很明顯，大家對(duì)于多大(和b區(qū)別)不是那么的了解。對(duì)此，為了讓大家對(duì)于這方面的知識(shí)有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，本站小編孫悟空就來為大家講解下這方面的內(nèi)容，大家一起來看看吧！
、、Maple并稱為業(yè)界三大數(shù)學(xué)軟件。它是美國公司開發(fā)的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互環(huán)境集成軟件。第一版誕生于1984年，廣泛應(yīng)用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析、仿真建模、數(shù)值計(jì)算等領(lǐng)域。
經(jīng)過近40年的演變，現(xiàn)在提供了企業(yè)版、校園版和家庭版。全球180多個(gè)國家、數(shù)百萬工程師和數(shù)學(xué)家都在使用，它可以作為汽車、航空空航天、通信、電子和工業(yè)自動(dòng)化整個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研發(fā)工具，可以支持各種先進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)，包括汽車系統(tǒng)、航空空飛行控制。
那么這個(gè)商業(yè)數(shù)學(xué)軟件是如何一步步成為“神器”的呢？
在故事開始之前，我們先簡單介紹一下涉及到的幾種編程語言。
大陵五
Algol是一種基于指令的編程語言，發(fā)展于20世紀(jì)50年代中期，對(duì)許多其他編程語言產(chǎn)生了巨大影響。可以和、LISP、COBOL幾乎同時(shí)列為最有影響力的四大高級(jí)語言。Algol旨在避免中的一些已知問題，并最終引領(lǐng)了許多其他編程語言的興起，包括PL/I、、BCPL、b、和c。ALGOL引入了代碼塊，并用begin?end.將它們分隔開它是第一種使用詞法作用域?qū)崿F(xiàn)嵌套函數(shù)的語言，也是第一種專注于形式化語言定義的語言。
1960年1月，圖靈獎(jiǎng)獲得者艾倫·佩利在巴黎一個(gè)有世界級(jí)軟件專家參加的研討會(huì)上發(fā)表了演講。Algol 60報(bào)告& # 34；并且確定了編程語言Algol 60。Algol 60是編程語言史上的里程碑。它標(biāo)志著編程語言已經(jīng)成為一門獨(dú)立的科學(xué)學(xué)科，為軟件自動(dòng)化和軟件可靠性的后期發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
語言
是一種程序設(shè)計(jì)語言，是IBM公司在1957年為滿足數(shù)值計(jì)算的需要而開發(fā)的。它是世界上第一種被正式采用并流傳至今的高級(jí)編程語言。最大的特點(diǎn)是接近數(shù)學(xué)公式的自然描述，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行效率高。它可以直接運(yùn)算矩陣和復(fù)數(shù)，它的矩陣元素按照列主的順序存儲(chǔ)在內(nèi)存空中。這些特點(diǎn)被后來的繼承。
1966年，美國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定了(x3.9-1966，即 66)和(x3.10-1966)標(biāo)準(zhǔn)。1976年， 66被重新評(píng)估，并發(fā)布了新的標(biāo)準(zhǔn) 77。 77是一種具有結(jié)構(gòu)特征的程序設(shè)計(jì)語言，它在短時(shí)間內(nèi)取得了巨大的成功。它廣泛應(yīng)用于科學(xué)和工程計(jì)算中，幾乎主導(dǎo)了數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域。它在1980年被ISO接受為國際標(biāo)準(zhǔn)。
和
是現(xiàn)任首席數(shù)學(xué)家、董事長和聯(lián)合創(chuàng)始人。近20年來，他一直是密歇根大學(xué)、斯坦福大學(xué)和新墨西哥大學(xué)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授。
