İçeriğe atla

Bilgisayarlı cebir sistemi

Bilgisayarlı cebir sistemi (BCS) sembolik matematiği kolaylaştıran yazılım programıdır. BCS işlevselliğinin özü sembolik biçimlerdeki matematiksel ifadelerin işleme koyabilmesidir.

Sembolik işlemler

Sembolik işlemleri destekleyen türler şunlardır:

  • Otomatik varsayımlı sadeleştirme ve kısıtlamalı sadeleştirme içeren en küçük mümkün ifade ya da bazı standart biçileri sadeleştirme
  • Yaklaşık değerler için sembol ya da sayısal değerleri yerine koyma
  • İfade biçimlerini değiştirmek: genişleyen çarpımlar ve kuvvetler, kısmi ve tam çarpanlara ayırma, kısmi kesirin yeniden yazılması, kısıtlı ödeme, trigonometrik fonksiyonların üstel olarak yazılması, mantıksal ifadelerin dönüşümü, vs.
  • Kısmi ve tam türevler
  • Çok boyutlu integraller dahil, bazı belirsiz ve belirli integral alma
  • Sembolik kısıtlı ve kısıtlı olmayan küresel uyumlukuk
  • Çeşitli etki alanları üstünde doğrusal ve doğrusal olmayan denklemlerin çözümü
  • Bazı diferansiyel ve fark denklemlerinin çözümü
  • Bazı limitleri almak
  • İntegral dönüşümleri
  • Seri operasyonlarının toplam ve çarpımlar şeklinde açılımı,
  • Matris operasyonlarını içeren çarpımlar, ters almalar, vs.
  • İstatistiksel hesaplamalar
  • Deneysel matematik bölgesi içinde teorem ispatlama ve doğrulama çok kullanışlıdır.

Yukarıdakilerin içinde, bazı kelimelerin belirttiği operasyonlar daima gerçekleşmez.

Ek yetenekler

Birkaç tür daha içerir:

  • Bir Programlama dili, kullanıcıların kendi algoritmalarını uygulamalarına izin verme
  • İsteğe bağlı-Hassas Sayısal İşlemler
  • Kesin tam sayı aritmetiği ve Sayı kuramı işlevselliği
  • Matematiksel ifadeleri iki-boyutlu matematiksel-formda göstermek,çoğu kez TeXe benzer damga dizme sistemleri (ayrıca bakınız Prettyprint)
  • çizim grafikler ve parametrik çizimler fonksiyonların iki ve üç boyutta ve onları anime etme
  • Grafikler ve diyagramlar çizme
  • API'ler için onu bir dış program üstünde bir veritabanı gibi bağlama ya da bir programlama dilinde kullanıp bilgisayarlı cebir sistemi kullanmak
  • dizi işlemleri gibi eşleştirme ve arama
  • matematik uygulamalarında örneğin Fizik, Biyoinformatik, hesaplamalı kimya'daki gibi eklenti için kullanma ve fiziksel hesaplama için paketlemek

Bazı türleri de içerir:

Bazı bilgisayarlı cebir sistemleri uygulamaya özgü bir alanın odağındadır; bunlar akademide gelişen türlerdir ve özgürdürler. Onlar sayısal sistemlerin sayısal operasyonları karşılaştırmak için yetersiz olabilirler.

İfade türleri

BCS ile ; çok değişkenli polinomlar ; ifadelerin standart fonksiyonları (Trigonometrik, üstel, vs.); çeşitli özel fonksiyonlar (Γ, ζ, erf, Bessel fonksiyonuları, etc.); ifadelerin keyfi fonksiyonları; eniyileme; ifadelerin türevleri, integralleri, sadeleştirmeleri, toplamları ve çarpımları ; kesikli seriler katsayılar ile ifadesi, matrisler ifadeleri ve buna yakın ifadelerin işlemleri yapılabilir. Sayısal etki alanlarını destekleyen gerçel, kompleks, aralık, rasyonel ve cebirsel türlerini içerir.

Tarihçe

Bilgisayarlı cebir sistemi, 1960 ların başlarında ortaya çıkmıştır, her yönüyle farklı iki kaynak dışında gelişti - teorik fizikçiler ve yapay zekâya yönelik araştırmalar gereksinimleri.

İlk örnek; ilk gelişmesi için öncü çalışmalar yürütülmüş, daha sonra fizik Nobel Ödülü sahibi Martin Veltman tarafından, Schoonschip (Dutch for "clean ship") denilen, sembolik matematik ve özellikle Yüksek Enerji Fiziği için bir program 1963'te tasarlanmış.

