFOAM على نظام لينكس أولًا. لذا، توقع مطابقة مكتبة MPI والمترجم مع متطلبات برنامج الحل.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، غالباً ما تتفوق بدائل لينكس على الحلول الأخرى على نظام ويندوز!
 |
أنسيس فلوينت برنامج Ansys Fluent هو برنامج تجاري متعدد الأغراض لحل معادلات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD). يدعم البرنامج التدفق غير القابل للانضغاط والتدفق القابل للانضغاط، والاضطراب، وانتقال الحرارة، والاحتراق، والتدفق متعدد الأطوار، والعديد من النماذج الأخرى، ويتضمن أدوات إنشاء الشبكات مثل Fluent Meshing. يستخدمه المهندسون في قطاعات الطيران والفضاء، والسيارات، والطاقة، والمعالجة، والإلكترونيات في دراسات التصميم واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. يشتهر البرنامج بتنوع نماذجه الفيزيائية وقاعدة مستخدميه الواسعة. تأسست شركة Fluent Inc. في عام 1983 في الولايات المتحدة، واستحوذت عليها شركة Ansys في عام 2006. برنامج Fluent هو برنامج تجاري مدفوع. في أنظمة Linux، تُشغَّل العمليات الكبيرة عادةً على مجموعات حاسوبية، ويُدرج دليل Ansys 2026 R1 لنظام Linux برنامج Fluent Meshing ضمن مكونات Workbench. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: نفس قائمة المنصات مثل Ansys 2026 R1: إصدارات RHEL وSLES 15 وUbuntu LTS وRocky Linux التي سمتها Ansys. بديل لينكس لبرنامج SOLIDWORKS Flow Simulation، Autodesk CFD. |
|
سيم سنتر ستار-سي سي إم+ برنامج Simcenter STAR-CCM+ هو برنامج محاكاة ديناميكا الموائع الحسابية متعدد الفيزياء من شركة سيمنز، يجمع بين الهندسة، والتجزئة، والحل، والمعالجة اللاحقة في برنامج واحد. يغطي البرنامج مجالات التدفق، وانتقال الحرارة، والتدفق متعدد الأطوار، والاحتراق، وتفاعل الموائع مع الهياكل، كما يوفر أدوات لاستكشاف التصميم تُتيح برمجة العديد من المتغيرات للنموذج. يستخدمه مهندسو السيارات، والفضاء، والبحرية، والطاقة. ويُعرف البرنامج بميزة التجزئة متعددة الأوجه الآلية، وسير العمل أحادي البيئة. طرحت شركة CD-adapco برنامج STAR-CCM+ في عام 2004، واستحوذت سيمنز عليها في عام 2016. وهو برنامج تجاري مدفوع. منذ الإصدار 2021.1، يربط برنامج CAD يعمل بنظام لينكس البرنامج ببرنامجي NX وSimcenter 3D، حيث يعمل NX في وضع الدُفعات على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تنشر سيمنز قائمة التوزيعات المدعومة مع كل إصدار. وقد أدرجت نشرة حقائق الإصدار 2021.1 توزيعات RHEL وCentOS وSLES وopenSUSE Leap، وتتغير هذه القائمة مع كل إصدار. أفاد أحد مستخدمي CFD-Online أن Rocky Linux مدعوم رسميًا. يتطلب برنامج العرض مكتبة glibc 2.17 أو أحدث بالإضافة إلى مكتبات xkbcommon. بديل لنظام لينكس لبرنامج SOLIDWORKS Flow Simulation وبرنامج Autodesk CFD. |
أوبن فوم OpenFOAM عبارة عن مجموعة أدوات مجانية ومفتوحة المصدر، تضمّ خوارزميات وأدوات مساعدة مكتوبة بلغة C++، تُستخدم في ميكانيكا الأوساط المتصلة، وخاصةً ديناميكا الموائع الحسابية (CFD). تُعرّف الحالة بأنها مجلد يحتوي على ملفات نصية، مما يسمح بكتابة البرامج النصية للدراسات، وتحديد إصداراتها، وتشغيلها تلقائيًا على مجموعات الحواسيب. تغطي الخوارزميات تدفق الموائع غير القابلة للانضغاط والقابلة للانضغاط، والاضطراب، وتدفق الموائع متعددة الأطوار، والاحتراق، وانتقال الحرارة، كما يُمكن للمستخدمين كتابة خوارزميات جديدة بلغة C++. يستخدمها الباحثون والاستشاريون والمهندسون في الحالات التي يُعيق فيها خادم الترخيص أو واجهة المستخدم الثابتة عملهم. تشتهر OpenFOAM بمرونتها وعدم وجود تكلفة ترخيص لكل نواة. نشأت OpenFOAM من أعمال أُجريت في إمبريال كوليدج لندن في التسعينيات، وأصبحت مفتوحة المصدر في عام 2004. يوجد منها توزيعتان رئيسيتان، إحداهما من مؤسسة OpenFOAM والأخرى من ESI. لا تحتوي OpenFOAM على واجهة مستخدم رسومية مدمجة، وتعمل بشكل أصلي على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات توزيع. يتطلب الأمر مُصرّف C++ لبناء المصادر ومكتبة MPI للتشغيل المتوازي. تتوفر مستودعات الحزم لأنظمة Ubuntu و Debian والأنظمة القائمة على RPM. بديل لنظام لينكس لبرنامج SOLIDWORKS Flow Simulation أو Autodesk CFD أو Ansys Fluent على نظام ويندوز. |
|
SU2 SU2 عبارة عن حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر لمحاكاة الفيزياء المتعددة وتحسين التصميم على الشبكات غير المنتظمة. تحل هذه الحزمة معادلات التدفق الانضغاطي وغير الانضغاطي، وتشتهر بتحسين الشكل القائم على المرافق، والذي يوفر تدرجات بالنسبة للعديد من متغيرات التصميم من خلال عملية حل إضافية واحدة. يستخدمها مصممو الديناميكا الهوائية والباحثون والطلاب. أطلقها مختبر تصميم الفضاء الجوي بجامعة ستانفورد، بقيادة خوان ألونسو، في عام 2012، ويقوم مجتمع من المطورين حاليًا بتطويرها. كُتبت الحزمة بلغة C++ مع برامج تشغيل Python، وتعمل على محطات عمل ومجموعات حواسيب Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب توزيعًا. يحتاج إلى مُصرّف لغة C++، ولغة بايثون، ومكتبة MPI للبناء. بديل لنظام لينكس لبرنامج Ansys Fluent على نظام ويندوز، أو برنامج Autodesk CFD. |
كود ساتورن Code_Saturne هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لحلّ معادلات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) من شركة EDF، مُصمّم خصيصًا لتدفقات الموائع غير القابلة للانضغاط والمنضغطة جزئيًا. تشمل وظائفه نماذج الاضطراب، وانتقال الحرارة، والاحتراق، وتدفقات الغلاف الجوي، وتتبّع الجسيمات، كما أنه قابل للتوسع ليشمل عددًا كبيرًا من النوى الحاسوبية. يستخدمه مهندسو الطاقة النووية في دراسات المحطات والمكونات، وتستخدمه فرق البحث لاختبار نماذج الاضطراب. يُعرف البرنامج بأنه برنامج صناعي مُحدّث باستمرار ومتاح كمصدر مفتوح. بدأت شركة EDF تطويره عام 1997، ونشرت شفرته المصدرية بموجب رخصة GPL عام 2007. يتكامل البرنامج مع SALOME لمعالجة الهندسة والشبكات، ويعمل على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب الأمر توزيعًا. يحتاج إلى مُصرّف ومكتبة MPI للبناء. بديل لنظام لينكس لبرنامج Ansys Fluent على نظام ويندوز، وبرنامج SOLIDWORKS Flow Simulation. |
|
تقارب CONVERGE هو برنامج تجاري لحل معادلات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD)، يتميز بقدرته على إنشاء الشبكات تلقائيًا، حيث يقوم ببناء الشبكة الحسابية وتحسينها أثناء التشغيل، مما يغني المستخدم عن رسمها يدويًا. يُعدّ مجال محركات الاحتراق الداخلي من أبرز مجالاته، إذ يدعم التفاعلات الكيميائية الدقيقة والحدود المتحركة، كما أنه يتعامل مع التدفقات التفاعلية، والآلات التوربينية، ومعالجة غازات العادم. يستخدمه مطورو المحركات، وباحثو الوقود، وموردي قطع غيار السيارات. تقوم شركة Convergent Science، ومقرها ماديسون، ويسكونسن، بتطويره. CONVERGE برنامج تجاري مدفوع. توفر الشركة المصنعة وثائق تثبيته على نظام Linux باستخدام HPC-X، أو Intel MPI، أو MPICH، أو Open MPI، كما تُدرج توزيعات Linux المدعومة مثل RHEL وUbuntu. يتطلب CONVERGE 5 مكتبة glibc 2.28 أو أحدث على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب برنامج CONVERGE 5 مكتبة glibc الإصدار 2.28 أو أحدث. تشير الأدلة السابقة إلى أنظمة RHEL وCentOS وSLED وUbuntu. أما خيارات MPI فهي HPC-X وIntel MPI وMPICH وOpen MPI. بديل لنظام لينكس لبرنامج Ansys Forte أو GT-SUITE على نظام ويندوز. |
FLOW-3D FLOW-3D هو برنامج تجاري متخصص في ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) ويركز على تدفقات الأسطح الحرة، ويتضمن نماذج للصب، والهيدروليكا، والطلاء، والتصنيع الإضافي. يتتبع البرنامج سطح السائل المتحرك باستخدام طريقة حجم السائل، ويقدم نماذج للتصلب، والتوتر السطحي، وعلاقة المائع بالهيكل. يستخدمه مهندسو المسابك، ومهندسو الهيدروليكا، ومطورو العمليات. ويُعرف بدقته في حل مشكلات التعبئة والتناثر. يعود أصل هذه الطريقة إلى عمل سي دبليو هيرت، وقد أصدرت شركة Flow Science في سانتا فيه، نيو مكسيكو، النسخة الأولى من FLOW-3D عام 1985. وهو برنامج تجاري مدفوع. توفر الشركة المصنعة نسخًا لأنظمة ويندوز ولينكس، ويشمل دعمها الموثق لأنظمة لينكس أنظمة RHEL وSUSE. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تُشير وثائق الموردين القديمة إلى أن نظام التشغيل RHEL 6 أو أحدث، ونظام SUSE Linux Enterprise 12 أو أحدث، تُعتبر التوزيعات الأخرى غير مدعومة. لا يُنصح باستخدام مُعالجات OpenGL القائمة على Mesa. راجع صفحة النظام الأساسي الحالية. بديل لنظام لينكس لبرنامج SOLIDWORKS Flow Simulation أو برنامج Autodesk CFD. |
6. الكهرومغناطيسية، الترددات الراديوية، والفوتونيات
تُحاكي برامج المحاكاة الكهرومغناطيسية كيفية انتقال المجالات عبر الهوائيات والكابلات ولوحات الدوائر والموجهات الضوئية والمكونات البصرية. وتنقسم طرق المحاكاة إلى ثلاث مجموعات: العناصر المحدودة في مجال التردد، والفروق المحدودة في مجال الزمن، والمعادلات التكاملية. كل مجموعة منها تُناسب مشكلة مختلفة، مثل الهياكل الرنانة، والنبضات واسعة النطاق، أو الأجسام المشعة الكبيرة جدًا. تُضيف تقنية الفوتونيات خصائص النانو والأطوال الموجية المرئية. يلعب نظام لينكس دورين هنا، فهو محطة عمل متكاملة لبعض الأدوات، ومنصة حلٍّ بحتة لأدوات أخرى. تحتفظ العديد من البرامج التجارية باستثناءات على نظام لينكس، كما أن واجهة ويندوز التي تُرسل المهام إلى خوادم لينكس تُعد إعدادًا مقبولًا. يُنصح بقراءة ملاحظات كل مُورّد قبل البدء بالتخطيط.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، يمكن أن تعادل بدائل لينكس الحلول الأخرى على نظام ويندوز.
