Список программ численного анализа - List of numerical-analysis software

Здесь перечислены известные компьютерные приложения для конечных пользователей, предназначенные для использования с числовым анализом или анализом данных :

Программно-числовые пакеты

  • Analytica - широко используемый проприетарный инструмент для построения и анализа числовых моделей. Это декларативный и визуальный язык программирования, основанный на диаграммах влияния .
  • FlexPro - это программа для анализа данных и представления данных измерений. Он предоставляет богатый пользовательский интерфейс, подобный Excel, а его встроенный язык векторного программирования FPScript имеет синтаксис, аналогичный MATLAB.
  • FreeMat , среда с открытым исходным кодом, подобная MATLAB, с лицензией GPL .
  • GNU Octave - это язык высокого уровня, в первую очередь предназначенный для числовых вычислений. Он предоставляет удобный интерфейс командной строки для численного решения линейных и нелинейных задач, а также для выполнения других численных экспериментов с использованием языка, который в основном совместим с MATLAB. Версии Octave 4.0 и более поздние включают графический интерфейс. Ряд независимо разработанных программ Linux ( Cantor , KAlgebra ) также предлагают интерфейсные интерфейсы GUI для Octave. Активное сообщество оказывает пользователям техническую поддержку.
  • Куртка , проприетарный набор инструментов графического процессора для MATLAB, позволяющий выгружать некоторые вычисления MATLAB на графический процессор для ускорения и визуализации данных.
  • jLab , исследовательская платформа для создания MATLAB-подобной среды с открытым исходным кодом на чистой Java и Groovy. В настоящее время поддерживает интерпретируемые j-скрипты (подобные MATLAB) и скомпилированные скрипты GroovySci (расширение Groovy), которые обеспечивают прямой интерфейс с кодом Java и доступ к сценариям для многих популярных научных библиотек Java (например, Weka и JSci ) и мастеров приложений.
  • Julia (язык программирования) - это динамический язык высокого уровня, внешне похожий на MATLAB. Доступны такие пакеты, как DataFrames.jl.
  • LabVIEW предлагает как текстовые, так и графические подходы к числовому анализу. Его текстовый язык программирования MathScript использует синтаксис .m-file-script, обеспечивая некоторую совместимость с MATLAB и его клонами.
  • LAPACK предоставляет процедуры Fortran 90 для решения систем одновременных линейных уравнений, решений линейных систем уравнений методом наименьших квадратов, задач на собственные значения и проблем с сингулярными числами и связанных с ними матричных факторизаций (LU, Cholesky, QR, SVD, Schur и обобщенный Schur) .
  • MATLAB - это широко используемое проприетарное программное обеспечение для выполнения численных вычислений. Он имеет собственный язык программирования, на котором могут быть реализованы численные алгоритмы.
  • GNU MCSim - пакет моделирования и численной интеграции с возможностями быстрого Монте-Карло и цепей Маркова Монте-Карло.
  • ML.NET - это бесплатная библиотека машинного обучения для языка программирования C # .
  • NAG Library - это обширная программная библиотека оптимизированных программ численного анализа для различных сред программирования.
  • O-матрица
  • pandas - это библиотека с открытым исходным кодом под лицензией BSD, предоставляющая структуры данных и инструменты анализа данных для языка программирования Python.
  • Perl Data Language предоставляет большие многомерные массивы для языка программирования Perl, а также утилиты для обработки изображений и графического построения.
  • Plotly - библиотека построения графиков , командная строка Python и графический интерфейс для анализа данных и создания графиков на основе браузера. Доступно для R , Python , MATLAB , JavaScript , Julia и Perl .
  • Rlab - еще одна бесплатная компьютерная программа, очень похожая на MATLAB. Разработка Rlab прекратилась на несколько лет, но она была возрождена как RlabPlus.
  • ScaLAPACK - это библиотека высокопроизводительных подпрограмм линейной алгебры для параллельных машин с распределенной памятью, которая имеет функциональность, аналогичную LAPACK (решатели для плотных и полосчатых линейных систем, задач наименьших квадратов, задач на собственные значения и задачи с сингулярными числами).
  • Scilab - это расширенный пакет численного анализа, похожий на MATLAB или Octave. Поставляется с полным графическим интерфейсом и Xcos, который является альтернативой Simulink. ( бесплатное программное обеспечение , лицензия CeCILL, совместимая с GPL )
  • Seq2SeqSharp - это основанный на тензоре быстрый и гибкий фреймворк для глубокого обучения кодировщика-декодера, который поддерживает автоматическое дифференцирование, различные типы сетей (Transformer, LSTM, BiLSTM и т. Д.), Мульти-графические процессоры и другие функции. Это лицензия BSD-3-Clause, которая может использоваться для задач обработки естественного языка.
  • Sysquake - это вычислительная среда с интерактивной графикой для математики, физики и инженерии. Как и другие приложения от Calerga , оно основано на языке, совместимом с MATLAB.
  • TK Solver - это программная система для математического моделирования и решения проблем, основанная на декларативном языке, основанном на правилах, коммерциализированная Universal Technical Systems, Inc.
  • Torch - это библиотека глубокого обучения с поддержкой манипуляции, статистического анализа и представления тензоров.
  • XLfit , плагин к Excel, который обеспечивает подгонку кривой и статистический анализ.

