Software free di MatemSoftware free di Matemáática I, tica I, Urbino, Italia, Giugno 22Urbino, Italia, Giugno 22--23, 201023, 2010

PERCHPERCHÈÈ USARE SOFTWARE FRE DI MATEMATICA IN USARE SOFTWARE FRE DI MATEMATICA IN INFORMATICA APPLICATA?INFORMATICA APPLICATA?

Jose Carlos ValverdeJose Carlos ValverdeDipartimento di MatematicaDipartimento di Matematica

FacoltFacoltàà dd’’Ingegneria InformaticaIngegneria InformaticaUniversitUniversitàà di Castilladi Castilla--La ManchaLa Mancha

Jose.Valverde@uclm.es

Introduzione

EuropeanEuropean HigherHigher EducationEducation AreaArea (EHEA) ha forzato nuove metodologie di insegnamento dove:

–– Studenti devono diventare attivi invece di Studenti devono diventare attivi invece di ascoltatori passiviascoltatori passivi

– Professori devono diventare conduttori che guidaranno gli studenti verso l’informazione relevante, aiutando a trovarla e usarla, per acquistare il sapere e le competenze necesarie.

– Valutazione dell’istruzione deve essere focalizzata nel lavoro academico degli studenti

Introduzione

I software di Matematica:

– Migliora l’insegnamento di Matematica nelle ingegnerie

– Garantisce aspetti relevanti della nuova EHEA metodologia

– Permette di ottenere i nuovi esigenze dell’ istruzione

Introduzione

I software free di Matematica:

– Permettono ai professori compartirgli con gli studenti con legalità assoluta

– Non restringono il numero di computer o la localizzazione

– Non esigono un’inversione economica per essere adquisti.

– Non diventano mai desueti

– Incentivano la libertà, solidarietà e collaborazione nel sapere

Particolarmente per Informatica Applicata

– Oferiscono la possibilita di accedere al codice e di modificarlo oppure implementare nuovi algoritmi

Introduction

In questi seminari vedremo i prerrequisiti che dovrebbe reunire uno di questi programmi per poter essere usato con garanzia

Dividiremo i programmi in tre gruppi avendo in conto le principali caratteristiche di ognuno:

– Programmi di calcolo simbolico– Programmi di calcolo numerico– Programmi di calcolo in reti

Nel prossimo seminari vedremo l’analisi pratico di diversi software free

Contenuti

1. Caratteristiche2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Contenuti

1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Caratteristiche

• Caratteristiche generali

– Calcolatrice scientifica– Resoluzione simbolica di equazioni– Resoluzione numerica di equazioni– Grafiche 2D e 3D– Grafiche di rete– Programmazione di algoritmi

Caratteristiche • Caratteristiche specifiche

– Programmi di calcolo simbolico (come Mathematica, Maple, etc.):• Manipolazione algebraica di espressione• Resoluzione simbolica di equazioni e sistemi• Calcolo differenziale e integrale

– Programmi di calcolo numerico (come Matlab, etc):• Calcolo matriciale e vettoriale• Resoluzione numerica di equazioni e sistemi• Calcolo numerico differenziale e integrale

– Programmi di calcolo in reti• Resoluzione di problemi di collegamento in rete• Resoluzione di problemi di cammino piu corto• Resoluzione di problemi di flusso in reti• Resoluzione di problemi di percorsi y pianificazione• Resoluzione di problemi di localizzazione in reti

Contenuti

1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Contenuti

1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Programmi di calcolo simbolico

1. Axiom http://page.axiom-developer.org/zope/mathaction

2. YACAS http://yacas.sourceforge.net

3. GiNaC http://www.gnu.org/software/emacs/emacs.html

4. Pari http://www.math.u-psud.fr/~belabas/pari/

5. Maxima http://maxima.sourceforge.net1. wxMaxima2. xMaxima

Programmi di calcolo simbolico

Axiom. Caratteristiche principali

– Esiste una documentazione eccellente. Axiom book. http://page.axiom-developer.org/zope/Plone/refs/books/axiom-book2.pdf– È potente ed espansibile con una gran communità che lo supporta– Dati strutturati e moderno linguaggio di programmazione– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, Mac OSX, MS

Windows– Grafiche 2D

Programmi di calcolo simbolicoAxiom.

