Mathematica

Mathematica is een computational programma gebruikt in veel wetenschappelijke, engineering, wiskunde en informatica velden, op basis van symbolische wiskunde. Het werd bedacht door Stephen Wolfram en is ontwikkeld door Wolfram Research van Champaign, Illinois. De Wolfram Taal is de programmeertaal die in Mathematica.

Kenmerken

Kenmerken van Mathematica omvatten:

  • Automatische vertaling van het Engels zinnen in Mathematica code
  • Elementaire wiskundige functie bibliotheek
  • Speciale wiskundige functie bibliotheek
  • Matrix en data manipulatie tools, waaronder ondersteuning voor sparse arrays
  • Ondersteuning voor complexe getallen, willekeurige precisie, interval rekenen en symbolische berekeningen
  • 2D- en 3D-gegevens, functie en geo-visualisatie en animatie gereedschappen
  • Oplossers voor systemen van vergelijkingen, diophantische vergelijkingen, ODE, PDE, DAE, DDEs, sdes en herhaling relaties
  • Numerieke en symbolische instrumenten voor discrete en continue calculus
  • Multivariate statistiek bibliotheken inclusief montage, hypothese testen, en de waarschijnlijkheid en verwachting berekeningen over meer dan 140 distributies.
  • Ondersteuning voor gecensureerde data, temporele gegevens, tijdreeksen en unit-gebaseerde data
  • Berekeningen en simulaties op willekeurige processen en wachtrijen
  • Machine leermiddelen voor gegevens, beelden en geluiden
  • Computationele geometrie in 2D en 3D
  • Eindige elementen analyse inclusief 2D- en 3D-adaptieve mesh generatie
  • Beperkt en ongedwongen lokale en globale optimalisatie
  • Programmeertaal ondersteunen procedurele, functionele en objectgeoriënteerde constructies
  • Toolkit voor het toevoegen van user interfaces berekeningen en toepassingen
  • Gereedschappen voor 2D- en 3D-beeldverwerking en morfologische beeldverwerking waaronder beeldherkenning
  • Tools voor het visualiseren en analyseren gericht en ongerichte grafieken
  • Gereedschappen voor combinatorische problemen
  • Gereedschappen voor text mining, waaronder reguliere expressies en semantische analyse
  • Data mining tools als cluster analyse, sequence alignment en patroonherkenning
  • Getaltheorie functie bibliotheek
  • Gereedschappen voor financiële berekeningen waaronder obligaties, lijfrentes, derivaten, opties, etc.
  • Groep theorie en symbolische tensor functies
  • Bibliotheken voor signaalverwerking, waaronder wavelet analyse van geluiden, beelden en gegevens
  • Lineaire en niet-lineaire Control systemen bibliotheken
  • Continue en discrete integraaltransformaties
  • Import en export filters voor data, afbeeldingen, video, geluid, CAD, GIS, document en biomedische formaten
  • Database verzamelen voor wiskundige, wetenschappelijke en socio-economische informatie en toegang tot WolframAlpha gegevens en berekeningen
  • Technische tekstverwerking inclusief formule bewerken en geautomatiseerde rapport genereren
  • Gereedschappen voor het aansluiten van DLL, SQL, Java, .NET, C ++, Fortran, CUDA, OpenCL en systemen
  • Gereedschappen voor parallel programmeren
  • Met behulp van zowel "free-form taalkundige ingang" en Mathematica taal notebook wanneer aangesloten op het internet

Interface

Mathematica is opgesplitst in twee delen, de kern en het voorste uiteinde. De kernel interpreteert uitdrukkingen en rendement leiden uitdrukkingen.

De front-end, ontworpen door Theodore Gray, biedt een GUI, die het maken en bewerken van de notebook documenten met programma-code met prettyPrinting toelaat, opgemaakte tekst samen met de resultaten, waaronder gezet wiskunde, graphics, GUI-onderdelen, tafels, en geluiden. Alle inhoud en opmaak kunnen worden gegenereerd algoritmisch of interactief bewerkt. De meeste standaard tekstverwerking mogelijkheden worden ondersteund. Het omvat een spellingcontrole, maar niet spellingcontrole automatisch terwijl u typt.

Documenten kunnen worden gestructureerd met behulp van een hiërarchie van cellen, die het mogelijk maken voor het uitstippelen en het snijden van een document en ondersteunen automatische nummering index creatie. Documenten kunnen worden gepresenteerd in een slideshow omgeving voor presentaties. Notebooks en de inhoud worden weergegeven als Mathematica uitingen die kunnen worden gemaakt, aangepast of geanalyseerd door Mathematica programma. Dit maakt het mogelijk conversie naar andere formaten zoals TeX of XML.

