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数学建模软件介绍 ) E! `8 a+ P: ~
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 S6 k/ j$ y0 H4 M! y. @
% q Q/ T/ D8 q: n2 r: A; ~1.MATLAB的概况
1 H8 r/ `8 w, F5 A F: |* y/ ]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 1 s% }2 R: N) {6 G6 l ~! x
3 N/ M* Q5 y8 S, _5 `( L ?. w理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
4 ~" W6 d) n# e- J! R( M6 o; a$ a6 M( r) s2 U) A
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 6 H9 _' I+ I: V
7 s* ~3 x1 C- z; i8 E; Q8 ^; c
语言完相同的事情简捷得多. - o' c1 ]1 g, n/ j- k
- f' {" J8 @% l: ?1 D
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 + Y: q3 q6 p- R# z' ?0 I; l
' l5 r4 o! P4 C, q
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 " E! A% ?. d X
( f0 n9 U1 Q0 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.
( ~; S& R O* i" b( f
8 `' b& L7 [% ?/ M! s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 & K: i% j ~: r* o
( H+ S3 o' u) b
或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
! u! f2 [6 Q* h+ r. k0 P+ b/ h9 z6 S+ K% x" K! {
2.Mathematica的概况
% c. ~' A! h3 pWolfram 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 % v5 H$ S" y( M" c8 |8 P
0 P: h/ E3 K' O/ o
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
& p, n" z( O/ j$ c6 E" K+ i5 X* _) [% X6 H6 M! s# G2 M2 a! x7 j7 R0 i
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 ; a" Z. S. I( P* \
0 q; w: I, X* w2 X! E8 T
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 1 F5 O; h* c" N0 R) {; U; N
2 [) ~; V; S$ D: i( n( B泛使用。 ' ^4 c g! p: r n
( [- y! f7 o1 Q
Mathematica 的特色
5 @/ c& l; p, {9 A; v7 c9 L Z- N w5 p: H1 b% y1 K
·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。 + y- R6 g* {6 Z6 y: S. u7 W3 x
Z' x0 e1 ]8 {; x
·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 [& c% \$ c% Q; s: ~7 \2 b
6 C% s: U8 R! o9 s·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! h% ]9 a6 A, W# C
3 x8 M+ o; _) g( m
·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。 % Z2 r9 e* j! p. g
/ p2 ?0 I7 l8 Z9 r+ z+ j' X- @·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。
& G0 y i: p p
& A6 A2 ]: {3 _$ ]·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。 ; X$ f% @5 N# I0 s+ _, p
. Q$ n2 q; A2 I·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。 ( J. Q+ e. E. E
) z) v; E% v* w; `; [6 O! @6 f3.lingo的概况 8 F& F0 E( K% I& w, I/ u) L
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
0 z! s! m. a, w& E5 l, j6 e
* @ o5 ]; q' u5 b7 b$ xLINGO 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 % Z$ b5 h* u5 A- P! G: e( b
7 S# V8 o9 j; a; b# G
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。 - s O! l+ P3 U, Y4 F
3 h8 E7 y4 d$ p
/ G) }) u7 J; G: v8 H2 _/ x模型建立语言和求解引擎的整合
" _# t- D! ]* u i3 `3 N" H. s+ ^# ~( A& ^
5 n& a+ E4 q7 N, C pLINGO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。
- J( g) V& L/ Z" ?$ W0 p& Z2 }5 w( G4 C8 M, Z3 k& r8 N
+ B8 V; F; x& k, f/ M) d■ 简单的模型表示 . Q& D1 F6 q. O2 z4 N* p* i# N5 Z/ b, m
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。
, y6 m L& m0 J! i) w8 n+ U/ J6 }% `/ e% Z$ g
) s" |4 H; p) R0 s. L■ 方便的数据输入和输出选择 7 t+ r! o7 s: q4 `8 u( q! ]! n
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。 A; s* q ~8 a/ o* E, Z: M; x
: ]5 f0 N9 {7 u* S' K8 N: Y: |
1 Z- E/ W( v+ U3 c2 a1 [■ 强大的求解引擎 * Z: V; ?0 ~$ f6 v5 W 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。 , A' e5 A! q" A4 Q7 {6 w) h6 v
1 z1 X" ?/ o: e. T' }
8 `. j6 ~3 c r3 N7 \: y# y■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ' f& u# b( m. ` n j5 `1 q9 W% |
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。 2 |" g1 {- k, P& _( G
9 |$ W" i- Q& T# D$ K8 l
$ A$ B7 I* _( Y- J4 P2 `, F0 j■ 广泛的文件和HELP功能 . u, F v: r, g3 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。 * [" X1 g) l8 b# L
t& B" v8 r0 d+ E# o; W5 [( {
4.SAS软件概况
: h4 k$ E' V1 Q$ hSAS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。 9 g2 V3 r8 b- ]( w& n4 x3 l; @
) E0 h6 O" F8 i& h9 @ u
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。) q2 b" ~5 r9 R, B5 ~% @
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
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