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Mathematica
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Mathematica ist ein leistungsfähiges Computeralgebrasystem, das über eine einfach zu bedienende graphische Benutzeroberfläche verfügt.
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Über Mathematica
Mathematica ist ein leistungsstarkes Computeralgebrasystem mit einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche. Es bietet umfangreiche Funktionen für symbolische und numerische Berechnungen sowie vielfältige Visualisierungstools für Funktionen und Daten.
Symbolische Arithmetik
Die symbolische Engine von Mathematica deckt ein breites Spektrum mathematischer Operationen ab, darunter Vereinfachung, Faktorisierung und Entwicklung; Lösen von Gleichungssystemen (einschließlich nichtlinearer); Polynomoperationen; Differentiation und Integration (partiell und total, bestimmt und unbestimmt); Lösung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen; Potenzreihenentwicklung (Taylor); Grenzwerte und Residuen; sowie lineare Algebra einschließlich Matrixoperationen wie Inversion, Transposition, Determinanten, Eigenwerte, Eigenvektoren, QR- und Schur-Zerlegungen.
Numerische Berechnung
Numerische Berechnungen können mit Zahlen beliebiger Größe und Genauigkeit durchgeführt werden, wodurch Benutzer die volle Kontrolle über Rundungsfehler haben und Berechnungen möglich werden, die mit handelsüblichen wissenschaftlichen Taschenrechnern oder allgemeinen Programmiersprachen unmöglich wären. Zu den unterstützten Methoden gehören trigonometrische und exponentielle Funktionen, Bessel-Funktionen, hypergeometrische Funktionen, elliptische Integrale, numerische Integration, Gleichungslösung, Polynominterpolation und -extrapolation, Fourier-Transformation, Wurzelbestimmung, lineare und nichtlineare Optimierung sowie Curve-Fitting.
Visualisierung
Funktionen und Daten können zwei- oder dreidimensional, in Farbe oder Schwarz-Weiß sowie als Animationen aus vielen einzelnen Einzelbildern dargestellt werden. Die Diagramme werden automatisch skaliert, können aber auch vollständig an spezifische Anforderungen angepasst werden.
Aktuelle lizenzierte Softwareversion
Mathematica 14.3
Mathematica 14.1
Mathematica 13.1
Mathematica 12.2.0
Mathematica 12.1.0
Installation
Die Installationsdateien für die neueste Version der Software sowie Lizenzinformationen für Linux, Windows und macOS sind auf unserem FTP server verfügbar. Bitte beachten Sie, dass die Installationsschritte je nach Version leicht variieren können. Wir bitten Sie daher, die Installationsanleitung zu befolgen, die speziell für die von Ihnen installierte Version gilt. Die Lizenzdetails finden Sie weiter unten. Mathematica ist außerdem auf unseren Linux-Clustern BwUniCluster3.0 und Horeka installiert und verfügbar.
Hinweis: Installationsdateien für Versionen, die oben nicht aufgeführt sind, können auf Anfrage unter scs-contact∂scc.kit.edu angefordert werden. Bitte beachten Sie, dass diese Software nicht mehr im Software-Shop erhältlich ist.
Lizenzierung
Netzwerklizenz: Wir empfehlen Mathematica-Anwendern, unsere Netzwerklizenz zu nutzen. Um die Netzwerklizenz zu nutzen, geben Sie bitte während der Installation den Namen des Lizenzservers an, wie in der auf dem FTP server verfügbaren Netzwerklizenz-Konfigurationsdatei angegeben. Für die Nutzung der Software ist eine aktive Internetverbindung erforderlich. Wenn Sie von außerhalb der KIT-Netzwerkdomäne darauf zugreifen, stellen Sie bitte eine Verbindung über VPN her, um den Lizenzserver zu erreichen. Anleitungen zur Einrichtung und Nutzung des VPN finden Sie unter dem Link: Remote Access (VPN)
Mathematica am SCC des KIT
Starten des Programms
Mathematica kann unter Unix bzw. Linux mit einem der folgenden Kommandos gestartet werden:
- Um Mathematica mit einer grafischen Oberfläche zu starten, verwende man das Kommando mathematica
- Der Mathematica Kernel, der die volle Funktionalität von Mathematica, jedoch nicht die grafische Benutzeroberfläche bereitstellt, wird mit dem Kommando math aufgerufen.
