Mathematica - 计算机代数系统

· Mathematica 14：超越计算边界的新纪元        

· 如何使用选项检查器更改Mathematica的系统设置        

· 使用Mathematica软件进行数值计算        

· Mathematica软件在工程学中的应用        

· Mathematica软件的应用领域        

Mathematica 是一套整合数字以及符号运算的数学工具软件，提供了超过百万的研究人员，工程师，物理学家，分析师以及技术人员使用的科学运算环境。目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM等领域广泛使用。

Mathematica在其三十年的开发历程中，在技术计算领域确立了技术，并为技术人员、教育工作者、学生和人士提供了主要的计算环境。

Mathematica以不凡的技术和简便的使用方法享誉，在此基础上，它提供了单个集成并且持续扩展的系统，涵盖了广而深的技术计算功能。现在利用Mathematica Online（在线），它还能通过网页浏览器实现云端的访问，以及在现代桌面系统上的本地访问。

Mathematica软件功能：

• 一个集成的大型系统

Mathematica具有涵盖技术计算领域的将近5,000个内置函数—这些都经过制作，使其整合在Mathematica系统中。

• 不只是数字，也不只是数学，内容包罗万象

基于三十多年来的持续开发，Mathematica在技术计算领域表现不凡，包括网络、图像、几何、数据科学、可视化、机器学习等等。

• 不可想象的算法功能

Mathematica在全部领域构建了强的算法—很多算法都是使用Wolfram语言的开发方法和功能进行构建的。

• 更高等

Mathematica提供了可实现自动化并且日益完善的高等环境，使您的工作尽可能地高效。

• 整体工业强度

拥有跨越各个领域的高效算法，Mathematica是为提供工业强度而构建的，它的并行计算、GPU计算等功能使其可以方便处理大型问题。

• 易于使用的功能

Mathematica凭借它的算法功能以及Wolfram语言的详细设计原理，创建了具有预测性建议、自然语言输入等易于使用的系统。

• 文档以及代码

Mathematica使用Wolfram笔记本界面，使您可以整理文本、可运行代码、动态图形和用户界面等的文档中的内容。

• 易懂代码

使用直观的类似英文的函数名称和明了的设计，Wolfram语言易于阅读、编写和学习。

• 得到美观的结果

Mathematica使用的计算美学和设计原理，为您呈现美观的结果；立即创建互动可视化效果和出版物质量的文档。

• 即时现实数据

Mathematica可以访问广博的Wolfram知识库，包括实时的数千个领域的数据。

• 云端

Mathematica目前已经集成于云端系统中；可在的云端桌面混合环境中进行分享、云计算以及更多功能。

• 与任意内容连接

Mathematica与任意内容连接而构建：文件格式（180多种）、语言、Wolfram Data Drop、API、数据库、程序、物联网和设备，甚至自身分布等。

Mathematica 13中的功能

符号与数值计算：

• 连续和离散微积分

• 渐进

• 数学函数

• 代数与逻辑

可视化和图形：

• 矢量和复杂可视化

• 多面板和多轴可视化

• 图形照明、填充和着色器

• 新的图形和可视化

图形、树和几何：

• 图和网络

• 树

• 几何计算

优化、偏微分方程和系统建模：

• 数学优化

• 偏微分方程建模

• 系统建模和控制系统

数据与数据科学：

• 及其学习和神经网络

• 知识库

• 日期和时间

• 空间统计

视频、地图和分子：

• 视频、图像和音频

• 地理
  分子和生物分子序列

笔记本、云和存储库：

• 笔记本接口

• 端口及网页建设

• 数据和函数库

核心语言和密码学：

• 核心语言

• 数据结构和结构化数据

• 编译和并行化

• 密码学、区块链和NFT 

连通性：

• 安装包系统

• 数据库和文件导入/导出

• 外部服务和运营

Mathematica 13.1包括了90个全新的函数，另外还对203个函数进行了大幅更新、新的用户界面特性以及强化的编译器功能。

• 用Threaded对其他数组在更深层次线程化

• 用于列表操作的全新便捷的语言函数：DeleteElements、DeleteAdjacentDuplicates、SymmetricDifference和 UniqueElements

• 添加了便捷的函数式编程函数：ReplaceAt、MapApply、Until和SameAs

• 用IntegrateChangeVariables和DSolveChangeVariables计算积分和微分方程中变量的变化

• 用FractionalD、CaputoD和更新的DSolve支持分数导数和分数微分方程

• 用ImplicitD计算隐式定义函数的导数

• 添加了多个新类型的结构化数组：PermutationMatrix、BlockDiagonalMatrix、LowerTriangularMatrix、UpperTriangularMatrix、BlockLowerTriangularMatrix和BlockUpperTriangularMatrix

• 用CenteredInterval或Interval计算区间，可适用于多个特殊数学函数

• 用TernaryListPlot数量的绘图比率

• 增强了对可视化函数中ScalingFunctions选项的支持，并添加了NominalScale和OrdinalScale

• VoronoiMesh现在支持3D Voronoi分解

• 用ReconstructionMesh从点云重建一维二维和三维网格

• EstimatedPointNormals可以计算点云中点的法线

• 增加了对图的操作功能：GraphProduct、GraphJoin和GraphSum

• 表情符号和更多种语言支持

• 用DropShadowing创建二维投影效果

• 添加了几个新的图形着色器：FlatShading、GouraudShading和PhongShading

• 用VideoCapture从网络摄像头和其他设备录制交互式视频

• 用VideoScreenCapture交互式屏幕视频录制

• 用于绘制特性对模型结果的影响的新机器学习函数：FeatureValueImpactPlot, FeatureImpactPlot、CumulativeFeatureImpactPlot和FeatureValueDependencyPlot

• 全新的树相关函数RootTree、UnlabeledTree、TreeLeafCount，以及用于树的多个样式和标签的选项

• 用PatternReaction符号式性表示一系列化学反应，并用ApplyReaction将这些反应应用于一组分子

• 用ChemicalConvert进行化学转化

• ModelPredictiveController使用 1-、2- 和 ∞-norms执行显式约束MPC控制器设计

• DiscreteInputOutputModel实现一个通用的非线性输入输出模型

• 编译代码和库中类型声明和类型规范语法的新函数：TypeDeclaration、CompiledExpressionDeclaration、LibraryFunctionDeclaration和TypeSpecifier

• 用ForAllType、LiteralType、TypeEvaluate、CreateTypeInstance和TypeOf 扩展了对编译代码中类型表示的支持

• 用InertEvaluate从编译的代码中调用评估器

• 用ToRawPointer和FromRawPointer创建和取消引用与外部库交互的指针

• 添加了一个 "ExprStruct" 数据结构，用于表示无需评估即可修改的表达式

• QuestionGenerator和QuestionSelector添加了问题和回答接口的进一步支持

• 新的默认工具栏、注释覆盖和创建自定义指南页面

系统要求：

跨平台计算能力

Mathematica 13对新的操作系统和硬件进行了优化，从而让您可以在不同系统中使用。

硬件要求

磁盘空间：19GB

系统内存：推荐4 GB+ RAM

可用平台：Windows、macOS、Linux