LISP gibi programlama ilkeleri, Carl Engelmanın oluşturduğu MATHLAB 1964'te MITREde bir yapay zekâ araştırma çevresiyle kullanılıyor.Daha sonra TENEX üniversitelerinde ya da TOPS-10'da çalışan PDP-6 ve PDP-10 Sistemleri üstünde MATHLAB mevcut kullanıcılara yaptırıldı. Bugün hala PDP-10'un SIMH-Emulasyonları kullanılabilir . MATHLAB ("mathematical laboratory") ile MATLAB ("matrix laboratory") karıştırılmamalıdır ki bu sayısal hesaplama için bir sistem olup, University of New Mexico'da 15 yıl sonra yapılmıştır, kazara yerine aynı adlandırılabilir.

İlk popüler Bilgisayarlı cebir sistemleri muMATH, Reduce, Derive (muMATH üstüne kurulmuş) ve Macsyma idi; Macsyma'nın popüler bir copyleft sürümü Maxima denilen aktif olarak muhafaza ediliyor. Günümüz itibarıyla, en popüler ticari sistemler, genel araştırma matematikçiler, bilimadamları ve mühendisler tarafından Mathematica[1] ve Maple tarafından kullanılıyor. Sage dahil serbestçe kullanılabilir alternatifler vardır (bir ön-uc'u ücretsiz birkaç BCS).

1987'de Hewlett-Packard birinci el BCS ile düzenlenen HP-28 series hesap makinesini tanıttı, bir hesap makinesinde ilk kez, cebirsel ifadeler, diferansiyel, sınırlı sembolik integral, Taylor serileri inşası ve cebirsel denklemler için bir çözücü düzenlemek mümkün oldu.

Texas Instruments şirketi 1995'te gelişmiş bir BCS yazılımı Derive ile TI-92 hesap makinesini çıkardı . Bu, onun ardılları ile birlikte (TI-89 serileri ve daha yeni TI-Nspire 2007'de çıkan BCS'ler dahil) oldukça yetenekli özellikte ve ucuz elle çalışan bilgisayarlı cebir sistemleriydi.

BCS-donanımlı hesap makineleri ACT, PLAN ve bazı sınıflarda üzerinde izin vermez,çünkü test/class bütünlüğünü etkileyebilir,[2] hesap makinesi-Kabul edildi testleri tüm College Board'ın üzerinde olsa izin olabilir, SAT, bazı SAT Subject Tests ve AP Calculus, Chemistry, Physics ve Statistics sınavları dahil.

Matematikte bilgisayarlı cebir sisteminin kullanılması

Yazılımlar

Yaygın olarak kullanılan yazılımların bazıları şunlardır:

Ayrıca bakınız

  • Bilgisayarlı cebir sistemleri listesi
  • Hesaplamalı bilim
  • İstatistiksel paketler listesi
  • Cebirsel algoritma
  • Sembolik hesaplama
  • Otomatikleştirilmiş teorem ispatlama
  • Yapay zekâ
  • Kısıtlı mantık programlama

Kaynakça

  1. ^ Interview with Gaston Gonnet, co-creator of Maple 29 Aralık 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., SIAM History of Numerical Analysis and Computing, March 16, 2005
  2. ^ "ACT's CAAP Tests: Use of Calculators on the CAAP Mathematics Test". 31 Ağustos 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ekim 2009. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Matematik</span> nicelik, yapı, uzay ve değişim gibi konularla ilgilenen bilim dalı

Matematik ; sayılar, felsefe, uzay ve fizik gibi konularla ilgilenir. Matematikçiler ve filozoflar arasında matematiğin kesin kapsamı ve tanımı konusunda görüş ayrılığı vardır.

Matematikte cebirin temel teoremi karmaşık değişkenli polinomların köklerinin varlığıyla ilgili temel bir sonuçtur. D'Alembert-Gauss teoremi olarak da anılmaktadır.

Cebir sayılar teorisini, geometriyi ve analizi içine alan geniş bir matematik dalıdır. Temel matematik işlemlerinden, çember ve daire alanları bulmayı kapsayan geniş bir ilgi alanına sahiptir. Cebir, mühendislik ve eczacılık gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Kuramsal cebir, ileri matematiğin bir dalı olmakla birlikte sadece uzmanlar tarafından çalışılan bir koldur.

