Wolfram for education
Содержание:
- Что это такое?
- Application Areas
- A precision computation tool that applies intelligent automation in every part of the system, from algorithm selection to plot layout and user interface design
- Решения для учебных заведений
- Wolfram Mathematica 2019 Overview
- Software Development
- Схема в Amesim
- Обзор стандартных палитр
- Справочная система
- Wolfram Mathematica 12 Free Download Overview
- Возможности Wolfram Mathematica
- Graphics & Visualization
- Wolfram Mathematica математическая программа 12.1.0
- Расчет в Mathematica
- Результаты
- Продукты компании Wolfram
Что это такое?
Wolfram Mathematica (WM) является пакетом символьной математики. Огромное количество
заложенных разработчиками функций, а также открытая среда, позволяющая дополнять
пакет своими собственными расширениями делает его возможности воистину
безграничными. Mathematica имеет высокую скорость и практически не ограниченную
точность вычислений, что позволяет ей работать как на очень мощных компьютерах, так и
не очень сильных персональных компьютерах. На основе ядра пакета имеется Web-сервер,
который позволяет пользоваться ее возможностями неограниченному числу людей.
Часто основыми конкурентами пакета называют Maple, MathCAD и MatLab. Если с первым
сложно поспорить, то насчет MathCAD и MatLab можно. Дело в том, что эти два пакета
занимают совсем другую нишу, нежели Mathematica. Оба при вычислении используют
численные алгоритмы, а не символьные. Символьные вычисления являются слабо развитыми
(по сравнению c пакетами символьных вычислений) дополнениями. Гораздо более похожим
продуктом является бесплатно распространяемый пакет Maxima.
Application Areas
|
With many new algorithms added for real-time image acquisition, feature detection, and more, Mathematica 8 offers a complete environment and interactive workflow for image processing and analysis. Graphs and networks are now fully integrated into Mathematica, including high-performance scalable data structures, advanced aesthetics, and broad modeling and analysis capabilities. |
Apply discrete or continuous high-performance wavelet analysis for thresholding and visualizing in any dimension. Perform comprehensive derivative calculations, including exotic option pricing; compute bond values, sensitivity measures, and more; and calculate time value of money with a variety of effective interest rate scenarios. |
Analyze and design control systems using classical and state-space techniques, develop control solutions for analog and digital systems, and simulate models in open- and closed-loop configurations. Supports the latest Microsoft Excel file format; automatically imports more elevation, satellite, seismology, microarray, graph, and other data formats; and includes plugin architecture for user-defined formats. |
A precision computation tool that applies intelligent automation in every part of the system, from algorithm selection to plot layout and user interface design
IMPORTANT NOTICE
What’s new in Mathematica 12.3.1:
- Streamlined product activation for site licenses supporting single sign-on
- New features for Wolfram|Alpha-Mode notebooks include 2D typesetting for math constructs, additional support for chemical computations and biomolecular sequences and interactive plot quizzes
- Native support for macOS for Apple Silicon
Read the full changelog
Mathematica is a comprehensive and effective software solution geared towards users who need to perform complex computations ranging from building a hedge-fund trading website to developing embedded algorithms or calculus.
Since it comes with an extensive collection of math functions such as square roots, exponential functions, factorials and prime factors, the program allows you to use various formulas with ease. However, you must be aware that all the function arguments are enclosed in square brackets, not parentheses.
Also, with the help of Mathematica you can make use of various formulas of all types, starting with polynomials and ending up with combinations of higher mathematical functions.
The main window of the application is very intuitive and easy to work with. The first floating bar contains all of the available options you can work with, while the second window displays your formulas and math calculations.
First off, you are required to create a new notebook, package, demonstration, text file or slideshow. After that, you are able to insert special characters, tables, horizontal lines, pictures, hiperlinks and citations, open a new file or break the current page.
By accessing the Format menu you are able to modify the style, clear the formatting options, change the stylesheet, set the font type, style and size and choose the background color you are interested in.
