Mathematica

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 11. august 2022; verifikation kræver 1 redigering .
Mathematica
Type Computer algebra system
Udvikler Wolfram Research
Skrevet i C , C++ [1] , Java [1] og Wolfram
Interface Qt
Operativ system Windows , macOS , Linux
Første udgave 23. juni 1988
nyeste version
Læsbare filformater .nb, .m, .cdf og andre
Stat I aktiv udvikling
Licens Proprietær software , kommerciel
Internet side wolfram.com/mathematica
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Mathematica  er et proprietært computeralgebrasystem, der i vid udstrækning anvendes til videnskabelige, tekniske og matematiske beregninger. Udviklet i 1988 af Stephen Wolfram , videreudvikling af systemet er optaget af Wolfram Research , grundlagt af ham sammen med Theodore Gray .

Udstyret med både analytiske evner og giver numeriske beregninger; resultater vises både i alfanumerisk form og i form af grafer. Beregningsmæssige og analytiske funktioner leveres af en backend , som forskellige brugergrænseflader kan tilsluttes . Den traditionelle grænseflade, der følger med systemet, er en computernotebook , men det er muligt at arbejde med backend fra integrerede udviklingsmiljøer såsom Eclipse og IntelliJ IDEA ; Siden 2002 har der været et gratis JMath-værktøj, der giver en kommandolinjegrænseflade til Mathematica via MathLink [3] -grænsefladen .

Funktioner

Vigtigste analytiske evner:

Systemet udfører også numeriske beregninger: bestemmer værdierne af funktioner (inklusive specielle ) med vilkårlig nøjagtighed , udfører polynomisk interpolation af en funktion fra et vilkårligt antal argumenter ved hjælp af et sæt kendte værdier og beregner sandsynligheder.

Talteoretiske muligheder - definition af et primtal ved dets ordenstal, bestemmelse af antallet af primtal, der ikke overstiger et givet; diskret Fourier-transformation ; nedbrydning af et tal til primfaktorer , finde GCD og LCM .

Systemet har også lineære algebraiske muligheder - arbejde med matricer (addition, multiplikation, finde den inverse matrix , multiplikation med en vektor, beregning af eksponenten, tage determinanten ), søgning efter egenværdier og egenvektorer .

Systemet præsenterer resultaterne både i alfanumerisk form og i form af grafer. Især er konstruktionen af ​​grafer over funktioner implementeret , herunder parametriske kurver og overflader ; konstruktion af geometriske former ( polylinjer , cirkler , rektangler og andre); konstruktion og manipulation af grafer . Derudover er lydgengivelse implementeret , hvis graf er sat af en analytisk funktion eller et sæt punkter.

Systemet giver automatisk generering af programkode i C -sproget og dets sammenkædning ; mens de genererede programmer kan bruges autonomt. Brug af SymbolicC understøttes til oprettelse, behandling og optimering af C-kode . Programmer kan bruge eksterne dynamiske biblioteker , herunder integration med CUDA og OpenCL .

Wolfram-programmeringssproget

Wolfram er et fortolket funktionelt programmeringssprog, der danner det sproglige grundlag for systemet, så du kan udvide dets muligheder; desuden er Mathematica stort set skrevet på Wolfram-sproget, selvom nogle funktioner, især dem, der er relateret til lineær algebra , er implementeret i C til optimeringsformål .

Sproget understøtter både proceduremæssig programmering ved hjælp af standardprogramudførelseskontroludsagn (loops og betingede spring) og en objektorienteret tilgang , der tillader doven evaluering . Også i Mathematica-systemet kan du sætte regler for arbejdet med bestemte udtryk.

Kodeeksempel - En liste over primtal vælges i blokke ved hjælp af niveauer af primtal:

I [ 1 ] := tm = 2 ; p = {}; k = 1 ; Gør [ Gør [ Hvis [ t > 0 , For [ i = 1 , ( s = p [ [ i ] ] ) <= t + 1 , i ++ , Hvis [ GCD [ k - s , 2 s - 1 ] != 1 , Gå til [ l ]]]]; p = AppendTo [ p , k ]; Etiket [ l ]; k ++ , { 4 ( t + 1 )}], { t , 0 , tm }]; p *= 2 ; p -- ; p [[ 1 ]] ++ ; s Ud [ 1 ] = { 2 , 3 , 5 , 7 , 11 , 13 , 17 , 19 , 23 , 29 , 31 , 37 , 41 , 43 , 47 }

Udvidelser

Der er talrige udvidelser til systemet, der løser specialiserede klasser af problemer. For eksempel er AceFEM-udvidelsen designet til at løse fysiske og matematiske problemer ved hjælp af finite element-metoden , Analog Insydes-udvidelsen er til modellering, analyse og oprettelse af elektriske kredsløb, Derivatives Expert er til at analysere værdipapirer og derivater , Fuzzy Logic er til at skabe, ændre og visualisering af fuzzy sæt . For at løse geometriske problemer er der udvidelser Geometrica (en geometrisk encyklopædi med evnen til nøjagtigt at bygge geometriske objekter og kontrollere udsagn) og Geometri Expressions (symbolsk geometri). Ud over udvidelser er kodegeneratorer til C++ og Fortran 90 og integrationspakker til interaktion med Excel og LabView implementeret .

Noter

  1. ↑ 1 2 The Software Engineering of Mathematica - 2012.
  2. ↑ https://www.wolfram.com/mathematica/quick-revision-history.html
  3. ↑ JMath: A GNU Readline-baseret frontend for Mathematica  ( 15. februar 2002). Hentet 5. maj 2022. Arkiveret fra originalen 7. april 2022.

Litteratur

  • Aladiev V. Z. , Shishakov M. L. Introduktion til miljøet i pakken Mathematica 2.2. - M . : Informations- og forlag "Filin", 1997. - 368 s.
  • Dyakonov V.P. Mathematica 5/6/7. Komplet guide. - M . : "DMK Press" , 2009. - 624 s. - ISBN 978-5-94074-553-2 .
  • Charles Henry Edwards, David E. Penny. Differentialligninger og grænseværdiproblemer: Beregning og modellering med Mathematica, Maple og MATLAB = Differentialligninger og grænseværdiproblemer: Beregning og modellering. - 3. udg. - M . : "Williams", 2007. - ISBN 978-5-8459-1166-7 .
  • Shmidsky Yakov Konstantinovich. Mathematica 5. Tutorial. Et system af symbolske, grafiske og numeriske beregninger. - M . : "Dialektik", 2004. - 592 s. — ISBN 5-8459-0678-4 .
  • Glushko V. P., Glushko A. V. Et kursus af ligninger for matematisk fysik ved hjælp af Mathematica-pakken. - Sankt Petersborg. : "Doe" , 2010. - 320 s. — ISBN 978-5-8114-0983-9 .
  • Aladiev V. Z. , Grin D. S. Udvidelse af Mathematica-systemets funktionelle miljø. - Kherson: Oldi Plus, 2012. - 552 s. — ISBN 978-966-2393-72-9 .
  • Aladiev V. Z. , Vaganov V. A. , Grin D. S. Udvalgte systemproblemer i Mathematica-softwaremiljøet. - Kherson: Oldi Plus, 2013. - 556 s. — ISBN 978-966-289-012-9 .

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Matematik software
Symbolske beregninger
Numeriske beregninger
 Deep learning programmer
gratis software
Ikke-fri software
 Computer algebra systemer
Proprietære
Ledig
Gratis/shareware
Ikke understøttet