歷史,影響,開發工作,高性能計算,界面,產品功能,基本運算,常用數學函式,數值設定,四個處理指令,多項式轉換,分母分子運算,轉換函式,函式指數運算,次方乘積,係數最高次方,代換運運算元,求解方程式,四種括弧,縮短輸出指令,查詢物件,定義查詢清除,If指令,極限,微分,全微分,不定積分,定積分,列之和與積,泰勒展開式,邏輯運運算元,二維繪圖指令,Plot幾種指令,串列繪圖,繪圖顏色指定,彩色繪圖,圖形處理指令,圖形之排列,等高線圖,歷史版本,產品功能,套用的連結,支持語言,支持軟體,可計算數據,平台可用性,
歷史
人們常說,Mathematica的發布標誌著現代科技計算的開始。自從上世紀六十年代以來,在數值、代數、圖形、和其它方面一直有個別的軟體包存在。但是,Mathematica的基本概念是用一個連貫的和統一的方法創造一個能適用於科技計算各個方面的軟體系統。實現這一點的關鍵之處是發明了一種新的計算機符號語言。這種語言能僅僅用很少量的基本元素製造出廣泛的物體,滿足科技計算的廣泛性。這在人類歷史上還是第一次。
當Mathematica1.0版發布時,《紐約時代報》寫道:“這個軟體的重要性不可忽視”;緊跟著《
商業周刊》又將Mathematica評比為當年十大最重要產品。在科技界,Mathematica被形容為智慧型和實踐的革命。
影響
Mathematica的用戶群中最主要的是科技工作者和其它專業人士。但是,Mathematica還被廣泛地用於教學中。數學中的許多計算是非常繁瑣的,特別是函式的作圖費時又費力,而且所畫的圖形很不規範,所以現在流行用Mathematica符號計算系統進行學習,從高中到研究生院的數以百計的課程都使用它,很多問題便迎刃而解。此外,隨著學生版的出現,Mathematica已經在全世界的學生中流行起來,成為了一個著名的工具。
開發工作
Mathematica的開發工作是由世界級的隊伍組成的。這支隊伍自從成立以來一直由
史蒂芬·沃爾夫勒姆領導。Mathematica的成功使得公司能夠集中注意力在非常長遠的目標上,運行獨特的研發項目,以及通過各種各樣的免費網站支持世界各地的知識愛好者。
長期以來,Mathematica核心設計的普遍性使得其涉及的領域不斷增長。從剛開始是一個主要用於數學和科技計算的系統,到發展成許多計算領域的主要力量,Mathematica已經成為世界上最強大的通用計算系統。
高性能計算
Mathematica系統已經支持
高性能計算。在Mathematica 5.2版本中,它已經支持自動多執行緒計算。在2002年,
gridMathematica的引入使得用戶級的並行編程可以在不同的集群和多處理器系統中進行在2008年,在所有的Mathematica許可證中囊括了並行計算技術,包括支持格線技術如Windows HPC Server 2008、Microsoft Compute Cluster Server和Sun Grid。2010年,Mathematica增加了對
CUDA和
OpenCLGPU硬體的支持。另外,第8版還可以生成
C代碼,它可以自動由系統C編譯器進行編譯,比如Intel
C++編譯器或者
Visual Studio 2010編譯器。
界面
Mathematica 分為兩部分:
核心和前端。核心對表達式(即 Mathematica 代碼)進行解釋,並且返回結果表達式。
前端由
Theodore Gray 設計,提供了一個
GUI,它使得用戶可以創建並且編輯一個“筆記本文檔”,該筆記本文檔可以包含程式代碼和其它格式化的文本(比如公式、圖像、GUI組件、表格、聲音等),並且支持標準文字處理功能。所有的內容和格式都可以通過算法生成或者通過互動式方法進行編輯。
文檔可以使用層次式單元進行結構化處理,這樣便於對文檔劃分章節。文檔也可以表示為幻燈片形式,便於進行演講。筆記本與其內容均以 Mathematica 表達式的形式存儲,並且可用使用 Mathematica 程式進行創建、編輯和修改,而且還可以轉化為其它格式,比如
TeX 或者
XML。
前端包括開發工具,比如
調試器、輸入自動補全、以及自動語法著色。
默認情況下,Mathematica 使用一個標準前端,不過也有其它前端可供選擇,包括
Wolfram Workbench、2006年引入的基於
Eclipse 的
IDE。它們為 Mathematica 提供了面向項目的開發工具,包括版本管理、調試、歸檔和測試。 此外,Mathematica 還包括一個命令行前端(Mathematica Kernel)。
產品功能
基本運算
a+b+c 加
a-b 減
a b c 或 a*b*c 乘
a/b 除
-a 負號
a^b 次方
Mathematica 數字的形式
256 整數
2.56 實數
11/35 分數
常用的數學常數
Degree 角度轉換弧度的常數,Pi/180