The Graphics menu enables you to access the ‘Drawing Tools’ window and work with objects such as polygons, rectangles, line segments, disks, texts, points, arrows and coordinates.
Because it can be used in various industries and here referring to finance, modeling, software development, engineering or even astronomy, Mathematica allows you to get reliable results without roundoff analysis and apply great automation features in every part of your system, from embedded image-recognition algorithms to plot layout.
To conclude, Mathematica proves to be a steady and full-featured solution worth having when you need to perform precised calculations and complicated number crunching.
Решения для учебных заведений
От начальной школы и до ученой степени, продукты Wolfram предлагают лучшие в мире технологии для образования. На протяжении более 25 лет, флагманский продукт компании Wolfram, вычислительная система Mathematica, служит главным инструментом преподавания в высших учебных заведениях и исследовательских организациях различных направлений науки, техники, инженерии и математических дисциплин. С появлением Wolfram|Alpha, Wolfram Programming Lab и других продуктов, появившихся в последние несколько лет, мы продолжаем предоставлять уникальные и мощные решения для образования.
Исследовательские университеты
Дайте в руки студентам и преподавателям всего университета мощные, наукоемкие вычислительные инструменты компании Wolfram, сочетающие эффективные и удобные в использовании технологии для образования и исследований.
КОЛЛЕДЖИ И ВУЗЫ
Объедините ваши вычислительные решения с технологиями Wolfram, получив удобную и эффективную инструментальную платформу для исследования задач реального мира.
ДВУХГОДИЧНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ И ТЕХНИКУМЫ
Привлекайте внимание студентов при помощи интерактивных демонстраций и занятий в компьютерных классах. Используйте инструменты Wolfram для создания персонализируемых учебных пособий и материалов для студентов всех уровней подготовки
СРЕДНИЕ ШКОЛЫ, ЛИЦЕИ И ГИМНАЗИИ
Предоставьте ученикам преимущество доступа к лучшим технологиям, делая преподавание точных предметов живым и увлекательным, а обучение программированию — широко доступным.
8–ЛЕТНЯЯ И НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА
Исследуйте математику, науку и программирование с технологиями Wolfram, закладывая надежную основу для дальнейшего развития навыков логического мышления.
Инициативы Wolfram в сфере точных наук (STEM)
Программы и ресурсы в сфере естественных наук, технологий, инженерии и математики для учебных заведений, преподавателей и студентов.
Wolfram Mathematica 2019 Overview
Wolfram Mathematica 2019 is an impressive precision computing tool that applies the intelligent automation in each part of the system. This application is used for performing the complex computations rangning from a building a website to developing the embedded algorithms. You can also download Wolfram Mathematica 11.3.0.
Wolfram Mathematica 2019 has got comprehensive math functions like exponential functions, square roots, prime factors and factorials. This application allows you to use various different formulas easily. But one thing must be kept in mind that the function arguments are enclosed in the square brackets and not the parentheses. The main window of Mathemtica is very intutive and easy to work with. The floating bar has got all the options you can work with while the second window displays your formulas as well as math calculations. You can create new notebook, demonstration, text file or the slideshow. After that you will be able to include the special characters, horizontal lines, pictures, hyperlinks as well as citations. With the Format menu you can change the style, clear the formatting options, sett he font type and select the background color. With the Graphics menu you can access the Drawing Tools window and work with the objects like polygons, line segments, texts, points as well as coordinates. All in all Wolfram Mathematica 2019 is an imposing precision computing tool that is used for performing complex computations. You can also download Wolfram Mathematica 11.2.0.0.
Software Development
|
Speed up code execution with the new options of automatic C code generation and linking. New automated parallel execution further multiplies performance on multicore machines. Automatically convert compilable Mathematica programs into C code, for standalone or integrated use. Mathematica directly interfaces to external C compilers for building executables and libraries. Use SymbolicC to create, manipulate, and optimize C code, using the power of Mathematica’s symbolic programming. |
Integrate external dynamic libraries directly into Mathematica—enabling high-speed, memory-efficient execution. Build GPU computation into your Mathematica programs using new support for CUDA and OpenCL environments. |
Mathematica Shell Scripts Use high-level Mathematica language to make scripts invoked from the command shell.
|
Схема в Amesim
Рис. 01 — Схема для расчета гидроцилиндра с насосной станцией и гидроаккумулятором. Эта же схема далее будет рассчитана в Wolfram Mathematica.
