Mathematica ist ein rechenbetontes Softwareprogramm, das in wissenschaftlichem, Technik, und mathematischen Feldern und anderen Gebieten der technischen Computerwissenschaft verwendet ist. Es wurde von Stephen Wolfram konzipiert und wird durch die Forschung von Wolfram von Champaign, Illinois entwickelt.

Der Name des Programms "Mathematica" wurde Stephen Wolfram vom Apfelmitbegründer Steve Jobs angedeutet, obwohl Stephen Wolfram daran früher gedacht und es zurückgewiesen hatte.

Eigenschaften

Eigenschaften von Mathematica schließen ein:

• Elementare mathematische Funktionsbibliothek
• Spezielle mathematische Funktionsbibliothek
• Matrix und Datenmanipulationswerkzeuge einschließlich der Unterstützung für die spärliche Reihe
• Unterstützung für die komplexe Zahl, willkürliche Präzision, Zwischenraum arithmetische und symbolische Berechnung
• 2. und 3D Daten und Funktionsvergegenwärtigungs- und Zeichentrickfilm-Werkzeuge
• Solvers für Gleichungssysteme, diophantine Gleichungen, ODEN, PDEs, DAEs, DDEs und Wiederauftreten-Beziehungen
• Numerische und symbolische Werkzeuge für die getrennte und dauernde Rechnung
• Statistikbibliotheken von Multivariate einschließlich Anprobe, Hypothese-Prüfung, und Wahrscheinlichkeit und Erwartungsberechnungen auf mehr als 100 Vertrieb.
• Beschränkte und zwanglose lokale und globale Optimierung
• Programmiersprache, die verfahrensrechtlich, funktionell und Gegenstand unterstützt, hat Konstruktionen orientiert
• Werkzeug, um Benutzer hinzuzufügen, verbindet zu Berechnungen und Anwendungen
• Werkzeuge für die Bildverarbeitung und morphologische Bildverarbeitung einschließlich der Bildanerkennung
• Werkzeuge, um Graphen sich zu vergegenwärtigen und zu analysieren
• Werkzeuge für combinatoric Probleme
• Werkzeuge für das Textbergwerk einschließlich regelmäßiger Ausdrücke und die semantische Analyse
• Datenbergwerkswerkzeuge wie Traube-Analyse, Folge-Anordnung und Muster, das zusammenpasst
• Zahlentheorie-Funktionsbibliothek
• Werkzeuge für Finanzberechnungen einschließlich Obligationen, Jahresrenten, Ableitungen, Optionen usw.
• Gruppentheorie fungiert
• Bibliotheken für die Elementarwelle-Analyse auf Töne, Images und Daten
• Regelsystem-Bibliotheken
• Dauerndes und getrenntes Integral gestaltet um
• Importieren Sie und exportieren Sie Filter für Daten, Images, Video, Ton, CAD, GIS, Dokument und biomedizinische Formate
• Datenbanksammlung für die mathematische, wissenschaftliche und sozioökonomische Information und den Zugang zu Daten von WolframAlpha und Berechnung
• Technische Textverarbeitung einschließlich des Formel-Redigierens und automatisierten Berichts, der erzeugt
• Werkzeuge, um zu DLLs in Verbindung zu stehen. SQL, Java.NET, C ++, FORTRAN, CUDA, OpenCL und http haben Systeme gestützt
• Werkzeuge für die Parallele, die programmiert
• Das Verwenden beider "freien Form Spracheingang" (eine Benutzerschnittstelle der natürlichen Sprache) und Sprache von Mathematica im Notizbuch, wenn verbunden, mit dem Internet

Schnittstelle

Mathematica wird in zwei Teile, den Kern und das Vorderende gespalten. Der Kern interpretiert Ausdrücke (Code von Mathematica) und gibt Ergebnis-Ausdrücke zurück.

Das Vorderende, das von Theodore Gray entworfen ist, stellt einen GUI zur Verfügung, der die Entwicklung und das Redigieren von Notizbuch-Dokumenten erlaubt, die Programm-Code mit prettyprinting, formatierten Text zusammen mit Ergebnissen einschließlich Schriftsatz-Mathematik, Grafik, GUI Bestandteile, Tische und Töne enthalten. Der ganze Inhalt und Formatierung können algorithmisch erzeugt oder interaktiv editiert werden. Die meisten Standardtextverarbeitungsfähigkeiten werden unterstützt, aber es gibt nur ein Niveau dessen "machen auf".

