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1、Mathematica(http://www.wolfram.com/products/mathematicaMathematica是由物理学家StenphenWolfram领导开发的,当时的目的是为了研究量子力学.1987年,他推出了Mathematica1.0版.目前,最新的版本是Mathematica4.0版.Mathematica拥有强大的数学计算功能,支持比较复杂的符号计算和数值计算,因此它早期主要在数学,物理等研究领域流传.近几年,为帮助工程技术人员克服使用Mathematica时遇到的困难,在Mathematica的基础上又开发了几百种应用软件包,如
2、电气工程软件包,小波分析软件包等.1.Mathematica能够做什么Mathematica是一个集成化的计算机软件.它的主要功能包括三个方面:符号演算,数值计算和图形.Mathematica可以完成许多符号演算和数值计算的工作,例如,它可以做多项式的各种计算(四则运算,展开,因式分解等);有理式的各种计算.它可以求多项式方程,有理式方程和超越方程的精确解和近似解;做数值的或一般表达式的向量和矩阵的各种计算.Mathematica还可以求一般函数表达式的极限,导函数,求积分,做幂级数展开,求解某些微分方程等等.使用Mathematica还可以做任意位的整数的精确计
3、算,分子分母为任意位整数的有理数的精确计算(四则运算,乘方等);可以做任意位精确度的数值(实数值或复数值)的数值计算.这个系统的所有内部定义的整函数和数值(实数值或复数值)计算函数也都具有这样的性质.使用Mathematica可以非常方便地作出以各种方式表示的一元和二元函数的图形,可以根据需要自由地选择画图的范围和精确度.通过对这些图形的观察,人们常常可以迅速形象地把握对应函数的某些特征,这些特征仅仅从函数的符号表达式一般是很难认识的.Mathematica系统的能力还不仅仅在于具有上述这些功能,更重要的是在于它把这些功能融合在一个系统里,使它们成为一个有机整体.
4、在使用Mathematica的过程中,使用者可以根据自己的需要一会儿从做符号演算转去作图形,一会儿又转去做数值计算,等等.这种灵活性为使用者带来很大的方便,经常能使一些看起来非常复杂的问题变得易如反掌,使问题处理起来得心应手.在学习和使用的过程中读者一定会进一步体会到这些.Mathematica还是一个很容易扩充的系统,它的用于描述符号表达式和对它们的计算的一套记法实际上构成了一个功能强大的程序设计语言,用这种语言可以比较方便的定义用户需要的各种函数,如符号计算函数,数值计算函数,作图函数或其他具有复杂功能的函数,完成用户需要的各种工作.系统本身提供了一批用这个语
5、言写出来的完成各种工作的程序包,在需要时可以调入系统使用.用户自己也可以用这个语言写出自己的专门用途的程序或软件包来.2.Mathematica是一个什么样的系统Mathematica是一个交互式的计算系统.这里所的交互式是指:在使用Mathematica系统的时候,计算是在使用者(用户)和Mathematica相互交换,传递信息数据的过程中完成的.用户通过输入设备(一般讲是计算机的键盘)给系统发出计算的指示(命令),Mathematica系统在完成了给定的计算工作后把计算结果告诉用户(一般通过计算机的显示器).从这个意义上说,Mathematica可以看成一个非
6、常高级的计算器.它的使用方式也与使用计算器类似,只是它的功能比一般的计算器强大的多,能接受的命令也丰富的多.用这个系统的术语,Mathematica接受的命令都被称作表达式,系统在接受了一个表达式之后就对它进行处理(这个处理过程叫做对表达式求值),然后把求得的值(计算结果)送回来.与一般的程序设计语言不同,Mathematica的处理对象不限于诉(整数和近似数).它的处理对象是一般的符号表达式,也就是具有一定的结构和意义的复杂符号表示.数是一种最简单的表达式,它们没有内部结构.数学中的代数表达式也是符号表达式的例子,它们可以具有相当复杂的结构.一般地说,一个表达式
7、是由一些更简单的部分构成的.数和代数式都是Mathematica能够处理的处理对象.不同计算机上Mathematica系统的基本部分是一样的,只是它们的系统界面形式,用户与系统交互的方式可能有所不同.Mathematica的界面上有两种,一种是图形形式的,一种是行文形式的.使用行文形式界面的系统时,用户一行一行地输入命令,一个命令输入完毕,Mathematica系统就立刻处理这个命令,并且返回计算结果.图形方式界面的系统使用起来更灵活,使用者不但可以用键盘输入,还可以利用鼠标器等输入设备,可以通过选菜单等方式向系统发出命令.在MS-DOS上运行的Mathemati
8、ca系统的