|
أنسيس إتش إف إس إس برنامج Ansys HFSS، وهو برنامج محاكاة الهياكل عالية التردد، عبارة عن برنامج حل كهرومغناطيسي ثلاثي الأبعاد يعتمد على طريقة العناصر المحدودة. يحسب البرنامج معاملات S والمجالات والإشعاع للهوائيات والمرشحات والموصلات والعبوات ولوحات الدوائر المطبوعة والوصلات البينية عالية السرعة. يستخدمه مهندسو الترددات الراديوية والميكروويف وسلامة الإشارة، بدءًا من هوائيات الهواتف المحمولة وصولًا إلى الرادار. ويُعرف البرنامج بدقته العالية في التعامل مع الهياكل ثلاثية الأبعاد المعقدة. أصدرت شركة Ansoft برنامج HFSS لأول مرة حوالي عام 1990، واستحوذت عليه شركة Ansys في عام 2008. برنامج HFSS هو برنامج تجاري مدفوع. تعمل معظم مكونات حزمة Ansys Electromagnetics على منصات Linux المدعومة. بعض الأجزاء، مثل Twin Builder ونوع تصميم Simplorer وامتداد HFSS Antenna Toolkit، غير متوفرة على Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تُدرج شركة أنسيس منصات لينكس المدعومة، مع وجود بعض التطبيقات غير المتوفرة على لينكس، مثل Twin Builder وSimplorer وامتداد HFSS Antenna Toolkit. ويُعدّ Intel MPI هو MPI المدعوم في مركز لايبنيز للحوسبة الفائقة. بديل لنظام لينكس لبرامج CST Studio Suite أو Altair Feko أو Keysight EMPro. |
مجموعة استوديوهات CST مجموعة برامج CST Studio Suite هي مجموعة من برامج حل المعادلات الكهرومغناطيسية للهوائيات، ومكونات الميكروويف، والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، والأجهزة منخفضة التردد، وأنظمة الجسيمات المشحونة. تشترك برامج الحل في المجال الزمني، والمجال الترددي، ومعادلات التكامل، والحلول التقاربية في بيئة نمذجة واحدة، وتتيح خيارات الحوسبة عالية الأداء توزيع عمليات المحاكاة على عدة أجهزة. يستخدمها مصممو الهوائيات، ومهندسو التوافق الكهرومغناطيسي في قطاعي السيارات والطيران، وفيزيائيو المسرعات. تشتهر المجموعة بتقنية التكامل المحدود وبرنامج حل المعادلات في المجال الزمني. تأسست شركة Computer Simulation Technology (CST) في ألمانيا عام 1992، واستحوذت عليها شركة Dassault Systèmes عام 2016. برنامج CST هو برنامج تجاري مدفوع. يدعم البرنامج توزيعات Linux المؤسسية مثل SUSE Linux Enterprise 15، مع العلم أن استيراد بعض ملفات CAD لا يعمل على Linux. يمكن التحكم بخوادم برنامج الحل على Linux من خلال واجهة أمامية لنظام Windows. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يُدرج جدول الموردين نظام SUSE Linux Enterprise 15.x، بنظام 64 بت فقط. لا تعمل جميع عمليات استيراد ملفات CAD على نظام Linux. يمكن لواجهة مستخدم Windows التحكم في خوادم حل المشكلات على نظام Linux. بديل لنظام لينكس لبرامج Keysight EMPro و Sonnet Suites و AWR Microwave Office. |
|
أنسيس لوميريكال أنسيس لوميريكال هي مجموعة من أدوات محاكاة الفوتونيات. تقوم أدوات FDTD وRCWA بحل معادلات ماكسويل للهياكل النانوية الضوئية، بينما تتعامل أداة MODE مع الموجهات الموجية وحل الأنماط، وتعالج أداتا CHARGE وHEAT حاملات الشحنة والحرارة، وتحاكي أداة INTERCONNECT الدوائر الضوئية. يستخدمها مهندسو الفوتونيات ومصممو أجهزة الاستشعار وباحثو الأسطح الفائقة في البصريات المتكاملة وأجهزة استشعار الصور والليزر. تشتهر لوميريكال بمنتجها الأصلي FDTD Solutions، وبإمكانية البرمجة النصية بلغتها الخاصة ولغة بايثون. تأسست شركة لوميريكال سوليوشنز في فانكوفر، كندا، عام 2003، واستحوذت عليها أنسيس عام 2020. وهي برنامج تجاري مدفوع. على نظام لينكس، تعمل كل من الأدوات الرسومية ومحركات المعالجة الدفعية باستخدام Open MPI أو Intel MPI، ويدعم الإصدار 2025 R1 نظامي التشغيل Rocky Linux 8 والإصدارات الأحدث وRHEL 9 والإصدارات الأحدث. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يدعم الإصدار 2025 R1 نظامي التشغيل Rocky Linux 8 والإصدارات الأحدث، وRHEL 9 والإصدارات الأحدث. يتطلب التثبيت الافتراضي صلاحيات المستخدم الجذر. في الأنظمة التي لا تحتوي على واجهة رسومية، تعمل ملفات المحاكاة، بينما لا تعمل ملفات البرامج النصية. بديل لينكس لبرنامج Synopsys RSoft و Optiwave OptiFDTD. |
أوبن إي إم إس openEMS هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لحل معادلات المجال الكهرومغناطيسي، يستخدم طريقة الفروق المحدودة في المجال الزمني مع صياغة الدائرة المكافئة. تُعرَّف النماذج من خلال نصوص برمجية بلغات Octave أو MATLAB أو Python، مما يُسهِّل أتمتة عمليات مسح المعلمات وتحسينها. يستخدمه مهندسو الترددات الراديوية والميكروويف في تصميم الهوائيات وخطوط الميكروستريب والمرشحات ودراسات التوافق الكهرومغناطيسي، كما يستخدمه الباحثون لاختبار الطرق. يُعرف البرنامج بكونه بديلاً قابلاً للبرمجة لبرامج حل معادلات المجال التجارية. بدأ ثورستن ليبيغ تطويره في جامعة دويسبورغ-إيسن حوالي عام 2010. لا يمتلك البرنامج واجهة مستخدم رسومية متطورة، ويعمل على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. تتطلب عمليات بناء المصدر مُصرّفًا ومكتبات مثل HDF5 وVTK. بديل لنظام لينكس لبرامج CST Studio Suite أو Sonnet Suites أو Keysight EMPro. |
|
ميب Meep هي حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر تعتمد على طريقة FDTD لمحاكاة المجال الكهرومغناطيسي، وخاصةً في مجال الفوتونيات. اسمها اختصار لـ MIT Electromagnetic Equation Propagation (انتشار معادلة الكهرومغناطيسية). تُحاكي هذه الحزمة المواد المشتتة وغير الخطية، وتحسب خصائص النقل، وأنماط الرنين، وبنية النطاقات، وتعمل بالتوازي مع MPI. يستخدمها الباحثون في مجالات البلورات الفوتونية، والموجات الموجهة، والمرنانات، والمواد الفائقة، ويتم تشغيلها باستخدام نصوص برمجية بلغة Python أو Scheme. تشتهر Meep بسهولة برمجتها ودعمها لخوارزمية التحسين المرافق. طوّرها فريق ستيفن ج. جونسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، مع إصداراتها الأولى في العقد الأول من الألفية الثانية. تعمل Meep بشكل أصلي على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب الأمر توزيعًا. قم بالتثبيت من حزم التوزيع، أو conda، أو المصدر. بديل لينكس لبرامج Lumerical FDTD أو Optiwave OptiFDTD أو Synopsys RSoft. |
راديو جنو GNU Radio هي مجموعة أدوات مجانية ومفتوحة المصدر لبناء أنظمة راديو مُعرّفة برمجياً باستخدام وحدات معالجة إشارات مكتوبة بلغة C++ أو Python. تغطي هذه الوحدات وظائف المرشحات، والتضمين، والمزامنة، والترميز، ويقوم محرر رسومي، GNU Radio Companion، بربطها في مخططات انسيابية. يستخدمها مهندسو الراديو والطلاب والباحثون مع أجهزة مثل USRP، أو مع إشارات مسجلة، لإنشاء روابط اتصال، ومراقبة الطيف، ونماذج أولية للرادار. تشتهر GNU Radio بدورها في تدريس وتصميم نماذج أولية للأنظمة اللاسلكية. بدأ إريك بلوسوم تطويرها في أواخر التسعينيات، وأصبحت مشروعاً تابعاً لـ GNU في عام 2001. وهي مُطوّرة بشكل أساسي لنظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. تحتاج أجهزة الراديو إلى حزم برامج التشغيل الخاصة بها. بديل لينكس لـ SDR# و HDSDR للاستقبال، أو حتى LabVIEW للنماذج الأولية. |
7. تصميم لوحات الدوائر المطبوعة والدوائر الإلكترونية: برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج تصميم الدوائر الإلكترونية (EDA) لنظام لينكس.
يشمل أتمتة تصميم الدوائر الإلكترونية على مستوى اللوحة التقاط المخططات، ومكتبات المكونات، والتخطيط، وفحص قواعد التصميم، والملفات التي يحتاجها المصنّع. وتُكمّل هذه العملية محاكاة الدوائر التي تتنبأ بالجهود والتيارات قبل وجود النموذج الأولي. يُعد هذا الفصل المدخل الأمثل لبرامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج أتمتة تصميم الدوائر الإلكترونية (EDA) على نظام لينكس، لأن الأدوات الرائدة مفتوحة المصدر ولا تتطلب خادم ترخيص. عادةً ما تُحدد المكتبات، وليس الميزات، الاختيار، إذ توفر البصمات والرموز الموثوقة أسابيع من العمل. كما يحصل مستخدمو لينكس على تنسيقات نصية قابلة للبرمجة تتناسب مع أنظمة التحكم في الإصدارات، ومحاكيات تعمل في وضع الدُفعات لإجراء دراسات الزوايا ودراسات مونت كارلو.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، لم تتوفر بدائل لينكس بعد (وبعض هذه الحلول موجودة كما هي على نظام ويندوز).
|
كي كاد KiCad هي حزمة برامج مجانية ومفتوحة المصدر لأتمتة تصميم الإلكترونيات. تجمع بين رسم المخططات، وتصميم لوحات الدوائر المطبوعة، وعارض ثلاثي الأبعاد، ومدقق قواعد التصميم، ومكتبات من الرموز، وبصمات المكونات، والنماذج ثلاثية الأبعاد، كما أنها تدمج محاكي ngspice. يستخدمها مهندسو الأجهزة، والشركات الناشئة، والباحثون، والمعلمون لتصميم لوحات الدوائر، بدءًا من النماذج الأولية البسيطة وصولًا إلى التصاميم متعددة الطبقات المعقدة. تشتهر KiCad بكونها الأداة الرائدة مفتوحة المصدر لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة، وبدعمها من مركز سيرن للأبحاث النووية (CERN). بدأ جان بيير شاراس تطويرها عام 1992، وانضم مركز سيرن إلى فريق التطوير عام 2013. أضاف الإصدار 10، الذي صدر في مارس 2026، متغيرات التصميم، ومحرر قواعد التصميم الرسومي، وأدوات استيراد لتصاميم Allegro وPADS وgEDA. تعمل KiCad بشكل أصلي على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. قد تتأخر حزم التوزيع، لذا يقوم العديد من المستخدمين بإضافة مستودع المشروع أو استخدام Flatpak. بديل لنظام لينكس لبرامج Altium Designer أو OrCAD أو حتى PADS. |
 |
|
LibrePCB LibrePCB أداة مجانية ومفتوحة المصدر لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة، مبنية على مكتبة مُدارة من المكونات وهيكل مشروع متسق. توفر الأداة إمكانية رسم المخططات، وتصميم اللوحات، والتحقق من قواعد التصميم، وإنشاء المخرجات، كما تحافظ على ترابط بيانات المخططات واللوحات والمكتبة. يستخدمها المصممون والفرق الصغيرة والطلاب الذين يرغبون في سير عمل سلس، وتتميز بمجموعة ميزات أصغر من KiCad. تشتهر LibrePCB بنهجها الصارم في استخدام المكتبات ودعمها للتصميم متعدد المنصات. بدأ أوربان بروهين المشروع حوالي عام 2013. تعمل الأداة بشكل أصلي على نظام لينكس، وتتوفر حزمها للتوزيعات الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. متوفر كتطبيق AppImage وفي حزم التوزيع. بديل لينكس لبرنامج Altium CircuitMaker أو DipTrace. |
ليبتون إي دي إيه Lepton EDA هي مجموعة أدوات مجانية ومفتوحة المصدر لرسم المخططات، وإنشاء قوائم الشبكات، وإدارة الرموز، وواجهات محاكاة الدوائر. وهي نسخة معدلة من مشروع gEDA الذي بدأه أليس هفيزدا في أواخر التسعينيات، وتحافظ على نهج gEDA القائم على أنظمة يونكس، والذي يعتمد على برامج صغيرة تعمل على ملفات نصية بسيطة. يستخدمها المهندسون الذين يقدرون تدفقات البرمجة النصية، وقابلية توسيع لغة Scheme، وتنسيقات الملفات طويلة الأمد. تشتهر Lepton بتصميمها المعياري. بدأ فريق بقيادة فلاديمير زبانوف تطوير هذه النسخة المعدلة في عام 2017. وهي تعمل على أنظمة لينكس وغيرها من الأنظمة الشبيهة بيونكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يحتاج إلى مكتبات GTK. مُعبأ لتوزيعات عائلة دبيان، ويعمل على أنظمة أخرى شبيهة بنظام يونكس. بديل لنظام لينكس لبرنامج OrCAD Capture، محرر المخططات الخاص ببرنامج Altium Designer. |
 |
إن جي سبايس ngspice هو برنامج محاكاة دوائر إلكترونية مجاني ومفتوح المصدر، يعمل على مستويات متعددة. يُجري تحليلات التيار المستمر والتيار المتردد والظواهر العابرة والضوضاء وغيرها، ويقبل نماذج الأجهزة وقوائم الشبكات القياسية، ويمكن تضمينه في برامج أخرى أو تشغيله في وضع الدُفعات لمحاكاة مونت كارلو ودراسات الزوايا. يستخدمه مصممو الدوائر التناظرية والمختلطة، والطلاب، ومطورو أدوات تصميم الدوائر الإلكترونية، ويُطلق عليه اسم KiCad للمحاكاة. يُعرف ngspice بمواصلته لنهج SPICE. تم تطوير SPICE في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، في أوائل سبعينيات القرن الماضي، ويعتمد ngspice على SPICE3f5 من بيركلي، مع مشروع خاص به بدأ حوالي عام 2000. يعمل ngspice على نظام لينكس، وهو مُضمّن في جميع التوزيعات الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. متوفر في جميع قنوات التوزيع الرئيسية. بديل لينكس لبرامج LTspice و PSpice و NI Multisim. |
|
Qucs-S Qucs-S هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر بواجهة رسومية أمامية، يُستخدم لتشغيل محركات محاكاة الدوائر مثل ngspice وXyce. يستطيع المستخدمون رسم مخطط الدائرة، واختيار التحليل المطلوب، وعرض النتائج في نافذة واحدة، بينما يعمل برنامج المحاكاة في الخلفية. يستخدمه مهندسو الإلكترونيات والطلاب وهواة الراديو لمحاكاة المرشحات والمضخمات ودوائر الترددات الراديوية. يُعرف Qucs-S بتوفيره بيئة عمل مرئية حديثة لبرامج المحاكاة مفتوحة المصدر. وقد تطور من Qucs، برنامج محاكاة الدوائر شبه العالمي، الذي أسسه مايكل مارغراف عام 2003، وأطلق فاديم كوزنيتسوف نسخة Qucs-S منه حوالي عام 2015. يعمل البرنامج على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب تثبيت ngspice أو Xyce. يستخدم مكتبات Qt. بديل لينكس لبرامج LTspice أو PSpice أو NI Multisim. |
Xyce Xyce هو برنامج محاكاة دوائر متوازية مجاني ومفتوح المصدر من مختبرات سانديا الوطنية. يقرأ قوائم الشبكات بنمط SPICE ويحل دوائر ضخمة جدًا عبر معالجات متعددة، ويتضمن نماذج لتأثيرات مثل الإشعاع وللأجهزة المتخصصة. يستخدمه المهندسون الذين يحاكون الدوائر المتكاملة الكبيرة، والباحثون في مجال الإلكترونيات المقاومة للإشعاع. يُعرف بقدرته على التوسع بما يتجاوز قدرة برامج SPICE التسلسلية. طورته سانديا منذ أواخر التسعينيات لأعمالها الإلكترونية الخاصة، وأصدرته كمصدر مفتوح في عام 2013. يمكن تشغيله بواسطة Qucs-S. يعمل على محطات عمل ومجموعات حاسوبية تعمل بنظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب بناء البرنامج من المصدر مُصرّف C++ يدعم C++11، وإصدار Trilinos مُعدّ باستخدام الخيارات الموضحة في وثائق Xyce، ومكتبة MPI مثل Open MPI أو MPICH للإصدار المتوازي. لا يُنصح باستخدام حزم توزيع Trilinos. تُوفّر Sandia مُثبّتات ثنائية لنظام Red Hat Linux مع كل إصدار. بديل لينكس لبرنامجي PSpice و LTspice. |
8. تصميم الدوائر الرقمية ووحدات FPGA
يبدأ التصميم الرقمي بلغة وصف الأجهزة مثل Verilog أو SystemVerilog أو VHDL، وينتهي بملف بتات لـ FPGA أو تصميم لشريحة. وتتوسط هذه العملية عمليات المحاكاة والتوليف والتخطيط والتوجيه وتحليل التوقيت. هنا يلتقي عالمان: برامج FPGA من الشركات المصنعة مجانية أو زهيدة الثمن، بينما برامج المحاكاة والتوليف على مستوى الشريحة باهظة الثمن وتعمل على خوادم Linux، وأحيانًا حصريًا عليها. وقد تطورت بسرعة منهجية مفتوحة المصدر مُجمّعة من Yosys وVerilator وOpenROAD. تميل متطلبات Linux إلى أن تكون صارمة، مع توزيعات مؤسسية محددة ومكتبات خاصة، لذا يُنصح بقراءة دليل الشركة المصنعة قبل التثبيت.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، قد تكون بدائل لينكس في بعض الأحيان هي الخيار الوحيد!
