Математичні пакети Maple та MATLAB - Математичний пакет Maple
Наскільки значний спектр завдань, які вирішуються за допомогою пакета Maple, видно з наступного перерахування:
o проведення математичних досліджень, що вимагають обчислень та аналітичних викладок;
o розробка та аналіз алгоритмів;
o математичне моделювання, комп'ютерний експеримент;
o аналіз та обробка даних;
o візуалізація, наукова та інженерна графіка,
o розробка графічних та розрахункових додатків.
Пакет надає зручні середовища для комп'ютерних експериментів, коли пробуються різні підходи до завдання, аналізуються приватні рішення, при необхідності програмування відбираються фрагменти, що вимагають особливої швидкості. Він дозволяє створювати інтегровані середовища за участю систем програмування. Коли розрахунки проведено і потрібно оформити результати, можна використовувати ці пакети для візуалізації даних і підготовки ілюстрацій. Робота з системою проходить інтерактивно – користувач вводить команди та бачить на екрані результат їх виконання. Кваліфікація пакета забезпечує вибір відповідних типів змінних та виконання операцій, тому в загальному випадку не потрібно опису змінних.
Система Maple створювалася як пакет комп'ютерної алгебри, тобто основним об'єктом є формули та операції з ними. Без додаткових вказівок символ, наприклад х, вважається фактично математичною змінною, як х у формулі Т(х). Така специфіка систем комп'ютерної алгебри дозволяє проводити точні обчислення.
Система має розвинені засоби програмування, аналогічні до поширених алгоритмічних мов, але при цьому і тут зберігається специфіка. обумовлена спрямованістю пакетів.
Пакет Maple - інтерактивна програма, що дозволяє проводити аналітичнівикладки та обчислення, забезпечена засобами двовимірної та тривимірної графіки, що має потужну мову програмування та багату бібліотеку математичних формул та відомостей. Робота з Maple полягає в тому, що користувач вводить математичні вирази та інструкції (команди), а система намагається їх виконати та подати відповідь. Отримавши (чи отримавши) відповідь, користувач вводить нові інструкції тощо - взаємодія з пакетом відбувається у діалоговому режимі. Завдяки власному мову програмування високого рівня введені вирази та інструкції, а також результати виконання команд – формули, графіки, таблиці та числа – запам'ятовуються в єдиному документі (worksheet). Це забезпечує унікальну технологію роботи, коли чи не всі етапи математичного дослідження можна відобразити в одному документі, і підсумковий документ стає (можливо, з мінімальними доповненнями) науковою статтею, розділом у підручнику, звітом.
У цьому розділі розглянуто ряд загальних питань: інтерфейс (системи меню, значків та довідки), коротко описана організація документа Maple, викладено загальні відомості про основні об'єкти (змінні, константи, вирази) та синтаксис, а також дано огляд базових типів Maple та основних математичних функцій.
Робота з Maple та інтерфейс
Графічний інтерфейс Maple аналогічний наявному в системах редагування та підготовки тексту та використовує звичайні засоби роботи з файлами та редагування (миша та клавіатура). Після запуску виконуваного модуля wmapte чи xmaple серед Unix з'являється оболонка з новим документом (worksheet). У верхній частині вікна розташоване меню (пункти File, Edit і т. д.), трохи нижче - рядок значків Toolbar для ряду операцій, що часто виконуються, ще нижче - рядок значків Context Ваг, що організовують поданняданих у сеансі. Потім слідує одне або кілька вікон з документами, в яких розмішуються формули, малюнки, що супроводжує текст та ін. У нижній частині вікна знаходиться смуга Status Une, яка містить інформацію про систему. Робота в Maple проходить у режимі сесії (session) – користувач вводить команди. математичні висловлювання, процедури, що сприймаються та інтерпретуються Maple. Кожна команда повинна завершуватися точкою із зайнятою (;) або двокрапкою (:). У першому випадку у рядку під пропозицією буде виведено результат виконання команди або повідомлення про помилку, у другому випадку результат не виводиться. Для скасування всіх призначених призначень та початку нового сеансу без виходу з Maple використовується команда restart.
Крім того, в Maple можна вводити таблиці та текстові параграфи, структурувати текст і документ, додавати гіперпосилання, що поєднують кілька документів на кшталт електронної книги. У документ також можна вставляти об'єкти (малюнки та таблиці) з інших програм, використовуючи інтерфейс OLE2.
Зазначимо, що різні документи, відкриті в одному сеансі, використовують спільну область пам'яті, і значення, яке присвоєно змінній в одному документі, зберігається при переході до іншого локумету. Для реалізації багатозадачної роботи існує програма Parallel Server Maple 6. Її інтерфейс ідентичний основній програмі wmaple, але при роботі призначення змінних дійсні тільки в межах «рідного документа».
Команди Maple набираються після запрошення (>). Можливі два способи представлення: стандартна математична нотація і нотація Maple. У першому випадку на екрані дисплея інтеграли, суми та ін даються своїми математичними зображеннями, а в другому - за допомогою текстових еквівалентів. Натискання клавіші Enter запускає виконаннявведених команд. Якщо інтерпретатор вважає запроваджене закінченою пропозицією, то команди виконуються, інакше Maple очікує завершення введення. Виявивши помилку. Maple друкує на наступному рядку повідомлення про неї; при синтаксичної помилки символом А відзначається перша нерозпізнана літера.
Пакет Maple постійно розвивається, набуваючи нових команд і, відповідно, можливостей для проведення математичних викладок, обчислень, графічного відображення інформації. При цьому відбуваються зміни в синтаксисі та оболонці. Для зберігання наступності з документами, підготовленими у старих версіях, фірма забезпечує свій продукт спеціальними конверторами, при завантаженні файлу застарілої версії Maple пропонує конвертувати нотацію файлу згідно з новими правилами.