数学软件就是专门用来进行数学运算、数学规划、统计运算、工程运算、绘制数学图形或制作数学动画的软件。
简介
著名的数学软件有:MathType、Matlab、Mathematica、Maple、MathCad、Scilab、SAGE、Microsoft Mathematics等。
智能的数学软件有:mathtool 实用数学软件。
著名的统计软件有:SAS、SPSS、Minitab等。
数学规划的软件有:Lingo、Lindo、matlab等。
绘图软件有:几何画板、Matlab、geogebra等。
数学公式编辑软件有:Mathtype、Latex等。
工程计算软件有:Nastran、Ansys(有限元软件)等。
数学软件基本分为三类:
1 数值计算的软件,如matlab(商业软件),scilab(开源自由软件)等等;
2 统计软件,如SAS(商业软件)、minitab(商业软件)、SPSS(商业软件),R(开源自由软件)等;
3 符号运算软件,这种是最绝妙的,不像前两种那样只能计算出数值,而是可以把符号表达成的公式、方程进行推导和化简,可以求出微分积分的表达式,代表有MathType、maple(商业软件)、mathematica(商业软件)、maxima(开源自由软件)、mathcad(商业软件)、Microsoft Mathematics(商业软件,可以通过DreamSpark免费下载)等等。
详细介绍
数学软件由算法标准程序发展而来, 大致形成于70年代初期。随着几大数学软件工程的开展,如美国的NATS工程,人们探索了产生高质量数学软件的方式、方法和技术。经过长期积累,已有丰富的、涉及广泛数学领域的数学软件。某些领域,如数值代数、常微分方程方面的数学软件已日臻完善。其他领域也有重要进展,如偏微分方程和积分方程等。这些数学软件已成为算法研究、科学计算和应用软件开发的有力工具。
分类
数学软件包含丰富的内容,大致可分为数值软件和公式处理系统两类。
数值软件
应用数值方法求解数学问题的软件,用离散形式或其他近似形式给出解。数值软件产品可划分为数学程序库、数学软件包和数学软件系统等三个级别。
综合性数学程序库涉及广泛的数学领域。库的组成以算法程序为主,辅以问题解算程序和功能模块,已有多种产品,但各有侧重。例如,有的侧重数值代数和统计计算;有的在数值积分、微分方程等领域有较强的处理功能;有的以插值和逼近见长。
数学软件包是专为某个科目或某种应用设计的程序构件集合。专用软件包通常是对处理对象做深入的研究后产生的,有更好的适应性和更强的处理能力。它们是程序库和应用软件的重要资源。专用性的数学软件包名目繁多,如有解一类数学问题的,有供算法研究的,有供教学用的。
数学软件系统是面向一类数学问题的应用系统,有完备的控制管理系统和用户界面语言系统。它能根据用户阐明的数学问题,自动判断问题提出的合理性、完备性,分析问题的类型、特性,选择适宜的算法,或随解算过程动态选择算法,自动处理或报告解算过程出现的问题,验证结果的精度。这是一类高水平的数学软件,使用简便。
公式处理系统
利用计算机作符号演算来完成数学推导,用数学表达式形式给出解。例如,作函数展开、代数演算、函数求导求积、代数方程和微分方程求解的软件等。用户利用公式处理系统,可以快速准确地完成公式推导,进行数学问题的加工处理。