Unter Windows wird das Programm durch Aktivieren des entsprechenden Icons gestartet.
Bereitstellen der von Mathematica benötigten Fonts
Da Mathematica eigene Fonts für die Darstellung der mathematischen Symbole verwendet, muss beim Starten von Mathematica dafür gesorgt werden, dass die entsprechenden Fonts auch vom X-Server auf dem Arbeitsplatzrechner geladen werden können. Wenn Mathematica direkt auf dem lokalen Arbeitsplatzrechner gestartet wird, stehen die Fonts i.a. zur Verfügung. Falls Mathematica jedoch auf einem entfernten Rechner genutzt wird, auf dem man sich z.B. mittels ssh angemeldet hat, kann es vorkommen, dass der X-Server auf dem Arbeitsplatzrechner keinen Zugriff auf die Mathematica Fonts hat. In diesem Fall wird von Mathematica eine Fehlermeldung ausgegeben und man muss dafür sorgen, dass die Fonts lokal verfügbar sind.
Näheres zur Installation von Fonts unter Linux finden Sie auf der Mathematica Webseite unter
http://reference.wolfram.com/language/tutorial/FontsOnLinux.html
Wenn Mathematica auf einer Unix/Linux Workstation genutzt werden soll, auf die von einem PC unter Windows über X-Win 32 zugegriffen wird, ist es am zweckmäßigsten, die Mathematica Fonts lokal auf dem PC zu installieren. Mit Hilfe des Programms X-Config können Sie überprüfen, ob der Pfad zu den Mathematica Fonts vorhanden ist.
Mathematica Einführungskurse
Im Web gibt es verschiedene, z.T. deutschsprachige Einführungen in Mathematica bzw. Beispielsammlungen unterschiedlichster Lehrveranstaltungen, in denen Mathematica eingesetzt wurde. Eine unvollständige Auswahl ist in der nachfolgenden Liste angegeben:
- Mathematika Kurs des Rechenzentrums der Universität Heidelberg
- Unterlagen vom Mathematica Infotag am 11. November 2004
Über das ServiceDesk kann eine Einführung zu einem Preis von 4,30 € als Publikation in der Reihe des Regionalen Rechenzentrums für Niedersachsen/Leibniz Universität Hannover (RRZN) erworben werden: Mathematica - Eine Einführung, 7. unveränderte Auflage, April 2012
Dokumentation und Handbücher zu Mathematica
Die Hilfe-Funktion von Mathematica enthält eine ausführliche Beschreibung des gesamten Programmpakets. Da die Dokumentation inzwischen mehr als 10000 Seiten umfasst ist diese nur online verfügbar. Das wesentliche Material dazu basiert auf dem Buch 'The MATHEMATICA Book' von Stephen Wolfram, dem Autor von Mathematica und Gründer der Fa. Wolfram Research. Außerdem sind über die Online Hilfe viele Beispiele zu Mathematica Notebooks abrufbar.
Weitere Informationsangebote von Wolfram Research
- Mathematica Documentation Center
Online Dokumentation mit Verweisen auf Tutorials und Beispielen zu einzelnen Themen - Mathematica Knowledge Base
Antworten zu häufig gestellten Fragen - Mathematica Learning Center
Sammlung von Mathematica Tutorials, Beispielen, Demos etc. - Mathematica Community
Verweise auf diverse Foren sowie Neuigkeiten und Events - The Integrator
Webschnittstelle zum Einsatz von Mathematica für die Integration von Funktionen
Weitere externe Informationsquellen zu Mathematica
- Informationen zu Mathematica vom deutschen Distributor Additive GmbH
- Mathematica im deutschsprachigen Raum von R. Mäder
(Händler- und Verlagsverzeichnis, Anmeldung zur Mailingliste der Deutschsprachigen Mathematica User Group (DMUG), Archiv der DMUG, Deutschsprachige Bücher zu Mathematica etc.) - Newsgruppe für Mathematica comp.soft-sys.math.mathematica