20世紀(jì)70年代和80年代初，克里夫在新墨西哥大學(xué)教授線性代數(shù)和數(shù)值分析。1970年和1975年，他的團(tuán)隊(duì)分別向美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)申請(qǐng)了兩個(gè)項(xiàng)目，目標(biāo)是“探索開發(fā)高質(zhì)量數(shù)學(xué)軟件的方法、成本和資源”。在之前的項(xiàng)目中，他的團(tuán)隊(duì)將手冊(cè)中求解特征值問題的Algol轉(zhuǎn)換為，并在測(cè)試和可移植性方面做了大量研究，最終開發(fā)出了(矩陣特征系統(tǒng)軟件包)。1975年，Cleve團(tuán)隊(duì)重新提交了一個(gè)調(diào)查數(shù)學(xué)軟件開發(fā)方法的研究項(xiàng)目，一個(gè)名為的線性方程軟件包的副產(chǎn)品誕生了。
克里夫認(rèn)為，兩個(gè)項(xiàng)目在某種意義上都是失敗的，因?yàn)轫?xiàng)目沒有“寫報(bào)告或論文，只是開發(fā)了軟件。”這兩個(gè)軟件算不上什么學(xué)術(shù)創(chuàng)新，但是很有用。是的基準(zhǔn)測(cè)試程序，可以說影響了世界超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
，和第一版成立。
為了讓學(xué)生更好地掌握線性代數(shù)和數(shù)值分析，用心教學(xué)的克里夫希望他的學(xué)生能夠方便地使用和，而不是編寫程序，也就是為了讓學(xué)生把更多的精力放在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念而不是編程語言上，他用編寫了第一版，用這個(gè)“小工具”打包了和軟件接口，方便他們使用。
最初的只是一個(gè)交互式矩陣計(jì)算器。這個(gè)版本的只能進(jìn)行簡單的矩陣運(yùn)算，比如矩陣轉(zhuǎn)置、行列式計(jì)算、特征值計(jì)算等。這只是克里夫的愛好。當(dāng)時(shí)，它沒有獲得任何資金，也沒有商業(yè)計(jì)劃。
克里夫·莫勒
克里夫于1979年來到斯坦福大學(xué)任教，教授數(shù)值分析的研究生課程，并將這種矩陣計(jì)算器引入課程。引起了幾個(gè)同學(xué)的興趣，主動(dòng)提出用C語言重寫，移植到IBM PC上。他在回憶錄中寫道:
“杰克·利特爾正在斯坦福大學(xué)攻讀工程學(xué)研究生學(xué)位。他的一個(gè)朋友是我的學(xué)生，向他展示了，然后他在工作中使用了它。
1983年，提出基于開發(fā)商業(yè)產(chǎn)品。當(dāng)時(shí)IBM 才推出兩年，很難支持之類的程序運(yùn)行，但對(duì)其改進(jìn)的希望很小。他辭掉了工作，在西爾斯買了康柏電腦克隆機(jī)，并搬到了斯坦福的后山。在我的鼓勵(lì)下，他用C語言寫了一個(gè)新的擴(kuò)展版。我的一個(gè)朋友Steve 也在業(yè)余時(shí)間研究新版。”
和在Cleve原始版本的基礎(chǔ)上用C語言重寫了，并增加了一些新的函數(shù)。利特爾還開發(fā)了第一個(gè)系統(tǒng)控制工具箱做專家系統(tǒng)用matlab嗎，其中一些至今仍在使用。最后，PC-于1984年在拉斯維加斯的IEEE決策與控制會(huì)議上首次發(fā)布。同年，克里夫、利特爾和班格特在利特爾位于斯坦福后山的住所租用的A型機(jī)房里共同創(chuàng)立了，并正式將 1.0 for MS-DOS系統(tǒng)的C語言版本投放市場(chǎng)。
1985年，發(fā)布了面向Unix工作站的Pro-，即 2.0。與此同時(shí)， 1.0的第一單賣給了麻省理工10份，賺了500美元。
成立后不久，將公司搬到了他的家鄉(xiāng)馬薩諸塞州，仍住在加利福尼亞州，而Cleve則去了俄勒岡州英特爾公司的衍生業(yè)務(wù)部門工作，該公司開發(fā)了世界上首批商用并行計(jì)算機(jī)之一。在1989年成為正式員工之前，他是的顧問。
1992年推出學(xué)生版；1993年，微軟版問世；1995年，推出了Linux版本。2007年，進(jìn)入中國市場(chǎng)。
誕生于20世紀(jì)80年代，趕上了美國控制學(xué)界基于狀態(tài)空的控制理論蓬勃發(fā)展時(shí)期。在控制學(xué)界的推動(dòng)和大牛們的加持下，發(fā)展很快。
從的誕生和繁榮不難看出，雖然的產(chǎn)品在工業(yè)上已經(jīng)演變?yōu)榭茖W(xué)計(jì)算和基于模型的設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，但可以說教育領(lǐng)域是其基礎(chǔ)。
的重要工具箱誕生了。
以矩陣數(shù)學(xué)運(yùn)算為基礎(chǔ)，幾十年來更新了十多個(gè)版本，并隨著時(shí)代的發(fā)展不斷推陳出新，以滿足工程師和科學(xué)家不斷增長的需求。
