Дьяконов В.П. Математическая система Maple (1185902)
Текст из файла
Фнщ МПЩ-~умца С ~ыне аыщкл .":: Гейл:щам .. В ЧЙИМ РФРИТЧ ВМЯЩФ ВЬЮКА ТФМСВЧМ- П, КВЬ Дьяконов В, П. Математическая система Мар!е Ч ЕЗ ! й4 ! й5 Описана мощная математическая система компьютерной алгебры Чар1е Ч Ротгег ЕВ1г1оп, в диалоговом режиме решающая огромное число математических задач — от простых расчетов и численного ьюделирования до аналитических преобразований и вычислений. Основное внимание уделено серийной и свободно распространяемой по 1п1еглеГ реализации В4 Впервые описана новейшая реализация системы Чар1е Ч йб. Рассматриваются удобный интерфейс системы, ее огромные вычислительные возможности, мощные графические средства системы, программирование и пакеты расширений.
Впервые описаны работа с Мар1е Ч йб а сети 1п1егпеГ над совместными проектами и 1и!егпегч".троянца фирмы УУагег1оо Мар1е — разработчика системы. Для научных работников, преподавателей университетов и вузов, студентов и всех пользователвй, интересующихся автоматизацией матеыатических вычислений. Ответственный за выпуск С. левкое Макет и верстка С. Тарасов Обложка А.
Мияпяее 1ЗВИ 5-859544181-7 бб "СОПОН" 1998 Ф Дьяконов В. П. Предисловие Предисловие Автор данной книги, как и многие почитатели компьютерных вычислений, прошел долгий путь их реализации — от применения программируемых микрокалькуляторов до работы на малых н персональных ЭВМ, использующих универсальные языки программирования высокого уровня.
Это нашло отражение в его ранних книгах 11 — 51. Казалась бы, совсем недавно пользователь ЭБМ, решая даже прость|е численные задачи, был вынужден осваивать основы программирования и готовить полукустарные программы, вряд ли нужные кому-либо, кроме их создателя. Между тем компьютеры интенсивна развивались. Сейчас мощь персонального компьютера (ПК) с микропроцессорами класса Репбшп ММХ и Реп1шгп Б намного превосходит мощь первых ЭВМ, занимавших целые комнаты и залы 16,71. А скорость вычислений нынешних ПК в сотни раз превосходит скорость вычислений легендарных !ВМ РС ХТ и АТ н вплотную приближается к скорости вычисления супер-ЭБМ недавнего прошлого.
В связи с этим стал меняться взгляд на назначение ПК. На первое место вышло их применение для работы с текстовыми процессорами (например, Мкгозой 'тгогй 95/97 (81) и прикладными программными системами для автоматизации офисной деятельности. Увы, при этом многие пользователи как-то незаметно стали забывзть, что ЭВМ изначально создавались для вычислений, а вовсе не для замены ими злосчастной пишущей машинки. Развитие мультимедиа 191 привело к бурному применению ПК в роли игровых автоматов. Происходило как бы оглупление самых умных в истории человечества машин, да и самих ях пользователей.
Однако меняются времена и вечные ценное~и, к коим принадлежат разум и образование, вновь возвращаются. В последние годы во всем мире существенно возрос интерес к серьезному применению ПК Намучившись с непрофессиональной работой двумя пальцами с клавиатурой ПК н вволю насладившись расшатызающими нервную систему играми, многия пользователи стали осознавать, что в их распоряжении находится вовсе не модернизированная пишущая машинка или игровая приставка, а самый современный компьютер, способный автоматизировать сложнейшие расчеты, помочь нм освоить трудные понятия математики, научить их иностранным языкам и, наконец, стать источникам серьезных знаний и даже заработков.
Этому в большой степени способствовала разработка специальных компьютерных математических систем, резко сиизивших потребность в программировании Г1К при решении математических задач. Первое поколение таких систем [19 — 161 было ориентировано на операционную систему МВ-ГгОЬ и появилось, казалось бы, совсем недавно — в начале 90-х годов. Так или иначе, но компьютерный мнр вновь заговорил о некотором интеллекте компьютеров, понимая под этим способность компьютеров выдавать не тривиальные решения н обучаться решению новых задач.
Интерес к компьютерам заметно возрос в ходе шахматной баталии между суперкомпьютером фирмы 1ВМ н чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым. Как известно, в конце концов Предисловие она завершилась триумфом машины — илн, точнее говоря, коллективного разума тех, кто ее создал и обеспечил соответствующими программами, В наше время показателем интеллектуальной мощи компьютеров, в там числе и персональных, стали уже не программы для игры в шахматы, а новейшие программные системы символьной математики илн компьютерной алгебры [17— 411. Созданные для проведения символьных преобразований над математическими выражениями эти системы буквальна в последние годы были доведены до уровня, позволяющего резко облегчить, а подчас н заменить труд самой почитаемой научной элиты мира — математиков-теоретиков и аналитиков, Уже появились открытия, сделанные с помощью таких систем.
Вряд ли есть хоть один действительно серьезный научный проект, где анн не применялись бы в деле. Системы символьной математики долгое время были ориентированы на большие компьютеры. С появлением ПК класса 1ВМ РС и Мас1л1озЬ н с ростом нх возможностей эти системы были переработаны под ннх и доведены до уровня массовых серийных программных систем. Сейчас системы символьной математики (илн компьютерной алгебры) выпускаются самого разного «калнар໠— от поразительно компактной, быстрон и удобной для простых символьных вычислений системы Рег)уе [24 — 26[, до компьютерных монстров Ма!Ьепта!1са 2/3 [28 — 321 н Мап1еЧ й4/й5 [33 — 361, имеющих тысячи встроенных н библиотечных функций и изумительные возможности графической визуализации вычислений.
