杂项-数学软件：Mathematica-白红宇

杂项-数学软件：Mathematica

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发布时间：2019-06-13

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ylbtech-杂项-数学软件：Mathematica

Mathematica是

一款科学计算软件，很好地结合了

数值和符号计算引擎、、编程语言、文本系统、和与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位，它也是使用最广泛的之一。Mathematica的发布标志着现代科技计算的开始。Mathematica是世界上通用计算系统中最强大的系统。自从1988发布以来，它已经对如何在科技和其它领域运用计算机产生了深刻的影响。

Mathematica 和、并称为三大数学软件。

1. 历史

人们常说，Mathematica的发布标志着现代科技计算的开始。自从上世纪六十年代以来，

在数值、代数、图形、和其它方面一直有个别的软件包存在。但是，Mathematica的基本概念是用一个连贯的和统一的方法创造一个能适用于科技计算各个方面的软件系统。实现这一点的关键之处是发明了一种新的计算机符号语言。这种语言能仅仅用很少量的基本元素制造出广泛的物体，满足科技计算的广泛性。这在人类历史上还是第一次。

当Mathematica1.0版发布时，《纽约时代报》写道：“

这个软件的重要性不可忽视”；紧跟着《商业周刊》又将Mathematica评比为当年十大最重要产品。在科技界，Mathematica被形容为智能和实践的革命。

2. 影响

Mathematica的用户群中最主要的是

科技工作者和其它专业人士。但是，Mathematica还被广泛地用于教学中。数学中的许多计算是非常繁琐的，特别是函数的作图费时又费力，而且所画的图形很不规范，所以现在流行用Mathematica符号计算系统进行学习，

从高中到研究生院的数以百计的课程都使用它，很多问题便迎刃而解。此外，随着学生版的出现，Mathematica已经在全世界的学生中流行起来，成为了一个著名的工具。

3. 开发工作

Mathematica的开发工作是由世界级的队伍组成的。这支队伍自从成立以来一直由领导。Mathematica的成功使得公司能够集中注意力在非常长远的目标上，运行独特的研发项目，以及通过各种各样的免费网站支持世界各地的知识爱好者。

长期以来，Mathematica核心设计的普遍性使得其涉及的领域不断增长。从刚开始是一个主要用于数学和科技计算的系统，到发展成许多计算领域的主要力量，Mathematica已经成为世界上最强大的通用计算系统。

4. 高性能计算

Mathematica系统已经支持

高性能计算。在Mathematica 5.2版本中，它已经支持

自动多线程计算。在2002年，的引入使得用户级的

并行编程可以在不同的集群和多处理器系统中进行在2008年，在所有的Mathematica许可证中囊括了并行计算技术，包括支持网格技术如Windows HPC Server 2008、Microsoft Compute Cluster Server和Sun Grid。2010年，Mathematica增加了对和 GPU硬件的支持。另外，第8版还可以生成C代码，它可以自动由系统C编译器进行编译，比如Intel C++编译器或者Visual Studio 2010编译器。

5. 产品功能

6. 历史版本

7. 产品功能

Mathematica的功能包括：

1、使用一行代码可显示的图形

2、各种基本数学函数库

3、各种特殊属性函数库

4、矩阵和数据操纵工具，包括对的处理

5、支持、任意精度数、区间算术和符号运算

6、2维和3维数据以及函数的可视化和动画工具

7、求解方程组、、、微分代数方程、时滞微分方程、递推关系式等等

8、离散和连续微积分的数值和符号工具

9、多变量统计程序库，包括支持100多种数据分布的数据拟合、假设检验、概率和期望的运算

10、对运算和应用程序添加的各种工具包

11、约束和非约束以及局部和全局的技术支持

12、程序语言支持：过程式编程语言、函数式编程语言和面向对象的编程语言

13、工具，包括

14、提供用于中图的分析和可视化的工具

15、分析组合问题的工具

16、

用于的工具

17、

的工具，比如、字符串对齐和模式匹配

18、数论函数库

19、

金融运算的工具，包括、债券、年金、派生工具等的计算

20、函数

21、技术文本处理，包括和自动报告生成

22、

用于声音、图像和数据的程序库

23、控制系统程序库

24、连续和离散的积分变换

25、

导入和导出数据、图像、视频、、等各种文件格式，并支持对生物医学类数据的输入和输出

26、

链接的大量数学、科学、社会经济学类的数据集合

27、查看并且重新使用前面的输入和输出（包括图像和文本记号）的笔记本界面

28、

和基于DLL、、、、、、、以及的系统相链接的工具

29、编写并行程序的工具

30、当与互联网连接时，在笔记本中可同时使用“自由格式语言输入”（一个型的用户界面)和 Mathematica 语言

8. 应用的连接

Mathematica通过名为

MathLink的协议与其它应用程序链接。通过该协议，Mathematica实现内核与前端的通讯，并且也提供了内核和其它应用程序之间的一个通用接口。

Mathematica不但本身具有丰富的功能，而且它也提供了大量接口用以访问其它软件，从而可以方便地调用那些其它软件具有但Mathematica暂时不具备的功能。这样做可以进一步增强Mathematica的适用性。

Wolfram Research发布了一个免费的开发工具包，该工具包允许C programming language编写的应用程序通过MathLink链接到Mathematica内核。

使用.NET/Link，任何一个.NET程序都可以调用Mathematica执行计算操作；相应地，Mathematica程序也可以加载.NETclasses、操纵.NET对象并且执行方法调用。这样我们就可以从Mathematica内部构建.NET图形用户界面。类似地，Mathematica也有J/Link。顾名思义，它可以用于Mathematica与Java程序之间的交互。

与SQL数据库之间的通讯是通过内置的JDBC支持实现的。Mathematica也可以从一个WSDL描述中安装网页服务。

其它与Mathematica相链接的语言包括Haskell、AppleScript、PLT Scheme、Visual Basic、Python和Clojure。

在Mathematica和OpenOffice.org Calc以及Microsoft Excel之间有双向的链接。

Mathematica也提供了与许多专门的数学软件包之间的链接，包括MATLAB、R、Sage、SINGULAR、MathModelica和Origin

Mathematica中的数学公式也可以与其它计算或者排版软件（比如MathML）的公式进行相互转换。

Mathematica可以通过多种方式捕获实时数据，比如与LabVIEW的链接，金融数据feeds，或者直接通过GPIB从硬件设备（IEEE 488）、USB以及串行接口获取。

其他可用界面有JMath,它基于GNU readline和MASH，并利用UNIX命令行运行内置的Mathematica程序（内含参数）。