Programmi di calcolo simbolico

YACAS Caratteristiche principali

– Esiste una documentazione amplia– È potente ed espansibile con una gran communità che lo supporta– Il linguaggio di programmazione é C++– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, Mac OSX,

UNIX, MS Windows– Grafiche 2D y 3D

Programmi di calcolo simbolicoYACAS

Programmi di calcolo simbolico

GiNacCaratteristiche principali

– Non è un Computer Algebra System– È una biblioteca en C++ per fare calcolo simbolico– Il uso piu interessante e come motor di calcolo in un programma

C++

Programmi di calcolo simbolico

PariCaratteristiche principali

– È una biblioteca di algebra computazionale– È scrita in C– Il uso piu interessante e come motor di calcolo in un programma C

Programmi di calcolo simbolico

Maxima Caratteristiche principali

– Esiste una documentazione amplia che puo trovarsi in internet – È un potente ed espansibile con una gran communità che lo supporta e lavora nel

suo aggiornamento.– Il linguaggio di Macsyma e applicabile in un alto percentuale– Il linguaggio di programmazione non é intuitivo e non incorpora le

caratteristiche proprie di linguaggi piu moderni– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, MS Windows– Grafiche 2D y 3D, ma che usano gnuplot– Interface non troppo buona. Esistono programmi disegnati specificamente

per facilitare l`uso di Maxima• xMaxima• wxMaxima

Programmi di calcolo simbolicoxMaxima

Programmi di calcolo simbolicowxMaxima

Contenuti

1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

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1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Programmi di calcolo numerico

1. EULER http://euler.sourceforge.net/index.html

2. Octave http://www.octave.org/

3. R http://www.r-project.org/

4. Scilab http://scilabsoft.inria.fr/

5. Tela http://www.ava.fmi.fi/prog/tela.html

Programmi di calcolo simbolico

EULER Caratteristiche principali

– Il linguaggio di programmazione è moderno– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, MS Windows– Grafiche 2D y 3D– Interface abbastanza buona. – Tutte le funzioni di calcolo numerico ed statistica necessarie sono

incluse

Programmi di calcolo simbolicoEULER

Programmi di calcolo simbolico

Octave “A high-level interactive language, primarily intended for numerical

computations that ismostly compatible with MATLAB”

Caratteristiche principali– Il linguaggio di programmazione è C++ – Facilmente ampliabile e con una gran comunità che lo supporta.– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, MS Windows– Grafiche 2D y 3D– Interface abbastanza buona. – Tutte le funzioni di calcolo numerico ed statistica necessarie sono

incluse

Programmi di calcolo simbolicoOctave

Programmi di calcolo simbolico

R Caratteristiche principali

– Si usa per il calcolo statistico ed è similar a S (software privato)– Anche ci sono molti operatori e funzioni relativi al calcolo

matriciale– Grafiche relativi a la rappresentazione di dati– Interface abbastanza buona. – È compatibile con S

Programmi di calcolo simbolico

ScilabCaratteristiche principali

– Ci sono moduli di programazione distribuita e programazione grafica.

– Disponibile in diversi sistemi operativi: GNU/Linux, MS Windows– Grafiche 2D y 3D– Interface integrata nel programma. – Compatibile a certo punto con Matlab

Programmi di calcolo simbolicoScilab

Contenuti

1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

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1. Caratteristiche 2. Programmi di calcolo simbolico3. Programmi di calcolo numerico4. Programmi di calcolo in reti

Programmi di calcolo in reti

1. Grafos http://personales.upv.es/arodrigu/grafos/index.htm

2. WinQSB http://www.gatech.edu/directories

3. GraphThing http://graph.seul.org/

4. GIDEN http://users.iems.northwestern.edu/~giden/

5. WINDISC http://math.exeter.edu/rparris/windisc.html

Software free di MatemSoftware free di Matemáática I, tica I, Urbino, Italia, Giugno 22Urbino, Italia, Giugno 22--23, 201023, 2010

PERCHPERCHÈÈ USARE SOFTWARE FRE DI MATEMUSARE SOFTWARE FRE DI MATEMÁÁTICA IN TICA IN INFORMATICA APPLICATA?INFORMATICA APPLICATA?

Jose Carlos ValverdeJose Carlos ValverdeDipartamento di MatematicaDipartamento di Matematica

FacoltFacoltàà dd’’Ingegneria InformaticaIngegneria InformaticaUniversitUniversitàà di Castilladi Castilla--La ManchaLa Mancha

Jose.Valverde@uclm.es