XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В настоящее время для выполнения длительных и сложных вычислений применяются системы компьютерной математики. В статье проведены основные характеристики наиболее популярных программ, а именно Mathematica и Mathcad.

Mathematica (рис.1) — система компьютерных вычислений огромного количества разделов математики, имеющая широкое применение во многих научных областях. Разработка стартовала под началом Стивена Вольфрама, завершена компанией WolframResearch. Окончательно системаразработана в 1988г. Авторы системы Mathematica выполнили огромную работу для распространения их продукции. Сейчас она широко используется в учебном процессе университетов Европы. Большая часть работы программы базируется на языке программирования Wolfram Language. Он представляет собой серьезный прогресс в языках программирования, который делает передовые вычисления доступными для всех [1].

Рис.1 - Интерфейс программы Mathematica

Mathcad (рис.2) — система компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированная на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением, отличается лёгкостью использования и применения для коллективной работы. Идея написания Mathcad и его создание принадлежит Аллену Раздову. Творение Аллена приобрело популярность и заслуженную известность еще в середине 80-х годов. Mathcad был разработан как программный инструмент, альтернативный традиционным языкам программирования. Программа позволяет решать многочисленные научные, технические, инженерные и образовательные проблемы без использования языков программирования. Mathcad — это супер-калькулятор, поскольку он понятен, как простой калькулятор, но при этом отображает числовой ответ для выражения практически любой сложности, содержащего константы, переменные, операторы и функции [2].

Рис.2 - Интерфейс программы Mathcad

Доступность.

Mathcad доступен исключительно на операционных системах Windows, в то время как Mathematica доступна на Windows, OSX, а так же на Linux.

Что касается доступа в плане получения лицензионной версии, то цена Mathcad в интернете около 3$, цена на Mathematica для студентов на официальном сайте начинается от 80$ в год.

Функционал.

Среди возможностей Mathcad можно выделить:

1. Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами.

2. Создание разнообразных "2D" и "3D" графиков, используя разные системы координат.

3. Выполнение операций в символьном обозначении.

4. Выполнение вычислений с векторами и матрицами.

5. Возможность документации всех процессов в момент их проведения.

В функционал Mathematica входит:

1. Упрощение выражений.

2. Нахождение конечных и бесконечных сумм и произведений.

3. Преобразования Фурье и Лапласа, а также Z-преобразование.

4. Построение геометрических фигур, использование графики во разных форматах, включая также анимацию графических объектов.

5. Вейвлетный анализ.

В заключение можно сказать, что обе программы отлично справляются со своей задачей, но имеют разный порог вхождения для комфортного пользования. Однозначно, Mathematica более специфична и избыточна функционалом, требует определенного уровня знания ядра программы с её языком программирования. Mathcad понятен уже с первого взгляда и не нуждается в особом изучении, но является менее производительным в сложных и длительных вычислениях. Что касается сообществ пользователей программ, то Mathcad повсеместно изучается студентами в высших учебных заведениях стран СНГ и Европы, а Mathematica куда более распространена в учебном процессе в Европе.

Список литературы:

1. Письменный А.А., Развеева И.Ф. Системы компьютерной математики. Материалы Х Международной студенческой научной конференции "Студенческий научный форум 2018".

2. PTC Mathcad: https://www.ptc.com/ru/products/mathcad

Код для цитирования: Скопировать