|
AMD Vivado Vivado هي مجموعة برامج تصميم لأنظمة AMD FPGAs وSoCs التكيفية. تغطي هذه المجموعة توليف الدوائر عالية المستوى، وتوليف RTL، والتنفيذ، وضبط التوقيت، والمحاكاة، بالإضافة إلى محلل منطقي لتصحيح الأخطاء وتكامل الملكية الفكرية. يستخدمها مصممو الدوائر الرقمية ومهندسو الأنظمة المدمجة والباحثون الذين يبنون أنظمة FPGA. تشتهر Vivado بمُكامل الملكية الفكرية الخاص بها ومكانتها ضمن مجموعة أدوات Xilinx. أطلقت Xilinx برنامج Vivado في عام 2012 كخليفة لبرنامج ISE، واستحوذت AMD على Xilinx في عام 2022. يُقدم Vivado بمستويات مختلفة، بما في ذلك المستوى الأساسي المجاني ومستويات مدفوعة. في مايو 2026، أشارت التقارير إلى أن المستوى المجاني سيتوقف عن دعم Linux، لكن دليل AMD 2026.1 يوثق دعم Linux في جميع المستويات. يسرد الإصدار 2026.1 أنظمة AlmaLinux وRocky Linux وUbuntu LTS. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تتضمن قائمة الإصدارات 2026.1 أنظمة AlmaLinux 8.10، و9.4 إلى 9.7، و10.0، و10.1؛ وRocky Linux 8.10، و9.6، و9.7، و10.0، و10.1؛ وUbuntu 22.04.3 إلى 22.04.5 و24.04 إلى 24.04.3. يحتاج Ubuntu إلى مكتبة libtinfo.so.5. بديل لينكس لـ Lattice Radiant و Microchip Libero SoC. |
إنتل كوارتوس برايم برنامج Quartus Prime هو برنامج تصميم لمعالجات Intel FPGA. يوفر البرنامج وظائف التوليف، والتخطيط والتوجيه، وتحليل التوقيت، وتقدير استهلاك الطاقة، وتصحيح الأخطاء داخل النظام، كما يدعم الاتصال ببرامج محاكاة خارجية. يستخدمه مصممو معالجات FPGA والأنظمة المدمجة، وتُشغّله خوادم التجميع على نظام Linux. يُعرف البرنامج بإصداره Lite المجاني للأجهزة الصغيرة، بالإضافة إلى الإصدارين Standard وPro المدفوعين. طرحت شركة Altera أدوات Quartus في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، واستحوذت Intel على Altera في عام 2015، ويعود اسم Quartus Prime إلى تلك الفترة. تُدرج وثائق Intel برنامجي Cadence Xcelium وSynopsys VCS ضمن برامج المحاكاة التي تعمل على نظام Linux فقط في جداول الواجهات الخاصة بها. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: أضافت إصدارات Quartus Prime Standard وLite 25.1std أنظمة RHEL 8.10 و9.4 و9.6، وSLES 15 SP5، وUbuntu 24.04، بينما أزالت الإصدارات RHEL 8.6 و8.7 و9.1 إلى 9.3، وUbuntu 18.04، وSLES 12 SP5 و15 SP3. أما إصدار Pro 25.1 فقد أضاف SLES 15 SP5 وUbuntu 24.04. يعمل برنامج Questa Intel FPGA Edition 2025.2 على نظامي RHEL 8 و9 فقط. بينما يعمل برنامجا Xcelium وVCS على نظام Linux فقط. بديل لينكس لـ Lattice Radiant أو Microchip Libero SoC. |
 |
كادنس إكسيليوم Xcelium هو برنامج محاكاة منطقي من Cadence للتصميمات الرقمية، مكتوب بلغات Verilog وSystemVerilog وVHDL. يستخدم المحاكاة المتوازية لتسريع عمليات التحقق المعقدة، ويدعم تغطية الأخطاء وتصحيحها وتدفقات الإشارات المختلطة. يُجري مهندسو التحقق في شركات تصنيع الرقائق الإلكترونية وFPGA مجموعات من آلاف الاختبارات على مزارع الخوادم. يُعرف Xcelium بأنه خليفة برنامجي المحاكاة Cadence Incisive وNC-Verilog، اللذين طُرحا في عام 2017. وهو برنامج تجاري مدفوع. تشير وثائق Quartus من Intel إلى أنه مخصص لنظام Linux فقط. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: نظام لينكس فقط. تشير خرائط طريق كادنس إلى دعم RHEL 8.6 والإصدارات الأحدث، وRHEL 9 وRHEL 10 لإصدارات 2026.x على معمارية x86_64، مع دعم محدود لـ Rocky Linux وAlmaLinux. لا يدعم كل منتج جميع التركيبات. بديل لينكس لبرنامج Aldec Riviera-PRO أو Aldec Active-HDL. |
|
Synopsys VCS VCS هو برنامج محاكاة من Synopsys للغة Verilog وSystemVerilog، يُستخدم للتحقق من صحة الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) ومصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs). وبصفته برنامج محاكاة يعتمد على الكود المُجمَّع، فإنه يُترجم التصميم إلى كود أصلي قبل تشغيله. يدعم البرنامج التأكيدات، وتغطية الكود، والاختبار العشوائي المقيد، وتصحيح الأخطاء باستخدام أداة Verdi. تُشغِّله فرق التحقق في بيئات اختبار الانحدار. اسم البرنامج اختصار لـ Verilog Compiled Simulator (محاكي Verilog المُجمَّع). بدأ تطويره في أوائل التسعينيات في شركة Chronologic Simulation، واستحوذت Synopsys لاحقًا على هذه التقنية. وهو برنامج تجاري مدفوع. تشير وثائق Intel الخاصة بمصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة إلى أن VCS يعمل على نظام Linux فقط. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لأنظمة لينكس فقط. بالنسبة للإصدارات من 2026.03 إلى 2026.09، تُدرج Synopsys أنظمة RHEL 8.4 والإصدارات الأحدث و9.x، وRocky Linux 8.4 والإصدارات الأحدث و9.x، وAlmaLinux 8.4 والإصدارات الأحدث و9.1 والإصدارات الأحدث، بينما استبعدت CentOS Linux وRHEL 7. يجب أن يدعم المعالج تقنية AVX2، أي معالج Intel Haswell أو أحدث، أو AMD Excavator أو أحدث. يُظهر مركز تنزيل SolvNetPlus المنتج المُتاح على كل منصة. بديل نظام التشغيل لينكس لبرنامج Aldec Riviera-PRO، وهو Aldec Active-HDL. |
سيمنز كويستا كويستا هي منصة التحقق من سيمنز EDA، مبنية على محاكي لتصميمات SystemVerilog وVHDL والتصاميم المختلطة. تُضيف المنصة التحقق الرسمي، وتغطية البيانات، وإدارة التحقق، وتدعم منصات اختبار UVM. يستخدمها مهندسو التحقق في مشاريع ASIC وFPGA. تشتهر كويستا بإرثها في ModelSim، محاكي Mentor Graphics الذي كان يُضمّنه العديد من مُصنّعي FPGA. أطلقت Mentor Graphics منصة كويستا في العقد الأول من الألفية الثانية، واستحوذت سيمنز على Mentor في عام 2017. وهي برنامج تجاري مدفوع، يعمل على خوادم ومحطات عمل لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يدعم Questa One Sim أنظمة RHEL 8 و 9 و Rocky Linux 8 و 9 و SLES 15 SP4 على x86 Linux، و RHEL 8 و 9 و Rocky Linux 8 و 9 على AArch64 Linux، بالإضافة إلى Windows 11. يدعم Questa Intel FPGA Edition 2025.2 أنظمة RHEL 8 و 9 فقط. بديل لينكس لبرامج Aldec Active-HDL و Aldec Riviera-PRO و ModelSim على نظام ويندوز. |
|
برنامج Synopsys Design Compiler يُعدّ Design Compiler أداةً لتوليف الدوائر المنطقية من شركة Synopsys. يحوّل هذا البرنامج أوصاف RTL إلى قوائم توصيلات على مستوى البوابات، مُرتبطة بمكتبة تقنية مُستهدفة، مع تحسين التوقيت والمساحة واستهلاك الطاقة. تستخدمه فرق تصميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) في المراحل الأولى من تصميم الرقائق، يليها التخطيط والتوجيه، وتحليل التوقيت واستهلاك الطاقة. يُعرف البرنامج بكونه رائدًا في مجال توليف الدوائر المنطقية التجارية. أطلقته Synopsys عام 1987، ولا يزال يُعتبر أداةً مرجعيةً في هذا المجال. وهو برنامج تجاري مدفوع. تُوثّق Synopsys نظام RHEL كأساس لدعمها لأنظمة Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: قائمة منصات Synopsys نفسها المستخدمة في VCS للفترة من 2026.03 إلى 2026.09: RHEL 8.4 والإصدارات الأحدث و9.x، مع Rocky Linux وAlmaLinux كأنظمة متوافقة ثنائياً، وSLES 15 ضمن خطة التطوير. يُستخدم مُصرّف GCC 13.3 المُسمى بهذه الإصدارات، ويتطلب معالجات AVX2. بديل لينكس لـ: لا يوجد برنامج مكافئ مباشر لنظام ويندوز لتوليف الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC). أما بالنسبة للدوائر المتكاملة القابلة للبرمجة (FPGA)، فيُستخدم برنامجا Vivado وQuartus لتوليف الدوائر المتكاملة على نظام ويندوز. |
المدقق Verilator أداة مجانية مفتوحة المصدر تُحوّل لغتي Verilog وSystemVerilog إلى نماذج C++ أو SystemC مُحسّنة. يعمل النموذج المُجمّع بسرعة عالية، مما يسمح بمحاكاة التصاميم الكبيرة، مثل وحدات المعالجة المركزية (CPU) وأنظمة SoC، داخل بيئات اختبار البرمجيات. يستخدمها مهندسو الأجهزة في المشاريع مفتوحة المصدر والتجارية للتحقق من صحة البرمجيات وللمحاكاة المشتركة معها. تشتهر Verilator بسرعتها الفائقة. ظهرت لأول مرة في منتصف التسعينيات، ويتولى ويلسون سنايدر صيانتها منذ سنوات عديدة. أضاف الإصدار الخامس دعمًا للتوقيت. تعمل Verilator على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. يلزم وجود مُصرّف لغة C++ وأدوات بناء قياسية. بديل لنظام لينكس لبرامج Aldec Riviera-PRO أو Aldec Active-HDL أو ModelSim على نظام ويندوز. |
|
يوسيس Yosys هو إطار عمل مجاني ومفتوح المصدر لتوليف RTL. يقرأ لغة Verilog، ويُحسّن التصميم من خلال سلسلة من العمليات المُبرمجة، ويُحوله إلى مكتبات خلايا FPGA أو ASIC، ويكتب قوائم الشبكة لأدوات التخطيط والتوجيه مثل nextpnr. يستخدمه الباحثون ومطورو سلاسل أدوات FPGA مفتوحة المصدر والطلاب. يُعرف Yosys بدوره المحوري في تطوير FPGA مفتوحة المصدر وتدفقات تصميم الرقائق. أسسته كلير زينيا وولف، المعروفة سابقًا باسم كليفورد وولف، عام 2012. يعمل Yosys على نظام Linux وهو مُضمّن في التوزيعات الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. تتطلب عمليات بناء المصدر مُصرّف C++، ولغة Python، وBison، وFlex. بديل لنظام لينكس لمحركات توليف الصوت Vivado و Quartus على نظام ويندوز. |
أوبن رود OpenROAD نظام مجاني ومفتوح المصدر، يُتيح تصميم الدوائر الرقمية من مستوى وصف الأجهزة (RTL) إلى تخطيط GDSII دون تدخل بشري. يجمع النظام بين تخطيط الدوائر، وتحديد المواقع، وتوليف شجرة الساعة، والتوجيه، وتحليل التوقيت، ويعمل مع Yosys ومجموعات تصميم العمليات المفتوحة. يستخدمه الباحثون والطلاب والفرق الصغيرة لاستكشاف تصميم الرقائق، بينما يستخدمه المحترفون لدراسة خوارزميات التصميم الفيزيائي. يُعرف النظام بهدفه المتمثل في التصميم الآلي بالكامل. بدأ المشروع عام 2018 بتمويل من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) من خلال برنامج IDEA، بقيادة فريق من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو. يُبنى النظام ويعمل على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتم بناؤه على نظام لينكس باستخدام CMake والعديد من المكتبات. تعمل صور الحاويات على تبسيط عملية التثبيت. بديل لينكس لـ: لا يوجد ما يعادلها مباشرةً في نظام ويندوز. تعمل أدوات التصميم المادي التجارية على نظام لينكس. |
9. تصميم الدوائر المتكاملة
تصميم الدوائر المتكاملة يعني رسم الترانزستورات والأسلاك لعملية التصنيع، ثم إثبات أن المنتج النهائي سيعمل ويمكن تصنيعه. يستخدم المصممون برامج تحرير المخططات والتصاميم، وبرامج محاكاة الدوائر، وأدوات استخراج البيانات، وبرامج التحقق من التصميم، وكلها مرتبطة بمجموعة أدوات التصنيع التي تصف العملية. قاعدة المستخدمين صغيرة والمخاطر كبيرة، لأن مجموعة الأقنعة باهظة الثمن.
