на тему рефераты Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
на тему рефераты
на тему рефераты
МЕНЮ|
на тему рефераты
поиск
Реферат: Система Mathematica 4

Реферат: Система Mathematica 4

Министерство образования и науки Российской Федерации

Хабаровский государственный педагогический университет

РЕФЕРАТ

на тему:

«Система MATHEMATICA

Выполнил: студент 233 гр. ИМФиИТ

Лагойко Евгений

Проверил преподаватель:

Ершов Николай Егорович

г. Хабаровск

2004 г.

Содержание.

I. Введение..................................................3

II. Основная часть

1. Система Mathematica 4...................................................4

2. Строка меню и окно редактора документа..................................5

3. Палитры математических операций и функций...............................7

4. Особенности интерфейса Mathematica 4....................................8

5. Работа с файлами........................................................9

6. Меню File..............................................................11

7. Основные классы данных.................................................13

8. Функции компьютерной алгебры...........................................14

9. Операции математического анализа.......................................17

10. Двумерная графика........................................................20

11. Трехмерная графика........................................................23

12. Методы программирования...................................................27

III. Заключение...................................................30

IV. Список использованной литературы...............................32

I. Введение

Зарождение и развитие систем компьютерной алгебры

У истоков рождения систем компьютерной алгебры

Эру создания компьютерной символьной математики принято отсчитывать с начала

60-х годов. Именно тогда в вычислительной технике возникла новая ветвь

компьютерной математики, не совсем точно, но зато броско названная

компьютерной алгеброй. Речь шла о возможности создания компьютерных систем,

способных осуществлять типовые алгебраические преобразования: подстановки в

выражениях, упрощение выражений, операции со степенными многочленами

(полиномами), решение линейных и нелинейных уравнений и их систем, вычисление

их корней и т. д. При этом предполагалась возможность получения аналитических

(символьных) результатов везде, где это только возможно.

К сожалению, книги по этому направлению были способны лишь отпугнуть обычного

читателя и пользователя компьютера от изучения возможностей компьютерной

алгебры в силу перенасыщенности их узкоспециальным теоретическим материалом и

весьма специфического языка описания. Материал таких книг, возможно,

интересен математикам, занимающимся разработкой систем компьютерной алгебры,

но отнюдь не основной массе их пользователей.

Большинство же пользователей заинтересовано в том, чтобы правильно выполнить

конкретные аналитические преобразования, вычислить в символьном виде

производную или первообразную заданной функции, разложить ее в ряд Тейлора

или Фурье, провести аппроксимацию и т. д., а вовсе не в детальном и сложном

математическом и логическом описании того, как это делается компьютером (или,

точнее, его программистом). Здесь та же ситуация, что и с телевизором,

радиоприемником или факсом: большинство из нас пользуются этими аппаратами,

вовсе не интересуясь тем, как именно они выполняют свои довольно сложные

функции.

Это тем более важно в связи с тем, что предметные области, представляющие

интерес для пользователя (будь он математик, физик, биолог или химик),

перегружены своим собственным математическим аппаратом. Словом, большинству

пользователей нужны системы компьютерной алгебры в качестве простого и удобного

инструмента >для работы, а не в виде сборища головоломок и ребусов,

требующих массы времени на разгадку их таинств.

Поняв эту истину, многие западные фирмы приступили к созданию компьютерных

систем символьной математики, ориентированных на широкие круги пользователей,

не являющихся профессионалами в компьютерной алгебре. Учитывая невероятно

большую сложность автоматизации решения задач в аналитическом виде (число

математических преобразований и соотношений весьма велико, и некоторые из них

неоднозначны в истолковании), первые подобные системы удалось создать лишь

для больших ЭВМ. Но затем появились и системы, доступные для мини-ЭВМ.

Заметное развитие получили языки программирования для символьных вычислений

Reduce, система muMath для малых ЭВМ, а в дальнейшем — интегрированные

системы символьной математики для персональных компьютеров: Derive, MathCAD,

Mathematica, Maple V и др.

В бывшем СССР большой вклад в развитие систем символьной математики внесла

школа покойного академика Глушкова. В конце 70-х годов были созданы малые

инженерные ЭВМ класса «Мир», способные выполнять аналитические вычисления

даже на аппаратном уровне. Был разработан и успешно применялся язык

символьных вычислений «Аналитик». Эти работы отчасти предвосхитили развитие

систем символьной математики. К огромному сожалению, они появились слишком

рано для своего времени и не соответствовали «генеральной линии» развития

советской вычислительной техники в те годы. Уклон в сторону развития больших

ЭВМ серии ЕС, навязанный в СССР компьютерными чиновниками, отодвинул

компьютеры «Мир» на задний план, а затем этот класс компьютеров просто

прекратил свое существование и развитие.

К сожалению, в отрыве от мировой науки и серьезных источников финансирования

наши работы (за исключением некоторых теоретических) в области компьютерной

алгебры оказались малоэффективными — отечественных систем компьютерной

алгебры для персональных компьютеров, доведенных до серийного производства и

мировой известности, так и не было создано (впрочем, как и

конкурентоспособных ПК на нашей элементной базе). Зато множество наших

специалистов — как математиков, так и программистов — эмигрировали на Запад и

приняли участие, порой весьма серьезное, в разработке западных систем

символьной математики. В том числе и систем класса Mathematica.

