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一般來(lái)說(shuō)

學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)

建模，常用的軟件有四種，分別是：matlab、lingo、Mathematica和SAS下面簡(jiǎn)單介紹一下這四種。

1.MATLAB的概況
MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處

理，

可視化

建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。

MATLAB的基本

數(shù)據(jù)單位

是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C,FORTRAN等

語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.

當(dāng)前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox).工具包又可以分為功能性工具

包和學(xué)科工具包.功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算,可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)

的工具包,控制工具包,

信號(hào)處理

工具包,通信工具包等都屬于此類.

開(kāi)放性

使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改

或加入自己

編寫程序

構(gòu)造新的專用工具包.

2.Mathematica的概況
Wolfram Research 是高科技計(jì)算機(jī)運(yùn)算( Technical computing )的先趨，由復(fù)雜理論的發(fā)明者 Stephen Wolfram 成立于

1987年，在

1988年

推出高科技計(jì)算機(jī)運(yùn)算軟件Mathematica，是一個(gè)足以媲美諾貝爾獎(jiǎng)的天才產(chǎn)品。Mathematica 是一套整合數(shù)字以

及符號(hào)運(yùn)算的數(shù)學(xué)工具軟件，提供了全球超過(guò)百萬(wàn)的研究人員，工程師，

物理學(xué)

家，分析師以及其它技術(shù)專業(yè)人員容易使用的頂級(jí)

科學(xué)運(yùn)算環(huán)境。目前已在學(xué)術(shù)界、電機(jī)、機(jī)械、化學(xué)、土木、信息工程、財(cái)務(wù)金融、醫(yī)學(xué)、物理、統(tǒng)計(jì)、教育出版、OEM 等領(lǐng)域廣

泛使用。

Mathematica 的特色

·具有高階的演算方法和豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)和龐大的數(shù)

學(xué)知識(shí)

庫(kù)，讓 Mathematica 5 在線性代數(shù)方面的數(shù)值運(yùn)算，例如特征向量、反矩陣等，皆比Matlab R13做得更快更好，提供業(yè)界最精確的數(shù)值運(yùn)算結(jié)果。

·Mathematica不但可以做數(shù)值計(jì)算，還提供最優(yōu)秀的可設(shè)計(jì)的符號(hào)運(yùn)算。

·豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)，可以快速的解答

微積分

、線性代數(shù)、微分方程、復(fù)變函數(shù)、數(shù)值分析、機(jī)率統(tǒng)計(jì)等等問(wèn)題。

·Mathematica可以繪制各專業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)函數(shù)圖形，提供豐富的圖形表示方法，結(jié)果呈現(xiàn)可視化。

·Mathematica可編排專業(yè)的科學(xué)論文期刊，讓運(yùn)算與排版在同一環(huán)境下完成，提供高品質(zhì)可編輯的排版公式與表格，屏幕與打印的自動(dòng)最佳化排版，組織由初始概念到最后報(bào)告的計(jì)劃，并且對(duì) txt、html、pdf 等格式的輸出提供了

最好的

兼容性。

·可與 C、C++ 、Fortran、Perl、Visual Basic、以及

Java

結(jié)合，提供強(qiáng)大高級(jí)語(yǔ)言接口功能，使得

程序開(kāi)發(fā)

更方便。

·Mathematica本身就是一個(gè)方便學(xué)習(xí)的

程序語(yǔ)言

。 Mathematica提供互動(dòng)且豐富的幫助功能，讓使用者現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣。強(qiáng)大的功能，簡(jiǎn) 單的操作，非常容易學(xué)習(xí)特點(diǎn)，可以最有效的縮短研發(fā)時(shí)間。

3.lingo的概況
LINGO則用于求解

非線性

規(guī)劃（NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING）和二次規(guī)則（QP—QUARATIC PROGRAMING）其中

LINGO 6.0學(xué)生版最多可版最多達(dá)300個(gè)變量和150個(gè)約束的規(guī)則問(wèn)題，其標(biāo)準(zhǔn)版的求解能力亦再10^4量級(jí)以上。雖然LINDO和

LINGO不能直接求解目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題,但用序貫式算法可分解成一個(gè)個(gè)LINDO和LINGO能解決的規(guī)劃問(wèn)題。

模型建立語(yǔ)言和求解引擎的整合

LINGO是使建立和求解線性、非線性和整數(shù)最佳化模型更快更簡(jiǎn)單更有效率的綜合工具。LINGO提供強(qiáng)大的語(yǔ)言和快速的求解引擎來(lái)闡述和求解最佳化模型。

■ 簡(jiǎn)單的模型表示
LINGO可以將線性、非線性和整數(shù)問(wèn)題迅速得予以公式表示，并且容易閱讀、了解和修改。

■ 方便的數(shù)據(jù)輸入和輸出選擇
LINGO建立的模型可以直接從

數(shù)據(jù)庫(kù)

