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数学建模软件介绍
* ^% Q" E) I p+ B* N) l5 Y: h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。 " ~( K: N5 {; v$ ]+ Z+ m" o$ B" r
1 m$ Y- o6 i9 \* d' H) f" \1.MATLAB的概况 7 p5 e E! B* ?. e
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 ) B+ e- ]5 q+ i% U3 T
: q1 }- Y( g- R+ K8 o: ^* e. B0 `
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 1 g3 G( N; L, x4 A. ~0 @, g4 a
# [, [: v+ M0 x. r* X
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 + H& ~* b" a, E4 p0 H
: u* R; e: O/ I1 E. ^5 A3 N. g
语言完相同的事情简捷得多.
) W0 k0 o& D: {& Z0 A) c
4 b; I0 h- [* X; C4 ?3 u" x3 [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
" Y4 G8 q9 o8 `2 o0 Z
3 j! Z7 e4 B/ q) J) p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
3 z6 \3 x# }/ P8 {, ~, q! l: V0 q/ }. V. _: p; Y* x1 @
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.
$ P9 h2 m7 R5 J s' Y+ x, _& a: J5 L0 J, u5 Y1 ]( |3 V% L% A; 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
& s$ x! p- f' Y: q' s% |3 r
' w% \1 j) l' a1 w或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
8 v X, J8 ^$ Z7 U2 P
8 b" ^- \+ \; {8 ^5 ~% e2.Mathematica的概况
0 G( }- I; q( ZWolfram 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 ) O7 U- C+ `! I, y
% X0 L" E- J7 z3 E8 }# V: ^
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 , q& r4 }: D7 K% S
1 i% g) o9 ?$ D& J$ n" P4 }
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 E! {4 \( W% y. a* ^) L' X+ k; \% U8 Z) M$ v
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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1 [8 M% q* Q, X" O0 C泛使用。
+ ?* a5 A& { n) |% k# p- s4 i0 `- _# P
- u5 |; `3 g9 x1 _2 W/ u+ Q4 ~2 XMathematica 的特色
" ]2 m s2 B5 Z
5 x. i& \, J3 S4 R5 |0 V·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。 : n+ z2 n& q/ z" i Z
1 Y ?: {0 l2 |2 h J, p·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。 . d: \9 L" m4 W6 u5 B
7 _! r/ m% J2 u2 t/ ~·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。
: T3 _+ }: q l C: C
7 `4 I" |* [5 D; I% n, r% v2 B·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。
6 K6 k) C! _ L) o+ }- h/ l. u
: q; i0 j& `0 {) V q3 g·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。
* p- ~7 v- _2 z- I$ S! R. i$ x4 [ Z
·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。 * W- h; x" d* q7 J/ l
4 K6 T7 ^5 u- _) t·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。 . I# {( x. m" ~
' l3 D" h* q7 `# A+ N
3.lingo的概况 . l( e) d5 C% J
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 / o, a1 P) Y6 y7 y
! A/ z5 Q; o# E6 l; z9 `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 6 V. Q2 W v4 \+ a u
6 E0 k% X- G8 S# N
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。 ) \. F9 w0 Q% }, f- \
8 K3 i. _* k7 R2 @2 ^
+ Y, q& _+ v: I6 A模型建立语言和求解引擎的整合 ! ~$ e( y& I! G' x8 Y& k- D9 ~
' a, s6 G J# W9 b: n% H) _
0 H( P1 [. A5 v7 B4 {
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。 - p- g. m$ |$ w) n/ n7 U; f. c6 u
; h" u- `& ^: F2 H% }, E8 q, g, k8 D3 q2 m. W+ N
■ 简单的模型表示
( k& T0 C! m# \" p2 @' g4 fLINGO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。
( t, ]0 q6 d' X4 ~ c+ I N
8 ^! \; \" ?7 ~8 V5 @9 m
8 z$ U" { q7 w8 p ^& O7 u, [( @■ 方便的数据输入和输出选择
& f; G# U" [# }$ e, B7 L) {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。 ' T' F! P4 z& ^( k0 Y* _
: C( W5 Z1 p5 K/ y/ Z
, g0 t; U+ H$ j8 ^1 q. W■ 强大的求解引擎 ' ^% [" {2 X, J; G4 Q' _3 E
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。 + P# i9 n. j p/ \! k# x
9 D$ Y$ R; P# S r: u" P, z
$ \$ ^3 A/ o, H; K( k+ W1 y
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications 1 t' p1 u/ @0 M8 z2 X$ m* Z
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。
1 G" R' E+ ~6 f/ i! k
' C" n$ z# R R; a
! i9 P# _2 p: t/ |4 i; l$ W■ 广泛的文件和HELP功能 : Z$ N. z" D- S2 ]0 M
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。
- F' {: j( h/ U1 A. V$ Z: ?' I" F1 D' C: y4 s8 T( }) v
4.SAS软件概况
/ P3 b3 u& \9 ]" ~' r7 j2 ASAS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。 ) A# |& B% h& h. o! d3 k! X$ d
& e1 k! p s* i" ~5 O5 j- }7 O& I+ c2 xSAS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。9 X5 z: w2 ^. M: i" v# I: @- M
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
zan
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