يُعدّ نظام لينكس منصة العمل لهذه العمليات. وتُشغّله مزارع الحوسبة، ويتم التحقق من صحة مجموعات الأدوات لإصدارات محددة من الأدوات وأنظمة التشغيل. وتُضيف حركة السيليكون المفتوح أدوات مجانية، مع أن الموافقة التجارية لا تزال تُحدّد ممارسات الإنتاج.
|
كادنس فيرتوسو Virtuoso هي بيئة كادنس لتصميم الدوائر المتكاملة التناظرية والمخصصة. تغطي هذه البيئة رسم المخططات، ومحاكاة الدوائر، وتحرير التصميم، واستخراج العناصر الطفيلية والتحقق منها، وهي مرتبطة بمجموعات تصميم عمليات التصنيع. يستخدمها مصممو الدوائر التناظرية، ودوائر الترددات الراديوية، والدوائر المختلطة في شركات أشباه الموصلات، وكذلك فرق تصميم الرقائق في الجامعات. تشتهر Virtuoso بمحرر التصميم الخاص بها ومكانتها كمرجع صناعي في مجال التصميم التناظري. أطلقت كادنس برنامج Virtuoso في أوائل التسعينيات. وهو برنامج تجاري مدفوع، ويعمل على محطات عمل وخوادم لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تنشر كادنس خارطة طريق لمنصات الحوسبة لكل إصدار. بالنسبة لإصدارات 2026.x على معمارية x86_64، تُدرج كادنس أنظمة RHEL 8.6 والإصدارات الأحدث، وRHEL 9 وRHEL 10، مع دعم محدود لأنظمة Rocky Linux وAlmaLinux. أما خرائط الطريق السابقة فتُدرج أنظمة SLES 15 SP3 والإصدارات الأحدث. توقف دعم Virtuoso IC 6.1.8 رسميًا عند RHEL 7. تُصدر أداة checkSysConf من كادنس تنبيهًا عند عدم دعم نظام تشغيل معين، ولا يدعم كل منتج جميع التركيبات. بديل لينكس لـ: لا يوجد برنامج مكافئ مباشر لنظام ويندوز. برنامج Tanner L-Edit يُناسب المشاريع الصغيرة على نظام ويندوز. |
 |
|
سيمنز كاليبر Calibre هي مجموعة برامج للتحقق الفيزيائي من شركة Siemens EDA. تُجري هذه المجموعة عمليات فحص لقواعد التصميم، ومقارنة بين التخطيط والمخطط، واستخراج العناصر الطفيلية، بالإضافة إلى عمليات فحص مُوجّهة نحو التصنيع على تخطيطات الرقائق النهائية، حيث يتم توزيع العمل على العديد من النوى. يستخدمها مهندسو التحقق الفيزيائي كأداة اعتماد نهائي في شركات أشباه الموصلات، كما تُوزّع مصانع أشباه الموصلات مجموعات قواعد Calibre لعملياتها. تشتهر Calibre بمكانتها الرائدة في مجال التحقق النهائي. طوّرتها شركة Mentor Graphics في التسعينيات، واستحوذت عليها Siemens في عام 2017. وهي برنامج تجاري مدفوع، ويعمل على خوادم ومجموعات خوادم Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تُدرج وثائق دعم منصة سيمنز (إصداري 2022 و2024) أنظمة التشغيل Red Hat Enterprise Linux وCentOS وSUSE Linux Enterprise Server. تتطلب إصدارات RHEL 8 وSLES 15 معالجًا يدعم AVX2. لا تدعم سيمنز نظامي التشغيل Fedora وCentOS Stream، كما أنها لا تُقدم دعمًا لأنظمة التشغيل. بديل لينكس لـ: لا يوجد ما يُعادل نظام ويندوز مباشرةً لإصدار شهادة الموافقة الكاملة على الشريحة. أدوات تانر تُغطي التصاميم الصغيرة على نظام ويندوز. |
KLayout KLayout هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر لعرض وتحرير ملفات تصميم GDS وOASIS. يوفر البرنامج إدارة الطبقات، ومدقق قواعد التصميم، وميزة التحقق من التصميم مقابل المخطط، ومحرك برمجة نصية بلغة بايثون وروبي، ووحدات ماكرو لتوليد التصميمات تلقائيًا. يستخدمه مصممو الرقائق الإلكترونية، ومهندسو الدوائر الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) والضوئية، والطلاب لفحص التصميمات، وكتابة عمليات فحص مخصصة، وبناء خلايا بارامترية. يتميز البرنامج بسرعته في التعامل مع التصميمات الكبيرة واستخدامه في بيئات تطوير السيليكون المفتوحة. قام ماتياس كوفيرلين بتطويره منذ عام 2006 تقريبًا، ويعمل بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. تتوفر حزم التوزيع وملفات المشروع الثنائية. بديل لينكس لبرنامج Tanner L-Edit. |
10. الأنظمة المدمجة والروبوتات
تُعنى هندسة الأنظمة المدمجة ببناء برمجيات تعمل داخل الأجهزة، بدءًا من منظم الحرارة وصولًا إلى الطائرات المسيّرة، وعادةً ما يكون ذلك ضمن قيود صارمة على الذاكرة والطاقة والتوقيت. أما الروبوتات، فتضيف أجهزة استشعار ومحركات وأنظمة إدراك. تتألف سلسلة الأدوات من مترجمات متقاطعة، وأنظمة تشغيل في الوقت الحقيقي، ومحاكيات، وأنظمة بناء تُنتج صور البرامج الثابتة. يُعدّ نظام لينكس البيئة الأمثل لكل ذلك، نظرًا لسهولة استخدامه في الترجمة المتقاطعة، ووحدات التحكم التسلسلية، والحاويات، والتكامل المستمر. كما تُشغّل العديد من المنتجات نظام لينكس على الجهاز المستهدف. توقع وجود توزيعة مرجعية، غالبًا ما تكون إصدارًا من أوبونتو طويل الأمد، وإصدارات من سلسلة الأدوات التي يُحددها المشروع بدقة.
وجهة نظرنا الخاصة: في هذا المجال، تقود بعض إصدارات لينكس الطريق، وليس البدائل.
|
ROS 2 ROS 2 عبارة عن مجموعة مجانية ومفتوحة المصدر من المكتبات والأدوات لبناء برمجيات الروبوتات من خلال عقد متصلة. توفر هذه المجموعة ميزات المراسلة، وبرامج تشغيل الأجهزة، والملاحة، والتحكم، والإدراك، وروابط المحاكاة، بالإضافة إلى أدوات لتسجيل البيانات وإعادة تشغيلها وعرضها بصريًا. يستخدمها مهندسو الروبوتات والباحثون والشركات التي تصنع الروبوتات المتنقلة والطائرات بدون طيار والأذرع الآلية. تُعرف ROS 2 بأنها خليفة نظام تشغيل الروبوت الأصلي، الذي بدأ تطويره في Willow Garage وجامعة ستانفورد في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية. صدرت النسخة الأولى من ROS 2 في عام 2017، وتتولى Open Robotics صيانتها. يُعد Ubuntu 24.04 منصة Linux من المستوى الأول لإصداري Jazzy وKilted، بينما يُعد RHEL 9 منصة من المستوى الثاني لإصدار Kilted. يستمر دعم Jazzy حتى مايو 2029. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يُصنّف نظام Ubuntu 24.04، بنسختيه amd64 و arm64، ضمن المستوى الأول في برنامجي Jazzy و Kilted. بينما يُصنّف برنامج Kilted نظام RHEL 9 amd64 ضمن المستوى الثاني، ونظام Debian Bookworm ضمن المستوى الثالث. بديل لينكس لـ MATLAB Robotics System Toolbox أو LabVIEW Robotics. |
شرفة خارجية Gazebo هو برنامج محاكاة روبوتات مجاني ومفتوح المصدر، مزود بمحرك فيزيائي، ونماذج استشعار، وتقنية عرض ثلاثي الأبعاد، وإضافات. يقوم المستخدمون بتحميل نماذج الروبوتات بتنسيقات قياسية، وإضافة مستشعرات افتراضية، واختبار برمجيات الملاحة والتحكم والإدراك في بيئات محاكاة. يستخدمه مهندسو الروبوتات والطلاب للاختبار قبل تشغيل الأجهزة، وغالبًا ما يستخدمه مع ROS 2. يُعرف Gazebo بسجله الحافل في مسابقات الروبوتات والأبحاث. بدأ نيت كونيغ وأندرو هوارد تطويره عام 2002 في جامعة جنوب كاليفورنيا، وتتولى Open Robotics صيانته حاليًا. توصي ROS 2 Kilted بإصدار Ionic، الذي يُشير مشروع Gazebo إلى أنه سينتهي دعمه في سبتمبر 2026. يمكن للمشاريع الجديدة استخدام Jetty أو إصدار Harmonic LTS. يعمل Gazebo على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تتوفر حزم ثنائية لنظام أوبونتو 24.04 (نوبل) على معالجات amd64، مع بذل قصارى الجهد لتوفيرها لمنصات أخرى. تشير وثائق Gazebo إلى انتهاء دعم Ionic في سبتمبر 2026، وتوصي باستخدام Jetty مع أوبونتو 24.04، وتعتبر Harmonic إصدار الدعم طويل الأمد (LTS) حتى سبتمبر 2028. بديل لنظام لينكس لـ Webots أو CoppeliaSim على نظام ويندوز. |
 |
PX4 PX4 عبارة عن حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر للتحكم في الطيران، مصممة للطائرات بدون طيار والمركبات الأخرى غير المأهولة. تشمل هذه الحزمة وظائف التقدير والتحكم وإدارة المهام وبرامج تشغيل أجهزة الاستشعار، كما تدعم محاكاة البرمجيات والأجهزة في الحلقة. يستخدمها مصنّعو الطائرات بدون طيار والباحثون والجامعات، حيث تُدمج لوحات التحكم في الطيران في الطائرات وتُستخدم حواسيب لينكس للتطوير. تشتهر PX4 بترخيصها المتساهل وإدارتها من قِبل مؤسسة Dronecode. انطلقت PX4 في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich) حوالي عام 2009، واستضافتها مؤسسة لينكس منذ عام 2014. ويتم تشغيل عمليات التطوير والمحاكاة على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: بيئة التطوير تدعم نظامي التشغيل أوبونتو 24.04 و22.04 LTS. تستهدف عمليات التكامل المستمر والإصدارات النهائية نظام 24.04، بينما تُجرى اختبارات البناء على نظام 22.04، ولا يدعم النظام حاليًا نظام أوبونتو 26.04. صُمم برنامج التثبيت لعمليات التثبيت النظيفة. قد تعمل أنظمة أخرى مبنية على دبيان، ولكنها ليست الخيار المدعوم. بديل نظام لينكس لأداة MATLAB UAV Toolbox، وهو Simulink. |
|
أردو بايلوت أردو بايلوت هو نظام طيار آلي مجاني ومفتوح المصدر للطائرات، والطائرات متعددة المراوح، والمركبات الجوالة، والغواصات، والقوارب. يوفر العديد من أنماط الطيران، وبرامج تشغيل المستشعرات، وتخطيط المهام عبر برنامج تحكم أرضي، بالإضافة إلى برنامج محاكاة، SITL، يعمل على نظام لينكس. يستخدمه الهواة والباحثون ومشغلو الطائرات بدون طيار التجاريون في المسح والتفتيش ورسم الخرائط. ويُعرف بدعمه لأنواع واسعة من المركبات. وقد تطور من مشروع الطيار الآلي القائم على أردوينو الذي أنجزه مجتمع DIY Drones حوالي عام 2009. وتعمل أدوات التطوير على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات توزيع للمحاكي. أوبونتو هي منصة التطوير الموثقة. بديل لينكس لـ: لا يوجد برنامج مكافئ مباشر لنظام ويندوز. أقرب البرامج هي برامج الطيار الآلي المغلقة من شركات تصنيع الطائرات بدون طيار. |
زفير زفير هو نظام تشغيل مجاني ومفتوح المصدر يعمل في الوقت الحقيقي، مُصمم خصيصًا لوحدات التحكم الدقيقة، وتستضيفه مؤسسة لينكس. يوفر زفير مُجدولًا، وبرامج تشغيل، وحزم بروتوكولات الشبكات والبلوتوث، وشجرة أجهزة، ونظام بناء يعتمد على CMake وأداة west. يستخدمه مهندسو البرامج الثابتة الذين يصممون أجهزة متصلة عبر العديد من اللوحات. يُعرف زفير بدعمه الواسع للأجهزة وعملية تصنيعه التي تُركز على الأمان. أُعلن عنه في عام 2016، وهو مبني على نظام التشغيل Rocket RTOS من شركة Wind River. يستخدمه مطورو لينكس في البناء والبرمجة والتصحيح، كما يُمكن لـ QEMU تشغيل الاختبارات دون الحاجة إلى أجهزة. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يغطي دليل البدء نظام Ubuntu 24.04 LTS والإصدارات الأحدث، بينما تُعالج التوزيعات الأخرى في صفحة منفصلة خاصة بمتطلبات النظام. الحد الأدنى لإصدارات الأدوات المطلوبة في هذا الدليل هو CMake 3.20.5، وPython 3.12، ومُجمِّع شجرة الأجهزة 1.4.6. يوفر Zephyr SDK سلاسل الأدوات، وقد تتطلب عملية البرمجة قواعد udev. بديل لينكس لـ Keil MDK أو IAR Embedded Workbench. |
|
مشروع يوكتو مشروع Yocto هو مشروع تعاوني مجاني ومفتوح المصدر لبناء توزيعات لينكس مخصصة للأنظمة المدمجة. تصف الوصفات كل حزمة، وتُنتج أداة البناء BitBake صورة كاملة للوحة، بالإضافة إلى سلسلة أدوات ومجموعة تطوير برمجية (SDK). يستخدمه مهندسو الأنظمة المدمجة لدى مصنعي الأجهزة لإنشاء برامج ثابتة قابلة للتكرار للمنتجات التي تعمل بنظام لينكس. يُعرف المشروع بطبقاته، التي تُمكّن الموردين من إضافة دعم للوحات دون الحاجة إلى تعديل النواة. أعلنت مؤسسة لينكس عن المشروع في عام 2010، بالاعتماد على OpenEmbedded. ويعمل كخادم بناء على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يختبر المشروع كل إصدار على توزيعات مستقرة. تتضمن الوثائق الحالية توزيعات Debian من 11 إلى 13، وFedora من 42 إلى 44، وopenSUSE Leap 15.6 و16.0، وRocky Linux من 8 إلى 10، وUbuntu 22.04 و24.04، بالإضافة إلى توزيعات أخرى مثل AlmaLinux في قوائم سابقة. لا يدعم المشروع التوزيعات المتجددة أو التطويرية. يمكن للأجهزة المضيفة الأخرى استخدام ملفات buildtools المضغوطة، ويعمل WSL 2 ولكنه غير معتمد. بديل لينكس لـ: لا يوجد ما يعادله مباشرةً في نظام ويندوز. لا يمكن لنظام ويندوز أن يعمل كخادم لبناء Yocto. |
كيو إي إم يو QEMU هو برنامج محاكاة ومحاكاة افتراضية مجاني ومفتوح المصدر. يُشغّل أنظمة تشغيل وبرامج ثابتة للعديد من معمارية المعالجات، ومع KVM على نظام Linux، يُحاكي الأنظمة بسرعة قريبة من سرعة النظام الأصلي. تستخدمه فرق الأنظمة المدمجة لاختبار البرامج الثابتة، ونواة النظام، وعمليات الإقلاع قبل توفر الأجهزة، ويستخدمه مطورو النواة لتصحيح الأخطاء، وتستخدمه أنظمة التكامل المستمر لإجراء اختبارات عبر معمارية متعددة. يُعرف QEMU بتغطيته الواسعة للمعمارية. أنشأه فابريس بيلارد عام 2003، ويتم تطويره بشكل أساسي على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب تسريع KVM نواة لينكس مزودة بتقنية KVM وتقنية المحاكاة الافتراضية للأجهزة. أما محاكاة البنى الأخرى فلا تتطلب ذلك. بديل لينكس لبرامج VMware Workstation و VirtualBox و Hyper-V. |
11. نمذجة الأنظمة والمحاكاة متعددة المجالات
يربط نمذجة الأنظمة أجزاءً من مجالات فيزيائية مختلفة، مثل المحرك وعلبة التروس والمضخة الهيدروليكية ووحدة التحكم، في نموذج واحد. وبدلاً من اشتقاق معادلات كل جزء يدويًا، يقوم المهندسون بتجميع مكونات قابلة لإعادة الاستخدام، ويتركون للأداة مهمة اشتقاق النظام وحله. ويلتقي نهجان في هذا المجال: النمذجة القائمة على المعادلات باستخدام لغة Modelica، وأدوات مخططات الكتل أو مخططات الروابط.
