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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 8 L( N' E# C0 a& R! D0 j: c/ a
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 ?' _% t7 y9 B' |/ _3 ^3 D" {9 ?( ]
1.MATLAB的概况
' M- _- j# p) X, o; T% VMATLAB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
" V1 n$ A$ R9 N0 m- `! {! e5 N% D+ ?& ^; K4 c% \& E" z7 J
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 6 E$ Y/ ]8 V: w) ^* w* v" p) l

& X; c" U, X/ s- n7 I% i8 WMATLAB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 ' L1 M/ l7 ?. n$ E* v

& q( |6 O+ x/ P1 n6 p语言完相同的事情简捷得多. 0 Z" v! n1 M3 S7 l! _& T9 A
2 b* g1 I2 m, Z4 V9 B
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
' ?7 k& }1 G' T: |, D2 M4 ~0 {/ P/ y! \, }4 A. n* c
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 , B% q# d& S  P3 L; T
* ?: j5 X, @: @6 u' s7 S5 D
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. 7 _* W3 s7 H8 T( `' k

( J& L) M5 o) x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
/ e  i7 X. w, ~  }
& }$ O8 @) D) R8 p9 ]/ n或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
& O6 I( n& |6 ~# `4 a4 T) A% u, x: T: C& Y6 a( D, e
2.Mathematica的概况
) P/ t( e9 M: G3 @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 4 \, Y' [, J4 h; N3 r% T

3 A5 d  p5 |% I8 ^9 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 ( T" ^4 _  ^* h. U$ N) }7 P8 X
# J* u+ I; L1 a
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* M; I% g" R& x" d
* ^  ^) d% C! G; D) @
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 " s! u/ n! k- y, q
; c* G# k4 B$ ?" W# C" v. b
泛使用。   [+ w$ N, Z9 r; x& k5 N7 E. J0 S! G4 l
; u9 }. z6 ~. }* ?- g/ c/ Y- a, N9 }
Mathematica 的特色
" h8 Z1 F# O" t
- l2 \8 W( V" h3 C·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。 ) d, Y8 g9 v/ w$ f" m
! }6 x7 u# j/ 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。 3 }# e9 x! P9 R0 P% U/ q# P

$ \! b5 U$ x0 U% ~·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。
: j: q+ U" v, R/ V4 b  a0 U  q1 r+ y3 T( U5 Z
·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。
' O& L2 |* s/ F8 `8 d' _
$ g7 G$ ?% r( S3 b·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。 5 K# _) o9 x% \; g5 x
, k$ z8 G2 d% Y
·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。
- ?7 q* E4 p2 n' X# D
. [: X. D- V; F; G·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。 2 d8 W1 W) l2 I7 }1 F& w1 `
8 K0 G. t  c8 U3 c$ b9 Q0 Q! s
3.lingo的概况 , S/ m) y4 ?* f# m
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 T' S/ v9 Q" d0 F7 c- b
6 J/ u+ @" h& O# Y# T- q: m/ J
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
7 x/ b8 r- A' B+ W4 P3 r9 u
" P( n+ R8 H1 iLINGO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。
" l- S+ _# L4 n7 p- F) T2 ~4 e6 |+ l. f" A

% t6 }5 M* y7 e$ ^6 l模型建立语言和求解引擎的整合
5 B  A% o' X* ]7 i. Q
  D  r, p7 Z! u9 g; [8 u2 o, n2 l6 O6 ?5 I4 ~+ s  f
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。
" o$ Q# H0 O9 I! G  Y" R2 x, g$ Z. Q# ^+ y3 R% X' B3 O2 i5 h8 S. Z

( C- w+ c) Q2 D- [3 a6 s# F, T0 `■ 简单的模型表示
4 ?  ^$ m2 G1 D7 _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。
' U- o# I9 I# l5 R( G) V0 Q; {' V% _7 \9 l6 `) U
+ v1 l+ W. ^6 \1 t$ E
■ 方便的数据输入和输出选择
% p' Z7 J2 |* Z2 h& d3 O6 _9 hLINGO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。
2 g# a. \: c8 w! B$ j: @5 a$ G1 I: B3 T$ ]% h
4 U& @' {5 e- ^& \; ~
■ 强大的求解引擎 ! ]  L4 M0 W- x9 u' s. N5 l1 X
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。 + W1 S3 m8 c9 b  _5 z9 n: u, y
1 J) N( i2 D0 Q2 j1 g5 j+ N7 v$ v: ^- R

7 x6 b' f  {4 K, M6 T■ Model Interactively or Create Turn-key Applications
! U, m; y, h) R! W& F: mLINGO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 F  l( Q$ y& z& U- M2 J0 j' C
/ ?# o$ m8 `2 b( f
7 L/ ?" S8 ^2 W3 l3 o0 n; J+ p
■ 广泛的文件和HELP功能 ) o& |- ~9 A# p4 c$ U( q
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。 6 t% \, b" h: D& |& N5 t
* H7 T: R. t  A8 t: d1 Z1 O2 I. I
4.SAS软件概况
4 w2 y2 Q; p% J* }0 t" n, M* l2 rSAS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。 ; T: J( {1 w: h) e5 c5 ?
' ]: W3 j$ Z8 G. m0 V
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。( X  s- ~* l5 g3 |/ U* @
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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