
- •Математические пакеты. Моделирование. Перечислить возможности и основные задачи, решаемые пакетами.
- •Принципы построения математических моделей. Основные этапы моделирования. Математическое моделирование – создание математического описания реального объекта и изучение этого описания.
- •1.2 Принципы построения математических моделей
- •1.2.1 Основные этапы моделирования
- •1.2.2 Постановка задачи моделирования
- •1.2.3 Построение схемы модели, выделение основных частей и процессов
- •1.2.4 Математическое описание основных частей и процессов
- •1.2.5 Построение решения, связывающего изменяемые параметры и критерий оптимизации
- •1.2.6 Исследование решения на экстремум
- •Классификация прикладных пакетов математического моделирования.
- •Пакеты общего назначения. Особенности пакетов общего назначения.
- •Альтернативные пакеты. Особенности альтернативных пакетов.
- •Специализированные пакеты. Перечислить специализированные пакеты и их отличия (в общем).
- •Специализированные пакеты для задач механики, управления оборудованием, моделирования схем, проектирования.
- •Специализированные пакеты для построения графиков, графических объектов и их анализа.
- •Узкоспециализированные пакеты. Особенности узкоспециализированных пакетов.
- •Узкоспециализированные пакеты tcwin, Salome, gmsh.
- •Узкоспециализированные пакеты Pyton, NumPy, SciPy
- •Пакеты статистического анализа данных. Особенности статистического пакета ms Excel
- •Пакеты статистического анализа данных. Особенности статистического пакета Statistica.
- •Пакеты статистического анализа данных. Особенности статистических пакетов stadia, spss, Statgraphics Plus, Stata, CaterpillarSsa.
- •Математические пакеты в интернете. Проприетарные пакеты в интернете. Порталы. Библиотеки.
- •Проприетарные математические программы и пакеты в Интернете
- •Математические порталы, универсальные библиотеки текстов программ и статей по математической тематике
- •Специализированные библиотеки текстов программ и статей по математической тематике
- •Математический пакет MathCad. Основные возможности. Отличие от основных проприетарных математических пакетом Maple, matlab и Mathematica.
- •Математический пакет MathCad. Расширение функциональности.
- •Взаимодействие пакета MathCad с другими программами и использование его компонентов. Виды комплектаций MathCad.
- •Использование компонентов
- •Комплектации
- •Перечислить пакеты, альтернативные пак.Ту MathCad. Mupad.
- •2.2 Математический пакет Mupad
- •Математический пакет MatLab. Особенности пакета.
- •Ключевые возможности и функции MatLab. Ключевые возможности Matlab
- •Расширение функциональности MatLab.
- •Основные возможности в MatLab библиотеки Image Processing Tollbox.
- •Альтернативные пакету MatLab программные продукты.
- •Альтернативные пакеты. Oktave
- •Математический пакет Maple.
- •Вычисления в Maple. Специальные функции в Maple. Вычисления в Maple
- •Программирование в Maple.
- •Альтернативные пакету Maple программные продукты.
- •Пакет Mathematica.
- •Классы задач, решаемых при помощи пакета Mathematica. Программирование в пакете Mathematica.
- •Программные продукты, альтернативные пакету Mathematica. Maxima.
- •Пакет для построения графиков и функций FlatGraph.
Программные продукты, альтернативные пакету Mathematica. Maxima.
В качестве более простых, но идеологически близких альтернатив программы Mathematica можно назвать такие пакеты, как Maxima (http://maxima.sourceforge.net/) (Рисунок 2.29) и Kalamaris (Рисунок 2.30, 2.31) (developer.kde.org/~larrosa/kalamaris.html).
Отметим, что система Maxima — это некоммерческий проект с открытым кодом. В программе Maxima для математической работы используется язык, сходный с языком в пакете Mathematica, а графический интерфейс построен по тем же принципам. Изначально программа называлась Xmaxima и создавалась для UNIX-систем.
Кроме того, сейчас у системы Maxima есть еще более мощный, эффективный и дружественный кроссплатформенный графический интерфейс, который называется Wxmaxima (http://wxmaxima.sourceforge.net). И хотя этот проект пока что существует лишь в бета-версии, он постепенно превращается в очень серьезную альтернативу коммерческим системам.
Пакет Maxima состоит из интерпретатора макроязыка, написанного на Lisp, и нескольких поколений пакетов расширений, написанных на макроязыке пакета или непосредственно на Lisp. Maxima позволяет решать достаточно широкий круг задач, относящихся кразличным разделам математики.
Области математики, поддерживаемые в Maxima:
• Операции с полиномами (манипуляция рациональными и степенными выражениями, вычисление корней и т.п.);
• Вычисления с элементарными функциями, в том числе с логарифмами, экспоненциальными функциями, тригонометрическими функциями;
• Вычисления со специальными функциями, в т.ч. эллиптическими функциями и интегралами;
• Вычисление пределов и производных;
• Аналитическое вычисление определённых и неопределённых интегралов;
• Решение интегральных уравнений;
• Решение алгебраических уравнений и их систем;
• Операции со степенными рядами и рядами Фурье;
• Операции с матрицами и списками, большая библиотека функций для решения задач линейной алгебры;
• Операции с тензорами
• Теория чисел, теория групп, абстрактная алгебра;
Достоинства программы:
• возможность свободного использования (Maxima относится к
классу свободных программ и распространяется на основе лицензии GNU);
• возможность функционирования под управлением различных ОС (в частности Linux и Windows™ );
• небольшой размер программы (дистрибутив занимает порядка 23 мегабайт, в установленном виде со всеми расширениями потребуется около 80 мегабайт);
• широкий класс решаемых задач;
• возможность работы как в консольной версии программы, так и с использованием одного из графических интерфейсов (xMaxima, wxMaxima или как плагин (plug-in) к редактору TexMacs);
• расширение wxMaxima (входящее в комплект поставки) предоставляет пользователю удобный и понятный интерфейс, избавляет от необходимости изучать особенности ввода команд для решения типовых задач;
• интерфейс программы на русском языке;
Что касается программы Kalamaris (Рисунок 2.31), то это также новый проект, который имеет подход и идеологию, схожие с системой Mathematica. Проект еще не завершен, но тоже является неплохой бесплатной альтернативой такому коммерческому монстру, как Mathematica.