Quiero realizar investigaciones de ingeniería, construir modelos de puentes y realizar programación y cálculos matriciales. ¿Qué software es más fácil de usar, Matlab, Maple o Mathematica? Gracias
Sugerencia personal: MATLAB
Actualmente existen cuatro software matemáticos populares y conocidos en los círculos de tecnología e ingeniería, a saber, Maple, MATLAB, MathCAD y Mathematica. Tienen diferentes características en sus respectivos objetivos.
1. Sistema Maple V
Maple V es un software de sistema matemático desarrollado por la Universidad de Waterloo. No solo tiene funciones de procesamiento numérico precisas, sino que también tiene funciones de cálculo simbólico sin igual. Las capacidades de computación simbólica de Maple V son también el núcleo del procesamiento simbólico en software como MathCAD y MATLAB. Maple proporciona más de 2000 funciones matemáticas, que cubren matemáticas generales, matemáticas avanzadas, álgebra lineal, teoría de números, matemáticas discretas y gráficos. También proporciona un conjunto de lenguajes de programación integrados que permiten a los usuarios desarrollar sus propias aplicaciones, y las más de 2000 funciones de Maple se desarrollan básicamente en este lenguaje.
Maple utiliza un método de entrada de línea de caracteres, que requiere la entrada de acuerdo con el formato prescrito. Aunque es diferente del formato matemático común, es flexible, conveniente y fácil de entender. Puede elegir el modo de caracteres o el modo gráfico para la salida, y los resultados gráficos generados se pueden cortar y pegar fácilmente en aplicaciones de Windows.
2. Sistema MATLAB
MATLAB fue originalmente un programa de interfaz utilizado por Matrix Laboratory en la década de 1970 para proporcionar paquetes de software Linpack y Eispack, escritos en lenguaje C. Desde que apareció la versión 3.0 de DOS en la década de 1980, se ha convertido gradualmente en un sistema tecnológico de computación, interacción de visualización y lenguaje de programación. MATLAB puede ejecutarse en más de una docena de plataformas operativas, las más comunes son los sistemas basados en Windows 9X/NT, OS/2, Macintosh, Sun, Unix, Linux y otras plataformas.
El programa MATLAB se compone principalmente del programa principal y varios kits de herramientas. El programa principal contiene cientos de funciones centrales internas. Los kits de herramientas incluyen simulación de sistemas complejos, kits de herramientas de procesamiento de señales, kits de herramientas de identificación del sistema y optimización. , kit de herramientas de redes neuronales, kit de herramientas de sistemas de control, kit de herramientas de análisis y síntesis de μ, kit de herramientas de spline, kit de herramientas de matemáticas simbólicas, kit de herramientas de procesamiento de imágenes, kit de herramientas estadísticas, etc. Además, la versión 5.x también contiene un conjunto de docenas de archivos PDF, con introducciones detalladas desde la introducción al uso de MATLAB hasta otras aplicaciones especiales.
MATLAB es pionero en computación numérica. Utiliza matrices como unidad de datos básica y se ha convertido en la herramienta preferida en la aplicación de álgebra lineal, estadística matemática, control automático, procesamiento de señales digitales y sistemas dinámicos. La simulación también es una herramienta importante para la investigación científica. Una herramienta poderosa para que investigadores, estudiantes universitarios y estudiantes de posgrado realicen investigaciones científicas. MATLAB también es muy conveniente para la entrada. Puede usar el editor interno o cualquier otro procesador de caracteres. Al mismo tiempo, se puede combinar con Word6.0/7.0 para llamar directamente a la mayoría de las funciones de MATLAB en la página de Word. Word tiene un poder de computación especial.
3. Sistema MathCAD
MathCAD es un software de sistema matemático interactivo lanzado por la empresa estadounidense Mathsoft. Desde la primera versión 1.0 en DOS y 4.0 en Windows hasta la actual versión 8.0, sus funciones también han evolucionado desde simples cálculos numéricos hasta el uso de las poderosas capacidades de cálculo simbólico de Maple, lo que lo convierte en un salto cualitativo.
MathCAD es un software que integra edición de texto, cálculos matemáticos, edición de programas y simulación. MathCAD7.0 Professional (versión profesional) se ejecuta en Win9X/NT. Su característica principal es que el formato de entrada es muy similar al formato de escritura matemática al que la gente está acostumbrada. Adopta la interfaz WYSWYG (lo que ves, lo que obtienes). , que es especialmente adecuado para aplicaciones generales que no requieren programación ni requisitos complejos. MathCAD 7.0 Professional también viene con un editor de programas, que se puede utilizar cuando el programa es generalmente corto o requiere una velocidad de cálculo baja.
