Linux °æ (¾«»ªÇø)

·¢ÐÅÈË: netiscpu (˵²»Èç×ö), ÐÅÇø: Linux
±ê  Ìâ: [B] Red Hat Linux Unleashed (35)
·¢ÐÅÕ¾: ×Ï ¶¡ Ïã (Sat Jul 25 05:00:40 1998), ×ªÐÅ


   Mathematics on Linux
     _________________________________________________________________
                                      
               o Scilab
                    # How To Get and Install Scilab
                         @ Running Scilab
                    # More Information on Scilab
               o Pari
                    # Where To Get Pari
                    # Running Pari
               o Using LISP-STAT
                    # Where To Get LISP-STAT
                    # Running xlispstat
               o A Last Note
               o Summary
       
     _________________________________________________________________
                                      
   35
   
   
   Mathematics on Linux
   
   
   This book has dealt with many issues regarding the tools available for
   Linux. Now, let's look at some of the mathematics tools for Linux.
   Specifically, we will work with tools for doing mathematical and
   statistical applications under Linux. One such tool we will be working
   with is Scilab, an interactive math and graphics package. Another tool
   for symbolic math is Pari. For statistical operations using LISP
   choose LISP-STAT.
   
   Scilab
   
   
   The Scilab application was developed by the Institut National de
   Recherche de Informatique et en Automatique (INRIA) in France.
   Although this application is not as formidable as MATLAB, a commercial
   product with more bells and whistles, Scilab is still powerful enough
   to provide decent graphics and solutions to math problems.
   
   With Scilab you can do matrix multiplication, plot graphs, and so on.
   Using its built-in functions, Scilab enables you to write your own
   functions. With its toolbox, you can build your own signal- processing
   functions in addition to those provided by Scilab.
   
   Added to all its features, the help file is quite voluminous. If you
   want to find out how to do a math problem with Scilab, you will
   probably find it in the docs. Added to the good documentation are
   sample programs to get you started.
   
   How To Get and Install Scilab
   
   
   Now that you are probably interested in Scilab, you will want to know
   where to get it. Scilab is free via the Internet. The primary site is
   ftp.inria.fr, and the directory for this is in
   INRIA/Projects/Meta2/Scilab. Look for the zipped file with the latest
   date. Each zipped file is complete in itself.
   
   The file you are looking for is called scilab-2.2-Linux-elf.tar.gz. In
   its unzipped form, the file is about 15MB in size. After moving
   scilab-2.2-Linux-elf.tar.gz to the directory you want it installed in
   (such as /usr/local), untar by typing gunzip
   scilab-2.2-Linux-elf.tar.gz | tar xvf-.
   
   After you have installed it (into the /usr/local/scilab-2.2
   directory), go to the /usr/local/scilab-2.2/bin subdirectory and
   modify the scilab shell script file. Replace the assignment of the SCI
   variable with the path to the location of your scilab files. For
   example, in my case I set the value to
   
SCI="/home/khusain/scilab-2.1.1"

       ______________________________________________________________
                                      
     
     NOTE: If Scilab does not show up in color the first time you invoke
     it, try *customization: -color in your .Xdefaults file. Don't
     forget to run xrdb .Xdefaults to enforce the change.
     
     
       ______________________________________________________________
                                      
   
   Running Scilab
   
   
   To invoke scilab, type scilab in an Xterm window while in the
   /usr/local/scilab-2.2/bin directory.
   
   The prompt for Scilab is —>. You will see responses to your
   commands immediately below where you type in entries.
   
   A healthy example of how to use Scilab would probably be beneficial.
   Let's see how to declare values:
   
—>x=1.0

   This sets x equal to 1.0. To declare an array, use square brackets:

—>x=[1 2 3]
x =
! 1. 2. 3. !

   See Figure 35.1 to see what it looks like on your screen.
   
   Figure 35.1. Main screen for Scilab.
   
   To declare a large array you can use indices of the form [start:end].
   Use a semicolon at the end of the line to indicate that you really do
   not want Scilab to echo the results back to you. So, the following
   statement
   
—>x=[1:100];

   declares x as a vector of values from 1 to 100 and does not display
   the contents of x back to you. If you want to give staggered values of
   x, you can use an increment operator in the form
   [start:increment:stop]. So, this statement declares x to contain five
   odd numbers from 1:

—>x=[1:2:10]
x =
! 1. 3. 5. 7. 9. !

   Let's try an example of a simple matrix multiplication problem of
   ax=b. First declare the a matrix, separating all the rows with
   semicolons. If you do not use semicolons, the values in matrix a will
   be interpreted as a 25´1 vector instead of a 5´5 matrix.