تُستخدم النتائج في تصميم أنظمة التحكم واختبارات المحاكاة الحاسوبية. في نظام لينكس، تعمل هذه الأدوات في الغالب كحلول دفعية أو تُحوّل النماذج إلى شفرة برمجية لنظام مُستهدف، لذا فإن وجود مُترجم مثل GCC يُعدّ في كثير من الأحيان شرطًا أساسيًا غير مُعلن.
نصيحة: في هذا المجال، سيعتمد الاختيار بشكل كبير على الحزم والحلول الأخرى.
|
أوبن موديلكا OpenModelica بيئة مجانية ومفتوحة المصدر للغة Modelica للنمذجة. توفر محررًا رسوميًا للنماذج الفيزيائية، ومترجمًا، وواجهات للمحاكاة والرسم البياني وكتابة البرامج النصية، بالإضافة إلى دعم تبادل نماذج FMI. يستخدمها المهندسون والطلاب لنمذجة الأنظمة الميكانيكية والكهربائية والحرارية والهيدروليكية وأنظمة التحكم. تُعرف OpenModelica بأنها التطبيق المفتوح الرئيسي للغة Modelica. بدأ تطويرها فريق بيتر فريتزسون في جامعة لينشوبينغ، ويتولى الآن اتحاد Modelica مفتوح المصدر، الذي تأسس عام 2007، الإشراف عليها. تعمل OpenModelica على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تتوفر حزم رسمية لأنظمة ديبيان وأوبونتو: إصدارات الدعم طويل الأمد (LTS) من كليهما، وأحدث إصدارات أوبونتو غير المدعومة طويل الأمد، لأنظمة x86 وamd64 وarmv7. تستخدم التوزيعات الأخرى حزم المصدر أو إصدارات المصدر، ويتبع نظام لينكس منت قاعدة أوبونتو الخاصة به. بديل لينكس لبرامج Dymola أو Wolfram SystemModeler أو MapleSim على نظام ويندوز. |
ديمولا ديمولا بيئة تجارية للنمذجة والمحاكاة خاصة ببرنامج موديلكا. توفر محررًا رسوميًا، ومعالجًا للمعادلات الرمزية، ومكتبات نماذج للميكانيكا، والأنظمة الحرارية، وأنظمة الطاقة، وغيرها، بالإضافة إلى إمكانية التصدير إلى FMI. يستخدمها المهندسون في مجالات السيارات، والفضاء، والطاقة، والروبوتات لبناء نماذج أنظمة متعددة المجالات مفصلة. تُعرف ديمولا بأنها الأداة التي تطورت منها موديلكا، والتي بُنيت على عمل هيلدينغ إلمكفيست. تأسست شركة Dynasim AB في السويد عام 1992، واستحوذت عليها شركة Dassault Systèmes عام 2006. ديمولا برنامج مدفوع. تُوثّق Dassault نظام لينكس كمنصة مدعومة بتطبيق 64 بت، ويقوم GCC بترجمة النماذج إلى شفرة برمجية. يُرجى مراجعة القائمة المختصرة للتوزيعات المدعومة أولًا. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يدعم هذا البرنامج أنظمة 64 بت فقط، ويُشحن كملف RPM، ويتطلب تحويلاً على أنظمة Debian. يقوم GCC بترجمة النماذج. يدعم البرنامج توزيعات لينكس محدودة. مكتبة UserInteraction غير مدعومة على لينكس. بديل لينكس لبرامج MapleSim أو Simcenter Amesim أو Simulink Simscape. |
|
سيم سنتر أميسيم برنامج Simcenter Amesim هو منصة لمحاكاة الأنظمة الميكاترونية، مزودة بمكتبات لمكونات الطاقة الهيدروليكية، والحرارية، والكهربائية، والميكانيكية، والتحكم. يقوم المهندسون برسم مخطط النظام، وتحديد المعلمات، وإجراء دراسات الحالة المستقرة والعابرة، مع روابط لبرنامجي MATLAB وSimulink. يستخدمه مهندسو السيارات، والفضاء، والآلات لتحديد أبعاد الأنظمة الهيدروليكية، والمحركات، وأنظمة البطاريات، وخطوط نقل الحركة. يشتهر البرنامج بمكتبات مكوناته وبنيته الأساسية القائمة على مخططات الروابط. أصدرت شركة Imagine الفرنسية برنامج AMESim عام 1995، واستحوذت عليها شركة LMS International عام 2007، ثم اشترت شركة Siemens شركة LMS عام 2012. البرنامج مدفوع ويعمل على نظامي Linux وWindows. منذ الإصدار 2210، توفر Siemens مترجمًا متقاطعًا يُصدّر وحدات FMU مع ملفات ثنائية 64 بت لنظام Linux من نظام Windows. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يعمل على أنظمة لينكس وويندوز. راجع ملاحظات إصدار سيمنز لمعرفة التوزيعات وأهداف لينكس الخاصة بالوقت الحقيقي. بديل لينكس لبرنامجي MapleSim و Simulink Simscape Fluids. |
مشروع كرونو مشروع كرونو هو محرك فيزيائي مجاني ومفتوح المصدر لمحاكاة ديناميكيات الأجسام المتعددة، والتلامس، والأجسام المرنة، والمواد الحبيبية، والمركبات. يقوم المستخدمون بكتابة نماذجهم باستخدام لغتي C++ أو بايثون، وتضيف الوحدات النمطية دعمًا لتفاعل السوائل مع المواد الصلبة، وأجهزة الاستشعار، والروبوتات. يستخدمه باحثو ديناميكيات المركبات، وفرق الروبوتات، والمهندسون الذين يحتاجون إلى محاكاة الأجسام المتعددة. يشتهر المشروع بنماذج التضاريس والمركبات الخاصة به، وهو مرخص بموجب رخصة BSD. طُوّر المشروع في جامعة ويسكونسن-ماديسون وجامعة بارما في إيطاليا، ويعمل على محطات عمل لينكس ووحدات معالجة الرسومات (GPU). خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يتم البناء باستخدام CMake، وتحتاج وحدات GPU إلى CUDA. بديل لنظام لينكس لبرامج MSC Adams أو SolidWorks Motion أو Simcenter 3D Motion. |
12. الكيمياء الجزيئية والمواد والكمية: برامج علمية لنظام لينكس
تتنبأ الكيمياء الحاسوبية وعلوم المواد بسلوك الذرات والجزيئات، إما بحل معادلات ميكانيكا الكم أو بتكامل معادلات الحركة الكلاسيكية. وتتراوح الأساليب من نظرية الكثافة الوظيفية للإلكترونات إلى ديناميكيات الجزيئات لملايين الذرات. تُكتب هذه البرامج عادةً بلغة فورتران أو سي++، وتُنفذ بالتوازي باستخدام MPI، وتُحسّن للعمل على وحدات معالجة الرسومات (GPUs). وهي مثال واضح على البرامج العلمية لنظام لينكس، حيث تُعدّ المجموعات الحاسوبية، والمجدولات، وأنظمة الوحدات النمطية بيئة العمل المعتادة. وتُعدّ التراخيص بنفس أهمية التثبيت. فبرنامجا NAMD وORCA مجانيان للاستخدام الأكاديمي أو غير التجاري فقط، بينما يتطلب برنامجا VASP وGaussian ترخيصًا مدفوعًا.
وجهة نظرنا: في هذا المجال، غالباً ما تكون إصدارات لينكس هي الرائدة.
|
جرومكس GROMACS هي حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر لمحاكاة ديناميكيات الجزيئات، مُرخصة بموجب رخصة LGPL. تُحاكي هذه الحزمة البروتينات والدهون والأحماض النووية وغيرها من الأنظمة الجزيئية، وتتضمن أدوات لإعداد النظام وتحليله، وطرق حساب الطاقة الحرة، وأداءً قويًا لوحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات عبر العديد من العُقد. يستخدمها علماء الفيزياء الحيوية والكيمياء الحيوية والكيمياء الحاسوبية لدراسة الأغشية وارتباط الأدوية ومجالات القوى. وتُعرف GROMACS بسرعتها الفائقة. اسمها مُشتق من Groningen Machine for Chemical Simulations (آلة جرونينجن للمحاكاة الكيميائية). طُوّرت في جامعة جرونينجن في التسعينيات، ويقود تطويرها اليوم فرق من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم ومراكز أخرى. تعمل GROMACS على نظام لينكس، حيث تُجرى معظم عمليات الإنتاج. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتم البناء باستخدام CMake ومترجم C++17. يتطلب استخدام وحدة معالجة الرسومات (GPU) برامج تشغيل CUDA أو OpenCL أو SYCL. لا توجد متطلبات توزيع. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Materials Studio أو BIOVIA Discovery Studio. |
لامبس LAMMPS، وهو برنامج محاكاة ديناميكيات الجزيئات الذرية/الجزيئية واسع النطاق ومتوازي للغاية، عبارة عن برنامج مجاني ومفتوح المصدر لمحاكاة ديناميكيات الجزيئات، مُرخص بموجب رخصة جنو العمومية (GPL). يُحاكي البرنامج المعادن، والبوليمرات، وأشباه الموصلات، والمواد اللينة، والأنظمة الحبيبية باستخدام مجموعة واسعة من كمونات التفاعل بين الذرات، ويعمل بالتوازي مع MPI وعلى وحدات معالجة الرسومات (GPUs). يستخدمه علماء المواد والفيزيائيون لدراسة الخصائص الميكانيكية، والانتشار، والكسر. يشتهر البرنامج بنظام حزم قابل للتوسيع، وببرامج إدخال نصية تُسهّل إجراء الدراسات واسعة النطاق. طُوّر البرنامج في مختبرات سانديا الوطنية منذ منتصف التسعينيات، وكان ستيف بليمبتون أحد المؤلفين الرئيسيين. ويعمل البرنامج على مجموعات حواسيب لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يتم البناء باستخدام CMake ومكتبة MPI. بديل لنظام لينكس لبرنامجي BIOVIA Materials Studio و Synopsys QuantumATK. |
 |
نامد NAMD هو برنامج ديناميكيات جزيئية مصمم لأنظمة الجزيئات الحيوية الكبيرة على الحواسيب المتوازية. يحاكي البرنامج البروتينات والأغشية والكابسيدات الفيروسية باستخدام مجالات قوى متوافقة مع CHARMM، ويعمل بتكامل وثيق مع برنامج التصور VMD. يستخدمه علماء الأحياء البنيوية وعلماء الفيزياء الحيوية لأنظمة تحتوي على ملايين الذرات. يشتهر البرنامج بقدرته على التشغيل المتوازي باستخدام Charm++ واستخدامه في محاكاة التجمعات الجزيئية الكبيرة. قام بتطويره فريق الفيزياء الحيوية النظرية والحسابية في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين، بقيادة كلاوس شولتن، منذ تسعينيات القرن الماضي. وهو متاح مجانًا للاستخدام الأكاديمي وغير التجاري بموجب ترخيصه، الذي لا يسمح بالاستخدام التجاري. يعمل البرنامج على مجموعات حواسيب لينكس ووحدات معالجة الرسومات (GPU). خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يُشترط التوزيع. الاستخدام محدود بموجب الترخيص غير التجاري. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Discovery Studio أو Schrodinger Maestro. |
|
OpenMM OpenMM مكتبة مجانية مفتوحة المصدر لمحاكاة الجزيئات، تتميز بواجهة برمجة تطبيقات بايثون وأداء عالٍ لوحدات معالجة الرسومات (GPU). يكتب الباحثون عمليات المحاكاة والقوى المخصصة بلغة بايثون، ويشغلونها على منصات CUDA أو OpenCL أو وحدات المعالجة المركزية (CPU)، ويستخدمونها في طرق الطاقة الحرة، وتحسين أخذ العينات، وتطوير إمكانات التعلم الآلي. يستخدمها الكيميائيون الحسابيون ومطورو الطرق. تشتهر OpenMM بمرونتها في تعريف قوى جديدة. طُوّرت في جامعة ستانفورد، ضمن فريق فيجاي باندي، وترتبط بمشروع Folding@home. تعمل OpenMM على نظام لينكس، بما في ذلك خوادم وحدات معالجة الرسومات. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات توزيع. يتطلب استخدام وحدة معالجة الرسومات برامج تشغيل متوافقة من NVIDIA أو OpenCL. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Discovery Studio أو Schrodinger Maestro. |
CP2K CP2K هو برنامج مجاني مفتوح المصدر لمحاكاة الذرات للمواد الصلبة والسائلة والجزيئات والأسطح البينية، وهو مُرخص بموجب رخصة جنو العمومية (GPL). يجمع البرنامج بين نظرية الكثافة الوظيفية وديناميكيات الجزيئات، وتستخدم وحدة Quickstep الخاصة به طريقةً مختلطةً تجمع بين التوزيع الغاوسي والموجات المستوية، مما يُتيح إمكانية التوسع إلى أنظمة كبيرة على الحواسيب المتوازية. يستخدمه علماء المواد وكيميائيو الأسطح والكيميائيون الكهربائيون في ديناميكيات ab initio. ويُعرف البرنامج بكفاءته العالية في الأنظمة الدورية الكبيرة. بدأ المشروع حوالي عام 2000، ويتولى تطويره مجتمع دولي، مع وجود مجموعات قوية في سويسرا. ويعمل البرنامج على مجموعات حواسيب لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات توزيع. يتطلب البناء مكتبة Fortran وMPI ومكتبات حسابية، وتساعد البرامج النصية لسلسلة الأدوات. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Materials Studio أو Synopsys QuantumATK. |
