Введение:
В мире разработки программного обеспечения регулярно появляются новые парадигмы и методологии программирования, каждая со своим набором обещаний и преимуществ. Одной из таких набирающих популярность парадигм является программирование Mojo. Программирование Mojo — это мощный и универсальный подход, который позволяет разработчикам повышать свою производительность, создавать удобные для сопровождения кодовые базы и способствовать эффективному сотрудничеству внутри команд. В этом сообщении блога мы углубимся в концепцию программирования Mojo, изучим его основные принципы, преимущества и практические методы реализации.
Что такое программирование Mojo?
Программирование Mojo, происходящее от термина «магия» или «сверхспособность», представляет собой философию программирования, в которой упор делается на простоту, удобство сопровождения и удовлетворение разработчиков. Он вращается вокруг использования библиотек, фреймворков и инструментов для повышения производительности при одновременном снижении когнитивной нагрузки, связанной со сложными задачами. Программирование Mojo побуждает разработчиков придерживаться прагматичного мышления, отдавая приоритет эффективным решениям реальных проблем.
В 35 000 раз быстрее, чем Python.
В 3 раза быстрее, чем TensorFlow.
В 2 раза быстрее, чем Pytorch.
Быстрее, чем с/с++.
Самый быстрый AI-движок от Modular. Основная цель — создать самый быстрый, безопасный и простой программный код для AI/ML.
Да, Mojo — это новый язык программирования от Modular.
🔴 Лучше всего то, что синтаксис точно такой же, как у Python. Но подчеркнутый двигатель совершенно другой
Код Mojo по сравнению с кодом Python
В 2 раза быстрее на процессоре Intel.
В 3 раза быстрее на процессоре AMD.
В 4 раза быстрее на процессоре Graviton.
1. Понимание программирования Mojo:
Программирование Mojo, происходящее от термина «волшебство» или «сверхспособность», относится к философии программирования, которая делает упор на простоту, удобство сопровождения и удовлетворение разработчиков. Основное внимание уделяется использованию библиотек, фреймворков и инструментов для повышения производительности при одновременном снижении когнитивной нагрузки, связанной со сложными задачами. Программирование Mojo побуждает разработчиков придерживаться прагматичного мышления и расставлять приоритеты в эффективных решениях реальных проблем.
2. Основные принципы программирования Mojo:
а. Соглашение вместо конфигурации: Программирование Mojo способствует использованию соглашений и разумных значений по умолчанию, уменьшая потребность в явной настройке. Придерживаясь общепринятых соглашений, разработчики могут сосредоточиться на написании кода для конкретного приложения, а не шаблонных настроек.
б. Не повторяйтесь (DRY): принцип DRY является фундаментальным аспектом программирования Mojo. В нем подчеркивается важность повторного использования кода, уменьшения дублирования и абстрагирования общих шаблонов в повторно используемые компоненты или библиотеки.
в. Композиция вместо наследования: Программирование Mojo отдает предпочтение композиции, что позволяет разработчикам создавать сложные системы, комбинируя более мелкие повторно используемые компоненты. Этот подход повышает гибкость и удобство сопровождения кода по сравнению с сильной зависимостью от наследования.
д. Опыт разработчиков (DX): Программирование Mojo отдает приоритет опыту разработчиков, предоставляя интуитивно понятные и удобные инструменты, четкую документацию и поддерживающее сообщество. Он направлен на то, чтобы сделать жизнь разработчиков проще и приятнее, что приведет к повышению производительности и удовлетворенности.
3. Преимущества программирования Mojo:
а. Быстрая разработка: программирование Mojo включает в себя повышающие производительность инструменты, фреймворки и библиотеки, которые ускоряют циклы разработки. Используя существующие решения, разработчики могут больше сосредоточиться на уникальных аспектах своих проектов, а не изобретать велосипед.
б. Поддерживаемые кодовые базы. Акцент на повторное использование кода, соглашение и простоту в программировании Mojo приводит к поддерживаемым кодовым базам. Это облегчает понимание, модификацию и расширение приложений с течением времени, сокращает техническую задолженность и повышает эффективность разработки в долгосрочной перспективе.
в. Совместный рабочий процесс: Программирование Mojo способствует совместной работе в командах разработчиков. Применяя общие соглашения, инструменты и рабочие процессы, разработчики могут беспрепятственно переключаться между проектами, улучшать проверку кода и эффективно общаться в группе.