De front-end omvat de ontwikkeling van instrumenten zoals een debugger, ingang voltooiing en automatische syntax kleuring.

Onder de alternatieve front-ends is het Wolfram Workbench, een op Eclipse gebaseerde IDE, geïntroduceerd in 2006. Het biedt projectmatige code ontwikkeltools voor Mathematica, waaronder revisie beheer, debuggen, profilering, en testen. De Mathematica Kernel bevat ook een einde command line front. Andere interfaces omvatten JMath, gebaseerd op GNU readline en MASH die self-contained Mathematica programma's uit de UNIX-opdrachtregel loopt.

High-performance computing

In de afgelopen jaren zijn de mogelijkheden voor high-performance computing is uitgebreid met de introductie van verpakte arrays en matrices schaars, en de vaststelling van de GNU Multi-Precision Bibliotheek aan hoge precisie rekenkunde evalueren.

Versie 5.2 toegevoegd automatische multi-threading wanneer berekeningen worden uitgevoerd op multi-core computers. Deze release opgenomen CPU specifiek geoptimaliseerd bibliotheken. Daarnaast Mathematica wordt ondersteund door derden gespecialiseerde versnelling hardware zoals ClearSpeed.

In 2002 werd gridMathematica ingevoerd om gebruikersniveau parallel programmeren op heterogene clusters en multiprocessor-systemen mogelijk te maken en in 2008 parallel computing-technologie werd opgenomen in alle Mathematica licenties inclusief ondersteuning voor grid-technologie zoals Windows HPC Server 2008, Microsoft Compute Cluster Server en Sun Grid.

Ondersteuning voor CUDA en OpenCL GPU hardware werd toegevoegd in 2010. Ook, omdat deze versie 8 C code die automatisch wordt samengesteld door een systeem C compiler, zoals de Intel C ++ Compiler of Visual Studio 2010 kan genereren.

In gebruik nemen

Er zijn verschillende manieren om applicaties geschreven in Mathematica implementeren:

  • Mathematica Player Pro is een runtime versie van Mathematica dat Mathematica toepassing wordt uitgevoerd maar wel bewerken of creëren van de code niet toe.
  • Een vrije-of-charge versie, Wolfram CDF-speler, is voorzien voor het uitvoeren van Mathematica programma's die in de Computable Document Format hebt opgeslagen. Het kan ook standaard Mathematica bestanden te bekijken, maar ze niet lopen. Het bevat plugins voor gangbare webbrowsers op Windows en Macintosh.
  • webMathematica kan een webbrowser om als vooreinde naar een externe server Mathematica. Het is ontworpen om een ​​gebruiker schriftelijke aanvraag op afstand worden benaderd via een browser op elk platform. Het mag niet gebruikt worden om volledige toegang tot Mathematica geven.
  • Mathematica code kan worden omgezet in C-code of een automatisch gegenereerde DLL.
  • Mathematica code kan worden uitgevoerd op een Wolfram cloud service als een web-app of een API

Verbindingen met andere toepassingen

Communicatie met andere applicaties gebeurt door middel van een protocol genaamd MathLink. Het maakt de communicatie tussen de Mathematica kernel en de front-end, en biedt ook een algemene interface tussen de kernel en andere toepassingen. Wolfram Research vrij distribueert een developer kit voor het koppelen van applicaties geschreven in de programmeertaal C naar de Mathematica kernel door middel MathLink. Met behulp van J / Link, een Java-programma kan vragen Mathematica om berekeningen uit te voeren.; evenzo kan een Mathematica programma Java-klassen te laden, te manipuleren Java-objecten en wijze gesprekken te voeren. Vergelijkbare functionaliteit wordt bereikt with.NET / Link, maar with.NET programma's in plaats van Java-programma's. Andere talen die verbinding maken met Mathematica onder Haskell, AppleScript, Racket, Visual Basic, Python en Clojure.

Links zijn beschikbaar voor vele gespecialiseerde wiskundige softwarepakketten, waaronder OpenOffice.org Calc, Microsoft Excel, MATLAB, R, Sage, enkelvoud, Wolfram SystemModeler en Origin. Wiskundige vergelijkingen kunnen worden uitgewisseld met andere computational of zetwerk software via MathML.

Communicatie met SQL-databases wordt bereikt door middel van ingebouwde ondersteuning voor JDBC. Mathematica kan ook de installatie van web services van een WSDL beschrijving.

Mathematica kan real-time data vast te leggen via een link naar LabVIEW, van financiële gegevens feeds en rechtstreeks van hardware-apparaten via GPIB, USB en seriële interfaces. Het detecteert automatisch en leest van HID-apparaten.

