معرفی ابزار Mathematica

اسفند 16, 1396
admin
hpc
0 نظر

معرفی :

یک نرم‌افزار جبری بسیار رایج، پدید آورده‌ شده توسط شرکت Wolfram Research است. این ابزار یکی از کامل ترین ابزار های محاسباتی جهان می باشد. این برنامه به منظور اجرای محاسبات در زمینه ی آماده سازی مستندات و برنامه نویسی های فعل و انفعالی می باشد. از این محصول می توان در تحقیقات علمی، آنالیزهای مهندسی و شبیه سازی های علمی در مدارس تکنیکی استفاده نمود. این محصول با میلیون ها کاربر در سراسر جهان مورد استفاده ی هزاران دانشگاه و ادارات دولتی می باشد.

یک نمودار سه‌بعدی که در متمتیکا کشیده است

مهم‌ترین قابلیت‌های نرم‌افزار متمتیکا عبارت‌اند از :

– یک سامانه رایانه‌ای جبری (Computer algebra system) برای بررسی نمادین (سمبُلیک) معادله‌ها

– یک نرم‌افزار عددی (Numerical software) برای حل عددی معادله‌ها

– یک نرم‌افزار آماری (Statistical software) برای حل مسائل آماری

– توابع ترسیمی و تجسمی (Visualization) برای رسم نمودارها

– یک زبان برنامه‌نویسی

لازم به ذکر است که از نسخه ۱۰ نرم افزار متمتیکا، بیش از ۷۰۰ عملکرد و قابلیت جدید به نرم افزار افزوده شده است که نسبت به نسخه های قبلی پیشرفت چشمگیری محسوب می گردد.

High-performance computing

در سال های اخیر قابلیت ها برای محاسبات با کارایی بالا با معرفی packed arrayها (نسخه 4، 1999) و ماتریس های نزولی (نسخه 5، 2003) ، و با اتخاذ کتابخانه GNU Multi-Precision برای ارزیابی ریاضی با دقت بالا، افزایش یافته است.

در نسخه 5.2 (2005) قابلیت چند ریسمانی (multi-threading) اتوماتیک، زمانیکه محاسبات بر روی کامپیوترهای چندهسته ای انجام می شوند، افزوده شده است. این نسخه کتابخانه های بهینه سازی شده خاص CPU را شامل می شود. علاوه بر این Mathematica توسط سخت افزار شتاب دهنده تخصصی شخص ثالث مانند ClearSpeed پشتیبانی می شود.

در سال 2002، gridMathematica را به منظور اجازه دادن به برنامه ریزی موازی سطح کاربربر روی کلاسترهای ناهمگن و سیستم های چند پردازنده معرفی نمود. در سال 2008، تمامی مجوزهای Mathematica تکنولوژی محاسبات موازی را در بر داشت که پشتیبانی از تکنولوژی گرید مانند Windows HPC Server 2008، Microsoft Compute Cluster Server و Sun Grid می را شامل می شد.

پشتیبانی از CUDA و OpenCL GPU در سال 2010 اضافه شد. همچنین از نسخه 8 می تواند کد C تولید کند که به طور خودکار توسط کامپایلر C سیستم ، مانند GCC یا Microsoft Visual Studio کامپایل می شود.

—————————————————————–

برخی سایتهایی که می تواند شما را در یادگیری این ابزار یاری کند در زیر آورده شده است :

آموزش متمتیکا : سایت نرم افزارهای ریاضی

در ابتدا برای پاسخ به این سوال باید دید که چرا اصلا به این نرم افزارها نیاز داریم که بخواهیم یاد بگیریم؟!

همه ی افراد از همان دوران ابتدایی مباحث پایه ریاضی را یاد می گیرند و هر سال این مباحث پیشرفته تر میشود. چون ما با مسئله های پیچیده مواجه می شویم و ریاضیات پیچیده تر و پیشرفته تر نیاز داریم. پیشرفت دانش در گرو حل مسائل مختلف و انجام تحقیقات اساسی است و حل این مسائل ممکن است ساعت ها طول بکشد ویا اصلا توانایی لازم برای حل مسئله را نداشته باشیم. در تحقیقات ما نیاز داریم که از یک روش علمی پیروی کنیم که ما را به یک نتیجه علمی برساند و قابل اعتماد و اطمینان باشد که این راه رسیدن را امروزه “روش علمی” یا اثبات تجربی می نامند. روشی که از چندین مرحله مهم و اساسی ساخته شده و برای انجام هر تحقیق علمی باید از آن استفاده کرد.البته مراحل مختلفی تعیین می شود.

نحوه ی پرداختن به هر مرحله راه و روش خاصی دارد. ابزار مهم برای انجام مراحل از طریق راه و روش تعیین شده توسط نرم افزارهای مانند متمتیکا، متلب و سایر نرم افزار های محاسباتی و آماری انجام می شود.