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

  1. 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 ...

  2. (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 ...

  3. 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 ...

  4. 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 ...

  5. 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 ...

  6. 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 ...

  7. 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 ...

  8. 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 ...

  9. 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

  1. 【.net 深呼吸】细说CodeDom(2):表达式、语句

    在上一篇文章中,老周厚着脸皮给大伙介绍了代码文档的基本结构,以及一些代码对象与CodeDom类型的对应关系. 在评论中老周看到有朋友提到了 Emit,那老周就顺便提一下.严格上说,Emit并不是针对代 ...

  2. .NET Core中间件的注册和管道的构建(1)---- 注册和构建原理

    .NET Core中间件的注册和管道的构建(1)---- 注册和构建原理 0x00 问题的产生 管道是.NET Core中非常关键的一个概念,很多重要的组件都以中间件的形式存在,包括权限管理.会话管理 ...

  3. 回首经典的SQL Server 2005

    原创文章转载请注明出处:@协思, http://zeeman.cnblogs.com SQL Server是我使用时间最长的数据库,算起来已经有10年了.上世纪90年代,微软在软件开发的所有领域高歌猛 ...

  4. spring源码分析之context

    重点类: 1.ApplicationContext是核心接口,它为一个应用提供了环境配置.当应用在运行时ApplicationContext是只读的,但你可以在该接口的实现中来支持reload功能. ...

  5. eclipse如何添加Memory Analyzer

    ①启动Eclipse,并打开"Install New software..."对话框: ②点击Add,如图: ③点击OK,最后一直点next,完成

  6. PHP设计模式(六)原型模式(Prototype For PHP)

    原型设计模式: 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象. 原型设计模式简单的来说,顾名思义, 不去创建新的对象进而保留原型的一种设计模式. 缺点:原型设计模式是的最主要的缺点就 ...

  7. ios 获取或修改网页上的内容

    UIWebView是iOS最常用的SDK之一,它有一个stringByEvaluatingJavaScriptFromString方法可以将javascript嵌     入页面中,通过这个方法我们可 ...

  8. 微信小程序之用户数据解密(七)

    [未经作者本人同意,请勿以任何形式转载] 经常看到有点的小伙伴在群里问小程序用户数据解密流程,所以打算写一篇关于小程序用户敏感数据解密教程: 加密过程微信服务器完成,解密过程在小程序和自身服务器完成, ...

  9. [转载]Java 8 日期&时间 API

    Java 8 日期和时间 声明 本文转自http://www.journaldev.com/2800/java-8-date-localdate-localdatetime-instant,以mark ...

  10. Openfire阶段实践总结

    从3月开始研究Openfire,其实就是要做一套IM系统,也正是这个原因才了解到Openfire.之前还真没想过有这么多的开源产品可以做IM,而且也没想到XMPP这个协议竟然如何强大.看来还是标准为先 ...