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发表于 2009-4-18 20:03 |只看该作者 |倒序浏览
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数学建模软件介绍
4 q+ y/ x5 Y/ W  [8 b( S一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica和SAS下面简单介绍一下这四种。 . ^* n( G0 g( D4 ^* W& T- B% W* w

9 A4 J+ g8 O1 p  b' @7 q1.MATLAB的概况
8 Q8 G7 `3 _7 q. @* \# E. uMATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处
7 T  D+ a6 d$ X5 p
! ~) k8 ]  U4 }理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
1 a0 n& d1 Q0 |% r
/ q8 g/ e+ J, H+ m8 [1 lMATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等
, v# O# t) F; G# J9 L
' i: t1 p* R" Q) n语言完相同的事情简捷得多. 0 C' D/ |. Q" M) L

% T! f5 N& i1 f. m) @当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具 5 O/ c, z8 F+ {, x* n
9 P, h( h- b8 I) i. D' w5 z
包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强
6 x8 l- Y- b9 z4 k8 r' d! v9 w; X) F' \' Q
的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.
% k0 s/ D  i( ~! L+ }  i7 @3 b1 c3 P* X. w1 {
开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改 ( S- M5 z' S5 A0 M7 @

/ n2 @6 ?; E" O, m或加入自己编写程序构造新的专用工具包.   N) f8 \5 y( S0 U

; v4 i( t) x( J  X2 b# m+ f/ M, S2.Mathematica的概况 7 {$ m' X& W" x; d! Z) k
Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者 Stephen Wolfram 成立于 : f0 m- `% R) [" h0 t1 p+ q

5 Y( ^9 h! v; F1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。Mathematica 是一套整合数字以
( b+ f5 Z' _/ }, m- b
8 ^" Y, A, K' C) f. }/ x及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级
6 c& L/ Z; ~) P& t6 H$ c/ Z. G3 F+ B
5 d: E. v  C' a9 I科学运算环境。目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广 , N. u) z* T9 P1 n: e' k) l

2 w; G, q* ^' m2 p+ l泛使用。
# ]( l4 }% i1 @5 {2 c, l9 u! l+ k7 Y5 v5 |: l+ D- b$ z  u
Mathematica 的特色 1 _" `0 w" R/ F  U7 T( n9 F
4 U! r5 K! L& l  k' s/ i( G
·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库,让 Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算,例如特征向量、 反矩阵等,皆比Matlab R13做得更快更好,提供业界最精确的数值运算结果。 6 H+ u- }3 C! g5 Y, R
# t- u- e% `* v, X2 |4 B
·Mathematica不但可以做数值计算,还提供最优秀的可设计的符号运算。 # ?; m6 q. z) i% E/ y$ q
; E+ b: A1 F: G" w1 |4 l; V
·丰富的数学函数库,可以快速的解答微积分、线性代数、微分方程、复变函数、数值分析、机率统计等等问题。 ! A6 e. B# ^9 Q
$ f+ o+ L! B- R2 B
·Mathematica可以绘制各专业领域专业函数图形,提供丰富的图形表示方法,结果呈现可视化。
0 i5 e6 t6 D0 i: D# n
& s& y) |, o# }! g0 `·Mathematica可编排专业的科学论文期刊,让运算与排版在同一环境下完成,提供高品质可编辑的排版公式与表格,屏幕与打印的 自动最佳化排版,组织由初始概念到最后报告的计划,并且对 txt、html、pdf 等格式的输出提供了最好的兼容性。 0 B2 ?$ Y; ~* X" z9 o2 R, G

( G& r1 K: q$ h, q- I% s0 \5 O·可与 C、C++ 、Fortran、Perl、Visual Basic、以及 Java 结合,提供强大高级语言接口功能,使得程序开发更方便。 3 h7 |- a" ]" U. H. q+ v
' C  q( X5 b) [; ]0 T; M2 a. a
·Mathematica本身就是一个方便学习的程序语言。 Mathematica提供互动且丰富的帮助功能,让使用者现学现卖。强大的功能,简 单的操作,非常容易学习特点,可以最有效的缩短研发时间。
) [7 B& U( v  F) H  {" u
8 G' D; S1 z/ g$ W. A4 E9 C3.lingo的概况
! F4 J& z3 ^& Q; B, d/ ~LINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中 . s6 a  c- M1 j0 D

7 V; R2 Z0 a7 ^- ^4 G  kLINGO 6.0学生版最多可版最多达300个变量和150个约束的规则问题,其标准版的求解能力亦再10^4量级以上。虽然LINDO和 7 s8 R$ b" H" a, d# ?& S+ {
7 ]) g) Z9 F1 O4 A
LINGO不能直接求解目标规划问题,但用序贯式算法可分解成一个个LINDO和LINGO能解决的规划问题。 $ R; W4 _( H/ b4 f& p/ U

* P1 w8 C# [# X+ e, S: B  l8 N
, P% w' Y7 V) R! K* k" w模型建立语言和求解引擎的整合 ! b7 S& [. f0 L+ L1 o+ m& r; }

* R) v% M! w0 ~9 @; Z7 H7 {! p& @1 a. x9 }
LINGO是使建立和求解线性、非线性和整数最佳化模型更快更简单更有效率的综合工具。LINGO提供强大的语言和快速的求解引擎来阐述和求解最佳化模型。 8 z' Q, g- S$ n' ?