La ventaja de este editor de programas es que la sintaxis es extremadamente sencilla.
MathCAD puede considerarse como una calculadora poderosa sin reglas muy complicadas, al mismo tiempo, también puede usarse bien con software de procesamiento de textos como Word, Lotus, WPS2000, etc. Un excelente editor de fórmulas matemáticas a pantalla completa.
4. Sistema Mathematica
Mathematica es un software de sistema matemático desarrollado por Wolfram Research dirigido por el físico estadounidense Stephen Wolfram. Tiene potentes capacidades de cálculo numérico y cálculo simbólico, similares a Maple en este aspecto, pero su cálculo simbólico no se basa en Maple, sino que lo desarrolla él mismo.
El sistema básico de Mathematica está desarrollado principalmente en lenguaje C, por lo que se puede trasplantar fácilmente a varias plataformas. Mathematica es un sistema informático interactivo que se intercambia y transfiere entre el usuario y Mathematica. proceso de datos de información. Los comandos aceptados por el sistema Mathematica se denominan expresiones. Después de que el sistema acepta una expresión, la procesa y luego devuelve el resultado del cálculo. Mathematica tiene regulaciones relativamente estrictas sobre los formularios de entrada. Los usuarios deben ingresar de acuerdo con el formato matemático especificado por el sistema para que el sistema pueda procesarlo correctamente. Sin embargo, desde la versión 3.0 presenta el panel de entrada, y el panel de entrada se puede modificar y reorganizar. Las versiones anteriores requieren una entrada constante al ingresar instrucciones. La tediosa forma de cambiar entre caracteres en mayúsculas y minúsculas ha mejorado considerablemente. La versión 3.0 puede guardar archivos y recortar contenido en varios formatos, incluidos RTF, HTML, BMP y otros formatos.
Cinco. Comparación de cuatro tipos de software
¿Qué software de matemáticas elegir? Si solo requiere cálculos generales o uso diario por parte de usuarios comunes, la primera opción es MathCAD, que es muy bueno. Popular en matemáticas avanzadas. Sus capacidades son suficientes para satisfacer los requisitos de los clientes comunes y su interfaz de entrada también es particularmente amigable. Si necesita precisión computacional, cálculos simbólicos y programación, es mejor usar Maple y Mathematica al mismo tiempo. Tienen sus propias características en el procesamiento simbólico. Mathematica puede manejar algunas cosas que Maple no puede manejar, como ciertas integrales y encontrar límites. , etc. Estos son bastante especiales. Si necesita procesamiento matricial o de gráficos, elija MATLAB. Su cálculo matricial y procesamiento de gráficos son sus puntos fuertes. Al mismo tiempo, utilizando la función NoteBook de MATLAB y la función de edición de Word6.0/7.0, puede procesar fácilmente artículos científicos.
Mathematica es confiable. Muchas universidades extranjeras famosas lo utilizan para cálculos analíticos, derivación de fórmulas, pruebas e investigación de algoritmos. Personalmente, creo que es el número uno. Su visualización del análisis matemático no tiene paralelo. En comparación con otro software famoso, Maple, el rendimiento integral es aún mejor. Debe saber que la mayor parte de la derivación de fórmulas en artículos de física cuántica y astrofísica en el mundo se completa con él. Es absolutamente de alta gama pero fácil de usar. Es una buena ayuda para los investigadores en matemáticas, mecánica y física. Incluso sus cálculos numéricos pueden hacer frente a la investigación académica. Las últimas versiones de Mathematica y Maple han mejorado enormemente la entrada de fórmulas de usuario, haciéndolas más cómodas y sencillas.
Muchas universidades importantes de América del Norte exigen que se utilice para completar tareas y proyectos en cursos de teoría de la mecánica matemática, como mecánica elástica, teoría de placas y capas y elementos finitos. Personalmente creo que, como trabajador de la mecánica computacional, desde la perspectiva del dominio del lenguaje, basta con dominar tres lenguajes informáticos. Mathematica se utiliza para la investigación de métodos analíticos y modelos matemáticos, y Matlab se utiliza para implementar algoritmos numéricos (por supuesto). todavía se puede hacer), también se usa Mathematica) y Fortran se usa para escribir código fuente ejecutable. No es necesario sumergirse en numerosos idiomas y software informático, no tiene sentido.