I 虛數單位,其值為 √-1
Infinity 無限大
指定之前計算結果的方法
% 前一個運算結果
%% 前二個運算結果
%%…%(n個%) 前n個運算結果
%n 或 Out[n] 前n個運算結果
複數的運算指令
a+bI 複數
Conjugate[a+bI] 共軛複數
Re[z], Im[z] 複數z的實數/虛數部分
Abs[z] 複數z的大小或模數(Modulus)
Arg[z] 複數z的幅角(Argument)
Mathematica 輸出的控制指令
expr1; expr2; expr3 做數個運算,但只印出最後一個運算的結果
expr1; expr2; expr3; 做數個運算,但都不印出結果
expr; 做運算,但不印出結果
常用數學函式
Sin[x],Cos[x],Tan[x],Cot[x],Sec[x],Csc[x]
三角函式,其引數的單位為弧度
Sinh[x],Cosh[x],Tanh[x],…
雙曲函式ArcSin[x],ArcCos[x],ArcTan[x]
反三角函式ArcCot[x],ArcSec[x],ArcCsc[x]
ArcSinh[x],ArcCosh[x],ArcTanh[x],…
反雙曲函式Sqrt[x] 根號
Exp[x] 指數
Abs[x] 絕對值
Round[x] 最接近x的整數
Floor[x] 小於或等於x的最大整數
Ceiling[x] 大於或等於x的最小整數
Mod[a,b] a/b所得的餘數
Random[] 0至1之間的
隨機數(最新版本已經不用這個函式,改為使用RandomReal[])
Max[a,b,c,...],Min[a,b,c,…] a,b,c,…的極大/極小值
數值設定
x=a 將變數x的值設為a
x=y=b 將變數x和y的值均設為b
x=. 或 Clear[x] 除去變數x所存的值
變數使用的一些法則
xy 中間沒有空格,視為變數xy
x y x乘上y
3x 3乘上x
x3 變數x3
x^2y 為 x^2 y次方運運算元比乘法的運運算元有較高的處理順序
四個處理指令
Expand[expr] 將 expr展開
Simplify[expr] 將 expr化簡成精簡的式子
FullSimplify[expr] Mathematica 會嘗試更多的化簡公式,將 expr化成更精簡的式子
多項式轉換
ExpandAll[expr] 把算式全部展開
Together[expr] 將 expr各項通分在並成一項
Apart[expr] 把分式拆開成數項分式的和
Apart[expr,var] 視var以外的變數為常數,將 expr拆成數項的和
Cancel[expr] 把分子和分母共同的因子消去
分母分子運算
Denominator[expr] 取出expr的分母
Numerator[expr] 取出expr的分子
ExpandDenominator[expr] 展開expr的分母
ExpandNumerator[expr] 展開expr的分子
轉換函式
Collect[expr,x] 將 expr表示成x的多項式,
如
Collect[expr,{x,y,…}] 將 expr分別表示成 x,y,…的多項式
FactorTerms[expr] 將 expr的數值因子提出,
如 4x+2=2(2x+1)
FactorTerms[expr,x] 將 expr中把所有不包含x項的因子提出
FactorTerms[expr,{x,y,…}] 將 expr中把所有不包含{x,y,...}項的因子提出
函式指數運算
TrigExpand[expr] 將三角函式展開
TrigFactor[expr] 將三角函式所組成的數學式因式分解
TrigReduce[expr] 將相乘或次方的三角函式化成一次方的基本三角函式之組合
ExpToTrig[expr] 將指數函式化成三角函式或雙曲函式
TrigToExp[expr] 將三角函式或雙曲函式化成指數函式
次方乘積
ComplexExpand[expr] 假設所有的變數都是實數來對 expr展開
ComplexExpand[expr,{x,y,…}] 假設x,y,..等變數均為複數來對 expr展開
PowerExpand[expr] 將
係數最高次方
Coefficient[expr,form] 於 expr中form的係數
Exponent[expr,form] 於 expr中form的最高次方
Part[expr,n] 或 expr[[n]] 在 expr項中第n個項
代換運運算元
expr/.x->value 將 expr里所有的x均代換成value
expr/.{x->value1,y->value2,…} 執行數個不同變數的代換
expr/.{{x->value1},{x->value2},…} 將 expr代入不同的x值
