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数学建模软件介绍
I g7 ^" P9 T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。
7 u* T- Z" V! r+ [ ?1 S) V! h3 C& T$ D7 m! ~* n. Z
1.MATLAB的概况 * Y7 N+ h6 r" W; ?
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 7 H* @5 p- F5 A( O. b
* r! T( Q8 X! G% H. a9 y
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 ' P3 b1 n7 D* S3 U8 ~. C
6 v' s. s1 V7 F$ K* e
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 ) p s1 e% u) R' s4 r
: G& E; l5 d2 }2 X) {
语言完相同的事情简捷得多.
% d( q+ A/ R5 M) h) s, I8 F( q3 V4 {5 P# X, W
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
3 e- Y. z/ q+ v# _! U" K! H# d* e5 k* `+ T, {0 I% J7 N9 a
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 f0 B9 _# u- J- E# k
; z2 `3 E( u7 t( d) t8 S1 t b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.
Y! J1 S) J" d9 R% J# i/ Z6 p* n, `' | a
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
' i5 N. r0 d* I$ @ {: g6 E T5 p' C" ]1 T' |% v
或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
4 v+ w4 N5 ]+ o+ r
2 b0 |, ?% f0 T2.Mathematica的概况 ; I) n2 J7 t7 F: M* r: f
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 ( x& l; w5 `+ @
4 F$ H. Z3 J0 B+ m1987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 ' r" N2 [* S7 V \
* n5 E* o+ q8 V, n. F# p; f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
% o" G/ m/ f" r1 H& ]. I: |* f: u9 C& a. Y8 u+ S
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 O' I5 }5 ]$ J( A3 E: n
9 U2 l. E! y0 a4 z/ A泛使用。 1 F8 l( m" t- `- U
/ } N: F' o9 `$ ~1 LMathematica 的特色 3 q/ D$ a4 @$ j- o
5 C: d* w+ T% }. M·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。
E/ W" |4 v- h. B. }+ i: i+ z: N
·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 h m! @! z( n1 }% w8 {/ f
2 q" ?# B% [1 ~; 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。 w5 E2 S# y' a$ |( O8 N( _
5 j. }/ C, C7 L; B0 y2 X4 p
·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 Z! \9 i8 o8 q9 y# Z5 T3 S9 F. R# x( c9 a& V0 v
·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。
& _& f: f, N/ L6 a; p, M6 ?3 o' C/ w' u: b F+ x9 b
·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。
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·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。 , O4 z/ ]5 g, |! i6 `! |
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3.lingo的概况
a/ B/ S; h) s7 d' ^4 b: qLINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中 6 R4 @# b5 L3 ?- b( l, i* F
4 Y2 v; Y3 c2 p" W% zLINGO 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
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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。
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' O8 m$ L* J0 Q: a, k
模型建立语言和求解引擎的整合 ( X& y( d) e3 G2 j& [
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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。
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3 s4 ~5 Q$ B q$ E/ I, B1 q* l4 I■ 简单的模型表示
- e& R/ O' r% o# g+ n) A) cLINGO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。
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& w1 F+ e7 V( Z* i: O
8 D0 ` h6 b- Y■ 方便的数据输入和输出选择
4 A# @ K' O. fLINGO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。 " |, n6 ?! a$ k4 k' P! \8 B5 d
* m0 p) ]3 D9 ]% w9 {% ^: E" v5 J" d7 @! i7 u; e2 E+ D& B$ T6 h
■ 强大的求解引擎
$ { \ I/ _9 P! Y* NLINGO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。 ' ]9 O* ?, ]; y+ v0 P5 c/ L
# [- r( [6 |* S# [# U! y( Z" f, A, S
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications
3 U: a6 \$ M/ Z3 G# g) JLINGO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。 7 K. ?! E1 y8 J
% s. Q/ w6 x6 l$ z
$ {( s- T; ]' d+ s■ 广泛的文件和HELP功能
! q! l8 J+ I8 r# qLINGO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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. C# o' }2 N5 B3 O3 _; F4.SAS软件概况
! A+ U6 H( A! S) P6 @& ?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。
6 ]& ?6 V, l4 l" D+ |& E; L8 y6 l1 [
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。% J$ u) z! v5 T' w( e
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
zan
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