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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 . H% R/ [' ]5 O8 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。
" P: P6 h, x  ^# ]2 T
: k* c6 n2 [/ \  p8 v  R1.MATLAB的概况
% K% }# l* ?8 lMATLAB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
8 ~0 Z& `$ q7 W8 V2 U: O
0 ~: A" r) x1 @2 L, ?理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
! z1 Q- g1 a0 v3 D- d8 x2 ]7 G, X; j
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
& t0 D8 \+ A/ K4 s2 D/ Q
( }+ y) Z! W) @* r语言完相同的事情简捷得多.
( \6 c# ?8 B7 U2 L
! U9 z5 k6 _$ ^& O5 |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 $ g( L1 ]8 o$ v) `; V

" |- U* Q# p5 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 ' m, }  N, p, `: c, b  a, W" m

8 F& t9 \9 Q  x2 t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.
4 j8 {& `+ N! }. D, q. U
2 v% ]+ I1 T- h: w+ 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 7 n3 G) M9 ~# j7 e  I
$ u2 [9 k7 d, v' q
或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
% k* p! D, r3 l' O- M4 W  f
2 H! E7 b# F& v! g8 e6 I# m2.Mathematica的概况
9 t2 w+ j& C4 m, {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
2 V4 P% x) B3 m6 X) E* i
8 ]! H0 }2 e8 {% ~' D8 s7 H* |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
; W( {) C' I& Q' u! u, B  I5 F6 [3 S- ]1 B- @! h- o% q, S
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 ' K, r$ o8 f+ u8 ~

& t7 b2 H* [" j" ?0 G! K7 M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 # Y- G" G7 k" W* w5 c
( }. T: B. T8 }5 h( l
泛使用。 : [. b* x. f: o( ^4 p

* O5 [3 @$ g: V* G6 ~Mathematica 的特色
) d( O$ A% b( L3 \/ \
, [6 u2 W9 h- K5 `, V& 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。
: {' P6 S: c* Q3 \  P6 D- g! J: o3 b& C  U" B/ @
·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。 ' h! [' [$ A) B2 I
( @2 H- c  D+ U7 }& `7 Q$ l8 g) O
·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。 4 O! I) T9 z$ w7 S
5 J' y. C+ t# O4 X& X0 ~
·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。 , d5 p3 I; Y5 {3 ^& C: k, L

) g; R+ J+ s9 n7 J·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。 * X& w' k, k$ n4 Q: i; N% t$ u

" ]% _9 R# `) ^! a, \9 S* W·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。
1 T5 b; g" f- c1 `
4 Q) A6 j% A/ a( {2 |7 l. y1 {·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 k$ @% R7 D) r
( X+ S3 [6 J/ B4 F3 t) ~
3.lingo的概况
& [% A- }2 m* b/ W* ZLINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中 $ ^, E  f2 N2 |) ~$ z6 C
8 s9 m3 t6 ~) l( r3 Q$ v7 o* S
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
' o4 x$ _2 }( a+ N6 u! n/ K
. h  q3 ]9 h2 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。 , @8 ^+ j+ @; W- t
5 t& d7 f/ I! M- p
+ a  N+ l! ?" w: P1 b0 Y
模型建立语言和求解引擎的整合 5 D' g* A& d# H# C! C5 R

3 n" L5 X% W6 W9 I4 V* V( X
  [2 p5 S. z( _: \& @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。
* s* d: {( t7 J) x- V7 M, z! C$ E) [5 \5 Z0 G2 n4 ^  X  S
4 ]: s7 g- `; G' N* ?8 d3 O9 V
■ 简单的模型表示 9 R( s% \7 o# W/ _  N8 l
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。   d" _; x8 \2 i$ c9 n; x

$ V( t+ Q9 l1 A3 N  J) C* i/ e- X% J: ^, h1 q$ r' f+ O: L
■ 方便的数据输入和输出选择
3 M. l% D9 M) J/ ~& I  q0 rLINGO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。
3 ^0 {/ S2 O; R8 e- g/ _
- _4 ]+ ^, {/ ]$ p" p
, O! o7 H. B" a9 [# T  W9 e; |  N■ 强大的求解引擎 ! ~2 C- b5 l8 b: T
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。
9 p3 w1 `9 V' X2 M3 H. _" T( t( }' R3 G7 F5 Y  k
( c. S" v+ x; x  z- ?2 ^* c1 d
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications
  z: `, H+ R' FLINGO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 |" D, d+ a" d  f

2 o! X. F- x$ G& |; A9 O8 S: t' C2 O$ d7 m6 o8 O
■ 广泛的文件和HELP功能
3 S  s! q0 Z4 o% E( \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。
' H5 R2 L% M  D% j* }& T6 {
& f  B& H3 g0 {+ r/ _: ~/ ?4.SAS软件概况
& g1 J; y9 x5 ^1 MSAS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。
! U- |5 b7 t% q# u" z. W! Q; x0 }& s+ X  z0 J2 z" {7 b
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 b( |0 g% C5 P0 P- Z0 o' a
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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