expr//.{x->value1,y->value2,…} 重複代換到 expr不再改變為止
求解方程式
Solve[lhs==rhs,x] 解方程式lhs==rhs,求x
Nsolve[lhs==rhs,x] 解方程式lhs==rhs的數值解
Solve[{lhs1==rhs1,lhs2==rhs2,…},{x,y,…}] 解
聯立方程式,求x,y,…
NSolve[{lhs1==rhs1,lhs2==rhs2,…},{x,y,…}] 解聯立方程式的數值解
FindRoot[lhs==rhs,{x,x0}] 由初始點x0求lhs==rhs的根
四種括弧
(term) 圓括弧,括弧內的term先計算
f[x] 方括弧,內放函式的引數
{x,y,z} 大括弧或串列括弧,內放串列的元素
p[[i ]] 或 Part[p,i] 雙方括弧,p的第i項元素
p[[i,j]] 或 Part[p,i,j] p的第i項第j個元素
縮短輸出指令
expr//Short 顯示一行的計算結果
Short[expr,n] 顯示n行的計算結果
Command; 執行command,但不列出結果
查詢物件
?Command 查詢Command的語法及說明
??Command 查詢Command的語法和屬性及選擇項
?Aaaa* 查詢所有開頭為Aaaa的物件
定義查詢清除
f[x_]= expr 立即定義函式f[x]
f[x_]:= expr 延遲定義函式f[x]
f[x_,y_,…] 函式f有兩個以上的引數
?f 查詢函式f的定義
Clear[f] 或 f=. 清除f的定義
Remove[f] 將f自系統中清除掉
含有預設值的Pattern
a_+b_. b的預設值為0,即若b從缺,則b以0代替
x_ y_ y的預設值為1
x_^y_ y的預設值為1
條件式的自訂函式
lhs:=rhs/;condition 當condition成立時,lhs才會定義成rhs
If指令
If[test,then,else] 若test為真,則回應then,否則回應else
If[test,then,else,unknow] 同上,若test無法判定真或假時,則回應unknow
極限
Limit[expr,x->c] 當x趨近c時,求expr的
極限Limit[expr,x->c,Direction->1]
Limit[expr,x->c,Direction->-1]
微分
D[f,x1,x2,…] 函式f對x1,x2,…作微分
D[f,{x,n}] 函式f對x微分n次
D[f,x,NonConstants->{y,z,…}] 函式f對x作微分,將y,z,…視為x的函式
全微分
Dt[f,x] 全微分
Dt[f,x1,x2,…] 全微分
Dt[f,x,Constants->{c1,c2,…}] 全微分,視c1,c2,…為常數
不定積分
Integrate[f,x]
不定積分 ∫f dx
定積分
Integrate[f,{x,xmin,xmax}]
定積分Integrate[f,{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}] 定積分
列之和與積
Sum[f,{i,imin,imax}] 求和
Sum[f,{i,imin,imax,di}] 求數列和,引數i以di遞增
Sum[f,{i,imin,imax},{j,jmin,jmax}]
Product[f,{i,imin,imax}] 求積
Product[f,{i,imin,imax,di}] 求數列之積,引數i以di遞增
Product[f,{i,imin,imax},{j,jmin,jmax}]
泰勒展開式
Series[expr,{x,x0,n}] 對 expr於x0點作
泰勒級數展開至(x-x0)n項
Series[expr,{x,x0,m},{y,y0,n}] 對x0和y0展開
關係運運算元
a==b 等於
a>b 大於
a>=b 大於等於
a<b 小於
a<=b 小於等於
a!=b 不等於
邏輯運運算元
!p not
p||q||… or
p&&q&&… and
Xor[p,q,…] exclusive or
LogicalExpand[expr] 將邏輯表示式展開
二維繪圖指令
Plot[f,{x,xmin,xmax}]
畫出f在xmin到xmax之間的圖形
Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax}]
同時畫出數個函式圖形
Plot[f,{x,xmin,xmax},option->value]
指定特殊的繪圖選項,畫出函式f的圖形
Plot幾種指令
選項 預設值 說明
AspectRatio 1/GoldenRatio 圖形高和寬之比例,高/寬
Axes True 是否把坐標軸畫出
