Linux 中的数值计算和符号计算
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:
它也有 GUI 界面的包装,那就是 QtOctave,如下图:
在 Ubuntu 下该软件的安装非常简单,使用如下命令即可:
sudo apt-get install octave
sudo 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:
sudo apt-get install wxmaxima
下面是它的运行效果图:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
下面看看使用 NumPy 来进行数值计算和绘图的效果:
使用 pandas 进行数据分析并绘图的效果:
最后,看看使用 SymPy 进行符号计算的效果:
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。
(京山游侠于2015-01-07发布于博客园,转载请注明出处。)
Linux 中的数值计算和符号计算的更多相关文章
- Linux 桌面玩家指南:14. 数值计算和符号计算
特别说明:要在我的随笔后写评论的小伙伴们请注意了,我的博客开启了 MathJax 数学公式支持,MathJax 使用$标记数学公式的开始和结束.如果某条评论中出现了两个$,MathJax 会将两个$之 ...
- (转)Linux基础------Shell数值计算的几种方法
Linux基础------Shell数值计算的几种方法 原文:http://blog.csdn.net/fu_wayne/article/details/21620639 在Linux下总会遇到数值计 ...
- 在 Linux 中安装 Oracle JDK 8 以及 JVM 的类加载机制
参考资料 该文中的内容来源于 Oracle 的官方文档 Java SE Tools Reference .Oracle 在 Java 方面的文档是非常完善的.对 Java 8 感兴趣的朋友,可以直接找 ...
- Linux中find常见用法示例
·find path -option [ -print ] [ -exec -ok command ] {} \; find命令的参数: pathname: find命 ...
- Linux中检索文件
1 , Use locate command It is a fast way to find the files location, but if a file just created ,it w ...
- 如何在Linux中搭建禅道8.4.1(httpd+php+mysql)
1.安装httpd 命令:yum install httpd 然后一路y即可 2.安装php 命令:yum install php 3.安装php-mysql 命令:yum install php ...
- Linux中的用户和用户组
在Linux中,有三种用户: Root 用户:也称为超级用户,对系统拥有完全的控制权限.超级用户可以不受限制的运行任何命令.Root 用户可以看做是系统管理员. 系统用户:系统用户是Linux运行 ...
- linux中shell变量$#,$@,$0,$1,$2的含义解释
linux中shell变量$#,$@,$0,$1,$2的含义解释: 变量说明: $$ Shell本身的PID(ProcessID) $! Shell最后运行的后台Process的PID $? 最后运行 ...
- 在linux中设置静态ip地址
在linux中设置静态ip地址1.在终端中输入:vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 2.开始编辑,填写ip地址.子网掩码.网关.DNS等[root ...
随机推荐
- Python标准模块--Iterators和Generators
1 模块简介 当你开始使用Python编程时,你或许已经使用了iterators(迭代器)和generators(生成器),你当时可能并没有意识到.在本篇博文中,我们将会学习迭代器和生成器是什么.当然 ...
- 如何利用pt-online-schema-change进行MySQL表的主键变更
业务运行一段时间,发现原来的主键设置并不合理,这个时候,想变更主键.这种需求在实际生产中还是蛮多的. 下面,看看pt-online-schema-change解决这类问题的处理方式. 首先,创建一张测 ...
- SDWebImage源码解读 之 NSData+ImageContentType
第一篇 前言 从今天开始,我将开启一段源码解读的旅途了.在这里先暂时不透露具体解读的源码到底是哪些?因为也可能随着解读的进行会更改计划.但能够肯定的是,这一系列之中肯定会有Swift版本的代码. 说说 ...
- 设计模式之结构类模式大PK
结构类模式大PK 结构类模式包括适配器模式.桥梁模式.组合模式.装饰模式.门面模式.享元模式和代理模式.之所以称其为结构类模式,是因 ...
- ASP.NET Core 中文文档目录
翻译计划 五月中旬 .NET Core RC2 如期发布,我们遂决定翻译 ASP.NET Core 文档.我们在 何镇汐先生. 悲梦先生. 张仁建先生和 雷欧纳德先生的群中发布了翻译计划招募信息,并召 ...
- Spring注解
AccountController .java Java代码 1. /** 2. * 2010-1-23 3. */ 4. packag ...
- Java—恶心的java.lang.NumberFormatException解决
项目中要把十六进制字符串转化为十进制, 用到了到了Integer.parseInt(str1.trim(), 16):这个是不是后抛出java.lang.NumberFormatException异常 ...
- 多个ul中第一个li获取定位
如果我们只是获取一个ul中的第一个li的话,那么我们可以这样写: $("ul li:first"); $("ul li").eq(0); $("ul ...
- asp.net core 实战之 redis 负载均衡和"高可用"实现
1.概述 分布式系统缓存已经变得不可或缺,本文主要阐述如何实现redis主从复制集群的负载均衡,以及 redis的"高可用"实现, 呵呵双引号的"高可用"并不是 ...
- hbase集群安装与部署
1.相关环境 centos7 hadoop2.6.5 zookeeper3.4.9 jdk1.8 hbase1.2.4 本篇文章仅涉及hbase集群的搭建,关于hadoop与zookeeper的相关部 ...