Эта схема выполнена в студенческой версии Amesim. Она достаточно простая и результаты её расчета можно сравнить с тем, что получится в Mathematica.
На схеме видно гидроцилиндр с массой (1700 кг) и приложенной нагрузкой. Нагрузка составляет 300 кг (3000 Н). Нагрузка прикладывается к порту на штоке цилиндра в виде константы k и конвертера F. Цилиндр не очень реалистичный, его ход составляет 5 м, а диаметр поршня — 40 мм. Цилиндр горизонтален, поэтому вес не дейстувет против штока вместе с нагрузкой.
Кроме цилиндра, схема содержит два источника гидравлической энергии. Первый из них — насосная станция. Её расход зависит от противодавления. При давлении 0 Бар (0 кгс/кв.см), расход является максимальным и равен 10 л/мин. При давлении 238 Бар (238 кгс/кв.см) , расход равен нулю. Зависимость расхода от давления реализуется при помощи обратной связи. Она работает на основании показаний датчика давления P. Также следует отметить, что обороты на валу насосной станции постоянны. Расход регулируется углом наклона диска.
Второй источник расхода — поршневой гидроаккумулятор емкостью 5 л. Давление зарядки — 20 бар. Начальное давление 30 бар. Это означает, что в начальный момент времени в аккумуляторе есть жидкость.
Обзор стандартных палитр
| Название функции | Описание |
| Expand | Раскрывает скобки |
| Factor | Раскладывает на множители |
| Together | Приводит к общему знаменателю |
| Apart | Раскладывает выражение на сумму дробей с минимальными знаменателями |
| Cancel | Сокращает дроби в выражение |
| Simplify | Пытается упростить выражение |
| FullSimplify | Производить упрощение выражение, проводя более тщательный анализ, чем Simplify |
| TrigExpand | Раскрывает тригонометрическое выражение |
| TrigFactor | Раскладывает тригонометрическое выражение на множетели |
| TrigReduce | Переписывает выражение путем внесение под функцию разных аргументов |
| TrigToExp | Преобразует тригонометрическое выражение в экспоненциальное |
| ExpToTrig | Преобразует экспоненциальное выражение в тригонометрическое |
| PowerExpand | Раскрывает все степени степеней и произведений |
| ComplexExpand | Раскрывает комплексные выражения, при этом все переменные подразумеваются вещественными числами |
Basic Calculation предоставляет доступ к шаблонам множества встроенных функций
программы. При этом функции разбиты по категориям и часто содержат комментарии.
Basic Input предоставляет доступ к наиболее часто требуемым шаблонам и специальным
символам.
Basic Typesettings предоставляет доступ ко множеству специальных символов, также
содержит несколько шаблонов управления положением текста (вроде надстрочных и
подстрочных символов, нижних и верхних индексов).
Complete Characters содержит все символы, которые можно ввести в программе. Символы
разбиты на группы.
International Characters предоставляет доступ к символам с умляутами и точками над
буквами.
Notebook Launcher – позволяет быстро создать новую тетрадь с выбранным стилем.
Справочная система
Огромным достоинством программы Wolfram Mathematica является справочная система. Она
включает в себя не только очень качественное описание функций с примерами, а также
учебник. В ней есть все материалы для тех кто только начинает работу с приложением, и для
тех кто работает с ней очень давно.
Для вызова справки используются меню Help и его команда «Help Browser…». Справочная
система Mathematica состоит из нескольких разделов, которые разделены на главы и
подглавы. Всего имеется 7 частей помощи, они вынесены с помощью закладок.