AxesLabel Automatic 為坐標軸貼上標記,若設定為
AxesLabel->{?ylabel?},則為y軸之標記。若設定為AxesLabel->{?xlabel?,?ylabel?}
,則為{x軸,y軸}的標記
AxesOrigin Automatic 坐標軸的相交的點
DefaultFont $DefaultFont 圖形里文字的預設字型
Frame False 是否將圖形加上外框
FrameLabel False 從x軸下方依順時針方向加上圖形外框的標記
FrameTicks Automatic (如果Frame設為True)為外框加上刻度;
None則不加刻度
GridLines None 設Automatic則於主要刻度上加上格線線
PlotLabel None 整張圖之圖名
PlotRange Automatic 指定y方向畫圖的範圍
Ticks Automatic 坐標軸之刻度,設None則沒有刻度記號出現
※“Automatic、None、True、False”為Mathmatica常用的選項設定,其代表意義分別為“使用內部設定、不包含此項、作此項目、不作此項目”。
串列繪圖
ListPlot[{y1,y2,…}] 畫出{1,y1},{2,y2},…的點
ListPlot[{{x1,y1},{x2,y2},…}] 畫出{x1,y1},{x2,y2},…的點
ListPlot[{{x1,y1},{x2,y2},…},PlotJoined->True] 把畫出來的點用線段連線
繪圖顏色指定
Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},
PlotStyle->{RGBColor[r1,g1,b1],RGBColor[r2,g2,b2],…}]
彩色繪圖
Plot[{f1,f2,…},{x,xmin,xmax},
PlotStyle->{GrayLevel,GrayLevel[j],…}]
灰階繪圖
圖形處理指令
Show[plot] 重畫一個圖
Show[plot1,plot2,…] 將數張圖並成一張
Show[plot,option->opt] 加入選項
圖形之排列
Show[GraphicsArray[{plot1,plot2,…}]] 將圖形橫向排列
Show[GraphicsArray[{,,…}]] 將圖形垂直排列
Show[GraphicsArray[{{plot1,plot2,…},…}]] 將圖形成二維
矩陣式排列
二維參數圖
ParametricPlot[{f1,f2},{t,tmin,tmax}]
參數繪圖
ParametricPlot[{{f1,f2},{g1,g2},…},{t,tmin,tmax}]
同時繪數個參數圖
ParametricPlot[{f1,f2},{t,tmin,tmax},AspectRatio->Automatic]
保持曲線的真正形狀,即x,y坐標比為1:1
等高線圖
ContourPlot[f,{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax}]
ContourPlot選項
選項 預設值 說明
ColorFunction Automatic 上色的預設值為灰階,選Hue則為系列色彩
Contours 10 等高線的數目。設Contours->{z1,z2,…}則指定等高值為z1,z2,…
ContourShading True Contour的上色,選False則不上色
PlotRange Automatic 高度z值的範圍,也可指定{zmin,zmax}
歷史版本
Mathematica11 2016
超過 500 種的新函式,大幅拓寬了全新和既存領域的覆蓋範圍
用算法生成、導入三維模型,並使用本地或雲端三維印表機直接列印模型
為音樂和語音處理提供了全新的計算音頻合成、處理和分析功能
全新的神經網路框架使用戶可以利用 GPU 加速的深度學習平台
拓展和增強的機器學習功能,包括特徵抽取和貝葉斯最最佳化
對Wolfram Cloud、網頁操作和數據存儲進行了眾多擴展和改進
大量新型可視化系列涵蓋從統計,幾何到解剖學等眾多領域,進一步完善了演示的選項
強化了既存的處於行業領先地位的符號、數值和幾何方面的性能及特性
擴展的地理學,包括新型地理數據實體、地圖背景和投影以及更多內容
全新的計算攝影學,附加更多用於圖像和信號處理的工具
用於隨機矩陣、時間序列以及機率和統計中量值的全新和增強支持
用於雲端、桌面和嵌入系統間異步通信的實驗性 Wolfram信道框架
全新的WolframScript命令行詮釋器使您可以隨心所欲,無論是從本地還是從雲端,在任何地方都可執行 Wolfram 語言代碼
在更強大的列表和數組處理功能的支持下,實現了更豐富的函式式編程構建
更強大的文本和語言處理,並增加了多語種支持