Dokumente können mit einer Hierarchie von Zellen strukturiert werden, die das Umreißen und sectioning eines Dokumentes berücksichtigen und automatische numerierende Index-Entwicklung unterstützen. Dokumente können in einer Lichtbildervortrag-Umgebung für Präsentationen präsentiert werden. Notizbücher und ihr Inhalt werden als Ausdrücke von Mathematica vertreten, die geschaffen, modifiziert oder durch Programme von Mathematica analysiert werden können. Das erlaubt Konvertierung zu anderen Formaten wie TeX oder XML.

Das Vorderende schließt Entwicklungswerkzeuge wie ein Testhilfeprogramm, Eingangsvollziehung und das automatische Syntax-Färben ein.

Das Standardvorderende wird standardmäßig verwendet, aber alternative Vorderenden sind verfügbar. Sie schließen den Wolfram-Arbeitstisch ein, eine Eklipse hat IDE, eingeführt 2006 gestützt. Es stellt projektbasierte Codeentwicklungswerkzeuge für Mathematica, einschließlich des Revisionsmanagements, Beseitigens, Kopierfräs-, und Prüfung zur Verfügung. Mathematica schließt auch ein Befehl-Linienvorderende ein.

Hochleistungscomputerwissenschaft

In den letzten Jahren sind die Fähigkeiten für die Hochleistungscomputerwissenschaft mit der Einführung der gepackten Reihe (Version 4, 1999) und spärlicher matrices (Version 5, 2003), und durch das Übernehmen der GNU-Mehrpräzisionsbibliothek erweitert worden, um Arithmetik der hohen Präzision zu bewerten.

Version 5.2 (2005) hat automatische Nebenläufigkeit hinzugefügt, wenn Berechnung auf Mehrkerncomputern durchgeführt wird. Diese Ausgabe hat Zentraleinheit spezifische optimierte Bibliotheken eingeschlossen. Außerdem wird Mathematica durch die Drittfachmann-Beschleunigungshardware wie ClearSpeed unterstützt.

2002 wurde gridMathematica eingeführt, um Benutzerniveau-Parallele zu erlauben, die auf heterogenen Trauben und Mehrverarbeiter-Systemen programmiert, und 2008 wurde parallele Rechentechnologie in alle Lizenzen von Mathematica einschließlich der Unterstützung für die Bratrost-Technologie wie Windows HPC Server 2008, Microsoft Compute Cluster Server und Sonne-Bratrost eingeschlossen.

Die Unterstützung für CUDA und OpenCL GPU Hardware wurde 2010 hinzugefügt. Außerdem kann Version 8 C-Code erzeugen, der durch ein System C Bearbeiter, wie Intel C ++ Bearbeiter oder Bearbeiter des Sehstudios 2010 automatisch kompiliert wird.

Entwicklung

Mehrere Lösungen sind verfügbar, um in Mathematica geschriebene Anwendungen einzusetzen:

• Mathematica Spieler Pro ist eine Laufzeitversion von Mathematica, der jede Anwendung von Mathematica führen wird, aber nicht erlaubt zu editieren oder Entwicklung des Codes.
• Eine kostenlose Version, Wolfram CDF Spieler, wird zur Verfügung gestellt, für Programme von Mathematica zu führen, die in Computable Document Format (CDF) gespart worden sind. Es kann auch Standarddateien von Mathematica ansehen, aber sie nicht führen. Es schließt plugins für allgemeine WWW-Browser ein.
• webMathematica erlaubt einem WWW-Browser, als ein Vorderende zu einem entfernten Server von Mathematica zu handeln. Es wird entworfen, um einem Benutzer schriftliche Anwendung zu erlauben, die über einen Browser auf jeder Plattform entfernt zuzugreifen ist. Es darf nicht verwendet werden, um vollen Zugang zu Mathematica zu geben.
• Code von Mathematica kann zum C-Code oder zu einem automatisch erzeugten DLL umgewandelt werden.

Verbindungen mit anderen Anwendungen

Die Kommunikation mit anderen Anwendungen kommt durch ein Protokoll genannt MathLink vor. Es erlaubt Kommunikation zwischen dem Kern von Mathematica und Vorderende, und stellt auch eine allgemeine Schnittstelle zwischen dem Kern und den anderen Anwendungen zur Verfügung.