|
كوانتوم إسبريسو Quantum ESPRESSO هي حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر لحسابات البنية الإلكترونية باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية، والموجات المستوية، والجهود الكاذبة، بموجب رخصة جنو العمومية (GPL). تحسب هذه الحزمة الحالات الأرضية، واسترخاء البنية، والفونونات، والتحليل الطيفي، وخصائص النقل للبلورات والأسطح. يستخدمها علماء فيزياء المادة المكثفة وعلماء المواد. اسمها اختصار لـ "حزمة مفتوحة المصدر لأبحاث البنية الإلكترونية، والمحاكاة، والتحسين". تطورت هذه الحزمة في العقد الأول من الألفية الثانية من برامج طُوّرت في مركز DEMOCRITOS في ترييستي، إيطاليا، ويُعد باولو جيانوزي من أبرز مؤلفيها. تعمل الحزمة على مجموعات الحواسيب عبر MPI، ولها إصدارات تدعم وحدات معالجة الرسومات (GPU). خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يتطلب توزيعًا. يحتاج إلى مكتبات Fortran وMPI وFFT. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Materials Studio أو Synopsys QuantumATK. |
VASP برنامج VASP، أو حزمة محاكاة فيينا Ab initio، هو برنامج حاسوبي يعتمد على الموجات المستوية لحساب البنية الإلكترونية للأنظمة الدورية. يُجري البرنامج حسابات نظرية الكثافة الوظيفية، والوظائف الهجينة، وديناميكيات الجزيئات، وحسابات الأجسام المتعددة، باستخدام جهد كموني زائف مُعزز بموجة إسقاطية. يستخدمه علماء فيزياء الحالة الصلبة ومصممو المواد لدراسة البلورات والأسطح والعيوب، ولفحص المواد الجديدة. يُعرف البرنامج بكثرة الاستشهادات به في أبحاث المواد. طوّره جورج كريس وزملاؤه في فيينا منذ أوائل التسعينيات. برنامج VASP برنامج مدفوع، ويُمنح ترخيص لكل مجموعة بحثية، ويجب على المستخدمين التسجيل لدى المطورين للحصول على صلاحيات الوصول إليه. عادةً ما تُجرى عمليات التشغيل في بيئات الإنتاج باستخدام مجموعات حواسيب لينكس ضمن مُجدول. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يُمنح الترخيص لكل مجموعة بحثية، ويتطلب الوصول إليه التسجيل لدى المطورين. يقوم صاحب الترخيص ببنائه باستخدام مترجم لغة فورتران وواجهة برمجة تطبيقات MPI. بديل لنظام لينكس لبرنامج BIOVIA Materials Studio أو Synopsys QuantumATK. |
|
أوركا برنامج ORCA هو برنامج كيمياء كمومية للجزيئات. يغطي نظرية الكثافة الوظيفية، وطريقة التجميع المقترن، وغيرها من طرق دالة الموجة المترابطة، بالإضافة إلى حسابات التحليل الطيفي، مع تنسيق إدخال فعال وإمكانية التشغيل المتوازي عبر MPI. يستخدمه الكيميائيون لدراسة آليات التفاعلات، والأطياف، ومركبات المعادن الانتقالية. يشتهر البرنامج بطرق الارتباط الموضعي السريعة وإمكانية الوصول إليه مجانًا في الأوساط الأكاديمية. طوّره فريق فرانك نيس في معهد ماكس بلانك لتحويل الطاقة الكيميائية في مولهايم، وتدعمه الآن شركة FACCTs. برنامج ORCA مجاني للمستخدمين الأكاديميين المسجلين، بينما يتطلب الاستخدام التجاري ترخيصًا. يعمل البرنامج على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: تستخدم عمليات التشغيل المتوازية MPI. التسجيل مطلوب للتنزيل الأكاديمي. بديل لينكس لبرنامج Spartan أو Gaussian لنظام التشغيل Windows. |
التوزيع الغاوسي Gaussian هي حزمة برمجية تجارية لحسابات البنية الإلكترونية. توفر نظرية الكثافة الوظيفية، وطريقة هارتري-فوك، وطريقة التجميع العنقودي، وغيرها من الطرق، مع تحسين الهندسة، وحسابات التردد والأطياف، وواجهة المستخدم الرسومية GaussView. يستخدمها الكيميائيون ومهندسو الكيمياء لدراسة التفاعلات العضوية وغير العضوية والتنبؤ بالخواص. تشتهر Gaussian بدورها في تشكيل الكيمياء الحاسوبية. أصدر جون بوبل وفريقه الإصدار الأول، Gaussian 70، عام 1970، وتأسست شركة Gaussian, Inc. عام 1987، وحصل بوبل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1998. Gaussian برنامج مدفوع بشروط ترخيص صارمة. يتوفر Gaussian 16 لأنظمة Linux وغيرها من المنصات، وغالبًا ما تُضاف إليه TCP Linda لتشغيله على عدة عُقد في مجموعات الحوسبة. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يُوفر برنامج Gaussian 16 ملفات تنفيذية منفصلة لنظام Linux للمعالجات القديمة، ومعالجات SSE4.2، وAVX، وAVX2 x86-64، بموجب ترخيص واحد. وتُدرج وثيقة منصة المورّد، التي تم تحديثها آخر مرة في أبريل 2023، إصدارات Red Hat وSUSE للمراجعتين C.01 وC.02، وتُضيف C.02 دعمًا لوحدة معالجة الرسومات NVIDIA A100. كما تُضيف عمليات التشغيل متعددة العُقد دعم TCP Linda. بديل لينكس لبرنامج Spartan أو Gaussian لنظام التشغيل Windows. |
13. علوم الأرض والمناخ ونظم المعلومات الجغرافية: برامج لينكس للعلماء
تتعامل برامج علوم الأرض مع البيانات المتعلقة بموقعها على سطح الأرض: الخرائط، وصور الأقمار الصناعية، ونماذج الارتفاع، وبيانات الطقس، وسجلات المناخ. وتوجد مجموعتان من الأدوات: نظم المعلومات الجغرافية للتحليل المكاني، والنماذج العددية المزودة بأدوات معالجة بيانات الغلاف الجوي والمحيطات. وتُشكل تنسيقات الملفات مثل GeoTIFF وNetCDF وGRIB أساس العمل اليومي. تُبرز هذه الأدوات أهمية برامج لينكس للعلماء، حيث يتم تطوير معظمها على نظام لينكس، وتُعالج مجموعات البيانات الضخمة دفعةً واحدة، ويعمل خادم نظم المعلومات الجغرافية أو نموذج الطقس بسلاسة تامة دون واجهة رسومية على مجموعة من الحواسيب.
وجهة نظرنا: وهنا أيضاً، غالباً ما تتصدر إصدارات لينكس الطريق وقد تحل محل تطبيقات ويندوز.
|
QGIS QGIS هو نظام معلومات جغرافية مجاني ومفتوح المصدر. يعرض بيانات المتجهات والبيانات النقطية ويحررها ويحللها، ويوفر مجموعة أدوات معالجة تضم مئات الخوارزميات، ويدعم الإضافات وبرمجة بايثون، ويبني خرائط للطباعة والويب. يستخدمه المساحون وعلماء البيئة ومهندسو المرافق ومخططو المدن. يُعرف بأنه البديل المجاني الرئيسي لأنظمة المعلومات الجغرافية التجارية. بدأ غاري شيرمان تطويره عام 2002 تحت اسم Quantum GIS، وهو مشروع تابع لمؤسسة المصادر الجغرافية المكانية المفتوحة. يعمل QGIS بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات. تتوفر حزم التوزيع، وFlatpak، ومستودعات المشروع. بديل لنظام لينكس لبرامج ArcGIS Pro أو MapInfo Pro أو Global Mapper. |
 |
|
نظام المعلومات الجغرافية للعشب نظام GRASS GIS هو نظام معلومات جغرافية مجاني ومفتوح المصدر لتحليل البيانات النقطية والمتجهة والصور وسلاسل البيانات الزمنية. تُحاكي وحداته التضاريس والهيدرولوجيا وعمليات المناظر الطبيعية وبيانات الاستشعار عن بُعد، وتعمل هذه الوحدات في وضع المعالجة الدفعية على الخوادم. يستخدمه الباحثون في مجالات الهيدرولوجيا وعلم البيئة وعلم شكل الأرض، وغالبًا ما يستخدمون برنامج QGIS لعرض البيانات. يُعرف النظام بقدمه وعمقه التحليلي. بدأ تطويره مختبرات أبحاث هندسة الإنشاءات التابعة للجيش الأمريكي عام ١٩٨٢، وهو الآن مشروع تابع لمنظمة OSGeo. يعمل النظام على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لنظام لينكس لبرامج ArcGIS Pro أو ERDAS IMAGINE أو Global Mapper. |
GDAL GDAL مكتبة مجانية مفتوحة المصدر ومجموعة أدوات سطر أوامر لقراءة وكتابة وتحويل البيانات الجغرافية المكانية النقطية والمتجهة. تدعم المكتبة عددًا كبيرًا جدًا من التنسيقات، وإعادة الإسقاط، ودمج الصور، والتشويه، وتتوفر لها روابط برمجية بلغة بايثون ولغات أخرى. تعتمد عليها جميع تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية تقريبًا، ويستخدمها العلماء في نصوص برمجية لمعالجة مجموعات البيانات الضخمة. تُعرف GDAL بأنها الأساس الخفي لنظم المعلومات الجغرافية المفتوحة. بدأ فرانك وارمردام تطويرها عام ١٩٩٨، وهي مشروع تابع لمنظمة OSGeo. تعمل النصوص البرمجية المبنية على أدوات مثل gdalwarp أو ogr2ogr على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لنظام لينكس لبرامج FME أو Global Mapper أو أدوات البيانات الخاصة ببرنامج ArcGIS Pro. |
|
WRF نموذج أبحاث وتنبؤات الطقس هو نظام محاكاة جوية مجاني ومفتوح المصدر. يدعم التنبؤات باستخدام بيانات حقيقية ودراسات مثالية، مع نطاقات متداخلة، ومجموعة من مخططات الفيزياء وخيارات استيعاب البيانات، ويعمل بالتوازي مع MPI. يستخدمه علماء الغلاف الجوي، والمتنبئون الإقليميون، وباحثو المناخ لتقليص النطاق ودراسات الحالة. يُعرف بأنه أحد أكثر نماذج الطقس المجتمعية استخدامًا. قاد المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي تطويره بالتعاون مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) وشركاء آخرين، بدءًا من أواخر التسعينيات. يتطلب إعداد النطاقات والفيزياء خبرة. يعمل على مجموعات حواسيب لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب الأمر وجود مترجم لغة فورتران، ومكتبات MPI وNetCDF. لا توجد متطلبات توزيع. بديل لينكس لـ: لا يوجد ما يعادله مباشرة في نظام ويندوز. |
CDO CDO، اختصارًا لـ Climate Data Operators، هي مجموعة مجانية مفتوحة المصدر من أدوات سطر الأوامر لمعالجة بيانات المناخ والنماذج العددية، وخاصةً بتنسيقات NetCDF وGRIB وما شابهها. تُجري هذه الأدوات عمليات إحصائية، واستيفاء، وإعادة توزيع، وحسابات على الملفات، وعمليات على السلاسل الزمنية لسجلات طويلة. يستخدمها علماء المناخ ومهندسو البيانات في سلاسل معالجة متسلسلة. تتميز CDO بسرعتها وقابليتها للبرمجة النصية. طُوّرت في معهد ماكس بلانك للأرصاد الجوية في هامبورغ، بقيادة المؤلف الرئيسي أوفه شولزفيدا. تعمل CDO على نظامي التشغيل لينكس وماك أو إس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لينكس لـ: لا يوجد ما يعادلها مباشرةً في نظام ويندوز. أقرب البرامج إليها هي برامج MATLAB أو Python النصية. |
14. الحوسبة عالية الأداء، والبرمجة المتوازية، والمترجمات
تتيح برامج الحوسبة عالية الأداء للمحاكاة استخدام مئات أو آلاف النوى. وتشمل هذه البرامج مُجدولات المهام، ومكتبات تمرير الرسائل، والمترجمات، والمكتبات العددية، وأنظمة الحاويات، ومديري الحزم. نادرًا ما يرى المستخدمون هذه الأدوات، ومع ذلك، فإن كل مشكلة في الأداء وكل فشل في إعادة إنتاج النتائج يعود إليها. لا يُسمح باستخدام نظام لينكس هنا فحسب، بل هو أمرٌ مفروغ منه. تعمل مراكز الحوسبة الفائقة بتوزيعات لينكس، ويقوم الموردون ببناء برامجهم لحلّ المعادلات باستخدام إصدارات محددة من المترجمات والمكتبات.
المهارة العملية هي مطابقة الإصدارات، وهذا هو سبب وجود أنظمة الوحدات النمطية وSpack.
