List of open-source software for mathematics
This is a list of open-sourcesoftware to be used for high-order mathematical calculations. This software has played an important role in the field of mathematics.[1] Open-source software in mathematics has become pivotal in education because of the high cost of textbooks.[2]
Calculators
Computer algebra systems
A computer algebra system (CAS) is a software product designed for manipulation of mathematical formulae. The principal objective of a computer algebra system is to systematize monotonous and sometimes problematic algebraic manipulation tasks. The primary difference between a computer algebra system and a traditional calculator is the ability to deal with equations symbolically rather than numerically. The precise uses and capabilities of these systems differ greatly from one system to another, yet their purpose remains the same: manipulation of symbolic equations. Computer algebra systems often include facilities for graphing equations and provide a programming language for the users' own procedures.
Axiom is a general-purpose CAS. It has been in development since 1971 by IBM, and was originally named scratchpad. Richard Jenks originally headed it but over the years Barry Trager who then shaped the direction of the scratchpad project took over the project. It was eventually sold to the Numerical Algorithms Group (NAG) and was renamed Axiom. After a failure to launch as a product, NAG decided to release it as a free software in 2001 with more than 300 man-years worth of research involved. Axiom is licensed under a Modified BSD license.
A CAS designed for the solution of problems in physical field theory. An unpublished computational program written in Pascal called Abra inspired this open-source software. Abra was originally designed for physicists to compute problems present in quantum mechanics. Kespers Peeters then decided to write a similar program in C computing language rather than Pascal, which he renamed Cadabra. However, Cadabra has been expanded for a wider range of uses, it is no longer restricted to physicists.
CoCoA (الحسابات في الجبر التبادلي) هو برنامج مفتوح المصدر يستخدم لحساب كثيرات الحدود متعددة المتغيرات وتم إطلاقه في عام 1987. تمت كتابة CoCoA في الأصل بلغة باسكال ، ثم تمت ترجمته لاحقًا إلى لغة C.
بدأ مشروع GAP في جامعة RWTH آخن عام 1986، واستمر كذلك حتى عام 1997 حين قررت الجامعة تطويره بالتعاون مع مركز CIRCA (مركز أبحاث الجبر الحاسوبي). وعلى عكس برنامجي MAXIMA وAxiom، يُعد GAP نظامًا للجبر المنفصل الحاسوبي مع تركيز خاص على نظرية الزمر الحاسوبية . في مارس 2005، اتفق مجلس إدارة GAP ومطورو البرنامج على نقل مهام ومسؤوليات "المقر الرئيسي لـ GAP" إلى تعاون متساوٍ بين عدد من "مراكز GAP"، حيث يوجد كوادر دائمة والتزام جماعي أو تنظيمي، مع التقدير الكامل للمساهمات القيّمة للعديد من الأفراد خارج هذه المراكز.
Mathomatic هو نظام حاسوبي محمول للأغراض العامة في مجال الجبر، قادر على إجراء العمليات الحسابية الرمزية ، والتبسيط الجبري، وحل المعادلات.
الرياضيات
الرياضيات هي نسخة ترخيص GPL3 مفتوحة المصدر من لغة Wolfram .
كان لهذا البرنامج المجاني نسخة سابقة تُدعى ماكسيما . طُوّر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في ستينيات القرن الماضي، وتولى ويليام شيلتر صيانته من عام ١٩٨٢ إلى عام ٢٠٠١. في عام ١٩٩٨، حصل شيلتر على إذنٍ لإصدار ماكسيما كبرنامج مفتوح المصدر بموجب رخصة جنو العمومية ، ونُشرت شفرة المصدر في وقت لاحق من ذلك العام. ومنذ وفاته عام ٢٠٠١، واصلت مجموعة من المتحمسين لماكسيما تقديم الدعم الفني.
PARI/GP هو نظام جبر حاسوبي يُسهّل حسابات نظرية الأعداد. فإلى جانب دعمه للتحليل إلى عوامل، ونظرية الأعداد الجبرية، وتحليل المنحنيات الإهليلجية، يتعامل مع كائنات رياضية مثل المصفوفات، ومتعددات الحدود، ومتسلسلات القوى ، والأعداد الجبرية، والدوال المتسامية . [ 3 ] طُوّر النظام في الأصل على يد هنري كوهين وآخرين في جامعة بوردو الأولى بفرنسا، وهو الآن برنامج مرخص بموجب رخصة جنو العمومية (GPL ). تتيح واجهة gp التفاعلية كتابة البرامج النصية بلغة GP؛ ويقوم مُصرّف gp2c بتحويل نصوص GP إلى لغة C؛ كما تُمكّن مكتبة PARI C برامج C من استخدام دوال PARI/GP.