舉個(gè)例子，最開始的時(shí)候，只有一種數(shù)值數(shù)據(jù)類型:64位格式存儲(chǔ)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)754雙精度浮點(diǎn)。1992年用 4推出了稀疏矩陣，可以顯示非常大的數(shù)組(幾乎沒有非零值)，節(jié)省內(nèi)存。1996年發(fā)布的 5增加了單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)和“點(diǎn)表示”；2004年發(fā)布的 7開始支持單精度算法，使得大數(shù)組的內(nèi)存需求減少了一半。
此外，中的可用性和易用性也在不斷提高。的第一個(gè)版本只是一個(gè)簡單的終端應(yīng)用，隨著時(shí)間的推移，逐漸增加了用于圖形、編輯等工具的獨(dú)立窗口。這些改進(jìn)使得的使用更加容易，尤其是對(duì)于那些沒有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶。影響最大的兩個(gè)功能是桌面版和實(shí)時(shí)編輯器，分別于2000年和2016年推出。2004年，并行計(jì)算工具包也推出了，比爾·蓋茨用展示了微軟在高性能計(jì)算方面的進(jìn)展。
工具包的引入是的一次重要飛躍。
1990年，加入仿真模塊，用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)。提供了交互式圖形環(huán)境和可定制的模塊庫，可以設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試各種時(shí)變系統(tǒng)，如通信、控制、信號(hào)處理、圖像處理和圖像處理系統(tǒng)，也可以進(jìn)行基于模型的設(shè)計(jì)。與緊密結(jié)合，可以直接訪問的大量工具進(jìn)行算法研發(fā)、仿真分析和可視化、批量腳本創(chuàng)建、建模環(huán)境定制、信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)定義。
+，以及成百上千的工具包，使得基于模型的設(shè)計(jì)概念迅速傳播開來，使得設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建系統(tǒng)模型，而不是編寫代碼和使用文檔。以工業(yè)機(jī)器人為例，該模型由機(jī)械臂、電機(jī)和控制器組成。通過+軟件，可以隨時(shí)模擬模型，即時(shí)查看系統(tǒng)行為，測(cè)試多種假設(shè)分析場(chǎng)景。同時(shí)不需要承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)和延遲，也不需要依賴昂貴的硬件。
如果有，，Julia等開源軟件。中可用，那么才是真正不可替代的部分。比如沒有，通信、控制、信號(hào)、車輛等專業(yè)的研究效率都會(huì)受到影響。即使沒有，很多這方面的仿真軟件也只提供的接口，這是的核心競爭力之一。
經(jīng)過近40年的時(shí)間，到2019年，的營業(yè)額已經(jīng)達(dá)到10億美元，員工也從最初的三位聯(lián)合創(chuàng)始人發(fā)展到今天遍布全球的3000多名員工。
從一個(gè)簡單的計(jì)算器開始，成為一個(gè)充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)。至此，和不再是傳統(tǒng)的仿真軟件，而是基于和基本框架的工業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。業(yè)內(nèi)人士點(diǎn)評(píng):基于狀態(tài)機(jī)模型，在CMU的技術(shù)支持下，完成了符號(hào)計(jì)算引擎的研發(fā)，為EDA數(shù)字電路設(shè)計(jì)仿真、AI人工智能數(shù)據(jù)分析、SDR/SCA軟件無線電應(yīng)用提供了計(jì)算支持和基礎(chǔ)。
像、、 這些在半導(dǎo)體EDA領(lǐng)域很有名氣的公司，和Intel、三星、TSMC這樣的公司相比，營業(yè)額并不大。但是我們要從這種不斷的積累中學(xué)習(xí)，把一項(xiàng)技術(shù)做到極致，成為某個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的隱形冠軍。
到底是神器還是毒蘋果？
語言的簡潔是其迅速繁榮的主要原因。時(shí)至今日，數(shù)學(xué)計(jì)算的霸主幾乎無人問津，而卻一直保持著相當(dāng)?shù)闹取＿@是因?yàn)樗浞纸档土藢W(xué)習(xí)門檻，在計(jì)算速度和易寫性之間保持了良好的平衡。