Computable data

Mathematica omvat collecties van gecureerd gegevens voor gebruik in berekeningen. Mathematica is ook geïntegreerd met Wolfram Alpha, een online dienst die extra gegevens biedt, waarvan een aantal wordt gehouden in real time bijgewerkt. Sommige van de gegevensverzamelingen omvatten astronomisch, chemische, geopolitieke, taal, biomedische en weergegevens naast mathematische gegevens.

Ontwerp

Wolfram Research biedt documenten opsomming van de algoritmen die worden gebruikt om de functies te implementeren in Mathematica.

Gerelateerde producten

Producten van Wolfram Research geassocieerd met Mathematica zijn de volgende:

  • webMathematica - Mathematica bellen via een web-server
  • gridMathematica - draaien Mathematica over een parallel raster
  • Mathematica add-ons - computationele oplossingen en hulpmiddelen
  • Mobiele apps - mobiel Wolfram | Alpha en andere computationele toepassingen
  • Wolfram | Alpha - een computationele kennis motor of antwoord motor
  • Wolfram Knowledgebase - een opslagplaats van berekenbare kennis met zowel data en methoden om de resultaten te berekenen, gebruikt door Wolfram | Alpha, vertegenwoordigd met Wolfram gegevens Framework
  • Wolfram SystemModeler - een platform voor engineering en life science modellering en simulatie op basis van de Modelica taal
  • Wolfram Finance Platform - real-time data, berekeningen, rapportage en algoritmische handel voor financiële toepassingen
  • Wolfram Workbench - een IDE gebouwd op Eclipse voor de ontwikkeling van Mathematica en andere technologieën van Wolfram Research
  • Wolfram Programming Cloud - maken en implementeren van Wolfram Taal applicaties in de cloud
  • Wolfram Cloud - de infrastructuur voor Mathematica Online Wolfram Programming Cloud, Wolfram Discovery Platform en Wolfram Data Science Platform
  • Wolfram Programming Lab - voor het onderwijs van de programmering
  • Wolfram gegevens Framework - biedt een gestandaardiseerde representatie en semantische raamwerk voor real-world constructies en data
  • Computable Document Format - een document formaat voor dynamisch gegenereerde interactieve content
  • Wolfram Discovery Platform - research & amp; ontwikkeling workflows met behulp van de Wolfram taal en de Computable Document Format
  • Wolfram Data Science Platform - wetenschappelijke data-analyse en visualisatie met behulp van de Wolfram Taal en Wolfram gegevens Framework

Licenties en platform beschikbaarheid

Mathematica is propriëtaire software licentie bij een bereik van de prijzen voor commerciële, educatieve en andere toepassingen.

Mathematica 10 wordt ondersteund op verschillende versies van Microsoft Windows, Apple's OS X, Linux, Raspbian en als een online dienst. Alle platformen worden ondersteund met 64-bits-implementaties. Mathematica voorafgaand aan versie 10 voor OS X vereist Java SE 6, dat is een verouderde onderdeel van de Mavericks. Eerdere versies van Mathematica tot 6.0.3 ondersteund andere besturingssystemen, zoals Solaris, AIX, Convex, HP-UX, IRIX, MS-DOS, NeXTSTEP, OS / 2, Ultrix en Windows Me.

Versie geschiedenis

Mathematica gebouwd op de ideeën in Cole en Wolfram vroegere Symbolic Manipulation Program. De naam van het programma "Mathematica" werd voorgesteld om Stephen Wolfram door Apple mede-oprichter Steve Jobs, hoewel Stephen Wolfram eerder over had gedacht en verworpen.

Wolfram Research heeft de volgende versies van Mathematica uitgebracht:

  • Mathematica 1.0
  • Mathematica 1.1
  • Mathematica 1.2
  • Mathematica 2.0
  • Mathematica 2.1
  • Mathematica 2.2
  • Mathematica 3.0
  • Mathematica 4.0
  • Mathematica 4.1
  • Mathematica 4.2
  • Mathematica 5.0
  • Mathematica 5.1
  • Mathematica 5.2
  • Mathematica 6.0
  • Mathematica 7.0
  • Mathematica 8.0
  • Mathematica 8.0.1
  • Mathematica 8.0.4
  • Mathematica 9.0
  • Mathematica 9.0.1
  • Mathematica 10.0
  • Mathematica 10.0.1

Kritiek

Zoals met alle software, kan Mathematica bugs, wat kan leiden tot verkeerde berekeningen bevatten. Een insect betrekking determinant werking gemeld Wolfram Research Inc. op 7 oktober, 2013 werd gedacht dat nog steeds in versie 10.0.1, hoewel de betreffende klachten behandeld, namelijk nieuwe bugs.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen commentaar

Voeg een reactie

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha