Математический

Математический

Mathomatic в эмуляторе терминала
Оригинальный автор(ы)	Джордж Гесслейн II
Разработчики)	Джордж Гесслейн II
Начальная версия	1987 год ( 1987 )
Окончательный релиз	16.0.5 / 21 октября 2012 г ( 21.10.2012 )
Написано в	С
Двигатель	GitHub
Операционная система	Кроссплатформенный , Unix-подобный
Платформа	Любая компьютерная архитектура
Наименование услуги	Математический
Доступно в	Английский
Тип	Компьютерная алгебра/математическая система
Лицензия	Меньшая стандартная общественная лицензия GNU версии 2.1
Веб-сайт	github .с /mfillpot /матоматический

Математический — это бесплатная портативная символически система компьютерной общего назначения алгебры (CAS), которая может решать , упрощать, комбинировать и сравнивать алгебраические уравнения , а также выполнять комплексные , модульные и полиномиальные арифметические операции наряду со стандартной арифметикой. Он выполняет некоторые символические вычисления ( производная , экстремумы , ряды Тейлора , полиномиальное интегрирование и преобразования Лапласа ), численное интегрирование и обрабатывает всю элементарную алгебру, кроме логарифмов . Тригонометрические функции можно вводить и манипулировать ими с использованием сложных экспонент с помощью препроцессора GNU m4 . В настоящее время не реализованы общие функции, такие как f ( x ), произвольная точность и интервальная арифметика, а также матрицы .

Особенности

Mathomatic способен решать, дифференцировать, упрощать, вычислять и визуализировать элементарную алгебру. Он также может выполнять суммирование , произведение и автоматическое отображение вычислений любой длины, подставляя последовательные или тестовые значения в любую формулу, а затем аппроксимируя и упрощая перед отображением.

Промежуточные результаты (показывающие работу) можно отобразить, предварительно набрав «set debug 1» (см. пример сеанса ); это работает для решения и почти каждой команды в Mathomatic. «set debug 2» показывает более подробную информацию о проделанной работе.

Программное обеспечение не имеет графического пользовательского интерфейса, за исключением разрешенных товарных знаков Mathomatic, версий для смартфонов и планшетов под управлением iOS. или Андроид . Программное обеспечение Mathomatic, доступное на официальном сайте Mathomatic, разрешено для использования в любом другом типе программного обеспечения в соответствии с разрешительной лицензией свободного программного обеспечения ( GNU LGPL ). Он доступен в виде библиотеки бесплатного программного обеспечения и в виде бесплатного приложения в режиме консоли, использующего цветной интерфейс командной строки с красивым выводом, который запускается в эмуляторе терминала под любой операционной системой. Интерфейс консоли прост и для начала требует изучения основных алгебраических обозначений. Все входные и выходные данные представляют собой построчный текст ASCII . По умолчанию ввод является стандартным вводом , а вывод — стандартным выводом . Mathomatic обычно компилируется с помощью строки редактирования или строки чтения GNU для упрощения ввода.

Нет возможности программирования; интерпретатор работает как алгебраический калькулятор. Выражения и уравнения вводятся в стандартной алгебраической инфиксной записи . Операции над ними выполняются путем ввода простых английских команд .

Поскольку все числовые арифметические операции выполняются двойной точности с плавающей запятой и ошибки округления не отслеживаются, Mathomatic не подходит для приложений, требующих высокой точности, таких как астрономические вычисления. Он полезен для символьно-числовых вычислений с точностью около 14 десятичных знаков, хотя многие результаты, если это возможно, будут точными.

Mathomatic можно использовать в качестве инструмента для генерации кода с плавающей запятой или целочисленной арифметики, упрощая и преобразуя уравнения в оптимизированные операторы присваивания на языках программирования Python , C и Java . Вывод можно сделать совместимым с большинством других математических программ, за исключением того, что ввод/вывод в форматах TeX и MathML в настоящее время недоступен. Символы ASCII, разрешенные в именах переменных Mathomatic, можно настроить, что позволяет использовать имена переменных в формате TeX.

Исходный код Mathomatic можно скомпилировать как библиотеку символьных математических вычислений с очень простым API , который можно связать с C-совместимыми программами, которым необходимо использовать механизм символьных математических вычислений Mathomatic.

Примеры сеансов

Еще один набор примеров со скриншота

Пример решения и генерации кода, где показана работа:

1-> х = (а+1)*(b+2)

 #1: х = (а + 1)*(б + 2)

 1-> установить отладку 1
 Успех.
 1-> решить для b
 уровень 1: x = (a + 1)*(b + 2)
 Вычитание «(a + 1)*(b + 2)» из обеих частей уравнения:
 уровень 1: x - ((a + 1)*(b + 2)) = 0
 Вычитая «x» из обеих частей уравнения:
 уровень 1: -1*(a + 1)*(b + 2) = -1*x
 Разделив обе части уравнения на «-1»:
 уровень 1: (a + 1)*(b + 2) = x
 Разделив обе части уравнения на «а + 1»:
 уровень 1: b + 2 = x/(a + 1)
 Вычитая «2» из обеих частей уравнения:
 уровень 1: b = (x/(a + 1)) - 2
 Решение завершено:
 уровень 1: b = (x/(a + 1)) - 2
 Решите успешно:

            Икс
 #1: б = ------- - 2
         (а + 1)

 1-> код С;  вывод кода языка программирования C
 б = ((х/(а + 1,0)) - 2,0);
 1-> переменные C ;  определить переменные для компилятора C
 двойной х;
 двойная а;
 двойная б;
 1->
 

История

Разработка Mathomatic была начата в 1986 году Джорджем Гесслейном II как эксперимент в компьютерной математике. Первоначально он был написан на Microsoft C для MS-DOS . Версии 1 и 2 были опубликованы Dynacomp из Рочестера, Нью-Йорк, в 1987 году. и 1988 год как научный программный продукт для DOS. Впоследствии оно было выпущено как условно-бесплатное программное обеспечение , а затем как почтовое программное обеспечение с программой для построения графиков 2D-уравнений . На рубеже веков Mathomatic был портирован на компилятор GNU C под Linux и стал свободным программным обеспечением . Программа построения графиков была прекращена; Построение 2D / 3D графиков уравнений теперь осуществляется с помощью gnuplot .

Название «Mathomatic» представляет собой сочетание слов «математика» и «автоматический». и был вдохновлен названием и автоматизацией Rog-O-Matic , который был ранним экспериментом в области искусственного интеллекта .

Разработка, судя по всему, прекратилась в результате смерти автора 24 февраля 2013 года.

Доступные платформы

Mathomatic доступен практически для всех платформ, включая Microsoft Windows с использованием MinGW . Он доступен для Mac OS X , для iOS , для Андроид , и для Nintendo DS под управлением DSLinux и автономно. Федора Линукс , Слаквар , Дебиан , Убунту , Генту Линукс , и все основные BSD Unix. дистрибутивы включить Mathomatic в качестве автоматически устанавливаемого пакета. Существует порт на JavaScript с использованием Emscripten , позволяющий Mathomatic работать в веб-браузере . Все порты обслуживаются отдельными лицами.

Требования

Для сборки из исходного кода требуется компилятор C со стандартными библиотеками POSIX C. Если Mathomatic скомпилирован с помощью компилятора GCC C или компилятора Tiny C для Unix-подобной операционной системы, в исходный код вносить изменения не требуется. Mathomatic не использует код, специфичный для компилятора, поэтому обычно он легко компилируется любым компилятором C. Использование библиотеки математических символических вычислений позволяет смешивать языки программирования и не зависит от операционной системы.

Mathomatic можно портировать на любой компьютер, имеющий хотя бы 1 мегабайт свободной оперативной памяти . Стандартное распределение Mathomatic требования к памяти по умолчанию составляют максимум 400 мегабайт, в зависимости от размера пространства уравнений и количества введенных выражений. Пространства уравнений представляют собой массивы фиксированного размера , которые выделяются по мере необходимости, размер которых задается во время компиляции или запуска. Каждое алгебраическое выражение или уравнение, введенное в главном приглашении, сохраняется в пространстве уравнений.

Mathomatic написан для выполнения большинства символических манипуляций с перемещениями памяти, как программа на языке ассемблера. Это приводит к сбою Mathomatic при использовании с новым бэкэндом LLVM , которому, похоже, не нравится стандартная функция библиотеки C memmove(3) . Чтобы использовать Mathomatic с компилятором C, использующим серверную часть LLVM, отключите все оптимизации с помощью «-O0» в командной строке компилятора C. В противном случае регрессионные тесты будут выполняться бесконечно. Скорее всего, это ошибка оптимизации в LLVM. Чтобы помочь тем, кто пытается отладить эту ошибку оптимизации, Mathomatic потерпит неудачу, когда LLVM оптимизирует упрощение (32^.5) до 4*(2^.5) и тому подобное, каждый раз входя в бесконечный цикл.

См. также

• Сравнение систем компьютерной алгебры
• Maxima — более полная CAS с аналогичным функционалом, также бесплатная.

Ссылки

• Матоматика в ORMS

Внешние ссылки

• (на итальянском языке) Дополнительная документация на итальянском языке для Ubuntu
• Математика на рабочей станции UNIX
• «Математика» . Бесплатный код .
• Матоматика в MacUpdate