Mathematische Softwarepakete - Computer Algebra Systeme

Auf dieser Seite finden Sie eine Liste von Softwarepaketen. Diese Pakete eignen sich hervorragend für Ihr Studium und das spätere Berufsleben. Sie können damit sehr viele Routineberechnungen auf dem Rechner durchführen und sich dadurch stärker auf die wesentlichen Schritte in der Anwendung der Mathematik konzentrieren: Formulieren der Problemstellung in mathematischer Form und Interpretation der gefundenen Lösung.

Generell lassen sich die mathematischen Softwarpakete in zwei Gruppen einteilen:
  1. eher stark in symbolischer Berechnung (Mathematica, mupad, maple)
  2. eher stark in numerischen Berechnungen, v.a. lineare Systeme (matlab, octave, scilab)
Die Mächtigkeit dieser Softwareprodukte beschränkt sich allerdings nicht auf symbolisches Rechnen und Lineare Algebra. Sie können damit z.B. auch Funktionen plotten oder programmieren.

Eine gute und umfangreichere Übersicht über Softwarepackete für wissenschaftliches Rechnen gibt Scientific Applications on Linux (nicht nur für Linux!) und SymbolicNet. Außerdem verfügt Ihr Taschenrechner wahrscheinlich über Programme zum Matrizenrechnen und eventuell sogar über die Möglichkeit einfache symbolische Berechnungen auszuführen. Konsultieren Sie das dazugehörige Handbuch.

Mathematica

Hersteller: Wolfram Research

Eine integrierte Software-Umgebung, die (fast) alles bietet. Die Stärke von Mathematica ist allerding symbolisches Rechnen (Computeralgebra). Für numerische Berechnungen sind die verwendeten Algorithmen ebenfalls Spitze, allerdings zum Teil deutlich langsamer als bei anderen Produkten. Mathematica kommt mit einer sogenannten Notebook-Oberfläche, die es erlaubt die Berechnungen wie auf einem Blatt Papier zu organisieren und dokumentieren. Mathematica kann auch als Programmiersprache genutzt werden. Die Syntax ist ähnlich zu C.

Als Studentenversion erhältlich.

maple

Hersteller: maplesoft

Die Funktionalität ist vergleichbar mit Mathematica, allerdings ist Maple nicht ganz so mächtig. Die Programmierung von Maple ist ähnlich zu Pascal.

Als Studentenversion erhältlich.

mathcad

Hersteller: MathSoft

Im Vergleich zu Mathematica oder maple deutlich geringere Funktionalität, aber für Durchschnittsanwendungen ausreichend.

Als Studentenversion erhältlich.

MuPAD

Hersteller: MuPAD Research Group, Universität Paderborn

Früher die beste kostenfreie Alternative zu Mathematica und Maple. Heute nur noch kommerziell erhältlich. 30 Tage Demoversion.

Als Studentenversion erhältlich.

Maxima 

GNU-Variante des Urvaters aller Computeralgebrasysteme Macsyma. Für den kostenfreien Einstieg in die Thematik derzeit eines der besten Pakete.

Kostenlos, da public domain software. Herunterladbar von http://maxima.sourceforge.net

Hartmath 

Im Entwicklungsstadium, bisher nur sehr eingeschränkte Funktionalität, Syntax ähnlich zu Mathematica, in JAVA. Interessante Alternative zu Mathematica.

Kostenlos. Herunterladbar von http://www.hartmath.org

matlab

Hersteller: The Mathworks

Mächtig und schnell bei der Manipulation von Matrizen (matlab = matrix laboratory). Eher schwach bei symbolischen Berechnungen und numerischer Integration von Differentialgleichungen. Der große Vorteil von matlab ist die toolbox Simulink, die es erlaubt Schalt- und Regelkreise per Blockdiagramm zu definieren und deren Dynamik zu lösen. Daneben gibt es eine große Vielzahl anderer toolboxes (z.B. signal processing, communication toolbox), deren Preis-Leistungsverhältnis allerdings eher schwach ist.

Als Studentenversion erhältlich.

octave

Hersteller: Department of Chemical Engineering, University of Wisconsin

In der Grundfunktionalität praktisch kompatibel zu matlab. Die Kompatibilität hört allerdings da auf, wo matlab stark ist: Programmieren von graphischen Benutzeroberflächen und Simulink. Beides ist in octave nicht möglich. Wie bei matlab sind viele toolboxes verfügbar, die ebenfalls voll kompatibel zu matlab sind.

Kostenlos, da public domain software. Herunterladbar von http://www.octave.org.

scilab

Hersteller: INRIA

Wie octave kostenlos und sehr ähnlich zu matlab. Während octave in der Syntax praktisch kompatibel zu matlab ist, sind die Unterschiede bei scilab allerdings merklich.

Kostenlos, da public domain software. Herunterladbar von www.inria.fr.
Peter Riegler, 5 Feb 2003