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数学建模软件介绍
* d9 r1 i) S4 \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。 j6 b2 T; u" S% J
( D5 X" T' _! n& ~0 D$ p p" Y
1.MATLAB的概况
5 X1 ]% C5 x6 i3 |! k& gMATLAB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
6 I7 @0 L" M5 `, C2 A1 p, c- _9 j% _6 _3 J, K6 W
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 3 u6 v- ~: @* }# E% s4 ^% V
& I: S/ I+ y) s5 qMATLAB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 - G, i! x) o( f ^+ y3 e
$ } W# a9 @$ N- O
语言完相同的事情简捷得多. 5 s f9 A* H0 U8 e7 j3 G/ @+ ~
% h0 u) N) w7 h" f6 ?; A$ U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
) H' l Y# Q: ?+ ^4 W* `
, N) W; c( O/ v$ ~% ]0 K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
0 u, v" T% P! d) g- X( f/ r. ^, j+ l/ k' t3 C: d
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.
+ u; O/ q. u$ T5 b, H$ B+ u
K! Q) z1 b! M3 b- I0 [: `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
. B% b, u0 t9 | Z& n! S0 ~
* f9 Y0 _* v9 E4 J7 _, i% m: f或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
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1 f, U6 g3 A# w6 K2.Mathematica的概况
8 w5 N& h- A( t. LWolfram 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
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$ t. V% L5 I* @6 H( o9 {1987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
* n2 z, B/ F+ d+ z7 D8 N+ G+ |' Q2 h, p4 v; c' C& q8 x$ a0 l
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
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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
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泛使用。 8 N; v: L4 ^8 _, G8 b7 D8 K/ @6 t
' @, o3 l9 t* Z/ T
Mathematica 的特色
5 ^# b, R3 \: i
4 T! H \& E7 d+ e( m6 u6 F: e·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。
3 R. U" X, s. e" N, `8 K; z/ }
·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。 - l6 G* @9 K0 n9 L' ~" D
) u: ~2 s6 z O; G·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。 * T) o" h% G9 S4 O' A
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·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。 ' u! D Y$ v) y u4 t. [
* [* G# m0 I) I% }! x; u& q- b$ ?
·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。
' }& G3 j' D# [* N1 O8 ~ l7 ]" h; q8 R, m8 \
·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。 , `8 @* r9 @( Q, ^( o0 Z( J& K! q
& L7 A$ C) g9 `7 g) J- 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。 , a, C$ ~+ }5 B6 _* x
8 ~: I! ], ?) Z2 G4 \
3.lingo的概况 G3 w+ u) l. M$ }. A
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
' N: w/ {/ X9 `# X( L
7 Y; c1 ?6 q% \0 a ^2 ^LINGO 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 " V& b6 K0 Y7 Z/ }/ D7 K# ?
& s, Y/ A2 b0 C2 w4 K
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。 X) {$ e9 P1 h$ h- f2 V
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模型建立语言和求解引擎的整合
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' V9 u0 t6 S" C4 M8 G4 K6 P' F
& [5 t/ m1 f0 I, s! Q1 GLINGO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。
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6 ?5 `7 |( T# T* H+ P7 G7 f; v# c■ 简单的模型表示
2 k" b% g6 a0 b7 t6 U& DLINGO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。 ; }% J% i( r) d- b" P# E3 R) S# _# [( O9 W
9 Q: S& Z4 E6 ]' O" o$ ]
% o% h, n9 L, j+ i
■ 方便的数据输入和输出选择
7 m) e+ t* H" `7 yLINGO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。 # a! l3 }. l; j: j% X
4 q4 [6 s) C* {. c7 {5 }9 c# Y" ]) M
■ 强大的求解引擎
. k4 Q: J$ r6 K4 A! `' w; `5 ^& hLINGO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。
) n1 u9 R T' F% U# L* C: g( T. j( i5 e" X4 y/ Y' Y
! W! @2 T @& e0 Y
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications
/ t Q5 z& q o' MLINGO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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■ 广泛的文件和HELP功能
3 g% `, s$ E* S. g' ?/ [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。 ) v6 q0 w! g7 N
) R7 x/ {" z' s2 {
4.SAS软件概况
2 |/ x8 g5 m" @" q) `7 @5 Z% cSAS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。 4 ~+ T. V; u0 c, P/ m; E4 [
8 a. I) D$ i* S8 S5 a
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。
- y/ p4 ^+ T8 `, D参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
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