Matematiksel analiz, hesaplamanın esas olduğu matematiğin en önemli kolu. Limit kavramı üzerine kurulmuştur. Eğri, yüzey ve fizik problemlerini bünyesine alarak gelişti. Bu tür konular, özel veya farklı değer kümeleriyle meşgul olan cebir ve aritmetiğin dışındaki problemlerdir. Bununla beraber, sonsuz kümelerin limit değerlerini kural haline getirme işlemlerini ihtiva ederler.

<span class="mw-page-title-main">Lineer cebir</span> Uzay matematiği

Doğrusal cebir ya da lineer cebir; matematiğin, vektörler (yöney), vektör uzayları, doğrusal dönüşümler, doğrusal denklem takımları ve matrisleri (dizey) inceleyen alanıdır. Vektör uzayları, modern matematiğin merkezinde yer alan bir konudur. Bundan dolayı doğrusal cebir hem soyut cebirde hem de fonksiyonel analizde sıkça kullanılır. Doğrusal cebir, analitik geometri ile de alakalı olup sosyal bilimlerde ve fen bilimlerinde yaygın bir uygulama alanına sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Bölme</span> Matematik işlemi

Bölme, aritmetiğin temelini oluşturan dört ana işlemden biri olarak kabul edilir. Diğer üç ana işlem ise toplama, çıkarma ve çarpma olarak sıralanır. İşlem sırasında bölünen miktar bölünen olarak adlandırılırken, bu miktarın bölündüğü sayıya bölen denir ve işlemin sonucunda elde edilen değer bölüm olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Vektör hesabı</span>

Vektör hesabı, iki veya daha çok boyutlu iç çarpım uzayındaki vektörlerin çok değişkenli gerçel analiziyle uğraşan bir matematik dalıdır. Fizik ve mühendislikte epey faydalı olan formül takımlarından ve problem çözme tekniklerini kapsamaktadır. Vektör hesabı köklerini kuaterniyon analizinden almaktadır ve Amerikan mühendis ve bilim insanı J. Willard Gibbs ve İngiliz mühendis Oliver Heaviside tarafından formüle edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Sayısal analiz</span>

Sayısal analiz, diğer adıyla nümerik analiz veya sayısal çözümleme, matematiksel analiz problemlerinin yaklaşık çözümlerinde kullanılan algoritmaları inceler. Bu nedenle birçok mühendislik dalı ve doğa bilimlerinde önem arz eden sayısal analiz, bilimsel hesaplama bilimi olarak da kabul edilebilir. Bilgisayarın işlem kapasitesinin artması ile gündelik hayatta ortaya çıkan birçok sistemin matematiksel modellenmesi mümkün olmuş ve sayısal analiz algoritmaları burada ön plana çıkmıştır. 21. yüzyıldan itibaren bilimsel hesaplama yöntemleri mühendislik ve doğa bilimleri ile sınırlı kalmamış ve sosyal bilimler ile işletme gibi alanları da etkilemiştir. Sayısal analizin alt başlıklarına adi diferansiyel denklemlerin yaklaşık çözümleri ve özellikle veri biliminde önem taşıyan sayısal lineer cebir ile optimizasyon örnek gösterilebilir.

Matematikte diferansiyel kalkülüs, fonksiyonların girdileri değiştikçe nasıl değiştiklerini konu alan bir kalkülüs alanıdır. Diferansiyel kalkülüsteki ana inceleme nesnesi türevdir. Oldukça yakından ilişkili diğer bir kavram da türetke ya da diferansiyeldir. Bir fonksiyonun, seçilmiş belirli bir girdi değerindeki türevi, fonksiyonun o girdi değeri yakınındaki davranışını tanımlar. Genel olarak, bir fonksiyonun belirli bir noktadaki türevi, fonksiyona o noktadaki en iyi doğrusal yaklaşımı belirler. Türev bulma işlemine "türev almak" denir. Kalkülüsün temel teoremi gereğince, türev alma işlemi integral alma işleminin tersidir.

