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数学建模软件介绍 / D* X7 j! @6 m5 p2 j
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。
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8 x% O* e, u2 g! O4 F& j S1.MATLAB的概况
3 I. Y+ o' E1 t: K7 CMATLAB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
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5 r% g# p" m/ U: Y4 Z理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
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3 L0 c8 M$ S/ [% z; n3 z/ nMATLAB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
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$ E( `$ ?- l' [- H4 ]语言完相同的事情简捷得多. 6 P% E- f* S o
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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
; f. L4 f( E5 c' p* @) G5 K# q, l3 E% k! y/ p% L8 G3 }- m
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
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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.
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0 j4 [2 A, `7 y) N$ Q; 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 a$ D( @! W3 Y+ t# {+ E3 R0 s0 y: M# j3 R* l! Y! S8 e' j: j$ ~
或加入自己编写程序构造新的专用工具包. 5 Z* m2 N/ e: T
/ {# _. W0 z; R$ N2.Mathematica的概况 - v0 p- j3 {% V% |# G
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 . H: T: z/ u4 z
; I/ j4 _! ]- K# |# B1987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 ' k) V; P w- X1 @5 o, E2 K" b
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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
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& X% N; ]7 l0 f- Y% r8 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 , E) r9 w9 @: r! e6 q" F" H' R( @! _9 ?
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泛使用。 L& a3 O( I* I/ c8 }& K; {0 r
7 J' @. U# W. pMathematica 的特色
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3 q2 @+ s1 g. Q; w& z" R+ 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。 5 N" g6 T% w& b3 C, m
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·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。 1 i, x1 f: ~) {3 {9 h! I
4 p: K/ D; G) h6 g! p( g) } l·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。 8 V7 t) ^. Q! [% ^
0 S5 o% m, k1 \, `, M3 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。
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7 r1 W7 l5 y( y·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。 ( s, u- S. [* G4 Y/ W* [4 v
& d1 x, t5 k; g6 a" j# Y+ c" Q: N& M$ g·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! ?! o; _+ j" g- ?$ w6 E2 E
, p8 X5 B! n5 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。
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3.lingo的概况 0 t/ ?! m% u& H( J4 @; n( _
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
; z/ ]3 P% G) k c" `) Y0 a
% w% Q, U% @ f ~ y6 hLINGO 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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& ]( ?3 x# \$ ^$ o5 T# R' CLINGO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。 5 r/ e ]4 z/ z& ~, e, t
0 d: R3 @. ]! a$ ~- [
" X7 }4 a6 Z+ }; e; w* E模型建立语言和求解引擎的整合
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( l5 P. q F0 u/ v6 e$ G0 L# I7 e1 `
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/ C) E' e# v9 e* W; R1 O, t
9 y) t) A2 W& e7 J0 \
& [" ?. i6 e& }8 {■ 简单的模型表示
y6 Z8 p( f& l7 VLINGO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。
6 w7 C; y0 \- w+ b" F0 ^
! Y- k( l* Z. \) W( s2 \/ |/ l7 o9 t9 x) k( P; ]
■ 方便的数据输入和输出选择
% Z/ h1 F9 R/ _2 t$ B/ 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。 ; Y. e9 |0 H# M0 @: S7 D5 A- H
3 Z) \' n, F, o# H2 _- l7 c3 ?. y. |; R# t& k% x3 ~
■ 强大的求解引擎
2 n* L) J7 y6 Y" L' N. W5 iLINGO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。
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, D1 f. w# H( U- D5 Q7 q; l5 q9 m- C; r7 N& a1 Y5 Y3 t* G
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications " ~" I8 ?5 t+ I) E' W% q
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。 - I& U2 x; z; _: m/ Y6 W( b( s+ a! O
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3 Y; d( ^, } j■ 广泛的文件和HELP功能 $ v. V+ m) z; n2 |5 A
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。 3 q% ?) G+ N$ r' O! m2 m
+ j; ?( V x( H1 m6 }4 @4.SAS软件概况 , Q1 I, p- n7 u* N" x2 J$ U* V
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。
: x, Y5 u# X/ n$ c. A. m
0 r' c. ^7 B% C3 t7 R3 G- Q8 GSAS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。/ X9 L$ s% m9 U
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html |
zan
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