—>a=[ 1 1 0 0 0; 1 1 1 0 0; 0 1 1 1 0; 0 0 1 1 1; 0 0 0 1 1]
a =
! 1. 1. 0. 0. 0. !
! 1. 1. 1. 0. 0. !
! 0. 1. 1. 1. 0. !
! 0. 0. 1. 1. 1. !
! 0. 0. 0. 1. 1. !

   Then declare X as a vector.

—>X=[ 1 3 5 7 9 ]
X =
! 1. 3. 5. 7. 9. !

   To get the dimensions right for the multiplication, you have to use
   the single quotes ():Scilab multiplication;single quote operator () to
   get the transpose of X. Then put the results of the multiplication of
   a and X transpose into b.

—>b= a * X'
b =
! 4. !
! 9. !
! 15. !
! 21. !
! 16. !
—>

   The results look right. In fact, Scilab displayed the dimensions
   correctly too, since the results of the multiplication are a matrix of
   size 5´1.
   
   More Information on Scilab
   
   
   The documentation for the Scilab application is available from
   ftp.inria.fr in the /INRIA/Projects/Meta2/Scilab/doc directory. It
   contains a PostScript document called intro.ps which contains the
   user's manual titled Introduction to Scilab. Take time to read this
   manual carefully.
   
   Pari
   
   
   The Pari package is useful for doing symbolic mathematical operations.
   Its primary features include an arbitrary precision calculator, its
   own programming facilities, and interfaces to C libraries.
   
   Where To Get Pari
   
   
   To get Pari, use the FTP site megrez.math.u-bordeaux.fr, and from the
   /pub/pari/unix directory get the gplinux.tar.gz file. The binaries may
   not work with a later version of Linux because the binaries are built
   with older versions of shared libraries. If you have a newer version
   of Linux than the one supported by Pari, either you can edit the
   sources yourself or wait until the authors of Pari catch up. Sorry.
   
   With the version of Linux on the CD-ROM, you need to compile your own
   version of Pari. The source files are in the pari-1.39.03.tar.gz file.
   The source tar file unpacks into three directories: src, doc, and
   examples. You will find the examples very useful indeed.
   
   To compile the sources, run the Makemakefile command in the src
   directory. When creating this version, remove the definition of the
   option -DULONG_NOT_DEFINED from the CFLAGS macro in the newly created
   Makefile. Then type make at the prompt. Be prepared to wait awhile for
   this package to compile.
   
   Running Pari
   
   
   After you have compiled the source files for Pari, type gp at the
   console prompt. Your prompt will be a question mark (?). Start by
   typing simple arithmetic expressions at this prompt. You should be
   rewarded with answers immediately. Let's look at the following sample
   session:

? 4*8
%1 = 32
? 4/7*5/6
%2 = 10/21

   The answer was returned to us in fractions. To get real numbers,
   introduce just one real number in the equation. You will then get the
   answer as a real number. The percent signs identify the returned line
   numbers.

? 4.0/7 * 5/6
%3 = 0.4761904761904761904761904761

   To set the precision in number of digits, you use the ?\precision
   command. The maximum number of digits is 315,623, a large number for
   just about all users. For a modest precision of 10 digits to the right
   of the decimal point, use

?\precision = 10
precision = 10 significant digits
? 4.0/7*5/6
%4 = 0.47619004761

   You can even work with expressions, as shown in the following example:
   
? (x+2)*(x+3)
%5 = x^2+5*x + 6

   You can assign values to variables to get the correct answer from
   evaluating an expression.

? x = 3
%6 = 3
? eval(%5)
%7 = 60

   This is not where the power of Pari ends, though. You can factor
   numbers, solve differential equations, and even factor polynomials.
   The FTP site for Pari contains a wealth of information and samples.
   See megrez.math.u-bordeaux.fr. Also, the examples and docs directories
   contain samples and the manual to help you get started.
   
   Using LISP-STAT
   
   
   For statistical computing, consider using LISP-STAT. Written by Luke
   Tierney at the University of Minnesota, LISP-STAT is a very powerful,
   interactive, object-oriented LISP package.
   
   Where To Get LISP-STAT
   
   
   The LISP-STAT package is available from ftp.stat.umn.edu in the
   /pub/xlispstat directory. Get the latest tar file version you
   can—currently, xlispstat-3-44.tar.gz. In order to build this file
   you need the dld library for Linux. This dld library is found in
   tsx-11.mit.edu in the /pub/linux/binaries/libs directory as
   dld-3.2.5.bin.tar.gz. Install this dld library in the /lib directory
   first.
   
