وولفرام ماثيماتيكا

وولفرام ماثيماتيكا (المعروفة أيضًا باسم ماثيماتيكا ) هي نظام برمجي مزود بمكتبات مدمجة لعدة مجالات في الحوسبة التقنية، مما يتيح التعلم الآلي ، والإحصاء ، والحساب الرمزي ، ومعالجة البيانات، وتحليل الشبكات، وتحليل السلاسل الزمنية، وإطار عمل الحوسبة الكمومية، ومعالجة اللغات الطبيعية ، والتحسين ، ورسم الدوال وأنواع البيانات المختلفة، وتنفيذ الخوارزميات ، وإنشاء واجهات المستخدم ، والتفاعل مع البرامج المكتوبة بلغات برمجة أخرى . ابتكره ستيفن وولفرام ، وتتولى تطويره شركة وولفرام للأبحاث في شامبين، إلينوي. ^{[ 8 ] [ 9 ]} لغة وولفرام هي لغة البرمجة المستخدمة في ماثيماتيكا . ^{[ 10 ]} تم إصدار ماثيماتيكا 1.0 في 23 يونيو 1988 في شامبين، إلينوي وسانتا كلارا، كاليفورنيا . ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} تعتمد لغة Wolfram الخاصة بـ Mathematica بشكل أساسي على لغة Lisp .

ينقسم برنامج Mathematica إلى جزأين: النواة والواجهة الأمامية . تقوم النواة بتفسير التعبيرات (كود لغة Wolfram) وإرجاع تعبيرات النتائج، والتي يمكن عرضها بعد ذلك بواسطة الواجهة الأمامية.

تتألف الواجهة الأمامية الأصلية، التي صممها ثيودور غراي ^{[ 14 ]} في عام 1988، من واجهة دفتر ملاحظات وتسمح بإنشاء وتحرير مستندات دفتر الملاحظات التي يمكن أن تحتوي على التعليمات البرمجية والنصوص والصور والرسومات. ^{[ 15 ]}

يُدعم تطوير البرمجيات أيضًا من خلال مجموعة من بيئات التطوير المتكاملة القياسية (IDE) ، بما في ذلك Eclipse ^{[ 16 ]} و IntelliJ IDEA ^{[ 17 ]} و Atom و Vim و Visual Studio Code و Git . كما تتضمن نواة Mathematica واجهة سطر أوامر. ^{[ 18 ]}

وتشمل الواجهات الأخرى JMath، ^{[ 19 ]} استنادًا إلى GNU Readline و WolframScript ^{[ 20 ]} الذي يقوم بتشغيل برامج Mathematica المستقلة (مع الوسائط) من سطر أوامر UNIX.

تم توسيع قدرات الحوسبة عالية الأداء من خلال إدخال المصفوفات المعبأة في الإصدار 4 (1999) ^{[ 21 ]} والمصفوفات المتفرقة (الإصدار 5، 2003)، ^{[ 22 ]} ومن خلال اعتماد مكتبة GNU Multiple Precision Arithmetic Library لتقييم العمليات الحسابية عالية الدقة.

أضاف الإصدار 5.2 (2005) ميزة المعالجة المتعددة التلقائية عند إجراء العمليات الحسابية على أجهزة حاسوب متعددة النوى . ^{[ 23 ]} وتضمن هذا الإصدار مكتبات مُحسَّنة خاصة بوحدة المعالجة المركزية. ^{[ 24 ]} بالإضافة إلى ذلك، يدعم برنامج Mathematica أجهزة تسريع متخصصة من جهات خارجية مثل ClearSpeed . ^{[ 25 ]}

في عام 2002، تم تقديم gridMathematica للسماح بالبرمجة المتوازية على مستوى المستخدم على مجموعات غير متجانسة وأنظمة متعددة المعالجات ^{[ 26 ]} وفي عام 2008 تم تضمين تقنية الحوسبة المتوازية في جميع تراخيص Mathematica بما في ذلك دعم تقنية الشبكة مثل Windows HPC Server 2008 و Microsoft Compute Cluster Server و Sun Grid .