Системы компьютерной алгебры общего назначения

Основная статья: Список систем компьютерной алгебры
  • Macsyma , универсальная система компьютерной алгебры, у которой есть бесплатная версия под лицензией GPL под названием Maxima .
  • Maple , универсальный программный пакет для коммерческой математики.
  • Mathcad предлагает интерфейс WYSIWYG и возможность генерировать математические уравнения публикационного качества.
  • Mathematica предлагает численную оценку, оптимизацию и визуализацию очень широкого диапазона числовых функций. Он также включает в себя язык программирования и возможности компьютерной алгебры.
  • PARI / GP - это широко используемая система компьютерной алгебры, разработанная для быстрых вычислений в теории чисел (факторизации, алгебраическая теория чисел, эллиптические кривые ...), но также содержит большое количество других полезных функций для вычислений с математическими объектами, такими как матрицы, полиномы, степенные ряды, алгебраические числа и т. д., а также множество трансцендентных функций. PARI также доступен в виде библиотеки C для ускорения вычислений.
  • SageMath - это математическая программа с открытым исходным кодом и унифицированным интерфейсом Python, который доступен в виде текстового интерфейса или графического веб-интерфейса. Включает интерфейсы для открытых и проприетарных CAS общего назначения и других программ численного анализа, таких как PARI / GP, GAP, gnuplot, Magma и Maple.
  • Speakeasy - это интерактивная числовая среда, в которой также есть интерпретируемый язык программирования. Созданный в середине 60-х годов для манипуляции с матрицами и все еще находящийся в непрерывном развитии, он стал пионером в наиболее распространенных парадигмах этого типа инструментов, включая динамическую типизацию объектов структурированных данных, динамическое размещение и сборку мусора, перегрузку операторов, динамическое связывание скомпилированных или скомпилированных файлов. интерпретировал дополнительные модули, предоставленные сообществом пользователей и так далее.
  • Trilinos - это набор объектно-ориентированных библиотек с открытым исходным кодом для использования в научных и инженерных приложениях. Trilinos основан на масштабируемых параллельных алгоритмах линейной алгебры.

Ориентированный на интерфейс

  • Baudline - это частотно-временной браузер для числового анализа сигналов и научной визуализации.
  • COMSOL Multiphysics - это программное обеспечение для анализа методом конечных элементов, решателя и моделирования / пакет программ FEA для различных физических и инженерных приложений, особенно связанных явлений или мультифизики.
  • Dataplot предоставлен NIST .
  • DADiSP - это коммерческая программа, ориентированная на DSP, которая сочетает числовые возможности MATLAB с интерфейсом, похожим на электронную таблицу .
  • EJS - это программный инструмент с открытым исходным кодом , написанный на Java, для создания симуляций.
  • Euler Mathematical Toolbox - это мощная вычислительная лаборатория с языком программирования, способным работать с действительными, комплексными и интервальными числами, векторами и матрицами. Он может создавать 2D / 3D графики.
  • FEATool Multiphysics - это набор инструментов с графическим интерфейсом пользователя Matlab для мультифизического моделирования конечных элементов FEM и PDE.
  • FEniCS Project - это набор проектов для автоматизированных решений для PDE .
  • Hermes - это библиотека C ++ передовых адаптивных алгоритмов конечных элементов для решения связанных уравнений в частных производных и мультифизических задач.
  • Fityk - это программа для построения кривых и анализа данных. В основном используется для подгонки пиков и анализа данных о пиках.
  • FlexPro - это коммерческая программа для интерактивного и автоматического анализа и представления в основном данных измерений. Он поддерживает множество двоичных форматов данных прибора и имеет собственный векторизованный язык программирования.
  • IGOR Pro , программный пакет с упором на временные ряды, анализ изображений и построение кривых. Он имеет собственный язык программирования и может использоваться в интерактивном режиме.
  • LabPlot - это приложение для анализа и визуализации данных, построенное на платформе KDE.
  • MFEM - это бесплатная, легкая, масштабируемая библиотека C ++ для методов конечных элементов .
  • Origin , программный пакет, который широко используется для построения научных графиков. Он поставляется со своим собственным компилятором C / C ++, который довольно близко соответствует стандарту ANSI.
  • PAW - это бесплатный пакет для анализа данных , разработанный в ЦЕРНе .
  • SPSS , приложение для статистического анализа.
  • QtiPlot - это программа для анализа данных и научной визуализации, похожая на Origin.
  • ROOT - это бесплатный объектно-ориентированный многоцелевой пакет анализа данных , разработанный в CERN .
  • Salome - это бесплатный программный инструмент, который обеспечивает общую платформу для предварительной и последующей обработки численного моделирования.
  • Shogun , крупномасштабный набор инструментов для машинного обучения с открытым исходным кодом, который предоставляет несколько реализаций SVM (например, libSVM, SVMlight) в рамках общей структуры и интерфейсы для Octave, MATLAB, Python, R
  • Waffles - это бесплатный набор инструментов командной строки, предназначенный для написания сценариев операций машинного обучения в автоматизированных экспериментах и ​​процессах.
  • Weka - это набор программного обеспечения для машинного обучения, написанный в Университете Вайкато .