或工作表獲取資料。同樣地， LINGO可以將求解結(jié)果直接輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)或工作表。

■ 強(qiáng)大的求解引擎
LINGO內(nèi)建的求解引擎有線性、非線性(convex and nonconvex)、二次、二次限制和整數(shù)最佳化。

■

Model

Interactively or Create Turn-key Applications
LINGO提供完全互動(dòng)的環(huán)境供您建立、求解和分析模型。LINGO也提供DLL和OLE界面可供

使用者

由撰寫的程序中呼叫。

■ 廣泛的文件和HELP功能
LINGO提供的所有工具和文件可使你迅速入門和上手。LINGO使用者手冊(cè)有詳細(xì)的功能定義。

4.SAS軟件概況
SAS系統(tǒng)全稱為Statistics Analysis System，最早由

北卡羅來(lái)納大學(xué)

的兩位

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)研究生

編制，并于1976年成立了SAS軟件研究所，正式推出了SAS軟件。SAS是用于決策支持的大型集成信息系統(tǒng)，但

該軟件

系統(tǒng)最早的功能限于統(tǒng)計(jì)分析，至今，統(tǒng)計(jì)分析功能也仍是它的重要組成部分和核心功能。SAS現(xiàn)在的版本為9.0版，大小約為1G。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，SAS已被

全世界

120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近三萬(wàn)家機(jī)構(gòu)所采用，直接用戶則超過(guò)三百萬(wàn)人，遍及金融、醫(yī)藥衛(wèi)生、生產(chǎn)、運(yùn)輸、通訊、政府和教育科研等領(lǐng)域。在英美等國(guó)，能熟練使用SAS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析是許多公司和

科研機(jī)構(gòu)

選材的條件之一。在

數(shù)據(jù)處理

和統(tǒng)計(jì)分析領(lǐng)域，SAS系統(tǒng)被譽(yù)為國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)軟件系統(tǒng)，并在96～97年度被評(píng)選為建立數(shù)據(jù)庫(kù)的首選產(chǎn)品。堪稱統(tǒng)計(jì)軟件界的巨無(wú)霸。在此僅舉一例如下：在以苛刻嚴(yán)格著稱于世的

美國(guó)

FDA新藥審批程序中，新藥試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析規(guī)定只能用SAS進(jìn)行，其他軟件的計(jì)算結(jié)果一律無(wú)效！哪怕只是簡(jiǎn)單的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差也不行！由此可見(jiàn)SAS的權(quán)威地位。

SAS系統(tǒng)是一個(gè)組合軟件系統(tǒng)，它由多個(gè)功能模塊組合而成，其基本部分是BASE SAS模塊。BASE SAS模塊是SAS系統(tǒng)的核心，承擔(dān)著主要的

數(shù)據(jù)管理

任務(wù)，并管理用戶使用環(huán)境，進(jìn)行用戶語(yǔ)言的處理，調(diào)用其他SAS模塊和產(chǎn)品。也就是說(shuō)，SAS系統(tǒng)的運(yùn)行，首先必須啟動(dòng)BASE SAS模塊，它除了本身所具有

數(shù)據(jù)管理

、程序設(shè)計(jì)及描述統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能以外，還是SAS系統(tǒng)的中央調(diào)度室。它除可單獨(dú)存在外，也可與其他產(chǎn)品或模塊共同構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。各模塊的安裝及更新都可通過(guò)其

安裝程序

非常方便地進(jìn)行。SAS系統(tǒng)具有靈活的功能擴(kuò)展接口和強(qiáng)大的功能模塊，在BASE SAS的基礎(chǔ)上，還可以增加如下不同的模塊而增加不同的功能：SAS/STAT（統(tǒng)計(jì)分析模塊）、SAS/GRAPH（繪圖模塊）、SAS/QC（

質(zhì)量控制

模塊）、SAS/ETS（經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)和時(shí)間序列分析模塊）、SAS/OR（運(yùn)籌學(xué)模塊）、SAS/IML（交互式矩陣程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言模塊）、SAS/FSP（快速

數(shù)據(jù)處理

的交互式菜單系統(tǒng)模塊）、SAS/AF（交互式全屏幕

軟件應(yīng)用

系統(tǒng)模塊）等等。SAS有一個(gè)智能型繪圖系統(tǒng)，不僅能繪各種

統(tǒng)計(jì)圖

，還能繪出地圖。SAS提供多個(gè)統(tǒng)計(jì)過(guò)程，每個(gè)過(guò)程均含有極豐富的任選項(xiàng)。用戶還可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)集的一連串加工，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。此外，SAS還提供了各類概率分析函數(shù)、分位數(shù)函數(shù)、樣本統(tǒng)計(jì)函數(shù)和隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)，使用戶能方便地實(shí)現(xiàn)特殊統(tǒng)計(jì)要求。

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