Стоимость серийных СКМ все еще чрезмерно велика для большинства наших

пользователей. Поэтому не случайно, что (за редчайшим исключением) наши

пользователи используют такие системы, распространяемые на CD-ROM

сомнительного происхождения. Однако программные продукты на таких CD-ROM

поступают без документации, а порой даже в неполном и неполноценном виде, что

затрудняет их серьезное применение.

II. Основная часть

1. Система Mathematica 4

Ожидалось, что, как и предшествующие реализации 1 и 2, система Mathematica 3

даст начало многолетнему марафону постепенного усовершенствования этой

системы. Но вопреки этому фирма Wolfram совершила довольно неожиданный для

нее шаг — не успели пользователи разобраться с многими новациями Mathematica

3, как в июне 1999 г. на рынок была выпущена новейшая реализация системы —

Mathematica 4. При этом имеющиеся данные свидетельствуют о коренном

пересмотре базовых концепций, заложенных в систему. Видимо, роль в этом

сыграло приближение 2000 года.

Новая система получила развитие прежде всего как система для быстрых и

объемных численных вычислений при сохранении всего ее могущества в области

символьной математики. Значительно повышена скорость основных численных

вычислений и операций с произвольной разрядностью. Улучшена плотность

упаковки массивов, введен ряд новых встроенных функций. Повышена скорость

работы пользовательского интерфейса, он стал более удобным. Чего стоит, к

примеру, такая мелочь, как изменение цвета элементов выражений в ходе их

ввода — это облегчает устранение ошибок при вводе сложных выражений.

Теперь уже окончательно ясно — разработчики системы продолжают интенсивно

работать над ней и превратили Mathematica 4 в мощную универсальную СКМ. И

первые данные о новой версии системы, которые читатель найдет в этой книге,

ясно говорят о том, что разработчики систем этого класса отнюдь не намерены

уступать первенство в создании наиболее сложных и продвинутых систем

компьютерной алгебры. Возможности новой системы весьма впечатляют!

Важно отметить, что весьма обширные новые возможности Mathematica 4 относятся

почти исключительно к количественным показателям системы и никоим образом не

влияют на статический вид интерфейса систем (в сравнении с Mathematica 3) и

на вид готовящихся документов-блокнотов (notebooks). Поэтому в дальнейшем мы

под системой Mathematica будем иметь в виду одновременно обе версии — ставшую

у нас хорошо известной Mathematica 3 и новейшую Mathematica 4. Указание на

конкретную версию будет делаться только в том случае, если описываются ее

специфические возможности. Многочисленные внутренние отличия системы

Mathematica 4 от Mathematica 3 будут рассмотрены по ходу дела.

2. Строка меню и окно редактирования документов

До сих пор разработчики пользовательского интерфейса математических систем по

существу копировали стандартный интерфейс программ из комплекса Microsoft

Office 95/97, в частности, самого популярного текстового процессора Word

95/97. Разработчики интерфейса пользователя систем Mathematica 3/4 отошли от

этой традиции.

Нетрудно заметить, что пользовательский интерфейс систем Mathematica 3/4

реализует отдельный вывод своих элементов — окон (включая основное окно

редактирования), панелей, палитр знаков и т. д. Это позволяет располагать их

в любых местах экрана, что особенно удобно при работе с дисплеями, имеющими

большой размер изображения — от 17 дюймов по диагонали и выше. При работе с

дисплеями, имеющими небольшой экран (14 или 15 дюймов) и стандартном

разрешении 640x480 пикселей раздельный вывод элементов интерфейса скорее

неудобен, поскольку приходится тщательно располагать их в нужных местах и

индивидуально подстраивать размеры отдельных окон и палитр. Однако после

настройки элементы интерфейса выводятся в том виде, как это было задано.

Главное окно системы имеет крайне невзрачный вид, поскольку не содержит

ничего, кроме строки заголовка и строки меню.

Справа и снизу большого окна редактирования находятся линейки прокрутки с

характерными ползунками, управляемыми мышью. Они предназначены для скроллинга

текстов больших документов, если последние не помещаются в видимой части

окна. Положение ползунка приближенно указывает место в документе, которое в

данный момент отображается на экране.

В самом низу в начале линейки прокрутки имеется строка состояния (Status bar)

с информацией о текущем режиме работы. Эта информация (если она есть в данный

момент) полезна для оперативного контроля в ходе работы с системой.

Реферат: Система Mathematica 4

Рис.1 Главное окно системы Mathematica 4.

Главное меню системы содержит следующие позиции:

Файл (File) — работа с файлами: создание нового файла, выбор файла из

каталога, закрытие файла, запись текущего файла, запись файла с изменением

имени, печать документа и завершение работы;

Редактировать (Edit) — основные операции редактирования (отмена операции,

копирование выделенных участков документа в буфер с их удалением и без

удаления, перенос выделенных участков, их стирание);

Ячейка (Cell) — работа с ячейками (объединение и разъединение ячеек,

установка статуса ячейки, открытие и закрытие);

Формат (Format) — управление форматом документов;

Ввод (Input) — задание элементов ввода (графиков, матриц, гиперссылок и т. д.);

Ядро (Kernel) — управление ядром системы;

Найти (Find) — поиск заданных данных;

Окно (Window) — операции с окнами и их расположением;

Помощь (Help) — управление справочной системой.

Часть команд может быть в данный момент невыполнима — например, нельзя

вычислить значение выражения, если его самого нет в окне редактирования или

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.