Obwohl Mathematica eine große Reihe der Funktionalität hat, sind mehrere Schnittstellen zu anderer Software für den Gebrauch entwickelt worden, wo andere Programme Funktionalität haben, die Mathematica nicht zur Verfügung stellt, um jene Anwendungen zu erhöhen, oder auf Vermächtnis-Code zuzugreifen.

Wolfram-Forschung verteilt frei einen Entwickler-Bastelsatz, um Anwendungen zu verbinden, die auf der C Programmiersprache dem Kern von Mathematica durch MathLink geschrieben sind.

Das Verwenden.NET/Link., ein.NET Programm kann Mathematica bitten, Berechnung durchzuführen; ebenfalls kann ein Programm von Mathematica.NET Klassen laden.NET-Gegenstände manipulieren und Methode-Anrufe durchführen. Das macht es möglich.NET grafische Benutzerschnittstellen aus Mathematica zu bauen. Ähnliche Funktionalität wird mit J/Link erreicht. aber mit javanischen Programmen statt.NET Programme.

Die Kommunikation mit SQL Datenbanken wird durch die eingebaute Unterstützung für JDBC erreicht. Mathematica kann auch Webdienste aus einer WSDL Beschreibung installieren.

Andere Sprachen, die zu Mathematica in Verbindung stehen, schließen Haskell, AppleScript, Schläger, Visuell Grundlegend, Python und Clojure ein.

Verbindungen sind für viele mathematische Spezialsoftwarepakete einschließlich OpenOffice.org Calc, Microsoft Excel, MATLAB, R, Weisen verfügbar, MathModelica und Ursprung EINZIGARTIG.

Mathematische Gleichungen können mit anderer rechenbetonter Software oder Schriftsetzen-Software über MathML ausgetauscht werden.

Mathematica kann Echtzeitdaten über eine Verbindung zu LabView, vom Finanzfutter und direkt von Hardware-Geräten über GPIB (IEEE 488), USB und Serienschnittstellen gewinnen. Es entdeckt automatisch und liest von VERBORGENEN Geräten.

Alternative Schnittstellen sind wie JMath verfügbar, gestützt auf dem GNU hat readline und MANSCH, der selbst läuft, Programme von Mathematica (mit Argumenten) von der UNIX-Befehl-Linie enthalten.

Berechenbare Daten

Mathematica schließt Sammlungen von curated Daten in einem konsequenten Fachwerk für die unmittelbare Berechnung ein. Auf Daten kann programmatisch zugegriffen werden, um Modelle zu informieren oder zu prüfen, und wird automatisch von einem Datenserver bei der Wolfram-Forschung aktualisiert. Einige Daten wie Aktienkurse und Wetter werden in Realtime geliefert. Dateien schließen zurzeit ein:

• Astronomische Daten: 99 Eigenschaften von 155,000 astronomischen Körpern
• Chemische Daten: 111 Eigenschaften von 34,000 chemischen Zusammensetzungen, 86 Eigenschaften von 118 chemischen Elementen und 35 Eigenschaften von 1000 subatomaren Partikeln
• Geopolitische Daten: 225 Eigenschaften von 237 Ländern und 14 Eigenschaften von 160,000 Städten um die Welt
• Finanzdaten: 71 historische und schritthaltende Eigenschaften von 186,000 Anteilen und Finanzinstrumente
• Mathematische Daten: 89 Eigenschaften von 187 Polyedern, 258 Eigenschaften von 3000 Graphen, 63 Eigenschaften von 6 Knoten, 37 Eigenschaften von 21 Gitter-Strukturen, 32 Eigenschaften von 52 geodätischen Schemas
• Sprachdaten: 37 Eigenschaften von 149,000 englischen Wörtern. 26 zusätzliche Sprachwörterbücher
• Biomedizinische Daten: 41 Eigenschaften aller 40,000 menschlichen Gene, 30 Eigenschaften von 27,000 Proteinen
• Wetterdaten: Leben Sie und historische Maße von 43 Eigenschaften von 17,000 Wetterwarten um die Welt
• Daten von WolframAlpha: Trillionen von Daten weisen von WolframAlpha hin

Das Genehmigen

Mathematica ist Eigentumssoftware, die sowohl durch das Urheberrechtsgesetz als auch durch Geschäftsgeheimnis eingeschränkt ist.

