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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
* w  I& Q( I6 o) z. D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  Z) e/ N: Q7 F4 s3 B  S
5 h* L5 ]- e! t3 V) P1.MATLAB的概况 ) X" |: R& S0 p1 G
MATLAB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 \( j. i% e( A- F& I" R! X' T, |7 ~7 I) Z7 H0 Z
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
; X# i. \% W4 m6 e: ^, s& M$ S7 y5 [) x  I9 M
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
4 [0 \/ g7 ~3 h% ^0 K9 a! Z$ B. u! ^. |; w& E* u3 X, u- B0 t
语言完相同的事情简捷得多.
9 D( P4 q; W9 |  y4 A" z/ ^, u3 y4 [% e& ~6 K) T
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
% f2 ?% i+ [& g) b+ I+ L/ j, y7 s$ b7 Q0 B2 i  I( d; f
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 7 B* ^! A' D! P7 h
% y5 h; E+ U! B/ {7 M$ s+ {
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.
5 G! n6 K) A' x( U
9 W, u+ M* T" T- L) T3 N$ y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   l) m; \$ V4 S; J6 K
# R* K: j# \: Q, C( E( }% e
或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
# w3 G5 `1 M; M( x/ {2 m6 I: ?# H8 Z6 Z$ x! C4 C+ j; {
2.Mathematica的概况
! _4 h  G5 k% R/ G: UWolfram 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 - t0 u6 i! @0 L9 @
9 O! w3 P. Y! f1 I/ n' x3 z
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
" K7 N% R" |3 J0 u7 U+ ~$ q  N5 E: j9 C
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 ; B6 g: B- b* G& F/ O) s3 \

9 w6 I. `" C$ O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
3 H2 k) Q" i5 w, ?  l3 O  m0 b7 }( R8 \
泛使用。 . r; _2 {* u  f% _& ]2 Y6 m
# U/ f- }) _; m7 s- c4 c1 j
Mathematica 的特色
* ^6 r& d5 y+ T7 V0 i6 X! j6 X' O5 o! {7 r
·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。 * t/ d$ @# f5 B9 h; v

/ _# u3 E' r) X# q! @$ v3 u·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。 ( L; A3 n; i" V2 n2 C$ w
3 r4 @; J  U/ R# N7 ^' E& A
·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。
$ d& A% V0 T. x) [0 `9 O  U" i( ?# @
·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。 # x- q0 `" v* U

* Q, N* @% b$ G% W8 w·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。 + B" K" Y1 f4 d9 B$ |7 c* ?; F
: x( E/ i0 f0 d# E9 J
·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 U* J$ B6 O" H/ x. F
6 |# ~( Q% ]! e·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。
; `4 z2 x/ |+ k4 A! _0 P% T+ _$ o  x; e9 h! \; H8 e
3.lingo的概况 ; @% n) Y9 l9 _  ^+ f% d7 V) F
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 5 M. b/ M# p; M0 I  c4 Z9 z
$ T% V' Q( E! F; {8 j3 L
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
3 q0 N; v7 Y7 v8 j0 T# C! h; Y0 r/ u* Y3 J7 [2 d/ @+ t2 q
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。 / D2 ]; M& u  \" ?3 X( d0 c/ d
" i1 t0 v9 I2 q1 Q7 P% b1 P+ p
. t' C+ Q, \$ w$ I( ]
模型建立语言和求解引擎的整合 ) M' l% x. O! f# [

: l& w, r( ^% ?9 o& }" `
, ]. \2 E" t( R' OLINGO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 ^) o, b1 l: T
, n* ^  V+ U: c7 w- l* v8 A5 E  D( W9 ?* g" Q# x
■ 简单的模型表示 ; W3 C! U' Y' K7 z$ A( Y
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 H' n6 f4 H6 Q. x; \

, `% \& s! w# p* ]! p
* H1 E- j% I" e$ o8 e  ^■ 方便的数据输入和输出选择 ; S9 J  J' q# D# r, j
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。
: P" F6 `4 `6 o8 C/ `$ e5 |9 g
/ F4 Y3 r. y3 r/ A- R4 u0 m
4 h* a0 b+ ?# P9 P  b8 h" i■ 强大的求解引擎 6 y! _6 A) ]0 O: D) G8 d
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。 $ m5 I. K+ y, u; Y: f

4 ]. M# w, w% r. X. ^$ c+ T2 B; b% b$ V% r' s
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ! i; B" N6 e$ N5 [6 w* I- ]
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。
  C" p8 q" ?' a. K: |5 e
. Q* n* l- O0 U
! a% }2 r" |4 o■ 广泛的文件和HELP功能 ' ^5 ~" z& N9 i8 Y2 c
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。
% w, W8 s! c) Z8 {8 V2 G- L, k  V! D( D* U" w7 K
4.SAS软件概况
. q) o3 C0 U5 dSAS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。
0 X2 B: h' {* f0 g, ^$ \. v8 b: o& 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。" f: o( Q* P2 [! j) |3 O* i5 l! N) N5 k: k
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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