利用字典對技術術語、專有名詞進行實時拼寫檢查,支持25種以上的語言
改進代碼外觀、自動補齊和錯誤信息,幫助用戶提高工作效率
更快、更靈活地訪問不斷增長的 Wolfram Knowledgebase,包括對任意數據集的支持
Mathematica 10.4.1 2016
針對 Mac OS X 10.11.4 t在默認 Gatekeeper 政策下可能阻止 Mathematica 打開的錯誤提供了解決辦法
解決了 OpenGL 所造成的圖像不穩定或失敗的問題,特別是Graphics3D和Manipulate的透視、翻轉和動態問題
解決了 Linux 用戶的激活困難問題
解決了在前端直接對圖像進行計算時的速度減慢
將用戶在 Windows 中打開多個筆記本時發生的錯誤恢復至預期行為
更正了ListPlot[Table[…]] 和CoefficientRules返回的計算錯誤
恢復了Clear Formatting選單項目的行為
Show現在可用於GeoGraphics對象
提高了代碼輔助功能的穩定性
最佳化了在使用DateFormat時對Interpreter的支持和文檔
對日文版用戶,更新了在將筆記本從雲端移至桌面時返回的對話信息
Mathematica 10.4 2016
支持模式匹配和Association中各種操作的速度提升
可以通過值和屬性隱式定義Entity的功能
新的CloudExpression函式用於表示一個其值在雲端持續保存的表達式
用於使用AskFunction創建互動性套用的實驗性用戶界面功能
通過ScalingFunctions選項使用ListPlot、ListLinePlot和DateListPlot生成有比例的圖線,以及全新的Dendrogram,可以根據元列表的分層聚類構建系統樹圖
新的文本計算和數據功能用於拼寫檢查和詞頻分析,外加大幅改善的TextSearch和Snippet
新的圖和網路功能用於構建PlanarGraph和確定用於多種不同類型圖形的ConnectedGraphComponents
實驗性ClusterClassify根據在數值、文本和圖像數據和時間中找到的聚類生成ClassifierFunction
新的符號式計算函式DifferenceQuotient和GreenFunction,以及數論和信號處理的附加功能
增添了用於根據數組創建格線的幾何計算格式和功能,以及計算區域性質,如慣性或一般積分矩,用於點集的邊界區域和測量由參數公式定義的區域
擴展了對機率和統計中的Quantity數據的支持,包括新的QuantityDistribution函式
實驗性DynamicGeoGraphics函式, 用於創建可平移和放大的動態及互動性二維地理圖像
新的DynamicImage互動性圖像瀏覽器用於在大圖像中進行平移和放大,並大幅延伸了用於突出顯示指定感興趣區域的HighlightImage功能
函式和數據記錄功能的完善,用於一些憑藉Labeled封裝或PlotLabels選項的函式
支持 Arduino Yun 與 Wolfram Data Drop 的直接接口
通過ServiceConnect,API 連線性能增添了用於數據提取和分析的七個外部服務——其中包括Google Analytics、SurveyMonkey、FRED 和PubMed
20個以上的新Interpreter類型用於解釋器和相關構建函式,包括部署智慧型表單欄位
添加了對24種新字型家族的支持,用於網頁和印刷產品的其他定製
Mathematica 10.3.1 2015
恢復了使用WSTP(Wolfram Symbolic Transfer Protocol)傳送字元串時的原有性能
增強了圖像處理功能的穩定性,包括Image3D、ColorConvert和HighlightImage
解決了數值插值函式的計算時間緩慢問題
提高了使用拷貝和貼上時,對Undo歷史和選項的跟蹤
圖像檔案格式更穩健的導入,包括 JEPG 和 TIFF
將TravelDirections和Nearest中一些參數恢復到預期行為
最佳化了對國際語言的支持,包括西班牙拼寫檢查和中文檢索
更新了多個用戶界面,包括DynamicModule、ActionMenu和框線
Mathematica 10.3 2015
通過MathematicalFunctionData,訪問 Wolfram 語言中大量的數學函式恆等式及其性質
新的地理計算功能,例如:TravelDirections、TravelDistance,以及更多用於旅程時間、方法和相關數據的計算
新的AnatomyData和AnatomicalStructure解釋器類型,通過與 Wolfram Cloud 的連線進行計算和部署
對特定類型實體進行分組、複製以及識別的功能,從而實現更自動且有效的計算
