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数学建模软件介绍 9 T! K9 X: t. c }* q; Y
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。 % P8 k; h: H6 s0 [7 E/ H; g
5 t( i8 n+ _' L1 }9 j0 n8 q/ z1.MATLAB的概况
; h( t' y4 [/ e3 O7 L/ HMATLAB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
# R1 g; q/ I2 o& C+ D8 c% l/ ~ a; O. W* ]0 A L
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
1 ]1 K& s2 D: a1 o9 d# r5 C' {/ D7 I
MATLAB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
* T; r6 K0 v. a! b. y2 W2 F: u% v" ~, ?7 S% g9 ^
语言完相同的事情简捷得多. , o& _+ p2 L2 D3 D
/ H0 X$ H: p: m& v ?6 O# v
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
% v7 `; h+ A6 W. l
6 q+ I% Z9 I3 F9 X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 8 h) b4 Q, Z9 d3 I# X
5 {! u. y5 u; V
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.
+ r/ B6 Z8 d4 r4 ^% \/ ^& y! K* t9 m6 ]# G7 i% {2 C4 P$ t
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 * M+ B6 h( m5 B! Z
% H! d( J- ~4 H. q& d或加入自己编写程序构造新的专用工具包. 5 S# [1 i8 `* i$ @
6 n5 Q' l) n6 q* ~! P( c2.Mathematica的概况 5 z3 [, F% S9 `7 a& @
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
- i% v& W. B0 h. [1 V# b6 e7 j+ L
& ~8 o% `8 p. J4 V# g# E1987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 - C: M1 F6 B2 M" B6 W
7 v- a$ n" }: A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 H- q; h& k8 @
0 |7 V8 P4 V, L3 K- e( N7 x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 1 \* a: O6 e9 n
+ O2 [& _; L, i
泛使用。 5 P3 _' l3 K# a
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Mathematica 的特色 2 x) ]+ U; e/ y. \# v3 b7 F0 A
1 [$ r; m1 }6 f( p3 ~4 f2 |·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。 # Q: m8 x8 B7 F: l6 z/ u9 K# X) @& q3 y
3 B W* v* Y) @$ ?. F, x·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。
0 p M% \ M% _& e+ E
: u$ A) f1 E8 [' ?, r·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。
+ k0 M! n4 n2 Z2 F( J7 Q. w8 I( [( W% `2 r v
·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。
2 j9 f0 e( B/ \$ T' a7 ~& X: f6 a7 | k0 \
·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。
+ [" H; Z4 ^# y8 x" M3 j
, R* s! e) z4 s. F, P0 z% t·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。
1 h2 V3 ^; |& ?. ~$ W, h- L) d& z5 p$ z5 f7 R
·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 ~$ q; j% r+ f" V. @9 K) b
* o2 @+ e) \) t" ] y9 ?% R" q3.lingo的概况
/ y, b# Z9 g& S9 x/ e) ^9 ELINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中
+ T) A. T# u [; Q K
, @# l: ]! A( G/ y- MLINGO 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 6 p" z2 I7 S- Q4 U
# ^/ m4 } U& s" o, t. N; e
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。
: G6 g$ {6 l9 f: T- ~6 w5 X+ r% o/ F
+ K0 x+ E! N2 l+ O模型建立语言和求解引擎的整合
% [. {& P9 \% i' V( X3 L/ K6 G: Z/ B U- m
( o6 c( A0 w# s1 I4 eLINGO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。
5 q; u2 a, d, e9 `' L1 c. w
1 L6 O# k$ S# Q8 V# S
& W! q- U. J6 f■ 简单的模型表示 7 M# Y3 H2 L8 e1 u$ ?# M+ i7 \' L
LINGO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。 7 ~+ I! g3 M: f4 X9 Q' | e
. q( u8 N' e1 |2 @5 b$ h; Y
! t: z. f! @( ]3 ~9 E# O
■ 方便的数据输入和输出选择 ( I' y5 y6 Q# ?( V3 t) S4 N( i/ B
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。
, g$ C* U) ] s5 c- d# X; _$ o1 f' b/ U. t
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■ 强大的求解引擎
# R7 \3 ^: E; t2 h1 RLINGO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。
- M% p: o3 s& D% z! S2 F6 K1 x$ c: m$ c4 Q4 r
) r5 f7 K: ?+ _, r1 |. f3 j■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ( X; F+ ]0 L& y
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。
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2 I p# q9 N# [" ?: p. a- n3 V# P
■ 广泛的文件和HELP功能 1 i* `- P# U' h( t) F* v
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。
! I: z( ]8 C* I
3 A! b: x$ i9 f) B3 X2 K$ G4.SAS软件概况
8 D7 |' f2 b# XSAS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。
g- [# |9 P/ O7 k+ B2 D' b; N7 `. V R6 Q% R
SAS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。
! k4 A; y# A5 M参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
zan
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