رأينا (كنصيحة): في هذا النطاق، إذا لم تكن تستخدم نظام Linux أيضًا، فمن غير المرجح أنك تستخدم هذا النطاق.
|
سلرم سلورم هو مدير أحمال عمل مجاني ومفتوح المصدر لمجموعات الحوسبة. يقوم بتخصيص العُقد، وترتيب المهام في قوائم الانتظار، وفرض الأولويات والحدود، وتشغيل مصفوفات المهام، وتسجيل بيانات المحاسبة، حيث يُرسل المستخدمون نصوصًا برمجية مجمعة تطلب النوى والذاكرة والوقت. يستخدمه مديرو المجموعات والباحثون الذين يُجرون عمليات المحاكاة. وهو معروف بتشغيل أنظمة المعالجة المجمعة في العديد من مراكز الحوسبة الفائقة الكبيرة. كان اسمه في الأصل اختصارًا لـ "أداة لينكس بسيطة لإدارة الموارد". بدأ مختبر لورانس ليفرمور الوطني بتطويره عام 2002، ثم تولت شركة SchedMD تطويره لاحقًا. يستخدم مركز لايبنيز للحوسبة الفائقة سلورم لمجموعات لينكس الخاصة به ولمشروع SuperMUC-NG. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا توجد متطلبات للتوزيع. يتطلب الأمر وجود إصدارات متطابقة على جميع العُقد وتكوين مشترك. بديل لينكس لحزمة مايكروسوفت HPC Pack أو IBM Spectrum LSF. |
Open MPI Open MPI هو تطبيق مجاني ومفتوح المصدر لمعيار واجهة تمرير الرسائل (MPI) للبرامج التي تعمل عبر العديد من العمليات والعُقد. يدعم Open MPI العديد من بنى الشبكات، ومُشغّلات العمليات، وجدولة العمليات، كما تدعمه العديد من برامج الحلول التجارية كخيار إضافي. على سبيل المثال، توثّق شركة Lumerical تشغيل عمليات المحاكاة باستخدام Open MPI أو Intel MPI. يستخدمه مطورو الحوسبة عالية الأداء (HPC) ومشغلو المجموعات الحاسوبية. يُعرف Open MPI بدمجه لأربعة مشاريع سابقة، هي FT-MPI وLA-MPI وLAM/MPI وPACX-MPI، في عام 2004. وهو يعمل على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. قم بمطابقة الإصدارات مع برامج الحل التي تتضمن إصداراتها الخاصة. بديل لينكس لـ Microsoft MPI أو Intel MPI على نظام التشغيل Windows. |
|
سباك Spack هو مدير حزم مجاني ومفتوح المصدر للحوسبة عالية الأداء (HPC). يقوم ببناء برامج علمية من المصدر مع العديد من الإصدارات والنسخ المتوازية، وتصف الوصفات المترجمات ومكتبات MPI والتبعيات. يستخدمه مديرو مجموعات الحوسبة ومهندسو برامج البحث للحفاظ على بيئات قابلة للتكرار عبر الأجهزة. يشتهر بمفهوم المواصفات، الذي يصف عملية البناء في سطر واحد. بدأ تود غامبلين تطويره في مختبر لورانس ليفرمور الوطني عام 2013. وهو يعمل على أنظمة لينكس وماك أو إس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب الأمر وجود لغة بايثون ومترجم. لا توجد متطلبات توزيع. بديل لينكس لـ vcpkg أو Conda على نظام ويندوز. |
تطبيق Apptainer Apptainer هو نظام حاويات مجاني ومفتوح المصدر، مصمم لأنظمة الحوسبة عالية الأداء المشتركة. يُشغّل الصور دون منح المستخدمين صلاحيات الجذر على الجهاز المضيف، ويُغلّف التطبيق ومكتباته في ملف واحد قابل للنقل بين الأجهزة، ويتكامل مع MPI ووحدات معالجة الرسومات (GPUs). يستخدمه الباحثون ومشغلو مجموعات الحواسيب لتشغيل نفس البرامج على أجهزة الكمبيوتر المحمولة والحواسيب العملاقة. يُعرف Apptainer بإرثه من مشروع Singularity. أنشأ غريغوري كورتزر مشروع Singularity في مختبر لورانس بيركلي الوطني عام 2015، وانضم المشروع إلى مؤسسة لينكس باسم Apptainer عام 2021. ويعمل على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب استخدام النظام بدون صلاحيات الجذر مساحات أسماء مستخدمين غير مميزة، مع نواة 3.8 كحد أدنى، ويُوصى بنواة 4.18 أو أحدث. كما يتطلب التشغيل الكامل دعم FUSE وOverlayFS. يُعد وضع Setuid بديلاً، ويتطلب مكتبات fuse3 الإصدار 3.3.0 أو أحدث على أنظمة Enterprise Linux. تُوفره التوزيعات كحزم apptainer وapptainer-suid. بديل لينكس لبرنامج Docker Desktop أو Podman Desktop. |
|
مجلس التعاون الخليجي مجموعة مُترجمات جنو (GNU Compiler Collection) هي حزمة مُترجمات مجانية ومفتوحة المصدر للغات C وC++ وFortran وغيرها. تُجري هذه المجموعة تحسينات برمجية، وتدعم OpenMP والعديد من معمارية المعالجات، وتُعدّ سلسلة الأدوات الافتراضية لمعظم توزيعات لينكس. يعتمد عليها المبرمجون العلميون لكتابة أكواد Fortran وC++ وC، بدءًا من برامج المحاكاة القديمة وصولًا إلى المكتبات الجديدة. وتُعرف بأنها أساس سلسلة أدوات البرمجيات الحرة. أصدر ريتشارد ستالمان الإصدار الأول منها عام 1987. تختلف الإصدارات الافتراضية بين الإصدارات، على سبيل المثال GCC 16 على فيدورا 44، ويُحدد مُصنّعو البرامج متطلبات المُترجم، لذا يُرجى مراجعتها. تعمل هذه المجموعة على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يحدد البائعون الإصدارات المدعومة. بديل لينكس لبرنامج مايكروسوفت فيجوال سي++، أو برنامج إنتل فورتران القديم على نظام ويندوز. |
LLVM و Clang LLVM هي بنية تحتية مجانية ومفتوحة المصدر للمترجمات، وClang هي واجهتها الأمامية للغات C وC++ واللغات ذات الصلة. توفر هذه البنية سرعة في الترجمة، وتشخيصًا دقيقًا، وتحليلًا ثابتًا، وأدوات تنظيف تكشف أخطاء الذاكرة والسلوك غير المحدد، بالإضافة إلى إطار عمل تستخدمه العديد من سلاسل أدوات اللغات ووحدات معالجة الرسومات. يستخدمها مطورو البرامج العلمية ومطورو الأدوات. تشتهر LLVM بتصميمها المعياري. بدأ كريس لاتنر مشروع LLVM في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين حوالي عام 2000، وتبعه Clang لاحقًا. تُدرج NVIDIA برنامج Clang ضمن مترجمات المضيف المدعومة لـ CUDA. يعمل Clang على نظام Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لنظام لينكس لبرنامج Microsoft Visual C++، أو بعض برامج تجميع Intel oneAPI على نظام ويندوز. |
|
PETSc PETSc، وهي مجموعة أدوات محمولة وقابلة للتوسيع للحوسبة العلمية، مكتبة مجانية مفتوحة المصدر من مختبر أرغون الوطني. توفر هذه المكتبة حلولًا متوازية للأنظمة الخطية وغير الخطية، ومكاملات زمنية، وهياكل بيانات التحسين والشبكات، وتعمل على MPI ووحدات معالجة الرسومات (GPUs). يعتمد عليها مطورو برامج العناصر المحدودة، وديناميكا الموائع الحسابية، والجيوفيزياء، ويستخدمها الباحثون لاختبار استراتيجيات الحلول. وتشتهر بخيارات الحلول التي يمكن تحديدها أثناء التشغيل. بدأ العمل عليها في أوائل التسعينيات في مختبر أرغون، وتعمل على مجموعات حواسيب لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب MPI وBLAS وLAPACK ومترجمات. لا توجد متطلبات توزيع. بديل لينكس لبرامج حل Intel oneMKL، أو برامج حل MATLAB المتفرقة. |
مجموعة أدوات NVIDIA CUDA مجموعة أدوات CUDA هي بيئة تطوير NVIDIA للحوسبة باستخدام وحدات معالجة الرسومات (GPU). تحتوي على مُصرّف nvcc، وبيئة تشغيل، ومكتبات رياضية مثل cuBLAS وcuFFT، بالإضافة إلى أدوات تحليل الأداء وتصحيح الأخطاء. يستخدمها مطورو برامج المحاكاة، وأطر التعلم الآلي، وبرامج معالجة الإشارات، كما تستخدمها العديد من برامج الحلول التجارية لتسريع الحوسبة باستخدام وحدات معالجة الرسومات. تُعرف CUDA بجعل الحوسبة العامة باستخدام وحدات معالجة الرسومات شائعة الاستخدام. أطلقت NVIDIA CUDA في عامي 2006 و2007. مجموعة الأدوات مجانية ولكنها احتكارية. يدعم نظام Linux رسميًا أنظمة RHEL من 8 إلى 10، وUbuntu LTS، وDebian، وSLES، وFedora، ومنذ إصدار CUDA 13.2 في مارس 2026، يدعم أيضًا عمليات إعادة بناء RHEL مثل AlmaLinux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: RHEL 8 إلى 10، وUbuntu 22.04 و24.04 و26.04، وDebian 12 و13، وSLES 15 و16، وFedora 44، وإعادة بناء RHEL منذ CUDA 13.2. تُحدد NVIDIA إصدارات النواة وGCC لكل توزيعة. بديل لينكس لـ DirectCompute أو OpenCL أو مجموعات الأدوات المختلفة على نظام ويندوز. |
15. علم البيانات والتعلم الآلي
تحوّل أدوات علم البيانات والتعلم الآلي القياسات إلى نماذج. فهي تُنظّف البيانات، وتُطبّق النماذج الإحصائية أو العصبية، وتختبرها. في الهندسة، تشمل الاستخدامات الشائعة نماذج بديلة لعمليات المحاكاة المكلفة، واكتشاف الشذوذ في تدفقات بيانات المستشعرات، وتحليل الصور في مختبرات الاختبار. استقرّ المجال على لغة بايثون وعدد قليل من المكتبات، لذا تبدو بيئات التشغيل متشابهة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة والخوادم. يتميّز نظام لينكس بميزتين رئيسيتين: توثيق برامج تشغيل وحدة معالجة الرسومات (GPU) وتقنية CUDA للعديد من التوزيعات، وإمكانية إعادة بناء بيئة التشغيل بدقة من خلال مديري الحزم مثل conda. أما الخطر الرئيسي فيكمن في اختلاف التبعيات بين بيئة التشغيل التجريبية وبيئة الإنتاج.
وجهة نظرنا: كما هو الحال في القسم السابق، فإن نظام لينكس ضروري في هذا المجال.
|
بايثون مع NumPy و SciPy لغة بايثون هي لغة برمجة متعددة الأغراض، وتُحوّلها مكتبتا NumPy وSciPy إلى منصة حوسبة علمية. توفر NumPy مصفوفات متعددة الأبعاد سريعة وجبرًا خطيًا، بينما تُضيف SciPy التحسين والتكامل والاستيفاء ومعالجة الإشارات والمصفوفات المتفرقة والإحصاء. يستخدمها المهندسون والعلماء في جميع المجالات تقريبًا كأساس لتحليل البيانات، وكتابة برامج المحاكاة، ورسم البيانات باستخدام Matplotlib. تشتهر هذه المكتبات بمجموعة كبيرة من المكتبات المُصممة حولها. أصدر غيدو فان روسوم لغة بايثون عام 1991، وبدأ تطوير SciPy حوالي عام 2001، وأنشأ ترافيس أوليفانت مكتبة NumPy عام 2006. تحافظ بيئات Conda أو البيئات الافتراضية على إمكانية إعادة إنتاج إصدارات الحزم بين محطات العمل ومجموعات الحواسيب. تعمل جميع هذه المكتبات بشكل أصلي على نظام لينكس، وهي مجانية بالكامل. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لنظام لينكس لبرامج MATLAB أو OriginPro أو حتى Microsoft Excel. |
جوبيتر لاب JupyterLab بيئة مجانية مفتوحة المصدر تعمل عبر المتصفح، وتُستخدم لإنشاء دفاتر الملاحظات ومحررات النصوص والمحطات الطرفية. يجمع دفتر الملاحظات بين التعليمات البرمجية والنتائج والرسوم البيانية والنصوص التوضيحية، ويدعم لغات Python وJulia وR وغيرها من اللغات عبر النواة. يستخدمه العلماء والمهندسون للاستكشاف والتدريس ومشاركة التحليلات. تطور JupyterLab من IPython، الذي بدأه فرناندو بيريز عام 2001، مرورًا بمشروع Jupyter عام 2014، ووصلت واجهة JupyterLab إلى إصدار مستقر عام 2018. على نظام Linux، غالبًا ما يعمل على خادم أو عقدة في مجموعة خوادم، ويتم الوصول إليه عبر نفق، مما يُبقي التحليلات مُتصلة بالبيانات. أما عمليات الإنتاج الطويلة، فيُفضل تنفيذها باستخدام البرامج النصية، وليس دفاتر الملاحظات. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. يتطلب الاستخدام عن بُعد استخدام نفق SSH أو خادم مركزي. بديل لنظام لينكس لبرنامج MATLAB Live Editor أو دفاتر Mathematica. |
|
بايتورش PyTorch هو إطار عمل مجاني ومفتوح المصدر للتعلم الآلي، يدعم الموترات، والتفاضل التلقائي، ووحدات الشبكات العصبية، والتسريع باستخدام وحدة معالجة الرسومات (GPU). يستخدمه العلماء لإنشاء نماذج بديلة، وشبكات مُستندة إلى الفيزياء، وتحليل الصور، بينما يستخدمه المهندسون للتحكم القائم على التعلم ومعالجة الإشارات. يُعرف PyTorch بأسلوبه التعريفي القائم على التشغيل، مما يُسهّل تصحيح أخطاء النماذج. أصدره فريق أبحاث الذكاء الاصطناعي التابع لشركة Meta في عامي 2016 و2017، استنادًا إلى مكتبة Torch السابقة، وانتقل إلى مؤسسة PyTorch التابعة لمؤسسة Linux في عام 2022. يعتمد التدريب باستخدام وحدة معالجة الرسومات على حزمة NVIDIA CUDA، التي توثقها NVIDIA للعديد من توزيعات Linux. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يعتمد استخدام وحدة معالجة الرسومات على برامج تشغيل NVIDIA وإصدارات CUDA. لا توجد متطلبات توزيع لاستخدام وحدة المعالجة المركزية. بديل لينكس لأداة MATLAB Deep Learning Toolbox، أو Windows ML. |
مكتبة سايكيت ليرن مكتبة scikit-learn هي مكتبة بايثون مجانية ومفتوحة المصدر للتعلم الآلي التقليدي. توفر المكتبة وظائف الانحدار، والتصنيف، والتجميع، وتقليل الأبعاد، واختيار النموذج، والمعالجة المسبقة، ضمن واجهة متسقة مع مسارات العمل. يستخدمها المهندسون والعلماء مع بيانات المستشعرات، ونتائج الاختبارات، ومراقبة العمليات، حيث غالبًا ما تكون النماذج الصغيرة والقابلة للتفسير أفضل من الشبكات العميقة. تشتهر المكتبة بتوثيقها وتصميمها الموحد. بدأ ديفيد كورنابو تطويرها عام 2007 كمشروع ضمن برنامج Google Summer of Code، ونشر فريق من INRIA أول إصدار عام منها عام 2010. تعمل المكتبة بشكل أصلي على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل لنظام لينكس لبرامج Minitab أو JMP أو IBM SPSS Modeler. |
16. سير العمل البحثي وإمكانية التكرار
لا تُجري أدوات سير العمل البحثي أي عمليات حسابية من تلقاء نفسها. فهي تُسجل ما تم إنجازه، والملفات المستخدمة، والإصدارات، والمعايير، بحيث يُمكن لزميل، أو للشخص نفسه بعد عام، تكرار العملية. يُشكل التحكم في الإصدارات، وإعداد المستندات، ومحركات سير العمل جوهر هذا الفصل. تُعد إمكانية التكرار الفكرة المحورية، وهي ذات أهمية بالغة في الهندسة الخاضعة للتنظيم، تمامًا كما هي في العلوم الأكاديمية. يُعد نظام لينكس بيئة حاضنة لهذه الأدوات. كُتب Git لمشروع نواة لينكس، ويُمكن تثبيت TeX Live من خلال أي مدير حزم، وتُسلم محركات سير العمل الخطوات إلى مُجدولي العمليات مثل Slurm. متطلباتها بسيطة، لكن الانضباط الذي تتطلبه ليس كذلك.