支持隨機矩陣分布和屬性
用於測試表達式的比較運算符,例如:GreaterThan、LessThan以及EqualTo
增添了單詞和字母字元串操作的語言學數據,強化了對自然語言的理解
新的日期和時間功能,用於表示和處理時區
支持符號式求解偏微分方程和特徵問題
更多便捷的網路編程選項,可用於主機查詢、IP 地址表示以及套接口連線
增強的文本元素和結構處理分析功能,包括定義、詞性、翻譯等
與GoogleCalendar、GoogleContacts和Yelp數據的新服務連線選項,以及用於學術研究的ArXiv和CrossRef
對核心 Wolfram 語言以及桌面和雲端的 Wolfram 系統界面功能進行了眾多改進
Mathematica 10.2 2015
翻譯的代碼說明幫助非英語用戶更好地理解 Wolfram 語言代碼
新的體積和離散數據的可視化功能:SliceDensityPlot3D和ListStepPlot
對 ODE 和 PDE 特徵值以及特徵函式的數值解法
用於文本檢索和分析的新功能
新增和更新了監督和無監督機器學習的方法
用MailReceiverFunction和MailResponseFunction自動處理郵件
時間序列和統計的更新中包括了對Histogram中強度測量的支持
添加了對列表和關聯的操作,包括用Nothing自動刪除元素等
對許可權控制、預定任務、數據記錄和本地對象擴展了雲端使用和部署選項
計算攝影學中的圖像處理技術,包括色調映射、曝光組合以及更多
擴展了對基礎和格線區域進一步強化的幾何計算
國際Alphabet(字母表)函式, 以及所有技術範圍的字元集和編碼
以徹底改善的STL導入/導出和流線化的JSON,支持更多的幾何和數據檔案格式
Mathematica 10.1 2015
支持Wolfram Data Drop通用數據存儲
自動化對象識別:ImageIdentify
內置自動數據降維
新信息可視化:WordCloud、TimelinePlot和儀表樣式
用戶定義語法和行為的可程式語言界面
用CompoundElement和RepeatingElement構建複雜表單及詮釋器的新結構
支持多種對不規則間隔時間序列上的多種運算
序列處理、選取最大元素等的新列表操作
對基於 OpenSSL 加密的語言級別支持
內置 Wikipedia 內容訪問
包括單詞和語句分割的 31 種新字元串處理函式
對位元組數組、raw 圖像格式等的直接支持
對 Arduino 連線性的流程化支持
改善的Dataset性能、文檔以及互用性
Mathematica 10.0.2 2014
支持
OS X 10.9.5 和 OS X 10.10
對
幾何計算的新型最最佳化、輸入支持、性能提升和錯誤修正
包括 DocumentDescription、GeneratedDocumentBinding、GeneratedDocumentHistoryLength 以及更多用於 DocumentGenerator 的附加選項
用於 DateFunction、SunPosition 和 MoonPosition 的附加選項
對統計的性能提升和錯誤修正
可視化相關多處錯誤修正、地圖的新型圖示,以及 NumberLinePlot 的更廣範圍輸入
Replace、ReplaceAll 和 ReplacePart 現在可與關聯配合使用
34 種新的 Interpreter 類型
Mathematica 和 Wolfram Cloud 支持 ScheduledTask
VerificationTest 和筆記本測試的部分修正和更新
包括 AnimationRunTime 和 AnimationTimeIndex 在內的 Animator 的新選項
Mathematica 10.0.1 2014
圖像處理更新和增強,包括全新圖像效果、WatershedComponents 的 Image3D 選項和對 Nearest 和 FindClusters 的內置顏色支持
簡化的 SendMail 語法,使之更容易使用
對相關性函式例如 Dataset 和 Query 啟用的全新操作符與組合操作符
全新解釋器類型,例如 Beach、CountryClass、OilField 和 Reef
對地理計算和區域的全新最最佳化、支持輸入和路徑類型
機器學習函式 Classify 和 Predict 目前支持 NeuralNetwork 作為內置分類方法
穩定性和性能的改善,在全部平台上提高用戶界面體驗
SemanticImport 和最最佳化中支持類型的進一步覆蓋,用於處理匿名的列、空欄位、無表頭數據和導入具有長
檔案名稱的檔案
對包括天氣數據、相關性、符號集成和在隱式區域上的測量值等廣泛領域計算的更新和提高
對選擇的圖線和圖表類型以及包括 NDSolve、ParametricNDSolve、SparseArray 和 MatrixExp 的數 值求解器的穩定性和性能的更新
