1. Mathematica. Назначение пакета.

Система компьютерной алгебры Mathematica является программным средством для проведения фундаментальных и прикладных математических исследований широкого спектра современного естествознания

2. Mathematica. Интерфейс пользователя.

Условно ячейки можно разделить на два типа: ввода и вывода. Входные ячейки содержат информацию, поставляемую пользователем: комментарии, исходные данные, функции, обрабатывающие эти данные. Выходные ячейки представляют результат обработки этой информации системой: вычисленные выражения, графические объекты, сообщения пакета.

3.Сравнить Mathematica с другими математическими пакетами.

Часто основyми конкурентами пакета называют Maple, MathCAD и MatLab. Если с первым сложно поспорить, то насчет MathCAD и MatLab можно. Дело в том, что эти два пакета занимают совсем другую нишу, нежели Mathematica. Оба при вычислении используют численные алгоритмы, а не символьные. Символьные вычисления являются слабо развитыми (по сравнению c пакетами символьных вычислений) дополнениями.

4.Mathematica. Оболочка пакета, ее назначение и структура.

Оболочка, или Фасад (Front End) - программный интерфейсный процессор – ориентирует систему на конкретную машинную платформу и определяет вид пользовательского интерфейса системы. После запуска Приложения на экране появляется окно с пользовательским интерфейсом. Рабочая область (Client Area) прозрачная, а рабочий документ - Блокнот (Notebook) - оформлен метафорой чистого листа бумаги. В процессе работы Блокнот представляет собой следующие одна за другой Ячейки. Ячейки (Cells) являются основными обобщенными объектами Блокнотов. Различаются они совокупностью свойств, определяющих поведение ячейки в различных ситуациях. Свойствами ячейки можно управлять, используя команды пункта меню Cell.

Условно ячейки можно разделить на два типа: ввода и вывода. Входные ячейки содержат информацию, поставляемую пользователем: комментарии, исходные данные, функции, обрабатывающие эти данные. Выходные ячейки представляют результат обработки этой информации системой: вычисленные выражения, графические объекты, сообщения пакета.

По умолчанию любая новая ячейка имеет тип Input. Ячейки такого типа обрабатываются Ядром, то есть вычисляются. Тип ячейки может быть изменен при помощи команд пункта меню Format - Style - , или выпадающего списка, расположенного на панели инструментов, или определенной комбинацией клавиш.

Оформление реализуются автоматически при помощи команд Title, Subtitle, Subsubtitle, Section, Subsection, Subsubsection, Text, SmallText.

Входные ячейки могут иметь различные уровни вложенности, ячейки одинакового уровня объединяются в группы. Наряду с автоматическим режимом группировки, существует возможность группировки ячеек вручную, используя команды пункта меню Cell - Cell Grouping. В этом же пункте меню располагаются команды, управляющие режимом отображения ячеек: Open All Subgroups, Close All Subgroups, Open / Close Group. Текстовый процессор Оболочки обладает огромными возможностями форматирования текста. Свойствами символа управляют при помощи команд Font, Face, Size, Text Color пункта меню Format. В этом же пункте находятся команды, управляющие свойствами абзаца, фоновым цветом ячейки и другие.

5. Mathematica. Назначение Ядра пакета. Понятие сессии.

Ядро начинает работать только с того момента, когда, позиционируя курсор в ячейке типа Input, мы ее активизируем, используя комбинацию клавиш < Shift + Enter >. Ядро (Kernel) обеспечивает выполнение всех вычислительных процессов в системе. Объектом работы ядра является Сессия (Session). Ядро – программа, которая создает сессию и управляет ее работой. Во время Сессии Mathematica обрабатывает – вычисляет – выражения, поставляемые ей во входной ячейке. Вычисляемая во время Сессии ячейка является объектом по имени In [ i ], где i означает номер входной ячейки. Соответствующая ей выходная ячейка нумеруется Out [ i ]. Нумерация входных и выходных ячеек сквозная на протяжении Сессии.

При загрузке Ядра Mathematica предоставляет пользователю встроенные функции пакета. При необходимости можно использовать дополнительные знания, которые находятся в специальных пакетах и загружаются по требованию при подключении нужного пакета.

Чтобы заставить Mathematica забыть о знаниях, которые она получила в течение сессии, следует выгрузить Ядро при помощи команды Kernel - QuitKernel - Local. Сессия закончится, и при активизации следующей входной ячейки типа Input начнется новая сессия с новой нумерацией ячеек.

Общение с пакетом происходит по принципу «вопрос - обработка - ответ». Обмен информацией между Оболочкой и Ядром обеспечивает Транспортный Протокол MathLink.

6. Mathematica. Главный цикл пакета.

В процессе Сессии, в режиме интерактивной работы, Mathematica работает циклически. Последовательность действий системы с момента активизации входной ячейки типа Input до момента возврата вычисленной информации в Out - ячейке называют Главным Циклом (Main Loop) пакета.

7.Mathematica. Формы представления выражения.

InputForm когда ключевые слова и символы располагаются последовательно. StandartForm реализует двумерную структуру выражения TraditionalForm отображение выражения в традиционной математической нотации FullForm представляет выражение в том виде, с которым работает Ядро. Для вывода математических символов, букв римского и греческого алфавита Оболочка предлагает различные палитры и комбинации клавиш. Палитры расположены File - Palettes - . Многие мат. символы вводятся с помощью горячей клавиши <Esc>. Out [] секция пакета возвращает вычисленное выражение в выходном формате OutputForm, StandartForm, TraditionalForm, TeXForm, CFrom, FortranForm, FullForm

8. Mathematica. Структура выражения. Функции, ее определяющие.

Любая функция или команда, независимо от того, является ли она встроенной или была определена пользователем, имеет вид виде Head [subexpr, subexpr, …, subexpr]. При этом голова выражения Head является именем функции, а подвыражения, записанные в скобках – ее аргументами.

9. Mathematica. Назовите не менее пяти видов выходных форматов выражения.

Out [] секция пакета возвращает вычисленное выражение в выходном формате OutputForm, StandartForm, TraditionalForm, TeXForm, CFrom, FortranForm, FullForm