Sympy هو نظام جبر حاسوبي مكتوب بلغة بايثون .
Xcas/Giac is an open-source project developed at the Joseph Fourier University of Grenoble since 2000. Written in C++, maintained by Bernard Parisse's et al. and available for Windows, Mac, Linux and many others platforms. It has a compatibility mode with Maple, Derive and MuPAD software and TI-89, TI-92 and Voyage 200 calculators. The system was chosen by Hewlett-Packard as the CAS for their HP Prime calculator, which utilizes the Giac/Xcas 1.1.2 engine under a dual-license scheme.
Geometry
Mathematical libraries
CC++Fortran | Java.NETPerlPython |
Numerical analysis
Numerical analysis is an area of mathematics that creates and analyzes algorithms for obtaining numerical approximations to problems involving continuousvariables. When an arbitraryfunction does not have a closed form as its solution, there would not be any analytical tools present to evaluate the desired solutions, hence an approximation method is employed instead.
Calcpad is an open-source numerical software designed primarily for engineering calculations. It supports numerical differentiation and integration, root and extrema finding, vector and matrix calculations, combined with extensive Html reporting.
Euler Mathematical Toolbox is an open-source numerical software system combining matrix language, symbolic algebra (via Maxima), and plotting capabilities.
FreeMat is an alternative to MATLAB.
مكتبة جنو العلمية (GSL) هي مكتبة برمجية للحسابات العددية في الرياضيات التطبيقية والعلوم. كُتبت GSL بلغة C، وتتوفر لها أغلفة برمجية للغات برمجة أخرى. تُعد GSL جزءًا من مشروع جنو، ويتم توزيعها بموجب رخصة جنو العمومية العامة.
أوكتاف (المعروف أيضًا باسم GNU Octave) هو بديل لبرنامج ماتلاب . ابتكره جون دبليو إيتون عام 1988 كبرنامج مصاحب لكتاب دراسي لطلاب المرحلة الجامعية، ثم قام إيتون لاحقًا بتطويره ليصبح أداة أكثر مرونة. بدأ تطويره عام 1992، وصدرت النسخة التجريبية الأولى (ألفا) عام 1993. بعد ذلك، صدرت النسخة 1.0 بعد عام، أي عام 1994. أوكتاف لغة برمجة عالية المستوى ، تُستخدم بشكل أساسي في الحسابات العددية .
موديلكا هي لغة نمذجة كائنية التوجه، تصريحية، ومتعددة المجالات، تُستخدم لنمذجة الأنظمة المعقدة الموجهة نحو المكونات، بما في ذلك المعادلات الجبرية والتفاضلية. وتُعدّ OpenModelica وJmodelica من بين تطبيقاتها مفتوحة المصدر.
استُلهم برنامج Scilab من برنامج MATLAB ، وبدأ تطويره في منتصف ثمانينيات القرن الماضي في المعهد الوطني الفرنسي لعلوم الحاسوب والتحكم ( INRIA ). قام فرانسوا ديليبيك وسيرج ستير بتطويره، وأصدره المعهد عام 1994 كبرنامج مفتوح المصدر. ومنذ عام 2008، يُوزّع Scilab بموجب ترخيص CeCILL ، المتوافق مع ترخيص GPL . وفي عام 2010، تأسست شركة Scilab Enterprise لتوفير دعم أكبر للبرنامج.
SciPy هي مكتبة لغة برمجة بايثون للاستفادة من قدرة بايثون على التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة. [ 4 ]
الفيزياء
الكيمياء الرياضية
عمليات المحاكاة
إحصائيات
الإحصاء هو دراسة كيفية جمع المعلومات الرقمية وتفسيرها من البيانات. إنه علم التعلم من البيانات والتعبير عن عدم اليقين. وينقسم الإحصاء إلى فرعين رئيسيين : الإحصاء الوصفي والإحصاء الاستدلالي.
تتضمن الإحصاءات الوصفية أساليب تنظيم المعلومات وعرضها وتلخيصها من البيانات. أما الإحصاءات الاستدلالية فتتضمن أساليب استخدام المعلومات من عينة لاستخلاص استنتاجات حول المجتمع الإحصائي.
