科学计算器应用领域

核心提示缘起日前,中国两所著名高校哈工大和哈工程购买的工程计算应用软件Matlab被停止提供服务。Matlab软件的提供商Mathworks公司给出的理由是:这两所高校进入了美国的“实体清单”,作为美国公司,需要按照美国的要求取消Matlab在这两

原因

日前,国内两所著名高校哈工大、哈工大购买的工程计算应用软件Matlab被停止提供服务。Matlab软件的提供商Mathworks给出的理由是,这两所大学进入了美国的“实体名单”。作为美国公司,要按照美国的要求,取消Matlab在这两所大学的授权。一时间舆论哗然,因为这个软件的影响力太大了,几乎每个理工科的学生都用过,至少听说过,科研和实际工作中也经常用到。

出生

Matlab矩阵实验室全称,顾名思义,非常擅长数理统计领域的矩阵计算。理工科的同学都知道矩阵计算很麻烦。比如两个10*10的矩阵相乘,需要先相乘再相加。计算过程繁琐,特别容易出错,但计算器无法实现。要是有软件工具自动计算就好了。

于是在1976年,Cleve Moler博士申请了国家自然科学基金,和同事一起用Fortran语言开发了求解特征值的程序库EISPACK和求解线性方程组的程序库LINPACK。

博士毕业后,克里夫·莫勒进入美国新墨西哥大学计算机科学系担任系主任。他想教学生使用EISPACK和LINPACK库,但发现学生用Fortran语言编写接口程序很费时间,于是他尽了最大努力,给接口程序编号。由于这个接口程序在底层调用EISPACK和LINPACK算法库,所以学生只需要输入矩阵,这个程序就可以很容易的得到矩阵计算结果,求解矩阵方程,很受学生欢迎。克里夫·莫勒把这个程序命名为矩阵实验室,简称Matlab。既然是实验室,那就只给学生上课,对不同的人免费,不商业化。但是,这样一来,Matlab在很多大学里被广泛传播。

1983年春天的一天,克里夫·莫勒去斯坦福大学做讲座,遇到了商业天才杰克·利特尔。约翰·利特尔当时只是一名普通的软件工程师,他敏锐地意识到Matlab在工程领域可能会大有前途。因此,他游说克里夫·莫勒将Matlab商业化,教授对此深信不疑。有了方向,剩下的就是打磨产品了。他们组成了一个四人小组,放弃了繁琐的Fortran语言,转而使用更简单的C语言。有的编译解释程序,有的设计图形功能,有的开发数学分析的子模块,有的编写用户指南和核心M文件。就这样,一个具有数值计算和数据图形功能的商业版Matlab软件诞生了。

1984年,为了更好地实现研究成果,克里夫·莫勒和杰克·利特尔成立了MathWorks公司,并发布了Matlab V1.0,正式商业化。该软件集数值处理、图形处理、图像处理、符号计算、文字处理、数学建模、实时控制、动态仿真和信号处理于一体,具有良好的开放性和可靠性。这种基于平台的软件支持不断添加新的模块,功能越来越强大。在工程应用中,最先成功的领域是控制领域,原有控制领域的各种封闭软件包已经被淘汰,可见开放平台的实力。

发展

1993年,为了减少竞争对手,Mathworks从加拿大滑铁卢大学购买了符号计算软件Maple的使用权,并以Maple为引擎开发了符号数学工具箱1.0,加速了国际上关于数值计算和符号计算优劣的长期争论的结束,促进了两种计算的互补发展。看来收购取得了不错的成绩。

之后,Mathworks公司通过改进核心数值算法、界面设计、外部接口和应用桌面,于2000年10月推出了Matlab V6.0。这个版本的Matlab不再是简单的矩阵计算工具,而是一种全新的高级计算机编程语言,具有广阔的应用前景。

2001年,MatlabV6.1继承和发展了原有的数字计算和图形可视化能力,同时引入了Simulink,为Matlab进行实时数据计算、处理和硬件开发开辟了道路。

此后,Matlab每年都会更新一到两次。目前,MathWorks在全球拥有5000多名员工和33个办事处。公司开发的MATLAB和Simulink广泛应用于计算生物学、芯片设计、控制系统、图像处理和计算机视觉、数据科学、物联网、机器人、机器学习、信号处理、无线通信等领域,不仅应用于教学领域,更重要的是应用于研发和工程应用。

标签

毫无疑问,Matlab在产学研的道路上走得很好,或许它的诞生和发展之路值得借鉴。如果美国禁止我们使用Matlab,我们如何建立自己的科学计算工具?是863、973基金支持,还是建立产业联盟共同建设?欢迎讨论。

 
友情链接
鄂ICP备19019357号-22