д. Счастье разработчика: приоритизация опыта разработчика и снижение когнитивной нагрузки за счет разумных значений по умолчанию и инструментов способствует тому, чтобы разработчики были счастливее. Программирование Mojo создает среду, в которой разработчики могут сосредоточиться на творческом решении проблем, а не на повторяющихся или рутинных задачах.
4. Внедрение программирования Mojo:
а. Выберите правильные инструменты: определите фреймворки, библиотеки и инструменты, соответствующие философии программирования Mojo. Учитывайте такие факторы, как простота использования, поддержка сообщества и наличие соглашений, соответствующих требованиям вашего проекта.
б. Примите соглашение: следуйте установленным соглашениям, чтобы сократить количество конфигураций и повысить производительность. Соглашения часто включают структуру проекта, соглашения об именах и рекомендации по стилю кодирования.
в. Используйте библиотеки и фреймворки: идентифицируйте и используйте библиотеки и фреймворки, которые способствуют повторному использованию кода и упрощают сложные задачи. Эти инструменты могут предоставлять абстракции для общих функций, уменьшая потребность в стандартном коде.
д. Автоматизируйте повторяющиеся задачи. Определите повторяющиеся или трудоемкие задачи в рабочем процессе разработки и автоматизируйте их с помощью инструментов сборки, средств выполнения задач или языков сценариев. Это экономит время и обеспечивает согласованность по всему проекту.
е. Поощряйте непрерывное обучение: будьте в курсе новейших инструментов, лучших практик и достижений в экосистеме программирования Mojo.
. Активно участвуйте в жизни сообщества, посещайте конференции и читайте соответствующие блоги, чтобы расширять свои знания и набор навыков.
Как Mojo так быстро?
Mojo создается с нуля.
Фрагментация вычислений/точность с плавающей запятой.
- Процессор, который загружается и получает данные, называется стеной памяти/задержкой памяти.
- Это узкое место, и мы должны решить проблему с задержкой памяти.
- Точность с плавающей запятой. Допустим, мы храним 60000000, 700 и 1000 поверх оперативной памяти, поэтому мы конвертируем их в 60 * 1⁰⁶, 70*1⁰¹ и 10*1⁰², теперь мы храним их в оперативной памяти. это называется точностью с плавающей запятой.
- Python использует 64-битную точность с плавающей запятой, а c/c++ использует 32-битную точность с плавающей запятой.
- Данные из памяти сохраняются в локальном реестре ЦП, чем больше данных в локальном реестре, тем быстрее обрабатывается ЦП, и чем меньше размер точности с плавающей запятой, тем больше данных сохраняется в локальном реестре ЦП.
- Да, Mojo поддерживает 16-разрядную точность размер с плавающей запятой.
- Лучший способ измерить скорость процессора — это число операций с плавающей запятой FLOPS в секунду.
Тип данных.
- Мы не определяем тип данных в Python, и Python использует свой интеллект для поиска типа данных, что отнимает много времени. Итак, мы можем определить тип данных в Mojo.
- Мы не можем сделать переменные неизменяемыми в Python, но в Python мы можем.
LLVM (виртуальная машина низкого уровня)
- LLVM — это набор модульных и многократно используемых компиляторов и технологий набора инструментов.
- Компилятор преобразует каждый программный код в код LLVM до того, как ЦП его выполнит.
- Компилятору требуется время на этот процесс.
- Чтобы решить эту проблему, Mojo построен таким образом, чтобы не тратить время на компиляцию в LLVM, движок Mojo напрямую работает с LLVM, т. е. движок Mojo преобразует код непосредственно в код LLVM.
Матричное умножение.
- 50–60% времени в программе нейронной сети отводится на умножение матриц.
- Временная сложность O(n³).
- Mojo решила эту проблему с помощью SIMD (одна инструкция, несколько данных), и это возможно благодаря 16-битной плавающей запятой.
- Параллелизм и параллелизм поддерживаются Mojo, что необходимо для умножения матриц.
Класс отсутствует в Mojo, потому что он работает в среде выполнения полиморфизме/динамической диспетчеризации, что отнимает много времени, у нас есть структура для выполнения OOPS концепция в Mojo, которая точно такая же, как class.
fn можно использовать так же, как и def для увеличения скорости.
Все это вместе делает Mojo Super Fast.
Mojo все еще находится в стадии разработки, поэтому он не доступен для скачивания.
Мы можем использовать Mojo Playground на https://www.modular.com/, мы получаем консоль и Jupyter Notebook.