- Built-in Functions – список всех строенных функций приложения, разделенных по
математическим областям (Численные вычисления, алгебраические, линейная алгебра
и т.д.); - Add-on & links – описание стандартных пакетов Mathematica, которые расширяются ее
встроенные функции; - The Mathematica Books – полноценный и очень подробный учебник по программе;
- Front End – описание интерфейса программы (меню, горячие клавиши, ESC-
последовательности и т.д.); - Getting Started — «быстрый старт», небольшой курс основ интерфейса программы;
- Tour – небольшой курс основ вычислений в программе. Отличием от предыдущего
является обзор математических возможностей программы; - Demos – различные примеры использования программы;
- Master Index – главный индекс справочной системы. Содержит описание всех функций
и ESC-последовательностей в упорядоченном по алфавиту списке.
Для поиска нужной функции по названию также применяется строка поиска, которая
находится над вкладками. Кнопка «Go» осуществляет поиск введенного слова в индексе.
Кнопки влево/вправо служат для перемещения по истории просмотра, а вверх/вниз для
перехода на следующий раздел помощи.
Как правило, каждая статья описания встроенной функция содержит 3 части: краткое
описание, подробной описание и примеры работы. Краткое содержание содержит все
возможные способы вызовов функции и их действия. Подробное описание дополняет
краткое список опций функции, ограничениями и возможными ошибками. Примеры
демонстрирует несколько различных вызовов с описанием их работы.
Одной из особенностью программы является название стандартных функций полными
именами без сокращений. Это позволяет (при определенном уровне знания математического
английского языка) очень быстро находит нужные функции.
Wolfram Mathematica 12 Free Download Overview
Representing another major milestone in a unique journey spanning 30+ years, Mathematica 12 significantly extends the reach of Mathematica and introduces many innovations that give all Mathematica users new levels of power and effectiveness. Fully deployable on desktop, cloud, mobile and embedded systems, Version 12 lets anyone immediately use the latest multiparadigm data science and machine learning, work with blockchains and seamlessly access the full Wolfram Knowledgebase or custom databases—either directly in interactive notebooks or through deployed APIs and external languages. You can also download Maplesoft Maple 2020.
With its unique computational intelligence approach, the Wolfram Language follows a bold vision of integrating and automating as much computation and knowledge as possible directly into the language. Version 12 brings a host of major new areas into the domain of the language—building on Wolfram’s steady stream of algorithm, design and engineering breakthroughs. You can also download PTC Mathcad Prime 4.
Возможности Wolfram Mathematica
- Полная автоматизация вычислительных процессов;
- Набор инструментов для работы в совместном режиме;
- Решает множество задач по компьютерной алгебре и геометрии;
- Производит динамические интерактивные вычисления с высокой точностью;
- Поддерживает теорию анализа и обработку данных, визуализацию и т.д;
- Доступ к сервису Documentation Center с огромным количеством примеров;
- Интеграция с популярными облачными хранилищами, установка пароля на файл.
Преимущества
- Комфортная панель для ввода чисел;
- Небольшой размер установочного файла;
- Удобный интерфейс, русскоязычная локализация;
- Поддержка множества форматов, работа с базами данных;
- Приложение можно использовать на смартфонах и планшетах;
- Автоматическое проведение символьных и численных вычислений;
- Доступна установка дополнительных модулей, плагинов и расширений;
- Регулярные обновления программного пакета от официального сайта компании Wolfram Mathematics Software.
Недостатки
Пробный период системы Mathematica составляет 15 дней, далее потребуется активация и ввод ключа регистрации.