' A& `( H% B8 b3 s% I0 b
) S5 k8 t' ?# g■ 简单的模型表示
6 U: R* T/ T- A7 M, {& ELINGO可以将线性、非线性和整数问题迅速得予以公式表示,并且容易阅读、了解和修改。
$ T8 r  f+ j2 y, F+ Z
- P( g4 ^1 e6 \" D( M: O8 d6 @* I. l5 i* m% C/ B
■ 方便的数据输入和输出选择
& i* \$ w7 _" ~LINGO建立的模型可以直接从数据库或工作表获取资料。同样地, LINGO可以将求解结果直接输出到数据库或工作表。
! M. b& Y5 F/ b- x8 a# |9 |# J; n% a
% a, `* W& S# C. P+ n! b/ e' O" f3 W" e8 Y
■ 强大的求解引擎 1 B4 \: c, ?2 w+ R) I# _
LINGO内建的求解引擎有线性、非线性(convex and nonconvex)、二次、二次限制和整数最佳化。 3 h, O% _4 L! C+ \

- d- [2 X4 M% Y6 k( r8 d. W, d% S! L5 {% @9 f3 k7 n
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ; A1 E: @# V+ ^( _7 i& g* k$ R
LINGO提供完全互动的环境供您建立、求解和分析模型。LINGO也提供DLL和OLE界面可供使用者由撰写的程序中呼叫。 * u$ q8 t' |+ C8 E% Z6 V$ T' D% K
3 [% R: V- F8 F8 p: `( U7 b5 j$ k

& b: U, v9 P" M3 i# K' m■ 广泛的文件和HELP功能 + A* _' M/ Y2 ]6 w' h# |# l
LINGO提供的所有工具和文件可使你迅速入门和上手。LINGO使用者手册有详细的功能定义。
) m" k* r( Q' A- p* V7 [8 b- U: e
6 J2 ~0 G# s! ?4.SAS软件概况 ! r2 Y7 y+ ^7 u: Y
SAS系统全称为Statistics Analysis System,最早由北卡罗来纳大学的两位生物统计学研究生编制,并于1976年成立了SAS软件研究所,正式推出了SAS软件。SAS是用于决策支持的大型集成信息系统,但该软件系统最早的功能限于统计分析,至今,统计分析功能也仍是它的重要组成部分和核心功能。SAS现在的版本为9.0版,大小约为1G。经过多年的发展,SAS已被全世界120多个国家和地区的近三万家机构所采用,直接用户则超过三百万人,遍及金融、医药卫生、生产、运输、通讯、政府和教育科研等领域。在英美等国,能熟练使用SAS进行统计分析是许多公司和科研机构选材的条件之一。在数据处理和统计分析领域,SAS系统被誉为国际上的标准软件系统,并在96~97年度被评选为建立数据库的首选产品。堪称统计软件界的巨无霸。在此仅举一例如下:在以苛刻严格著称于世的美国FDA新药审批程序中,新药试验结果的统计分析规定只能用SAS进行,其他软件的计算结果一律无效!哪怕只是简单的均数和标准差也不行!由此可见SAS的权威地位。
8 j1 ^  H; L0 m( L1 I/ Y2 v
' r6 F7 ?- O0 u$ W5 W7 ZSAS系统是一个组合软件系统,它由多个功能模块组合而成,其基本部分是BASE SAS模块。BASE SAS模块是SAS系统的核心,承担着主要的数据管理任务,并管理用户使用环境,进行用户语言的处理,调用其他SAS模块和产品。也就是说,SAS系统的运行,首先必须启动BASE SAS模块,它除了本身所具有数据管理、程序设计及描述统计计算功能以外,还是SAS系统的中央调度室。它除可单独存在外,也可与其他产品或模块共同构成一个完整的系统。各模块的安装及更新都可通过其安装程序非常方便地进行。SAS系统具有灵活的功能扩展接口和强大的功能模块,在BASE SAS的基础上,还可以增加如下不同的模块而增加不同的功能:SAS/STAT(统计分析模块)、SAS/GRAPH(绘图模块)、SAS/QC(质量控制模块)、SAS/ETS(经济计量学和时间序列分析模块)、SAS/OR(运筹学模块)、SAS/IML(交互式矩阵程序设计语言模块)、SAS/FSP(快速数据处理的交互式菜单系统模块)、SAS/AF(交互式全屏幕软件应用系统模块)等等。SAS有一个智能型绘图系统,不仅能绘各种统计图,还能绘出地图。SAS提供多个统计过程,每个过程均含有极丰富的任选项。用户还可以通过对数据集的一连串加工,实现更为复杂的统计分析。此外,SAS还提供了各类概率分析函数、分位数函数、样本统计函数和随机数生成函数,使用户能方便地实现特殊统计要求。! {/ P8 R9 `  s3 {# t$ ?4 j
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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