К среднему уровню таких систем относятся интенсивно развиваемые системы класса Ма1ЬСАР [17 — 23[, работающие в среде %!ибо'юз и имек щие (в дополнение к прекрасным средствам числовых вычислений) приобретенное по лицензии у фирмы%а!ег)оо Мар1е 1пс.(создателя системы Мар1е Ч) ядро символьных вычислений, В данной книге впервые дается достаточно полное описание одной из самых мощных и интеллектуальных систем кампьютернон алгебры — Мар!е Ч под %1пг[онз (реализации ЙЗ, й4 н й6). Эта система была создана группой символьных вычислении 1:ГЬе БугпЬо1!с бгоцр), организованной Кейтам Геддам (Ке1ГЬ Пеббез) и Гастоном Гона (Пазтап Поппе!) в 1980 году в университете %а!ег1оо, Канада [39 — 411 Вначале она была реализована на больших компьютерах и прошла долгий путь апробации, вобрав в свое ядро и в библиотеки расширений большую часть математических функций и правил их преобразований, выработанных математикой за столетия ее развития.
Система Мар!е Ч была реализована на ПК фирмой %а!ег1аа Мар!е 1пс, (Канада), специально созданной для разработки н сбыта систем класса Мар1е. Реализация системы Мар!е Ч й4 требует применения серьезных ПК с процессорами класса 486/Реп!!пгп/Реп!1нпт ММХ/Реп!1ппз Рта/РепИщп П н с математическим сопроцессором (н, разумеется, совместимых с ними другнмн процессорами).
Вать ее реализации на платформах ПК Мас1п1озЬ, Уп~х, Вцп и др Вряд лн эта мощная математическая система, разделяющая претензии на мировое лидерство с системами Ма!Ьеша!1са 2 и 3 фирмы %ойгат, нужна секретарше нли даже директору небольшой коммерческой фирмы. Но, несомненно, любая серьезная научная лаборатория нли кафедра вуза должны располагать подобной системой, если ани всерьез заинтересованы в автоматизации выполнения математических расчетов любой степени сложности.
Несмотря на свою направленность иа серьезные математические расчеты, системы класса Мар1е У необходимы давольно широкой категории пользователей — студентам н преподавателям Лрвдмалоеие вузов, инженерам, аспирантам, научным работникам и даже учащимся математических классов общеобразовательных и спеш«альных школ. Мар!е открывает им широкие возможности для применения. Эта книга не является исчерпывающим справочником по системе Мар1е У.
Такой справочник едва ли и нужен — из почти 2500 (а в реализации Й5 — 2700) встроенных в систему и библиотечных команд и функций подавляющее большинство пользователей применяет не более нескольких десятков. Кроме того, система снабжена прекрасной справочной базой данных, позволяющей получить подробную справку по любому оператору или функции с рядом примеров применения. Для серьезного специалиста в математике (да и в прикладных науках) не представит особого труда разобраться с нужными ему, но редко применяемыми специальными функциями системы, даже при их описании иа английском языке.
Интересующие пользователя примеры (а их многие тысячи1) можно легко перенести в документы для исполнения, разборки и модификации под свои цели и задачи. Практика (да и личный опыт автора) показывают, что самым трудным является первый этап освоения системы. Первое включение многих пользователей просто подавляет — убедившись в невероятном множестве возможностей системы и не имея ее систематизированного описания (а оно поставляется в виде двух книг приличного размера 138, 39]), многие наши пользователи помещают систему в архив, где она «пылится» без дела. Между тем после краткого знакомства с системой ее вполне можно использовать в повседневной практике.
Здесь действует та же идеология, что и прн работе с серьезным математическим справочником — как правило, мы приобретаем его вовсе не для того, чтобы целиком выучить наизусть, а лишь для того, чтобы из всего богатства имеющихся в нем данных и примеров выудить нужные нам в настоящий момент сведения, Поэтому цель этой книги не в том, чтобы описать как можно больше операторов и функций системы, а в том, чтобы привить пользователю «справочную» идеологию работы с системой, позволяющую постепенно осваивать ее по мере решения своих фундаментальных или прикладных задач.
В отличии от первых книг по системе Мар1е Ч ЙЗ [34 — 36 ), имеющих по существу характер краткого введения в зту систему, в данной книге подробно описан пользовательский интерфейс, причем самой популярной версии системы Мар1е Ч Й4. Значительно расширено описание системы и число примеров ее применения, Совсем недавно (конец 1997 года) вышла реализация Йб системы Мар!е У. Однако до нас она еще не дошла и вряд ли будет использоваться в ближайшие год — два. Это связано с тем, что эта реализация пока распространяется только коммерческим путем, причем ее стоимость явно не по карману нашим пользователям. В то же время они должны оценить поистине царский подарок фирмы Фатег!оо Мар1е — открытое и бесплатное распространение серийной версии Мар1е ««г Й4 через Ыегпей Благодаря чему эта версия легально (1) попала на многие СО-ЙОМ, свободно распространяемые у нас.
Нетрудно догадаться, почему фирма Жа1ег1оо Мар1е пошла на столь решительный и, казалось бы, рискованный для ее прибылей шаг. Очевидно, что распространение современной, не потерявшей коммерческой ценности, и серийной системы Предисловие Мар!е Ч Н4 привлечет в ряды ее сторонников миллионы потенциальных пользователей. И это уже случилось — система пользуется огромной популярностью в университетах н вузах, а также в широких кругах научных работников, как во всем мире, так н в России. В действительности такой подход лишь увеличивает объемы закупки системы.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