تمت إضافة دعم CUDA و OpenCL GPU في عام 2010. ^{[ 27 ]}

اعتبارًا من الإصدار 14، تحتوي لغة وولفرام على 6602 دالة ورمزًا مدمجًا. ^{[ 28 ]} أعلن ستيفن وولفرام عن إطلاق مستودع دوال وولفرام في يونيو 2019 كوسيلة لمجتمع وولفرام العام للمساهمة في تطوير وظائف لغة وولفرام. ^{[ 29 ]} يوجد حاليًا أكثر من 3000 دالة مُساهم بها كدوال موارد. ^{[ 30 ]} بالإضافة إلى مستودع دوال وولفرام، يوجد مستودع بيانات وولفرام الذي يحتوي على بيانات قابلة للحساب، ومستودع شبكات وولفرام العصبية للتعلم الآلي. ^{[ 31 ]}

يُعد برنامج Wolfram Mathematica أساس حزمة Combinatorica، التي تضيف وظائف الرياضيات المنفصلة في التوافقية ونظرية الرسم البياني إلى البرنامج. ^{[ 32 ]}

يمكن إجراء الاتصال مع التطبيقات الأخرى باستخدام بروتوكول يُسمى بروتوكول نقل الرموز في وولفرام (WSTP). يسمح هذا البروتوكول بالاتصال بين نواة وولفرام ماثيماتيكا والواجهة الأمامية، ويوفر واجهة عامة بين النواة والتطبيقات الأخرى. ^{[ 33 ]}

تُوزّع شركة Wolfram Research مجانًا حزمة تطوير برمجية لربط التطبيقات المكتوبة بلغة البرمجة C بنواة Mathematica عبر بروتوكول WSTP باستخدام J/Link، ^{[ 34 ]} وهو برنامج Java يُمكنه طلب إجراء عمليات حسابية من Mathematica. وتُحقق وظائف مماثلة باستخدام .NET/Link، ^{[ 35 ]} ولكن ببرامج .NET بدلًا من برامج Java.

تشمل اللغات الأخرى التي تتصل ببرنامج Mathematica كلاً من Haskell ، ^{[ 36 ]} وAppleScript ، ^{[ 37 ]} وRacket ، ^{[ 38 ] و} Visual Basic ، ^{[ 39 ]} وPython ، ^{[ 40 ] [ 41 ]} و Clojure . ^{[ 42 ]}

يدعم برنامج Mathematica إنشاء وتنفيذ نماذج Modelica لنمذجة الأنظمة ويتصل ببرنامج Wolfram System Modeler .

تتوفر أيضًا روابط للعديد من حزم البرامج وواجهات برمجة التطبيقات التابعة لجهات خارجية. ^{[ 43 ]}

يمكن لبرنامج Mathematica أيضًا التقاط البيانات في الوقت الفعلي من مصادر متنوعة ^{[ 44 ]} ويمكنه القراءة والكتابة إلى سلاسل الكتل العامة ( Bitcoin و Ethereum وARK). ^{[ 45 ]}

يدعم استيراد وتصدير أكثر من 220 تنسيقًا للبيانات والصور والفيديو والصوت والتصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) ^{[ 46 ]} والوثائق والتنسيقات الطبية الحيوية.

في عام 2019، تمت إضافة دعم لتجميع كود لغة Wolfram إلى LLVM . ^{[ 47 ]}

أضاف الإصدار 12.3 من لغة Wolfram دعمًا لـ Arduino . ^{[ 48 ]}

يتكامل برنامج Mathematica أيضًا مع Wolfram Alpha ، وهو محرك إجابات عبر الإنترنت يوفر بيانات إضافية، يتم تحديث بعضها في الوقت الفعلي، للمستخدمين الذين يستخدمون Mathematica عبر اتصال بالإنترنت. تتضمن بعض مجموعات البيانات بيانات فلكية وكيميائية وجيوسياسية ولغوية وطبية حيوية وبيانات عن الطائرات والطقس، بالإضافة إلى بيانات رياضية (مثل العقد والمجسمات متعددة الأوجه). ^{[ 49 ]}

أدرجت مجلة BYTE في عام 1989 برنامج Mathematica ضمن الفائزين بجائزة "التميز" في جوائز BYTE، مشيرةً إلى أنه "تطبيق رائد آخر لنظام ماكنتوش... فهو يمكّنك من استيعاب الجبر والتفاضل والتكامل اللذين بدا من المستحيل فهمهما من الكتب الدراسية". ^{[ 50 ]}

تعرض برنامج Mathematica لانتقادات بسبب كونه مغلق المصدر. ^{[ 51 ]} وتزعم شركة Wolfram Research أن إبقاء Mathematica مغلق المصدر أمر أساسي لنموذج أعمالها واستمرارية البرنامج. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

• الموقع الرسمي
• مركز توثيق ماثيماتيكا
• نبذة تاريخية عن برنامج Mathematica توثق نمو قاعدة التعليمات البرمجية وعدد الدوال بمرور الوقت