وجهة نظرنا: العناصر المذكورة أعلاه ضرورية، لكن العروض في هذا المجال محدودة على أي حال أو غير متخصصة للغاية.
 |
جيت جيت هو نظام مجاني ومفتوح المصدر للتحكم في الإصدارات الموزعة. يسجل كل تغيير في الشيفرة البرمجية، وملفات الإدخال، والنصوص البرمجية، والوثائق، ويدعم الفروع والوسوم، ويتيح للعديد من الأشخاص العمل على نفس الملفات. يستخدمه المهندسون والعلماء لتتبع مدخلات برامج الحل ونصوص التحليل، مما يمنح كل نتيجة أصلًا قابلًا للتتبع. يُعرف جيت بسرعته واستضافته لنواة لينكس. كتبه لينوس تورفالدز في أبريل 2005، بعد أن فقد مشروع النواة إمكانية الوصول إلى أداة BitKeeper. ينتمي جيت إلى عالم لينكس، وتُضمّنه جميع التوزيعات الرئيسية. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. بديل نظام لينكس لبرنامج TortoiseSVN، ونظام التحكم في الإصدارات من Team Foundation. |
|
TeX Live TeX Live هو توزيعة مجانية ومفتوحة المصدر لنظام TeX للتنضيد، مع LaTeX وBibTeX وBiber، بالإضافة إلى الخطوط وآلاف الحزم. يُنتج مستندات عالية الجودة تتضمن المعادلات والإحالات المرجعية وقوائم المراجع والرسوم البيانية. يستخدمه العلماء والمهندسون في كتابة الأبحاث والرسائل العلمية والتقارير والمواصفات. ويشتهر بجودة تنضيده الرياضي. أنشأ دونالد كنوث TeX عام 1978، وطوّر ليزلي لامبورت LaTeX في أوائل الثمانينيات، وتتولى مجموعات مستخدمي TeX صيانة TeX Live منذ أواخر التسعينيات. يتوفر TeX Live في جميع توزيعات لينكس الرئيسية من خلال مدير الحزم الخاص بها. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: لا يوجد شرط. التركيب الكامل كبير الحجم. بديل نظام لينكس لبرنامج مايكروسوفت وورد مع محرر المعادلات الخاص به، MiKTeX، أو Scientific WorkPlace. |
مَخْرَبُ الثَّبَاثِ Snakemake هو نظام مجاني ومفتوح المصدر لإدارة سير العمل. تقوم بكتابة قواعد تصف كيفية تحويل ملفات الإدخال إلى ملفات الإخراج، ويتولى Snakemake تحديد الخطوات التي يجب تنفيذها، وتشغيلها بشكل مستقل ومتوازٍ، وإرسالها إلى مُجدوِل مثل Slurm أو إلى الحوسبة السحابية. يستخدمه علماء المعلوماتية الحيوية وعلماء المناخ والمهندسون لجعل التحليلات متعددة الخطوات قابلة للتكرار. يشتهر Snakemake ببنيته البرمجية المبنية على لغة بايثون ودعمه لبيئة conda والحاويات. بدأ يوهانس كوستر تطويره حوالي عام 2012، ويعمل على نظام لينكس. خصائص مميزة
متطلبات نظام لينكس: يتطلب بايثون. لا توجد متطلبات توزيع. بديل لنظام لينكس لبرنامج Alteryx Designer أو KNIME. |
إضافة: نصائحنا للاختيار
- ابدأ من قائمة دعم البائع. بالنسبة للأدوات التجارية، ابحث عن التوزيع الدقيق والإصدارات الفرعية وأسماء البائعين، ثم اختر نظام التشغيل الذي يناسب المجموعة بأكملها.
- فضّل استخدام الأدوات التي تعمل في وضع الدُفعات. يمكن وضع برنامج حل يبدأ من سطر الأوامر وملف إدخال نصي في قائمة الانتظار، وتكراره، ومراجعته.
- التحقق من صحة النتائج بناءً على حالة معروفة. أعد تشغيل إحدى الدراسات المؤرشفة وقارن النتائج بمدى تحملك قبل أن تثق بمجموعة جديدة من الأدوات.
- امزج الأدوات المفتوحة المصدر والتجارية. يوضح برنامج Gmsh مع CalculiX، أو SALOME مع Code_Aster، أن السلسلة الحرة يمكن أن تغطي دراسة كاملة وأن برنامج حل تجاري يمكن أن يكون في منتصف سلسلة مفتوحة.
- خطط لجانب الترخيص. تتطلب الحزم التجارية خادم ترخيص، وفي بعض الحالات، مكونات محددة قد تكون غير متوفرة على نظام لينكس. تحقق من الاستثناءات، مثل تلك المذكورة لـ HFSS وCST، قبل الشراء.
خلاصة حول أفضل برامج لينكس للمهندسين والعلماء
إن أفضل برامج لينكس للمهندسين والعلماء ليست منتجاً واحداً، بل هي مجموعة أدوات متكاملة. بيئة رقمية، وأداة تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) أو أداة تصميم إلكتروني (EDA)، وبرنامج حل المعادلات، وبرنامج عرض البيانات، وبرنامج جدولة المهام، وطريقة لتسجيل العمل، كلها تغطي معظم المشاريع، ويستضيف لينكس كل هذه الأدوات.
استخدم الفصول الستة عشر لبناء سلسلة العمليات الخاصة بك. ابدأ بقوائم دعم الموردين، واختبر على حالة معروفة، واحرص على توثيق كل عملية تشغيل. برامج لينكس للعلماء وبرامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وبرامج التصميم الإلكتروني بمساعدة الحاسوب (EDA) على لينكس ناضجة بما يكفي لدعم العمل الإنتاجي في عام 2026، مع بعض الاستثناءات الواضحة التي يشير إليها كل مدخل.
التعليمات
كيف أختار توزيعة وإصدارًا فرعيًا لبرامج الحلول التجارية على نظام لينكس؟
ابدأ من قائمة الموردين، وليس من تفضيلاتك الشخصية، واختر أكبر مجموعة من الإصدارات التي يُدرجها جميع مورديك. يُشير Ansys 2026 R1 إلى إصدارات RHEL 8.8 و8.10 و9.4 و9.6، وكذلك Rocky Linux 8.10 و9.4 و9.6، لذا ثبّت الإصدار الفرعي على عُقد المُحلِّل، ولا تُحدِّث إلا بعد أن يُضيف المورد الإصدار التالي. تُجدي عمليات إعادة البناء مثل Rocky أو AlmaLinux نفعًا عمليًا، ولكن قد يرفض المورد حالةً لا يستطيع إعادة إنتاجها على RHEL، لذا احتفظ بجهاز RHEL واحد مُشترك به لإعادة إنتاج الأعطال.
كيف يُمكنني التعامل مع الترخيص والتثبيت على نظام لينكس؟
تعامل مع خادم التراخيص كنظام منفصل، وخطط لتثبيته قبل برنامج الحل. يتطلب برنامج Ansys تثبيت عدة إصدارات بالتسلسل الزمني، وإلا فقد تفشل عملية الترخيص لجميعها. تتطلب بعض برامج التثبيت صلاحيات الجذر، كما هو الحال مع برنامج Lumerical افتراضيًا، وقد يتطلب تفعيل برنامج Maple حزمة lsb. تضيف القوانين الأكاديمية شروطًا قانونية: يُرخص برنامج VASP لكل مجموعة بحثية، بينما يُتاح برنامجا NAMD وORCA مجانًا للاستخدام الأكاديمي أو غير التجاري فقط، ويُسمح باستخدام برنامج Gaussian bars لأي جهة منافسة للمورد.
ما هي الأمور المهمة للحوسبة باستخدام وحدة معالجة الرسومات على نظام لينكس؟
يجب أن تتطابق برامج التشغيل، ونواة النظام، والمترجم، ومجموعة الأدوات كمجموعة واحدة. تُحدد NVIDIA نواة نظام مُعتمدة وإصدار GCC لكل توزيعة، ويرفض مُترجم CUDA مُترجمات النظام المضيف التي يقع إصدارها الرئيسي خارج نطاقه، وهو أمر بالغ الأهمية في الأنظمة سريعة التحديث مثل Fedora 44 مع GCC 16. منذ CUDA 13.2، أصبحت عمليات إعادة بناء RHEL مثل AlmaLinux مدعومة رسميًا. تحقق أيضًا من إمكانيات الحوسبة، لأن وظائف MATLAB GPU وعمليات بناء Gaussian GPU لا تقبل إلا بطاقات مُحددة.
كيف يمكنني تشغيل هذه الأدوات بدون واجهة رسومية على الخوادم ومحطات العمل البعيدة؟
يُفضّل استخدام وضع المعالجة الدفعية واختبار الجانب الرسومي بشكل منفصل. يعمل برنامج Lumerical على نظام Linux بدون جلسة رسومية، حيث يُشغّل ملفات المحاكاة فقط دون ملفات البرامج النصية. أما برنامج LS-DYNA، فيُشغّل عادةً من سطر الأوامر. ويمكن لبرنامجي ParaView وVisIt عرض الصور على عُقد المجموعة الحاسوبية عبر وضع العميل والخادم. بالنسبة لـ OpenGL عن بُعد، تنصح CST باستخدام VirtualGL أو حل مشابه. ولا يُوصي برنامج FLOW-3D باستخدام مُعالجات Mesa، كما أن Ubuntu 26.04 يدعم Wayland فقط، لذا يُنصح باختبار العرض عن بُعد والتقاط الشاشة قبل النشر.
كيف يمكنني دمج الحلول التجارية والمفتوحة المصدر مع Slurm و MPI والحاويات؟
يجب أن تكون جميع العُقد متطابقة في نظام التشغيل، وإصدارات MPI، والمكتبات. يتطلب CST عُقد حوسبة متجانسة، ويتطلب Calibre نفس مُعرّف النظام الأساسي على المضيف الرئيسي والبعيد، ويدعم مركز موثق واحد Intel MPI فقط لـ HFSS، بينما يُدرج CONVERGE كلاً من HPC-X وIntel MPI وMPICH وOpen MPI. تحتفظ وحدات البيئة أو Spack بإصدارات متعددة من المُحلِّل جنبًا إلى جنب. يحتاج Apptainer إلى مساحات أسماء مستخدمين غير مميزة، مع التوصية باستخدام نواة 4.18 أو أحدث، أو تثبيت setuid.
كيف يمكنني جعل النتائج قابلة للتكرار عبر محطات العمل والمجموعات والسنوات؟
سجّل إصدار المُحلِّل، والمُصرِّف، وMPI، وملفات الإدخال، وسجل الترخيص مع كل تشغيل، وأعد بناء البيئات من التعريفات بدلاً من إعادة بنائها يدويًا. تُثبِّت بيئات Conda أو البيئات الافتراضية حزم Python، ويصف Spack متغيرات المُصرِّف والمكتبة، وتُجمِّد الحاويات باقي العمليات. تختلف إصدارات المُصرِّف باختلاف التوزيعة، وتعتمد بعض الأدوات عليها، حيث تُترجم Dymola النماذج باستخدام GCC، وتُسمِّي Synopsys إصدار GCC 13.3 لإصداراتها لعام 2026. يربط Git ومحرك سير العمل مثل Snakemake كل نتيجة بمدخلاتها.
ماذا أفعل بشأن الأدوات التي لا يوجد لها إصدار لنظام لينكس أو التي يوجد لها إصدار مصغر؟
حدد الاستثناءات قبل الترحيل، واحتفظ بخطة احتياطية محددة. برنامجا Altium Designer وSolidWorks يعملان على نظام Windows فقط، وقد أوقفت Siemens دعم Interactive NX على نظام Linux، ويفتقر MATLAB إلى Data Acquisition Toolbox وSpreadsheet Link على نظام Linux، وتُصنّف Ansys برنامج BladeGen وأدوات Vista على أنها غير مدعومة. الحل الشائع هو استخدام نسخة Windows للإعداد ونسخة Linux للحل، كما هو الحال مع واجهة CST الأمامية التي تُشغّل خوادم حل Linux. لا تُعتمد الأجهزة الافتراضية من قِبل Altium، ولا يُغني WSL عن التثبيت الأصلي المعتمد.
كيف أخطط لدورات حياة أنظمة التشغيل، والتحديثات الأمنية، والأساسيات المادية؟
ضع تاريخ انتهاء الدعم في تقويم المشروع قبل عام. ينتهي دعم Fedora 43 في 9 ديسمبر 2026، ويستمر الدعم القياسي لـ Ubuntu 26.04 LTS حتى عام 2031، بينما يستمر الدعم القياسي لـ RHEL 10 حتى مايو 2035، وينتهي دعم Debian 13 LTS في 30 يونيو 2030. أما CentOS 7 وScientific Linux 7 فقد انتهى دعمهما في يونيو 2024، مما أجبر المختبرات على الترقية. تحقق من المعالجات أيضًا، حيث أن RHEL 10 أسقط x86-64-v2، وتتطلب إصدارات Synopsys وCalibre تقنية AVX2، وقد أعلنت MATLAB عن متطلبات AVX2 مستقبلية.
