南强小屋 Design By 杰米

不知道经常需要做科学计算的朋友们有没有这样的好奇:在Linux系统下使用什么工具呢?说到科学计算,首先想到的肯定是Matlab,如果再说到符号计算,那就非Mathematica不可了。可惜,以上两款软件都是商业软件。虽然破解版满天飞,但是这不符合开源世界的逻辑。在Linux系统下,也有非常不错的科学计算工具,包括符号计算的也有。下面我就来隆重向大家推荐几款。

Octave

  这款软件是GNU出品,在GNU的在线文档网站上可以下载到它的完整的帮助文档,我喜欢pdf版,可以一口气从头读到尾,很舒服。从语法角度讲,Octave和matlib完全兼容。下面是其运行效果图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  它也有GUI界面的包装,那就是QtOctave,如下图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  在Ubuntu下该软件的安装非常简单,使用如下命令即可:


复制代码代码如下:
sudo apt-get install octavesudo apt-get install qtoctave

Maxima

  数值计算使用Octave,那么符号计算就少不了Maxima了。由于符号计算中,数学公式的显示也是非常重要的一环,所以我喜欢用它的GUI封装wxMaxima,该软件使用如下命令安装:


复制代码代码如下:
sudo apt-get install wxmaxima

  下面是它的运行效果图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  有了GUI的封装,我们的学习曲线都要简单很多,因为它的功能都在它的菜单栏中体现出来了。只不过,目前的wxMaxima似乎有一个致命的bug,在我的Ubuntu上,只要在对话框中输入括号它就会崩溃。Maxima也自带完善的文档,如下图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  符号运算不仅能对各种数学公式进行运行、变形、化简,也可以直接对函数作图,如下图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  但是以上介绍的都不是重点。下面的工具才是我这篇随笔的重量级嘉宾。它就是:

IPython-Notebook

  使用python进行科学计算最近几年很火,主要得益于python语言和Numpy、SciPy、pandas、matplotlib、SymPy等库。另外一个大杀器就是ipython-notebook,它可以说是提供了在数学方面读写算加画图一条龙的服务了。Ubuntu对Python的支持真心不错,先使用下面的命令将以上库全部安装:


复制代码代码如下:
sudo apt-get install pandas
sudo apt-get install sympy

  不是说全部安装吗?怎么只有两个命令?因为安装pandas时NumPy、SciPy、matplotlib都作为依赖项自动安装了,只有符号计算库SymPy需要另外安装。然后,使用如下命令安装ipython-notebook:


复制代码代码如下:
sudo apt-get install ipython-notebook

  同理,IPython也作为依赖项自动安装了。然后使用如下命令启动ipython-notebook:


复制代码代码如下:
ipython notebook --pylab=inline

  然后ipython-notebook就在浏览器中启动了。不错,这是一个BS应用,我们启动它时会在我们的机器上建立一个简单的服务器,然后用浏览器访问这个服务器就可以使用ipython-notebook了,远程访问也行。下面是运行效果:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  新建一个笔记后,就会给我们一个输入代码的提示。ipython-notebook中的内容是由一个一个的输入区域组成的,称为Cell。每一个Cell除了可以输入代码,还可以输入Markdown、rawtext、heading,如上图中的选项所示。下面是输入Markdown的效果图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  按Shift+Enter即可结束该区域的输入,并执行和显示效果。如果以后要重新编辑里面的内容,双击该区域即可。Markdown区域也是支持MathJax的哦,如下图:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  下面看看使用NumPy来进行数值计算和绘图的效果:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  使用pandas进行数据分析并绘图的效果:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  最后,看看使用SymPy进行符号计算的效果:

Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算

  从上图可以看到,SymPy的latex函数可以把输出的数学公式转换成LaTeX代码,不过该代码有点问题,它里面每个反斜杠都变成了双反斜杠。将该LaTeX代码复制、修改后,输入Markdown区域就可以看到完美的数学公式了。

  我们在IPython-Notebook中建立的笔记是可以保存的,而且保存的是纯文本的JSON格式,所以可以非常方便地把它放到GitHub进行分享。从IPython-Notebook的帮助菜单可以很方便地导航到NumPy、SciPy、matplotlib、pandas、SymPy的帮助文档。在matplotlib的官网中,还专门有一个gallary页面,里面有各种图表的缩略图和代码,对我们的学习真的是很有帮助哦。

  这一篇随笔和前面的两篇加起来,就基本上完成了进行数学工作的工具论。希望大家喜欢,多给点推荐。

标签:
Linux折腾记,数值计算,符号计算

南强小屋 Design By 杰米
广告合作:本站广告合作请联系QQ:858582 申请时备注:广告合作(否则不回)
免责声明:本站文章均来自网站采集或用户投稿,网站不提供任何软件下载或自行开发的软件! 如有用户或公司发现本站内容信息存在侵权行为,请邮件告知! 858582#qq.com
南强小屋 Design By 杰米

评论“Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算”

暂无Linux折腾记(十六):数值计算和符号计算的评论...

稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!

昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。

而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?