Mathematica

Mathematica היא תוכנת מחשב חישובית המשמשת לביצוע חישובים מתמטיים סימבוליים ומספריים. לתוכנה זו יישומים רבים בתחומי המדע, ההנדסה והתכנות המתמטי. אבי התוכנה הוא הפיזיקאי סטיבן וולפרם אשר פיתח אותה בעזרת צוות של מתמטיקאים ומתכנתים. כיום, התוכנה מפותחת על ידי חברת ‏Wolfram Research (אנ') שמושבה בשמפיין שבמדינת אילינוי. לחברה יש סוכנות מקומית בישראל, האחראית על ייעוץ מקצועי בעברית, הפצה ותמיכה בלקוחות ישראלים. לתוכנה מספר כלים מתמטיים, הכוללים בין היתר: אוסף של פונקציות מתמטיות רבות, הן אלמנטריות והן מיוחדות כלים ליצירת גרפיקה, הן דו-ממדית והן תלת-ממדית, ובפרט גרפים שונים כלים מתחום האלגברה הליניארית לעבודה עם מטריצות ווקטורים כלים לפתירת משוואות פולינומיות, משוואות דיפרנציאליות וכן נוסחאות נסיגה כלים לחישובים מתחום החשבון האינפיניטסימלי, הן סימבוליים והן מספריים כלים מתחום הסטטיסטיקה כלים מתחום האופטימיזציה כלים מתחום תורת המספרים כלי עיבוד תמונה כלי למידת מכונה כלי כריית מידע תמיכה בהתמרות אינטגרליות, הן בדידות והן רציפות תמיכה בחישובים הכוללים מספרים מרוכבים כמו כן, כוללת התוכנה תמיכה בכתיבה מתמטית; בעזרת התפריטים שבתוכנה ומספר קיצורי מקשים, ניתן לכתוב בה טקסט מתמטי הכולל סימנים מתמטיים ולא קוד בלבד. כך, למשל, ניתן לכתוב בתוכנה חזקות בכתב עילי, שברים בצורת מונה הנמצא מעל למכנה כשביניהם קו שבר, סכימת איברים באמצעות אות סיגמא גדולה ועוד, זאת בניגוד לתוכנות מתמטיות אחרות בהן כל התוכן המתמטי נכתב בצורת קוד. בנוסף, כוללת התוכנה מספר בסיסי נתונים מתחומים שונים, בהם מידע בתחומי האסטרונומיה, כימיה, גאוגרפיה, כספים, ביורפואה, שפה, מזג אוויר ומתמטיקה. יצרנית התוכנה מתחזקת אתר בשם WOLFRAM Demonstrations Project שבו קיימים מעל 13 אלף דוגמאות ברמות שונות במאות נושאים שונים שבהם התוכנה מטפלת, רובם נכתבו על ידי משתמשי התוכנה ברחבי העולם ומקצתם על ידי עובדי החברה, השימוש בדוגמאות חופשי ומאפשר לכל אחד כמעט, למצוא דוגמה שקרובה לשימוש המיוחד שלו ולהשתמש בה כבסיס ונקודת התחלה לפיתוח השימוש הייעודי שלו התוכנה מורכבת משתי מערכות הפועלות ביחד בעת הפעלתה: מערכת הליבה וממשק המשתמש. מערכת הליבה עורכת את החישובים המתמטיים עצמם ופועלת על ידי קוד המוזן אליה. הזנת הקוד אל הליבה נעשית, באופן כללי, בתיווכו של ממשק המשתמש – זהו החלק המוצג למשתמש בעת הפעלת התוכנה, אליו מזין המשתמש נתונים ובו הוא מקבל את הפלטים (תוצאות חישובים או מולטימדיה) ובו מוצגים התפריטים והחלונות השונים של התוכנה. בממשק המשתמש המגיע כמובנה בתוכנה, חלק מן הטקסט המתמטי מוצג בצורה מעוצבת בהתאם לכללי הכתיב המתמטי, שורות הפלט והקלט ממוספרות ומולטימדיה משולבת בין חלקי הטקסט השונים. כמו כן, קיימת תמיכה בכתיבה וקריאה של מצגות ייעודיות הנבנות בתוכנה. נוסף על ממשק המשתמש המובנה בתוכנה, ניתן להפעיל את ליבתה גם על ידי ממשקי משתמש חיצוניים. נוסף על הקשר עם המשתמש, ליבת התוכנה יכולה לקיים תקשורת נתונים עם תוכנות אחרות לצורך שימוש במשאביהן או לצורך העמדת כושר החישוב של התוכנה לשימושן. ביצוע התקשרויות אלו מבוצע על ידי פרוטוקול בשם MathLink. מאתר החברה המפתחת ניתן להוריד את התוכנות "NET/Link." ו-"J/Link" המשמשות ליצירת קשר בין ליבת התוכנה לבין התוכנות .NET וJava, בהתאמה. ניתן להשתמש בתוכנה ב-SQL על ידי תמיכה מובנית של המערכת בממשק תכנות היישומים JDBC.