對版本 9 或者更早期版本的 InterpolatingFunction 兼容性的更新
Mathematica 10.0.0 2014
高度自動化的機器學習,包括各種任務的預訓練模型
集成的幾何計算,包括符號式幾何、基於格線的區域和已命名和形式區域
高級地理計算,包括強大的新地理圖形函式,用於地圖構建
利用結構化數據集合語義數據導入計算
基礎新相關性構建允許進行高效率的查找和更新
擴展隨機過程框架,包括隱式馬可夫模型和自動時間序列分析
符號式表示日期和時間的靈活系統,並且可對它們執行計算
內置圖線主題,可以輕鬆實現對圖線的定製,滿足商業報告到技術文獻等的各種需求
增強的二維和三維圖像處理功能,擴展了顏色支持
形式數學操作符、量綱變數和擴展的代數和圖計算
內置單位測試
與 Wolfram Cloud 集成
Mathematica9.0.1 2013
Mathematica9.0.0 2012
全新
Wolfram 預測界面,大幅度提高了
Mathematica 的導航和探索功能
高度集成的單位支持,包括在圖形和數值以及符號式計算上的自由格式語言輸入、單位換算和量綱一致性檢查
全新的 Mathematica 企業版 可對運行時的實時數據進行直接的CDF部署 。預覽模式可模擬在CDF Player 和 Wolfram Player Pro 中的效果
使用三維立體圖像處理和核外技術,在相當大的二維和三維圖像和視頻中也具有卓越的性能
集成模擬和數位訊號處理
用於面板和控制項的高度自定義互動式儀表
全系統範圍內支持圖線和圖表的自動圖例
R 被全面集成入
Mathematica 的工作流程中,可實現無縫的數據和代碼交換
全面的客戶端網頁訪問,可實現與遠程伺服器的數據交換,以及與網頁 API 的互動
幻燈片的新外觀,以及新樣式模板和背景圖像
Mathematica8.0.4 2011
新選單選項和互動式嚮導,以實現 CDF 部署
用於程式式部署 CDF 檔案的新函式 CDFInformation 和 CDFDeploy
用於 CDF 瀏覽器外掛程式的新下載進度指示器
對 CDF 瀏覽器外掛程式在穩定性、速度和安全性等方面的改進
對 Share 函式在存儲大型數據集時記憶體使用的改進
更新的 MKL 庫以改善性能
新語法著色功能,以提示 Dynamic 下 Module 變數的使用
改進的引文管理函式性能
改進的編譯條件語句下最佳化變數的行為
改進當在新版
Linux 系統下保存未命名筆記本時前端的行為
在本地化中文版本(
Windows 系統)下,提供了同步跟進的中文參考資料中心
Mathematica8.0.1 2011
對導出分布的許多新的自動化簡,包括
仿射變換、變數求和、參數混合以及刪截和截斷分布
改進 Dot 在由整數組成的大型(> 1,000,000 個元素)列表下的結果
通過引入新版 Intel Math Kernel Library 改進 Intel
Sandy BridgeCPU 下的穩定性
改進許多圖和網路操作的性能和魯棒性
改進了前端的啟動時間
改進了在某些特殊網路條件下,MathLink TCPIP 連線的創建
改進從 Real 和 "Real32" 圖像到
TIFF 的導出,以便與更多外部 TIFF 圖像視窗兼容
通過引入更多的 64 位組件,改進 Home Edition 的功能和穩定性
在本地化中文版本(
Windows 系統)下,提供了高質量的中文用戶界面和中文參考資料中心
Mathematica8.0 2010
自動機率和期望計算
超過一百種新統計分布和許多統計可視化功能
直接來自數據、公式或者其他分布的新統計分布的生成
60 多種奇異股票
期權求解器,以及 100 多個內置
金融指標內置控制系統功能
增強圖像分析功能
自動 C 代碼生成
符號 C 代碼操作和最佳化
增強的二維和三維圖形,包括
紋理映射和使用硬體加速的三維渲染
內置網頁瀏覽器外掛程式
Mathematica7.0.1 2009
Mathematica7.0 2008
Mathematica6.0.3 2008
對參考資料中心添加 standard extra packages 的完整列表
改進程式包的文檔
改進 MatrixForm 和 TableForm 的選項處理
改進 ListPlot 的選項處理
改進 AxesLabel 和 Ticks 組合的處理
改進蛋白質資料庫(Protein Data Bank,縮寫為 PDB)中無間隔數值數據導入的處理
LightWave Object(LWO)中波動的導出更好地符合了工業界標準
Mathematica6.0.2 2008
新的虛擬全書文檔,含有更新的 Mathematica Book 內容
新的函式瀏覽器,對所有 Mathematica 對象提供了易於瀏覽的概述