   Running xlispstat
   
   
   At the command prompt in an Xterm, type xlispstat. You will be
   presented with a > prompt. Type commands at this prompt. For example,
   to multiply two matrices together, use the command:

> (def a (matrix '(3 3) '(2 5 7 1 2 3 1 1 2)))
A
> (def b (matrix '(3 1) '(4 5 6)))
B
> (matmult a b)
#2A((75.0) (32.0) (21))

   The variables in LISP-STAT are not case-sensitive. Note the single
   quote (') before the list of numbers for the matrix. If you omit the
   quote, the list will be evaluated and replaced with the result of the
   evaluation. By leaving the single quote in there, you are forcing the
   interpreter to leave the list in its place.
   
   Let's try solving a simple set of linear equations using LISP-STAT.
   The following would be a simple example to solve:

3.8x + 7.2y = 16.5
1.3x - 0.9y = -22.1

   The following script would set up and solve this linear equation
   problem:

> (def a (matrix '(2 2) '(3.8 7.2 1.3 -0.9)))
A
> (def b (matrix '(2 1) '(16.5 -22.1)))
B
> (matmult (inverse a) b)
#2A((-11.288732394366198) (8.249608763693271))

   You can do other math operations on lists of numbers as well. See the
   following example for calculating the mean of a list of numbers:

> (def sm (list 1.1 2.3 4.1 5.7 2.1))
SM
> (mean SM)
3.06

   There are many plotting functions available for LISP-STAT. For
   plotting one variable, try the function plot-function. For (x,y) pairs
   of numbers, use the plot-lines function. For a function of two
   variables, use the spin-function. For 3-D plots, use the spin-plot
   function.
   
   Plots are not limited to lines. You can do histograms, planar plots,
   and so on. See the help pages for details on specifics of how to
   generate these plots. Two or more plots can be linked together so that
   changes in one set of data can be reflected in another. You can add
   points to a plot using the add-points function. For reconfiguring how
   the points are displayed, you can send commands to the plot windows.
   Plots can be linked together to enable more than one view of the same
   data.
   
   Each plot is displayed in an X window. You can move the mouse cursor
   over a point, and it will echo back a value for you.
   
   To get help on this system, use the help command. The help
   documentation for this command should be visible. If nothing shows up,
   check the environment variables to see if the binaries are in the
   PATH.
   
   A Last Note
   
   
   For simple math operations involving spreadsheets, you can always use
   the xspread program provided with the X package. (The CD-ROM at the
   back of the book has version 2.1.) For more powerful spreadsheet
   functions, you might want to resort to a commercial spreadsheet
   package and take advantage of its support, too. The XESS spreadsheet
   is available for Linux from Applied Information systems, (919)
   942-7801 or http://www.ais.com/Xess. You can share data between
   spreadsheets, or use the API to develop and have access to a full
   suite of math functions available on spreadsheets that run under DOS
   or UNIX.
   
   Wolfram Research has released its Mathematica program for Linux. The
   Mathematica package has extensive numeric and symbolic capabilities,
   2-D and 3-D graphics, and a very large library of application
   programs. With an additional feature called MathLink, you can exchange
   information between other applications on a network. You can get more
   information about Mathematica from info@wri.com or http://www.wri.com.
   
   
   Summary
   
   
   You have several options when it comes to performing mathematical
   operations or writing such applications under Linux. You can either
   write the code yourself using C, FORTRAN, or other available
   languages—or you can use a package. If you are familiar with
   MATLAB, consider using Scilab. For regular expressions and
   polynomials, try using Pari. If you are a LISP user or want to do
   vector operations or statistics, consider using the LISP-STAT package.
   

--

                              Enjoy Linux!
                          -----It's FREE!-----

¡ù ÐÞ¸Ä:£®netiscpu ÓÚ Jul 25 05:59:54 Ð޸ı¾ÎÄ£®[FROM: mtlab.hit.edu.cn]
¡ù À´Ô´:£®×Ï ¶¡ Ïã bbs.hit.edu.cn£®[FROM: fengyun.hit.edu.]
[°Ù±¦Ïä] [·µ»ØÊ×Ò³] [Éϼ¶Ä¿Â¼] [¸ùĿ¼] [·µ»Ø¶¥²¿] [Ë¢ÐÂ] [·µ»Ø]
Powered by KBS BBS 2.0 (http://dev.kcn.cn)
Ò³ÃæÖ´ÐÐʱ¼ä£º221.964ºÁÃë