Graphics & Visualization
|
New statistics charts, including box whisker charts, quantile plots, and paired bar charts and histograms, with Mathematica’s automation and flexibility. New scaling function support for 2D and 3D charts and histograms, new options for applying textures to surfaces and regions, improvements to discrete plots, and more. |
Instantly create customized interactive financial charts, applying more than 100 built-in financial indicators to your own data or built-in data feeds. Illustrate ideas or annotate graphics using improved drawing tools, including dynamic guides. |
Texture mapping of images to 3D surfaces with full hardware acceleration, built-in curve and filled curve primitives, and other new features. |
Wolfram Mathematica математическая программа 12.1.0
Система Mathematica является оригинальным ведущим продуктом компании Wolfram, главным образом нацеленным на технические вычисления для научно-исследовательской и образовательной деятельности. Основанная на языке Wolfram Language, Mathematica абсолютно совместима с другими основными продуктами компании Wolfram.На протяжении трёх десятилетий система Mathematica определяет передовой край технических вычислений и обеспечивает основную среду для проведения расчётов для миллионов изобретателей, педагогов, студентов и других пользователей по всему миру.Системные требования:·Windows 7, 8, 8.1, 10 (x64)·Processor: Intel Pentium Dual-Core or equivalent·Disk Space: 19 GB·System Memory (RAM): 4 GB+ recommendedInternet Access: Required in order to use online data sources from the Wolfram Knowledgebase.Торрент Wolfram Mathematica математическая программа 12.1.0 подробно:Широко уважаемая за технические возможности и элегантную простоту использования, система Mathematica обеспечивает цельную интегрированную и постоянно расширяющуюся систему, покрывающую широту и глубину технических вычислений, а также доступную бесперебойно в облаке через любой веб-браузер наряду со всеми родными современными системами для рабочего стола.Возможности Wolfram Mathematica:·Вычисление. Будь то для численных вычислений с произвольной точностью, символьных вычислений или визуализации — система Mathematica является очень мощным вычислительным инструментом, используя общесистемные технологии для обеспечения надежности, простоты в использовании и производительности. Вычислительную силу системы Mathematica можно использовать непосредственно, в качестве орудия в какой-то инфраструктуре, или через автономное приложение, в которое она интегрирована.·Основные алгоритмы. Наибольшее в мире тесное сплетение математических возможностей и алгоритмов.Численные вычисления.·Численные вычисления промышленного уровня, от мгновенных расчетов до объемных и сложных математических вычислений.·Прикладные направления. Полностью интегрированная, специализированная техническая функциональность.·Получение и анализ данных. Универсальное решение для получения и накопления данных, обработки, анализа и визуализации.·Графика и визуализация. Уникально интегрированная графика и мощная визуализация.·Разработка. Разрабатывайте инструментарий, приложения, документы и компоненты инфраструктуры, используя плавный рабочий процесс системы Mathematica, уникальный символьный язык, и прогрессивную среду редактирования кода, достигая быстрого оборота в небольших проектах и рекордных сроков исполнения на больших системах.·Программирование и разработка. Уникально мощный символьный язык, являющийся основой системы Mathematica.·Интерактивность и проектирование интерфейса. Динамические интерактивные вычисления и мгновенное создание интерфейса.·Развертывание. Независимо от формы конечного продукта, будь то интерактивные документы, презентации, приложения или промышленные системы, система Mathematica может развертывать результаты работы в широком диапазоне форматов локально или по сети. Снабженная многими способами подключаться к внешним системам и работать с ними, система Mathematica предназначена для максимального увеличения вашей производительности.·Развертывание и взаимодействие. Немедленное развертывание в любых масштабах.·Продуктивность и удобство в использовании. Оптимизированный рабочий процесс: от концепции до результата.Список изменений >>>Процедура лечения:·Откройте Командную строку и запустите keygen.exe или ./keygen.exe, если вы используете PowerShell в качестве основного терминала.·Откройте Wolfram Mathematica, выберите «Other Ways to Activate», «Manual Activation».·Введите свой MathID в Командную строку и нажмите Enter.Введите в Wolfram Mathematica ключ активации и пароль. Попробуйте другой пароль, если активация не удалась.
Скриншоты Wolfram Mathematica математическая программа 12.1.0 торрент:
Скачать Wolfram Mathematica математическая программа 12.1.0 через торрент:
wolfram-mathematica-12_1_0.torrent (cкачиваний: 224)
Расчет в Mathematica
Файл расчета прикреплен к записи. Здесь дам несколько замечаний, чтобы он был понятнее.