כמו כן, יכולה התוכנה להתקין שירותי רשת על ידי שימוש ב-WSDL. עם התפתחות התוכנה שופרו ביצועיה על ידי הוספת שיפורים מספר פעמים. בגרסה 4 החל השימוש במערכים דחוסים ובגרסה 5 במטריצות דלילות. כמו כן, שופרו ביצועי התוכנה על ידי הוספת שימוש ב-"GNU Multi-Precision Library" – אסופת פונקציות חופשית לחישוב בדיוק גבוה. בגרסה 5.2 נוספה לתוכנה מערכת אוטומטית להקצאת משימות לליבות שונות בעת שימוש במחשבים מרובי ליבות, כמו גם אסופת פונקציות המותאמות לסוגי מעבדים ספציפיים, לצורך שיפור היעילות. נוסף על כך, התוכנה משתמשת בתוכנת צד שלישי בשם "ClearSpeed" לצורך שיפור ביצועיה. בשנת 2002 הושקה gridMathematica, המבוססת על התוכנה Mathematica ומיועדת לביצוע חישוב מבוזר באשכול מחשבים הטרוגני ובמערכות מרובות מעבדים. החל משנת 2008, כוללים כל רישיונות התוכנה תמיכה במחשוב סריגי. גרסה 7 של התוכנה נתמכת על ידי מערכות ההפעלה Microsoft Windows ,Mac OS X ,Sun Solaris ולינוקס, ובפרט בגרסאות ה-64 סיביות. היסטוריית גרסאות של Mathematica: 1.0 – 23 ביוני 1988 1.1 – 31 באוקטובר 1988 1.2 – 1 באוגוסט 1989 2.0 – 15 בינואר 1991 2.1 – 15 ביוני 1992 2.2 – 1 ביוני 1993 3.0 – 3 בספטמבר 1996 4.0 – 19 במאי 1999 4.1 – 2 בנובמבר 2000 4.2 – 1 בנובמבר 2002 5.0 – 12 ביוני 2003 5.1 – נובמבר 2004 5.2 – יולי 2005 6.0 – 1 במאי 2007 6.0.1 – 5 ביולי 2007 6.0.2 – פברואר 2008 6.0.3 – יולי 2008 7.0 – 18 בנובמבר 2008 7.0.1 – 5 במרץ 2009 8.0 – 15 בנובמבר 2010 8.0.1 – מרץ 2011 8.0.4 – 26 באוקטובר 2011 9.0.0 – 28 בנובמבר 2012 9.0.1 – 31 בינואר 2013 10.0.0 – 9 ביולי 2014 10.0.1 – 17 בספטמבר 2014 10.0.2 – 10 בדצמבר 2014 10.1 – 30 במרץ 2015 10.2 – 14 ביולי 2015 10.3 – 15 באוקטובר 2015 10.3.1 – דצמבר 2015 10.4 – 2 במרץ 2016 10.4.1 – 18 באפריל 2016 11.0 – 8 באוגוסט 2016 11.0.1 – 28 בספטמבר 2016 11.1 – 16 במרץ 2017 11.1.1 – 25 באפריל 2017 11.2 – 14 בספטמבר 2017 11.3 – 8 במרץ 2018 12.0 – 16 באפריל 2019 12.1 – 18 במרץ 2020 12.1.1 – 9 ביוני 2020 12.2 – 16 בדצמבר 2020 12.3 – 20 במאי 2021 12.3.1 – 1 ביולי 2021 13 – 13 בדצמבר 2021 13.0.1 – 17 בפברואר 2022 13.1 – 29 ביוני 2022 13.2 – 4 בדצמבר 2022 13.2.1 – 10 בפברואר 2023 13.3 – 28 ביוני 2023 13.3.1 – 16 באוגוסט 2023 14.0.0 – 10 בינואר 2024 MathWorld וולפרם אלפא מדיה וקבצים בנושא Mathematica בוויקישיתוף אתר האינטרנט הרשמי של Mathematica (באנגלית) גילעד נס, הלב של וולפראם אלפא: לא רק למתמטיקאים, באתר כלכליסט, 13 במאי 2009 דף "יצירת קשר" באתר החברה דף "יצירת קשר בישראל" באתר החברה Mathematica documentation [https://reference.wolfram.com/language/guide/Statistics.html Wolfram Language & System Documentation Center Statistical Data Analysis] Wolfram Mathematica Number Theory [https://www.wolfram.com/solutions/industry/image-processing/ The Wolfram Solution for Image Processing] [https://reference.wolfram.com/language/guide/MachineLearning.html Wolfram Language & System Documentation Center Machine Learning] Ariel Sepúlveda, Empowering Data-Driven Decisions: Data Mining and Analysis with Mathematica [https://reference.wolfram.com/language/guide/ComplexNumbers.html Wolfram Language & System Documentation Center Complex Numbers] Wolfram Research, [https://demonstrations.wolfram.com/ , WOLFRAM Demonstrations Project Bringing Ideas to Life 13,000+ Interactive Wolfram Notebooks for education, research, recreation and more] [https://library.wolfram.com/infocenter/Books/3710/MathLinkRef.pdf MathLink Reference Guide] Mathematica 5.1 Available , Database Journal, Jan 3, 2005. Mathematical Web Services: W3C Note 1 August 2003 Introduction to Web Services, Mathematica Web Services Tutorial Math software packs new power; new programs automate such tedious processes as solving nonlinear differential equations and converting units by Agnes Shanley, Chemical Engineering, March 1, 2002. Mathematica 5.1: additional features make software well-suited for operations research professionals by ManMohan S. Sodhi, OR/MS Today, December 1, 2004. The 21st annual Editors' Choice Awards, Macworld, February 1, 2006. gridMathematica offers parallel computing solution by Dennis Sellers, MacWorld, November 20, 2002. Mathematica Quick Revision History A little bit of Mathematica history Supercomputer Pictures Solve the Once Insoluble, John Markoff, October 30, 1988. Mathematica 1.2 adds new graphics options: upgrade also promises concurrent operations by Elinor Craig, MacWeek, July 25, 1989. Mathematica + 283 functions=Mathematica 2.0 by Raines Cohen, MacWeek, January 15, 1991. /coms2/summary_0286-9256461_ITM New Mathematica: faster, leaner, linkable and QuickTime-compatible: MathLink kit allows ties to other apps. (Wolfram Research Inc. ships Mathematica 2.1, new QuickTime-compatible version of Mathematica software)] by Daniel Todd, MacWeek, June 15, 1992. New version of Mathematica, Mechanical Engineering, June 1, 1993. Mathematica 4.0 by Charles Seiters, Macworld, October 1, 1999. Mathematica 5.0 Adds Up: Exactly 15 years after Mathematica's initial release, Wolfram Research has released Mathematica , PC Magazine, September 3, 2003. Mathematica 5.1's Web Services Add Up; Mathematica 5.1 delivers improvements over Version 5.0 that are vastly out of proportion for a .1 upgrade. by Peter Coffee, eWeek, December 6, 2004. Mathematica hits 64-bit, MacWorld UK, July 13, 2005. Mathematica 6: Felix Grant finds that version 6 of Wolfram Research's symbolic mathematical software really does live up to its expectations. Scientific Computing, 2007. Mathematica 7: Released Wolfram Blog, 2008. what is new in Mathematica 9?. https://writings.stephenwolfram.com/2024/01/the-story-continues-announcing-version-14-of-wolfram-language-and-mathematica/].