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lysysxx        

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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
/ N' F1 [7 W; o5 q4 i% \# F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。
4 V/ `6 W; }' Q0 d+ n& H# S  R/ o7 i
1.MATLAB的概况
3 X4 q5 p( E; X1 @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
' e" A) \9 ~6 ^( n  v% {6 \# n% j; k
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
) R0 l" K* I7 k8 s" P, ]! N/ {: d6 W
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
; z; m3 i1 ]) L; E1 |+ p
% O: T7 `, }2 a: ^3 m5 N+ g语言完相同的事情简捷得多.
% B( K4 z8 H. B5 D- Q9 M6 F" O
5 f$ O4 Q0 j. T9 ~4 D# Q4 S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
! c  X9 Z1 u  G% B9 c7 a& d* ~  S1 l) O, K$ H! ~3 U
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 & O5 v% }+ V3 c1 `( a& G
8 g2 A1 N( A! E
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.
  M: [/ P( T# i5 F" c. J- t3 ?' R1 Y# r; D! Z
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
; l0 P/ w, i/ D1 Q5 V% `' K
4 D$ g/ n- K1 G$ ^9 @或加入自己编写程序构造新的专用工具包. , q1 g; |( J8 s8 `8 w1 x
( z7 N  B# ?+ T0 p
2.Mathematica的概况 . i' A& j& v2 d3 ]9 R$ s
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
0 u' s- J6 w; C  Y- X1 ~6 M! S0 }2 O2 ~" [9 K% V& K; s# J; e. L
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 8 n! L0 p' E' [
/ [1 \9 G; L0 x/ k" \3 y
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
8 y/ G3 W5 t7 R& P' i6 B3 H* U0 D: J7 }
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 ( k0 A( n# b) m/ j# I- Z( B, U

" N$ C6 H) O" Y5 M泛使用。 ) m; t: g) m! i7 f

9 i" n. D$ I5 P2 nMathematica 的特色
. U6 h2 c7 a% y% G6 q+ r" i: }4 C4 z
·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。 8 S- o- b& C: A9 d! a) N9 R

+ P8 `6 g8 m1 x/ j% R. T/ w·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。 2 S/ |7 \2 H- j4 J+ D; r6 L% X& k
. Z7 O. y3 y! s+ l# g5 i; 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。
" p3 s  g3 j8 {" }$ {! h% s+ Y9 v6 E8 q/ D% L( ^
·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。
* h% |, A- {  n5 L# Z* `- a
0 p1 }% S2 f( D·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。 : {1 ?0 I- z8 M7 @1 M

- [: ?2 b6 [3 X! C! R·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 t- b) t( ~$ R# b9 _
# p, X/ T: w/ X; H·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 J( F9 M$ w: v# r7 o' T: r* }4 v9 ]! E  D9 I; z
3.lingo的概况
# n, x2 H9 g( `% ~6 JLINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中
! d# f* x+ y, J" g, \$ G9 j
* r2 f  H; _# S; ELINGO 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
9 G3 d5 F0 M4 ]
/ ]! ]2 V: n- d+ \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- T( d8 n1 h/ K$ |
( U* d& ^  x. d& Y, H$ i7 h
5 B- [. |; c( A. X6 g* Z模型建立语言和求解引擎的整合 ' q; u7 g( h1 N- d4 z0 V% n
6 f7 r9 {5 e# h7 K! u
1 `$ i# A) P  k: Y! n5 I
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。
+ y- \: d9 W; y6 m/ m4 S5 a0 t5 |3 k4 n& ^# w. f

2 V' t4 T9 i. T/ `! Q. D0 J& c■ 简单的模型表示   t% R" u' x! r/ b$ ~% P+ ]
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。
9 R5 Y) f& `2 t: b* T& p1 \- f0 _6 z' [! ?7 I! V2 q$ h) f
* i2 w* ~& t" R" E
■ 方便的数据输入和输出选择 . w6 m( a" m6 v9 d
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。
: j7 D9 ^$ j' ~: v  T! T( z$ R5 S- ~% h7 S. C

. T, w  z0 P& {. q8 Q3 z" j: [■ 强大的求解引擎
' l( _6 ?- f: V' _1 `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。 ( c: c; g8 L6 w3 v8 C" f
0 i5 y; s5 b" i; v; _, w

4 e  V: w  D6 g, k( y7 J; m4 Y: A■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ( C+ X; ~6 R0 V: E8 o2 W: G
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。 6 q3 @4 ]# z2 H* i: k% f
0 G6 N5 R8 H1 L2 P, y
) A( a- k/ J" H; {7 u# m# d
■ 广泛的文件和HELP功能 7 w( |' k6 _: D" U. d
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。
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2 ^3 }0 Z! \' a) M5 Y4.SAS软件概况 ' b+ h( r& M4 ~2 K6 b  C4 N
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。
, q3 R* m, k2 y& M
3 Q( m$ j! j$ r- b- H( A  q/ @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。
2 p" F& J  _  v参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
zan
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