Ориентированный на язык

  • acslX - это программное приложение для моделирования и оценки производительности непрерывных систем, описываемых зависящими от времени нелинейными дифференциальными уравнениями.
  • ADMB - это программный пакет для нелинейного статистического моделирования, основанный на C ++, который использует автоматическое дифференцирование.
  • AMPL - это язык математического моделирования для описания и решения задач высокой сложности для крупномасштабной оптимизации.
  • Ch , коммерческий интерпретируемый язык на основе C / C ++ с вычислительным массивом для научных численных вычислений и визуализации.
  • APMonitor : APMonitor - это язык математического моделирования для описания и решения представлений физических систем в форме дифференциальных и алгебраических уравнений.
  • Armadillo - это библиотека шаблонов C ++ для линейной алгебры; включает различные функции декомпозиции, факторизации и статистики; его синтаксис ( API ) похож на MATLAB.
  • Clojure с числовыми библиотеками Neanderthal, ClojureCUDA и ClojureCL для вызова оптимизированных функций матрицы и линейной алгебры на CPU и GPU.
  • Julia предназначена для облачных параллельных научных вычислений с использованием JIT на основе LLVM в качестве бэкэнда. Легкая «зеленая» потоковая передача (сопрограммы). Прямые вызовы функций C из кода (без оберток или специальных API), поддержка Unicode. Мощные возможности оболочки для управления другими процессами. Lisp-подобные макросы и другие средства метапрограммирования.
  • ELKI - программная среда для разработки алгоритмов интеллектуального анализа данных на Java .
  • GAUSS , матричный язык программирования для математики и статистики.
  • GNU Data Language , бесплатный компилятор, разработанный как прямая замена для IDL.
  • IDL , коммерческий интерпретируемый язык, основанный на FORTRAN с некоторой векторизацией. Широко используется в солнечной физике , термоядерном синтезе , атмосферных науках и в медицине . Язык данных GNU - бесплатная альтернатива.
  • ILNumerics.Net , математическая библиотека C #, которая привносит в .NET Framework функции числовых вычислений для науки, техники и финансового анализа .
  • KPP генерирует код Fortran 90 , FORTRAN 77 , C или Matlab для интеграции обыкновенных дифференциальных уравнений (ODE), возникающих в результате механизмов химических реакций.
  • Мадагаскар , программный пакет с открытым исходным кодом для многомерного анализа данных и воспроизводимых вычислительных экспериментов.
  • mlpack - это библиотека с открытым исходным кодом для машинного обучения, предоставляющая простой и согласованный API, а также использующая функции языка C ++ для обеспечения максимальной производительности и гибкости.
  • NCAR Command Language - это интерпретируемый язык, разработанный специально для анализа и визуализации научных данных .
  • O-Matrix - матричный язык программирования для математики, инженерии, естественных наук и финансового анализа.
  • OptimJ - это математический язык моделирования на основе Java, предназначенный для описания и решения задач высокой сложности для крупномасштабной оптимизации.
  • Perl Data Language , также известный как PDL, расширение массива для Perl версии 5, используемое для обработки данных, статистики, численного моделирования и визуализации.
  • Python с известными пакетами для научных вычислений: NumPy , SymPy и SciPy .
  • R - это широко используемая система, ориентированная на обработку данных и статистику, которая реализует язык S. Доступно множество дополнительных пакетов ( бесплатное программное обеспечение , лицензия GNU GPL ).
  • SAS , система программных продуктов для статистики. Он включает SAS / IML, язык программирования матриц.
  • VisSim - это язык визуальных блок-схем для моделирования нелинейных динамических систем и разработки встраиваемых систем на основе моделей. Его быстрый механизм ODE поддерживает моделирование сложных крупномасштабных моделей в реальном времени. Высокоэффективный генератор кода с фиксированной точкой позволяет ориентироваться на недорогие встроенные процессоры с фиксированной точкой.
  • Язык Wolfram Language, который используется во многих технологиях Wolfram, таких как Mathematica и Wolfram Cloud.
  • Мировая система программирования (WPS) , поддерживает смешивание языков Python , R и SAS в однопользовательской программе для статистического анализа и обработки данных.
  • Yorick - это интерпретируемый язык программирования, предназначенный для вычислений, построения графиков и моделирования.

Исторически значимый

  • Дорогой настольный калькулятор, написанный для TX-0 и PDP-1 в конце 1950-х или начале 1960-х годов.
  • S - это (основанный на массивах) язык программирования с сильной числовой поддержкой. R - это реализация языка S.

Смотрите также

использованная литература