Eine regelmäßige Einzelbenutzerlizenz für in einer kommerziellen Umgebung verwendeten Mathematica kostet 2495 $. Es schließt vier zusätzliche Kerne für die parallele Berechnung und ein Jahr des Dienstes ein, der Aktualisierungen, technische Unterstützung, eine Hausgebrauch-Lizenz, eine webMathematica Amateurlizenz, eine Wolfram-Arbeitstisch-Lizenz und drei Lizenzen des Spielers von Mathematica Pro einschließt. Preisnachlässe sind für die Regierung, Wohltätigkeit verfügbar, pädagogisch, Voruniversität, Schule, Student, Hausgebrauch und Ruheständler verwenden und hängen von geografischem Gebiet ab. Studentenlizenzen kosten 140 $. Ein allgemeiner "Hausgebrauch" Lizenz ("Mathematica Hausausgabe") ist auch für das Publikum verfügbar und wird an 295 $ bewertet. Bildungsseite-Lizenzen erlauben Gebrauch durch Studenten zuhause. Ein FLEXnet ähnlicher Lizenzbetriebsleiter ist verfügbar, um das Teilen von Lizenzen innerhalb einer Gruppe zur Verfügung zu stellen.

Plattform-Verfügbarkeit

Mathematica 8 wird auf verschiedenen Versionen von Linux, Mac OS X des Apfels unterstützt, und hat Windows von Microsoft NT-basiert. Alle Plattformen werden mit 64-Bit-Durchführungen unterstützt. Frühere Versionen von Mathematica haben bis zu 6.0.3 andere Betriebssysteme, einschließlich Solaris, AIX, Konvex, HP-UX, IRIX, MS-DOS, NeXTSTEP, OS/2, Ultrix und Windows Ich unterstützt.

Versionsgeschichte

Mathematica hat auf die Ideen in Cole und früherem Symbolic Manipulation Program (SMP) des Wolframs gebaut.

Wolfram-Forschung hat die folgenden Versionen von Mathematica veröffentlicht:

• Mathematica 1.0 (am 23. Juni 1988)
• Mathematica 1.1 (1989)
• Mathematica 1.2 (am 1. August 1989)
• Mathematica 2.0 (am 15. Januar 1991)
• Mathematica 2.1 (am 15. Juni 1992)
• Mathematica 2.2 (am 1. Juni 1993)
• Mathematica 3.0 (am 3. September 1996)
• Mathematica 4.0 (am 19. Mai 1999)
• Mathematica 4.1 (am 2. November 2000)
• Mathematica 4.2 (am 1. November 2002)
• Mathematica 5.0 (am 12. Juni 2003)
• Mathematica 5.1 (am 25. Oktober 2004)
• Mathematica 5.2 (am 20. Juni 2005)
• Mathematica 6.0 (am 1. Mai 2007)
• Mathematica 6.0.1 (am 5. Juli 2007)
• Mathematica 6.0.2 (2008)
• Mathematica 6.0.3 (2008)
• Mathematica 7.0 (am 18. November 2008)
• Mathematica 7.0.1 (am 5. März 2009)
• Mathematica 8.0 (am 15. November 2010)
• Mathematica 8.0.1 (am 7. März 2011)
• Mathematica 8.0.4 (am 24. Oktober 2011)

Siehe auch

• Publicon, eine technische Veröffentlichungssoftware, die durch die Wolfram-Forschung auf den Markt gebracht ist
• Wolfram-Alpha, ein Webantwort-Motor
• IMTEK Mathematica Ergänzung, eine offene Quelle Erweiterung von Mathematica für die begrenzte Element-Simulation
• Liste der Computersimulierungssoftware
• Liste, Software grafisch darzustellen
• Mathematische Software

Außenverbindungen

• Wolfram Mathematica 8
• Mathematica Dokumentationszentrum
• Niveaus eines Mathematica Ausdrucks durch Enrique Zeleny, Wolfram-Demonstrationsprojekt
• Ein kleines bisschen der Geschichte von Mathematica, die das Wachstum der Codebasis und die Zahl von Funktionen mit der Zeit dokumentiert