Во-первых, для быстрых построений линейной интерполяции можно применить Wolfram Alpha. Вот построена расходная характеристика нашей насосной станции:
Рис. 02 — Расходная характеристика насосной станции, построенная в Wolfram Alpha. Если нажать на облачко внизу справа, откроется Wolfram Cloud.
Есть официальное бесплатное онлайн ядро Wolfram Language. Приведенный в конце заметки код там работает. Графики строятся. Даже интерактивные элементы (типа бегунков и радио-кнопок) работают. Поэтому не обязательно иметь десктопную систему.
Аналогично, Wolfram Alpha используется для преобразования единиц измерения.
Во-вторых, расчет в Mathematica выполняется в единицах системы СИ. То есть, объем — в кубометрах, расход в кубометрах в секунду. Давление в паскалях.
Для решения системы уравнений используется функция NDSolve.
Результаты
Рис. 03 — Решение для давления газа и перемещения штока в Amesim
Рис. 04 — Решение для давления газа в аккумуляторе (Mathematica). Видно, как в момент t=3,5c давление в аккумуляторе понижается ниже уровня зарядки.
Рис. 05 — Решение для перемещения штока в Mathematica
В заключении, сделаю одно важное замечание. Если внимательно рассмотреть графики результатов, то можно заметить следующее
При расчете в Mathematica давление в гидроаккумуляторе падает ниже 20 бар. Это видно в момент времени 3,5 с (Рис. 04). Ниже давления зарядки гидроаккумулятора. Отличие возникло из-за того, что в модели Amesim, поршень аккумулятора останавливается при достижении дна. В свою очередь, модель аккумулятора в Mathematica так не работает. Я формировал её на основе одного лишь уравнения состояния газа. Следует учитывать это отличие математической модели от того, как система ведет себя в реальности благодаря конструктивным ограничениям.
Вообще говоря, таких нюансов достаточно. Например в нашей математической модели точно так же отсутствуют конструктивные ограничения хода штока гидроцилиндра. Или, например, ограничения на максимальный расход насосной станции.
Продукты компании Wolfram
Реализуя свою миссию донести потенциал вычислений и знаний до как можно большего числа организаций и людей, Wolfram предлагает непрерывно развивающийся портфель продуктов, опирающийся на свой уникальный, комплексный набор технологий.
WOLFRAM MATHEMATICA
Оптимальный программный инструмент для преподавания технических дисциплин и научно-исследовательской работы, теперь с возможностью доступа к облачной системе.
Приобщайте учеников к расчетам и программированию, используя уникальные возможности языка Wolfram Language.
Идеальный для студентов всех специальностей инструмент для безотлагательных вычислений.
Простота использования Wolfram|Alpha с динамическими возможностями Mathematica на любом уроке и курсе.
Современная профессиональная система для финансовых вычислений.
Современный профессиональный ресурс для разработки инженерных систем, интегрированный с Wolfram технологиями.
Бесплатный Wolfram Engine для разработчиков
Локально загружаемый Wolfram Engine добавляет вычислительный интеллект к разработке предпроизводственной версии программного обеспечения.
WOLFRAM|ONE
Первый в мире полностью облачный и настольный гибрид, обеспечивающий оптимальный доступ ко всему спектру Wolfram технологий.
Воспользуйтесь полным спектром возможностей Wolfram для работы с вашими личными данными.
Разрабатывайте и поддерживайте крупномасштабные системы, основанные на языке Wolfram Language.
ДРУГАЯ ПРОДУКЦИЯ КОМПАНИИ WOLFRAM
• расширения Wolfram Mathematica• мобильные приложения Wolfram Mobile Apps • тренинг Wolfram U • платное проектное сопровождение Wolfram Technical Consulting
Сервер приложений
Развертывание мощных приложений Wolfram Language в любом масштабе.
Ознакомьтесь с условиями лицензирования, доступными для вашей организации: info-russia@wolfram.com
