Математические пакеты можно разделить на 4 группы: - программы численных расчетов; - программы аналитических вычислений; - программы построения графиков; - программы верстки математических текстов.
К программам численного моделирования и инженерных расчетов относится программа Scilab, развиваемая под лицензией CeCILL.
Приложение является кроссплатформенным и может быть установлено в
Linux, Windows, Mac OS. Все данные имеют матричное представление, при
этом собственный язык программирования и синтаксис Scilab полностью
аналогичен коммерческому пакету Matlab, что позволяет обучать студентов
без затрат на покупку дорогостоящих программ. В дальнейшем, специалист
может быстро и в полной мере освоить коммерческий продукт Matlab, если
этого потребуют обстоятельства. Основные области применения
Scilab находит в задачах линейной алгебры, статистического анализа,
математического моделирования, а так же в инженерных расчетах с помощью
библиотек расширения toolboxes. Toolboxes реализуют специальные
математические функции, быстрые алгоритмы линейной алгебры (Scilab
wavelet, Linear System Inversion Toolbox и т.д.). Математическим пакет GNU Octave
выпускается под лицензией GNU GPL. Приложение может работать с
различными операционными системами. Переменные и данные представляются в
виде матриц. Синтаксис языка программирования и формат команд
аналогичен Scilab, Matlab. По мимо встроенных математических функций
существует мощный инструментарий для создания пользовательских функций. У
GNU Octave существуют различные графические интерфейсы: Kalculus -
Matlab-подобный интерфейс, написанный с применением технологии Qt4,
Xoctave, отдельный плагин для интеграции GNU Octave в распространенную
графическую среду NetBeans IDE. Как и Scilab данный пакет может быть
заменой коммерческого пакета Matlab в обучении. Свободно распространяемым пакетом аналитических вычислений является пакет Мaxima.
Программа ориентирована на проведение вычислений и преобразования
символьных и численных выражений, начиная от упрощения алгебраических
выражений до дифференцирования, интегрирования, разложения в ряд,
преобразования Лапласа, решения дифференциальных уравнений, задач
тензорной и линейной алгебры. Разработка данного пакета, как одного из
направлений системы Macsyma, велась Уильмом Шелтером с 1982 года. После
его смерти в 2001 году проект продолжил свое развитие. В настоящее время
выполняется перевод документации maxima на русский язык. Программа
работает в режиме командной строки, однако, существуют несколько
графических оболочек: TeXmacs, wxMaxima, xmaxima. Данный пакет по свой
функциональности может использовать с замен коммерческих пакетов Maple,
Mathematica. Использование офисных пакет для построения научных и
математических графиков наталкивается на значительную ограниченность
возможностей точной настройки и визуализации функций, экспериментальных
данных. На основе свободно распространяемых программ возможно
качественное повышение уровня подготовки студентов в сфере компьютерных
технологий, которые используются во всем мире. Прежде, всего это
открывает путь для самостоятельной работы студентов в рамках активно
развивающихся свободных проектов и позволяет им вносить вклад в
дальнейшее развитие программного обеспечения. Если говорить о закрытых и
платных программах, то в таких системах пользователь-исследователь
весьма ограничен в творчестве рамками соответствующего лицензионного
соглашения.
|
|