maple、matlab、mathematica这三种数学软件各有什么
优势
现在⽐较流⾏的数学软件主要有四个:MATLAB、Mathematica、Maple和MathCAD,它们各有各的特⾊,以下资料从⽹上搜索获得。
MATLAB
MATLAB意为矩阵实验室(Matrix Laboratory),采⽤C语⾔编写。70年代作为Linpack和Eispack软件包的接⼝程序,80年代出现3.0的DOS版本,后逐渐成为科技计算和视图交互系统的程序语⾔。MATLAB可以运⾏于Windows 、OS/2、Macintosh、Sun、Unix、Linux等系统平台上。MATLAB程序主要由主程序和各种⼯具包组成,其中主程序包含数百个内部核⼼函数,⼯具包则包括信号处理⼯具包、系统识别⼯具包、神经⽹络⼯具包、控制系统⼯具包、µ分析和综合⼯具包等。
MATLAB是数值计算的先锋,它以矩阵作为基本数据单位,在线性代数、数理统计、⾃动控制、数字信号处理、动态系统仿真⽅⾯已经成为⾸选⼯具,同时也是科研⼯作⼈员和⼤学⽣、研究⽣进⾏科学研究的得⼒⼯具。MATLAB在输⼊⽅⾯也很⽅便,可以使⽤内部的Editor或者其他任何字符处理器,同时它还可以与Word结合在⼀起,直接调⽤MATLAB的⼤部分功能,使Word具有特殊的计算能⼒。
Mathematica
Mathematica是由美国物理学家Stephen Wolfram领导的Wolfram Research开发的数学系统软件。它拥有强⼤的数值计算和符号计算能⼒,在这⼀⽅⾯与Maple类似,但它的符号计算核⼼不是Maple,⽽是⾃⼰开发的。
Mathematica的基本系统主要是⽤C语⾔开发的,因⽽可以⽐较容易地移植到各种平台上。Mathematica是⼀个交互式的计算系统,计算是在⽤户和Mathematica互相交换、传递信息数据的过程中完成的。Mathematica系统所接受的命令都被称作表达式,系统在接受了⼀个表达式之后就对它进⾏处理,然后再把计算结果返回。Mathematica对于输⼊形式有⽐较严格的规定,⽤户必须按照系统规定的数学格式输⼊,系统才能正确地处理,不过由于3.0版本引⼊输⼊⾯板,并且可以修改、重组输⼊⾯板,因此以前版本输⼊指令时需要不断切换⼤⼩写字符的繁琐⽅式得到很好的改善。5.1版本可以⽤各种格式保存⽂件和剪贴内容,包括RTF、HTML、BMP等格式。
Mathematica的符号功能是最强的,其运⾏构架也是最优的。它的构架由核⼼系统与前端系统构成。两个系统既合作⼜独⽴,这⽐Matlab的构架要合理。Mathematica是专为研究⼈员开发的。横向⽐较的话,Mathematica的符号能⼒⽐Maple强很多,Maple基本上是为中学⽣与⼤学⽣之学习研发的,不适合进⾏物理学与技术科学的运演;⽽Mathematica是最好的物理学科研的⼯具,Matlab是最好的技术科学数值求解的⼯具。
4个星的“数学”软件,在数学⼆字上加引号是因为他已经超越了纯粹数学的范畴,这主要表现在他不断开发的⾯向于不同学科的⼯具包。就做数学和应⽤数学的能⼒来说Mathematica不如Maple(并不是说其做不了,不怕⿇烦编程序也能做,但是话说回来基本的东西都编程序的话,那么和Fortran之类的语⾔没什么区别了)。另⼀个问题是Mathematica的内核不如Maple稳定(计算速度较Maple慢,我是说纯粹的计算时间,不是输⼊命令的时间,⽬前的Maple的Java界⾯⽐较失败,让⼈感觉算Maple算得慢,其实不是这样的)。Mathematica的诱⼈之处是与其它数值软件相⽐可以做符号运算,与Maple相⽐⼆次开发性好,⼯具包⽐Maple做的好。此外,其⾃带的语⾔是⾯向对象的,很厉害,很灵活。
Maple
Maple是由Waterloo⼤学开发的数学系统软件,它不但具有精确的数值处理功能,⽽且具有⽆以伦⽐的符号计算功能。Maple的符号计算能⼒还是MathCAD和MATLAB等软件的符号处理的核⼼。Maple提供了2000余种数学函数,涉及范围包括:普通数学、⾼等数学、线性代数、数论、离散数学、图形学。它还提供了⼀套内置的编程语⾔,⽤户可以开发⾃⼰的应⽤程序,⽽且Maple⾃⾝的2000多种函数,基本上是⽤此语⾔开发的。
Maple采⽤字符⾏输⼊⽅式,输⼊时需要按照规定的格式输⼊,虽然与⼀般常见的数学格式不同,但灵活⽅便,也很容易理解。输出则可以选择字符⽅式和图形⽅式,产⽣的图形结果可以很⽅便地剪贴到Windows应⽤程序内。
5个星的数学软件,纯粹数学的巨⼈,如果想做数学和应⽤数学的能⼒(数值的除外)其是最好的选择。但是此软件⼆次开发能⼒不好,仅把软件的发展⽬标放在数学上,不想向其它领域发展。Maple⾃带的语⾔较容易理解,就像⽤英语说话⼀样。
MathCAD
MathCAD是美国Mathsoft公司推出的⼀个交互式的数学系统软件。从早期的DOS下的1.0和Windows下的4.0版本,到今⽇的8.0版本,功能也从简单的数值计算,直⾄引⽤Maple强⼤的符号计算能⼒,使得它发⽣了⼀个质的飞跃。
matlab难还是c语言难MathCAD可以看作是⼀个功能强⼤的计算器,没有很复杂的规则;同时它也可以和Word、Lotus、WPS2000等字处理软件很好地配合使⽤,可以把它当作⼀个出⾊的全屏幕数学公式编辑器。
MathCAD是集⽂本编辑、数学计算、程序编辑和仿真于⼀体的软件,主要特点是输⼊格式与⼈们习惯的数学书写格式很近似,采⽤WYSWYG(所见即所得)界⾯,特别适合⼀般⽆须进⾏复杂编程或要求⽐较特殊的计算。MathCAD 7.0还带有⼀个程序编辑器,语法特别简
单,对于⼀般⽐较短⼩,或者要求计算速度⽐较低时,可以⽤这个程序编辑器。
四种软件的⽐较
如果仅仅是要求⼀般的计算或者是普通⽤户⽇常使⽤,⾸选的是MathCAD,它在⾼等数学⽅⾯所具有的能⼒,⾜够⼀般客户的要求,⽽且它的输⼊界⾯也特别友好。如果要求计算精度、符号计算和编程⽅⾯的话,最好同时使⽤Maple和Mathematica,它们在符号处理⽅⾯各具特⾊,有些Maple不能处理的,Mathematica却能处理,诸如某些积分、求极限等⽅⾯,这些都是⽐较特殊的。如果要求进⾏矩阵⽅⾯或图形⽅⾯的处理,则选择MATLAB,它的矩阵计算和图形处理⽅⾯则是它的强项,同时利⽤MATLAB的NoteBook功能,结合Word的编辑功能,可以很⽅便地编辑科技⽂章。

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