بدائل لبرنامج SPSS
تُعدّ برامج R الإحصائية ، و SOFA Statistics ، وPSPP، و JASP برامج مفتوحة المصدر منافسة لبرنامج SPSS ، وتُستخدم على نطاق واسع في التحليل الإحصائي للبيانات المأخوذة من عينات. يتولى مشروع GNU صيانة برنامج PSPP. بينما يُقدّم برنامج SOFA Statistics ميزات أساسية للمبتدئين، في حين يتمتع برنامج GNU-R الإحصائي بمجتمع كبير يُشرف على حزم R التي تتجاوز التحليل الإحصائي.
لغة R هي لغة وبرنامج يُستخدمان في الحوسبة الإحصائية والرسم البياني . طُوّرت R في الأصل بواسطة مختبرات بيل (المعروفة حاليًا باسم لوسنت تكنولوجيز ) على يد جون تشامبرز . ولأن R مكتوبة بلغة C في الغالب ، يمكن للمستخدمين استخدام أوامر C أو C++ للتعامل مع كائنات R مباشرةً. كما تعمل R على معظم أنظمة يونكس . وتُعد R حاليًا جزءًا من مشروع GNU التابع لمؤسسة البرمجيات الحرة .
ديميترا هو برنامج للتعديلات الموسمية تم تطويره ونشره بواسطة يوروستات - المفوضية الأوروبية بموجب ترخيص EUPL .
برنامج رياضيات متعدد الأغراض
صُممت هذه البرامج في الأصل بهدف توفير منصة رياضية تُضاهي البرامج الاحتكارية مثل MATLAB و Mathematica . وهي تحتوي على العديد من البرامج المجانية الأخرى ، وبالتالي تتمتع بميزات أكثر من البرامج الأخرى المذكورة.
صُمم برنامج SageMath جزئيًا كبديل مجاني لبرامج الرياضيات العامة Maple و MATLAB . يمكن تنزيله أو استخدامه عبر موقع ويب. يتضمن SageMath مجموعة متنوعة من الحزم المجانية الأخرى، بواجهة ولغة مشتركة. تم تطوير SageMath باستخدام لغة بايثون.
بدأ ويليام شتاين ، من جامعة هارفارد، مشروع SageMath عام 2005 كجزء من مشروعه الشخصي في نظرية الأعداد . كان يُعرف في البداية باسم "HECKE and Manin". بعد فترة وجيزة، أُعيد تسميته إلى SAGE، اختصارًا لـ "برنامج تجارب الجبر والهندسة". صدرت النسخة Sage 0.1 عام 2005، وبعد عام تقريبًا صدرت النسخة Sage 1.0. تضمنت هذه النسخة بالفعل Pari و GAP و Singular و Maxima، بواجهة مستخدم تُضاهي واجهة Mathematica .
برامج إثبات النظريات
برامج الترميز الرياضي
برامج الرياضيات الترفيهية
انظر أيضاً
- قائمة برامج الحساب ذات الدقة العشوائية
- قائمة برامج التعلم الآلي مفتوحة المصدر
- كانتور (برنامج رياضيات)
- مقارنة برامج التعلم العميق
- الرياضيات الحسابية
- الرياضيات باستخدام الحاسوب
- فايرماث - محرر معادلات يقوم بإنشاء ملفات MathML
- قائمة البرامج التعليمية المجانية
- قائمة برامج التحليل العددي
- قائمة برامج الرسم البياني
- قائمة برامج الفنون الرياضية
- قائمة برامج المعلوماتية الحيوية مفتوحة المصدر
- قائمة الحزم الإحصائية
- برامج رياضية
- مانيم - مكتبة مفتوحة المصدر للرسوم المتحركة والتصورات الرياضية بلغة بايثون من تطوير 3Blue1Brown
مراجع
- ↑ ديفيد جوينر؛ ويليام شتاين (نوفمبر 2007). "برمجيات رياضية مفتوحة المصدر" (ملف PDF) . الجمعية الأمريكية للرياضيات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2013 .
- ↑ راسل هيرمان؛ غابرييل لوغو (24 مايو 2008). "موارد مفتوحة المصدر للتدريس والبحث في الرياضيات" (ملف PDF) . جامعة نورث كارولينا ويلمنجتون . تاريخ الاسترجاع: 11 يونيو 2013 .
- ↑ "الصفحة الرئيسية لـ PARI/GP" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 29-09-2019 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 28-12-2016 .
- ↑ "تصور البيانات الضخمة" .
- برنامج رياضيات مجاني
- قوائم البرامج
