Mathematica/開始使用Mathematica

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下一章:簡單的運算


安裝[編輯]

Mathematica支持的作業系統有WindowsLinuxMac OS X等,安裝的方式可能會隨軟件版本和作業系統的不同而有所不同。一般只需要運行相應的安裝程序即可。如果您是第一次安裝Mathematica,安裝之後還需要激活,您可以按照Mathematica的指引,根據自己的實際情況選擇不同的激活方式。具體可以參考Mathematica虛擬全書中的「Installing Mathematica」和「Activating Mathematica」。


筆記本界面[編輯]

當完成了安裝與激活之後,打開Mathematica,您將會看到一個空白的窗口,這就是Mathematica的筆記本界面。在這裏輸入您的命令,再按下Shift+Enter,Mathematica就會進行運算。

比如說,輸入2+2

	2 + 2

然後按下Shift+Enter,窗口將會變成:

 In[1]:=	2 + 2
Out[1]=	4

Mathematica自動為您的輸入加上了標籤In[1]:=,為輸出加上標籤Out[1]=,表明這是第一個輸入和輸出。

除了這兩行字,最右邊還有三個藍色的右中括號[1]。每個括號代表一個單元(Cell):第一個括號在2+2的右邊,代表輸入單元;第二個在4的右邊,代表輸出單元;第三個則把輸入輸出兩個單元括起來,構成了一個輸入/輸出對單元。[2]當您輸入新的內容時,又會產生新的單元。Mathematica筆記本就是這些通過單元組織起來的。

事實上,筆記本不僅Mathematica的工作界面,還是Mathematica默認的文檔格式。您可以把您的Mathematica計算和程序保存成後綴名為.nb的筆記本文件,還可以用Mathematica寫文章、做幻燈片。不過,限於篇幅,這本教程不打算詳細介紹關於筆記本的更多內容,有興趣的讀者可以查閱Mathematica虛擬全書中的「Notebooks And Documents」部分。


文本界面[編輯]

然而,我們看到的筆記本界面只是Mathematica的一個前端,並不是Mathematica真正進行計算的部分。

我們可以來找一下Mathematica真正進行運算的部分在哪裏。在Windows系統下,打開任務管理器,點擊「進程」(如果您用的是Mac OS X系統,可以打開活動監視器)。您會發現,正在運行的與Mathematica有關的進程有兩個:Mathematica.exe和MathKernel.exe。這個MathKernel.exe就是Mathematica真正進行計算的部分——內核。而筆記本界面的任務只是讓用戶能夠方便地與Mathematica內核交流。

如果您直接打開Mathematica內核程序(在作業系統提示符下輸入math命令,或者直接找到並點擊MathKernel的圖標),這時打開的就是Mathematica的文本界面。文本界面非常樸素,並沒有字體和顏色的變化:

Mathematica 8.0 for Microsoft Windows (32-bit)
Copyright 1988-2010 Wolfram Research, Inc.

In[1]:= 

在文本界面中,您可以直接與Mathematica內核交互。與筆記本界面不同的是,結束輸入時按的是Enter而不是Shift+Enter。

文本界面使用起來遠不如筆記本界面那麼方便,只能以純文本形式輸出,數學公式就變成了下面這種古怪的模樣,而且無法輸出圖像、聲音等。因此一般情況下我們都不會用到文本界面。

In[1]:= 2+2

Out[1]= 4

In[2]:= Integrate[1/(x^3+1),x]

               -1 + 2 x
        ArcTan[--------]                             2
               Sqrt[3]     Log[1 + x]   Log[1 - x + x ]
Out[2]= ---------------- + ---------- - ---------------
            Sqrt[3]            3               6

In[3]:= Plot[Sin[x],{x,0,2Pi}]

Out[3]= -Graphics-


註記[編輯]

  1. 我無法在這裏用維基代碼弄出這種效果。
  2. 這可以看作是一個「讀入—求值—打印 循環」(Read-Eval-Print Loop,簡稱REPL)。REPL這個概念源於Lisp語言,後來泛指一切解釋性語言的交互環境。數學軟件用的多是這種形式。


Mathematica虛擬全書中的相關內容[編輯]