Mathematica 3.0.1 aneb jak dělat matematiku na počítači

Archiv | 01.02.98

Slovo počítač vzniklo pravděpodobně od slovesa počítati. Původně počítače sloužily k počítání. Převážn...







Slovo počítač vzniklo pravděpodobně od slovesa počítati. Původně
počítače sloužily k počítání. Převážně pak k numerickým výpočtům,
které by lidskému mozku jednak nepřinesly uspokojení z vykonané
práce, a jednak by mu trvaly nesrovnatelně delší dobu. Pamětníci
a nadšenci jistě vzpomenou Eniac a jemu podobné přístroje, jež
sloužily toliko k počítání a nikoliv jako servery sítě či hrací
skříně, jak je moderní dnes.

Pro skutečné počítání na počítači dnes existuje jen pár programů,
které jsou však velmi rozsáhlé a komplexní. Toto však dnes už
zdaleka není jen počítání účinných průřezů jako u Eniacu, tedy
výpočet, kde na konci je číslo. Zmíněné systémy dnes už umí
i symbolické operace, což má mnohem větší význam. Jeden právě
takový systém je Mathematica 3.0.1. od Wolfram Research.

Program vyžaduje plně 32bitový operační systém, minimálně 8 MB
operační paměti a 26 MB místa na pevném disku. K uvedené
minimální konfiguraci několik poznámek: Testoval jsem verzi pro
Windows 95, pro niž je 8 MB paměti skutečné minimum. Mathematica
sice bude chodit, ale musíte se obrnit trpělivostí. Výrobce
doporučuje 16 MB, já bych doporučil ještě více. Plná instalace,
podle instalátoru, vyžaduje 109 MB na disku. (Ve skutečnosti je
třeba uvolnit cca 135 MB). Podle údajů výrobce existují
implementace Mathematicy pro UNIX, Linux, OS/2 a Mac OS.

K samotné architektuře Mathematicy tolik: skládá se ze dvou
hlavních částí, z jádra a rozhraní. Rozhraní, Front End, je
závislé na platformě, na níž počítáme. Od grafického rozhraní po
znakový terminál. Jádro, Kernel, je dle tvrzení v helpu stejné
pro všechny systémy. Veškerá zadání úloh pro počítač se ukládají
ve formě takzvaných notebooků, jež mohou být spuštěny na velkém
množství platforem. Prakticky to znamená, že doma v klidu
napíšete i komplikovanou úlohu, kterou pak přenesete na výkonnější
systém. A to vše bez pozměňování a přizpůsobování. Sám jsem to
neozkoušel, avšak tvrdí to nejen výrobce, ale i uživatelé.
Mathematica zvládá nejen to, co kalkulačka. Nezalekne se
sebevětších čísel, takže je schopna vypsat např. pí na 1 000
desetinných míst. K čemu to může být dobré, netuším. Zrovna tak
faktoriál čísla 1 000 000 vytiskne bez větších problémů. Spočítá
samozřejmě i hodnoty všemožných funkcí v libovolném bodě jejich
definičního oboru. Poradí si i s komplexními čísly.
Důležitým rysem je schopnost operovat se symboly. Jako příklad
uvedu hledání primitivních funkcí, derivování, počítání
s maticemi. Zběžně jsem porovnal výsledky výpočtu Mathematicy
s několika tabelovanými hodnotami primitivních funkcí a mohi
zodpovědně prohlásit, že se výsledky obou zdrojů shodovaly. Výčet
všech funkcí a možností by zabral možná několik tisíc stran.
Jejich seznam je v helpu, kterýžto sám o sobě zabírá na disku
několik desítek megabajtů. Stručně jen pár oborů: řešení
diferenciálních rovnic, schopnost rozluštit výroky matematické
logiky, rozličné typy tranformací a rozvojů. Nemohu se nezmínit
o různých možnostech vizualizace výsledků. Šikovný graf či
obrázek jsou často ilustrativnější a přehlednější, než sloupce
čísel, nebo řešení ve tvaru neelementárních funkcí. Vizualizovat
lze všelijak. Od obyčejných grafů přes trojrozměrné až
k animovaným sekvencím. Jestliže si nechcete namáhat očka,
Mathematika vám řešení vaší rovnice zahraje. Na tom nedosti,
program obsahuje snad všechny speciální funkce, které najdete
v učebnicích. Ještě speciálnější funkce lze pak získat zvlášť
jako doplňkové balíky. Většina vlastností a schopností systému je
obsažena v Tour.nb, jakémsi průvodci, který obsahuje i ukázky
k daným tématům.
Na závěr pár poznámek: Mathematica může komunikovat s různými
programy pomocí funkce MathLink. Alespoň to tvrdí dokumentace.
Rozhodně doporučuji si rozmyslet, zda je dostatek paměti pro
výpočet. Při spuštění paměťově náročného výpočtu se stane, že
zpracovávaný objem dat překročí možnost systému a Mathematica pak
počítaný notebook bez uložení a varování zavře, takže dojde ke
ztrátě neuložených dat. To občas dost zamrzí.
Na rozdíl od předešlých verzí jsem našel v nápovědě i názvy
algoritmů, používaných pro tu kterou operaci.
V porovnání se srovnatelnými systémy jako je Maple a Derive je
předností Mathematiky propracovaný FrontEnd, kvalitní a různorodé
možnosti grafického výstupu a použití techniky notebooků, tedy
přenositelnost. Nedostatkem je pomalost v některých dílčích
oblastech, a možná nedostatečný počet knihoven. Nedostatek
speciálních knihoven vyřešil Wolfram Research dalším cédéčkem

Math Source, které by mělo uspokojit i šťouraly.



Mathematica 3.0.1
+ grafika
+ počet vestavěných funkcí
+ notebooky
- nestabilita ve specifických situacích
- poměrně složitá syntaxe, neobvyklé použití závorek
-/+ dlouhé názvy funkcí, nepoužívá se zkratek

K recenzi poskytla firma:
Wolfram Research, Inc.
10 Blenheim Office Park, Lower Road
Long Hanborough, Oxfordshire
OX8 8LN, UK

www.wolfram.co.uk














Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.