Matematikte değişme özelliği, terimlerin sırasının değişmesiyle sonucun değişmediği ikili işlemlere özgü bir özelliktir. Birçok ikili işlemin temel bir özelliği olmasının yanı sıra, birçok matematiksel ispat da buna dayanır. En sık olarak, "3 + 4 = 4 + 3" ya da "2 × 5 = 5 × 2" gibi ifadelerin açıklanmasında rastlanılsa da, daha ileri düzey durumlarda da kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Matematiksel yazılım</span>

Matematiksel yazılım; model, sayısal, sembolik veya geometrik veri analizi veya sayısal hesaplamalar için kullanılır. Matematiksel yazılımlar, başta eğitim olmak üzere bilim, sağlık, savunma, bilgisayar gibi alanlarda yeni şeyler üretme ve geliştirmede kullanılan programların genel adı. Matematik yazılımları kategorisinde; matematiksel gösterim, grafik oluşturma, çizim, modelleme, hesaplama, programlama ve benzeri türden programlar bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Hesaplamalı fizik</span>

Hesaplamalı fizik, fizik sorunlarını çözebilmek için sayısal algoritmaların üretilmesi ve gerçeklenmesini içerir. Genelde kuramsal fizikin bir alt dalı olarak değerlendirilir ancak bazen de kuramsal ve deneysel fizik arasında orta bir dal olarak da düşünülür.

Tarih boyunca matematiğin konu çeşitliliği ve derinliği artmaktadır, matematiği kavrama, birçok konuyu matematiğin daha genel alanlarına göre sınıflandırma ve düzenleme için bir sistem gerektirir. Bir dizi farklı sınıflandırma şeması ortaya çıkmıştır ve bazı benzerlikleri paylaşsalar da, kısmen hizmet ettikleri farklı amaçlara bağlı olarak farklılıkları vardır. Ek olarak, matematik geliştirilmeye devam ettikçe, bu sınıflandırma şemaları da yeni oluşturulan alanları veya farklı alanlar arasında yeni keşfedilen bağlantıları dikkate alacak şekilde değişmelidir. Farklı alanlar arasındaki sınırı aşan, genellikle en aktif olan bazı konuların sınıflandırılması daha zor hale gelir.

Sembolik matematik; sembolik hesaplama ve cebirsel hesaplamadan oluşan bilgisayar cebrindeki, matematiksel ifadeleri ve diğer matematiksel nesneleri manipüle etmek için kullanılan algoritma ve yazılımların çalışması ve geliştirilmesine atıfta bulunan bilimsel bir alandır.Daha açıkça ifade etmek gerekirse, bilgisayar cebri bilimsel hesaplamanın bir alt alanı sayılır ve bununla beraber bilimsel hesaplama genelde yaklaşık kayan nokta sayılarına ve sayısal yaklaşımlara dayanmaktadır.Buna karşın sembolik hesaplama, hiçbir değişkeni içermeyen ifadelerle tam hesaplamayı vurgulamaktadır.Değişken içermeyen ifadelere ilişkin semboller manipüle edilmektedir ve adı bundan dolayı sembolik matematik olarak kabul edilir.

<span class="mw-page-title-main">Orta Çağ İslam matematiği</span> yaklaşık 622 ile 1600 yılları arasında İslam medeniyeti altında korunan ve geliştirilen matematiğin bütünü

İslam'ın Altın Çağı'nda matematik, özellikle 9. ve 10. yüzyıllarda, Yunan matematiği ve Hint matematiği üzerine inşa edilmiştir. Ondalık basamak-değer sisteminin ondalık kesirleri içerecek şekilde tam olarak geliştirilmesi, ilk sistematik cebir çalışması (Hârizmî tarafından yazılan Cebir ve Denklem Hesabı Üzerine Özet Kitap adlı eser ve geometri ve trigonometride önemli ilerlemeler kaydedilmiştir.

Bu, saf ve uygulamalı matematik tarihinin bir zaman çizelgesidir.

Bu sayfa teoremlerin bir listesidir. Ayrıca bakınız:

Matematik konularının listesi, matematik ile ilgili çeşitli konuları kapsar. Bu listelerden bazıları yüzlerce makaleye bağlantı içerir; bazıları sadece birkaç tane ile bağlantılıdır. Bu makale, aynı içeriği, göz atmaya daha uygun bir şekilde organize halde bir araya getirmektedir. Listeler, temel ve ileri matematik, metodoloji, matematiksel ifadeler, integraller, genel kavramlar, matematiksel nesneler ve referans tablolarının özelliklerini kapsar. Ayrıca insanların adını taşıyan denklemleri, matematiksel toplulukları, matematikçileri, matematik dergilerini ve meta listeleri de kapsar.

Bu Rus matematikçiler listesi, Rusya İmparatorluğu, Sovyetler Birliği ve Rusya Federasyonu'ndan ünlü matematikçileri içermektedir.

Burada, sayısal analiz veya veri analizi için kullanılmak üzere tasarlanmış önemli son kullanıcı bilgisayar uygulamaları listelenmiştir:


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.