與相比，是一種動(dòng)態(tài)語言，可以分步調(diào)試，直接運(yùn)行，省去了靜態(tài)語言的編輯、編譯、鏈接、加載、執(zhí)行等繁瑣步驟。它把常用的函數(shù)變成了關(guān)鍵字，避免了不懂編程的人去處理各種庫的麻煩。
在IEEE 2019編程語言Top 10中排名第八。
最后，簡化了控制流程，只保留了循環(huán)、判斷、定義函數(shù)等最簡單的語義。有近1000個(gè)關(guān)鍵詞，但必須掌握的控制流關(guān)鍵詞有10個(gè)左右。也就是說，學(xué)會(huì)這10個(gè)關(guān)鍵詞的用法，并善于查詢的幫助手冊(cè)后，就可以進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算、繪圖、仿真了。
到目前為止，已經(jīng)發(fā)展成為科學(xué)和工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的科學(xué)計(jì)算軟件。在控制領(lǐng)域，已經(jīng)成為國際控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件，在中國甚至已經(jīng)成為主導(dǎo)現(xiàn)實(shí)。
基于平臺(tái)開發(fā)的各種函數(shù)和模型都不能脫離環(huán)境獨(dú)立使用。軟件一旦更換，所有模型都需要重新構(gòu)建和積累做專家系統(tǒng)用matlab嗎，平臺(tái)安裝和更換成本太高。所以科研團(tuán)隊(duì)對(duì)軟件的應(yīng)用越深入越持久，就越離不開軟件，只能繼續(xù)購買授權(quán)。所以有專家評(píng)論的生態(tài)是“毒”生態(tài)。
所以專家認(rèn)為，“好用”的另一面是學(xué)生對(duì)算法的細(xì)節(jié)了解不多，喪失了算法的基本創(chuàng)新能力。而研究人員卻成了“換包族”——他們只需要調(diào)用現(xiàn)成的軟件包，這使得他們對(duì)基礎(chǔ)算法的理解往往是膚淺的、表面的，他們不知道為什么，也不知道如何改進(jìn)算法，使之更適合自己的問題。這也是多年來這些領(lǐng)域基礎(chǔ)理論沒有突破的重要原因。所以專家指出，如果研究生和教授只能用別人的算法解決問題，那么他們就成了“技術(shù)人員”，大學(xué)就成了技校。
人工智能是目前最熱門、最前沿的技術(shù)領(lǐng)域。對(duì)于涉及非線性關(guān)系和復(fù)雜大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)人工智能算法，許多核心敏感參數(shù)的選取直接影響系統(tǒng)的最終性能。
國科大教授王立新在博客中寫道，只有深入理解算法的細(xì)節(jié)，才能理解和有效選擇這些敏感參數(shù)，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。了解算法細(xì)節(jié)最有效的方法是自己編寫算法程序，通過試錯(cuò)了解算法的核心奧秘，找到敏感參數(shù)的選取方法，而不是調(diào)用工具箱等很多所謂的“開源軟件包”。
所以，這次禁止，正好促使研究人員回歸本學(xué)科的科研本質(zhì)，給中國人工智能研究人員一個(gè)難得的“一拍即合”的機(jī)會(huì)。讓我們靜下心來自己編程基礎(chǔ)算法，深刻理解基礎(chǔ)模型和算法的核心要素和優(yōu)缺點(diǎn)，在已有成果的基礎(chǔ)上“大踏步前進(jìn)”。
對(duì)于國產(chǎn)工業(yè)應(yīng)用軟件的國內(nèi)替代，業(yè)內(nèi)專家指出，平臺(tái)型、工具型工業(yè)軟件的開發(fā)需要較長的時(shí)間，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。企業(yè)很難有動(dòng)力去做這件事，政府需要支持高校和專業(yè)科研院所去做，但不能談效益。第一，要培養(yǎng)一支高素質(zhì)的團(tuán)隊(duì)，要有足夠的毅力和應(yīng)變能力，要花時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn)；第二，國家要給“試驗(yàn)田”。只有這樣，團(tuán)隊(duì)才能得到鍛煉和成長，這些軟件產(chǎn)品才能走向成熟；第三，工業(yè)軟件在成長過程中難免會(huì)有一些缺陷和不足。國家應(yīng)該鼓勵(lì)和支持市場(chǎng)容錯(cuò)。(校對(duì)/Aki)