增強的文檔處理功能,包括性能提升、索引化和連結路徑
提升在 Mac 和 Unix 平台上 Import 和
Export 轉換器的性能
顯著提升導入二進制數據檔案的速度
增強對來自 FITS 天文圖像檔案的元數據的導入
新的坐標選擇工具,並且改進了互動圖形的圖形選擇突出顯示效果
Mathematica6.0.1 2008
Mathematica6.0 2007
動態互動性,允許從單行輸入創建複雜的互動界面
具有高度影響力的自適應可視化,以實現高保真函式和數據圖形的自動創建
數據集成語言,包括數百種標準數據格式的自動集成
按需載入的精選專業數據,面向數學、物理、化學、金融、地理、語言學等等
符號式界面構建,用於從簡單程式實現任意界面的即時構建
自動計算美學,包括視覺顯示的算法最最佳化
互動圖形和控制項與文本流和輸入流的合成
Mathematica5.2 2005
支持所有平台上的 64 位選址
實現在各種主要平台上的多核支持
64 位增強版任意精度數值計算
基於向量的性能增強
自動二進制安裝選擇
配套的筆記本索引技術,便於桌面搜尋
用於符號式微分方程的新算法
線性丟番圖系統的性能增強
增強的統計圖表
MathematicaMark 5.2 基準現已涵蓋
格線和集群
Mathematica5.1 2004
內置通用資料庫連線
額外導入導出格式,包括 XLS 和 AVI
支持集成網頁服務
二維和三維自動網路可視化
高性能數組可視化
實現在隱式定義的區域內的積分運算
數值微分方程中的事件處理
符號式微分方程新算法
增加聚類分析功能
微分方程的互動探索工具
MathematicaMark 基準工具
內置 GUIKit 界面和應用程式生成器
Mathematica5.0 2003
Mathematica4.2 2002
Mathematica4.1 2000
引入 Macintosh
OS X 版本(2001 年 4.1.5 版本)
大幅度增強符號式微積分方程求解器
增強
Mathematica 模式匹配器和編譯器,提高速度並且最小化記憶體消耗
提供了新的標準程式包,以實現在由不等式定義的範圍內和分段函式上的積分運算
統計函式的快速速度提升
支持保存成 IBM techexplorer 格式
對於
Excel 檔案、表格數據和壓縮 BMP、DXF 與 STL,運行速度更快的新版導入導出過濾器
X 平台上的聲音支持
提供了繪製由不等式定義的圖形的例程
支持 PowerPC Linux 和 AlphaLinux
增強 X 前端的視覺效果和易用性
Mathematica4.0 1999
Mathematica3.0 1996
Mathematica2.2 1993
Mathematica2.1 1992
Mathematica2.0 1991
Mathematica1.2 1989
支持遠程核心
利用 DSolve 的基本微分方程求解功能
精確插值多項式
增加了 LinearProgramming、ConstrainedMax 和 ConstrainedMin
增加了 MatrixPower 和 MatrixExp
增加了 Groebner 基
對 Det、Inverse 和 LinearSolve 添加了 Modulus 選項
增加了 Statistics 和 Graphics 標準程式包
許多新的圖形選項和功能,包括三維圖形的
坐標軸和標籤
Mathematica1.0 1988
Mathematica 的首次發布
產品功能
Mathematica的功能包括:
1、使用一行代碼可顯示的圖形
2、各種基本數學函式館
3、各種特殊屬性函式館
6、2維和3維數據以及函式的可視化和動畫工具
8、離散和連續微積分的數值和符號工具
9、多變數統計程式庫,包括支持100多種數據分布的數據擬合、假設檢驗、機率和期望的運算
11、約束和非約束以及局部和全局的
最最佳化技術支持
12、程式語言支持:過程式程式語言、函式式程式語言和面向對象的程式語言
15、分析組合問題的工具
18、數論函式館
19、金融運算的工具,包括
期權、債券、年金、派生工具等的計算
23、控制系統程式庫
24、連續和離散的積分變換
25、導入和導出數據、圖像、視頻、
GIS、
CAD等各種檔案格式,並支持對生物醫學類數據的輸入和輸出
27、查看並且重新使用前面的輸入和輸出(包括圖像和文本記號)的筆記本界面
29、編寫並行程式的工具
30、當與網際網路連線時,在筆記本中可同時使用“自由格式語言輸入”(一個
自然語言型的用戶界面)和 Mathematica 語言
套用的連結
Mathematica通過名為MathLink的協定與其它應用程式連結。通過該協定,Mathematica實現核心與前端的通訊,並且也提供了核心和其它應用程式之間的一個通用接口。
Mathematica不但本身具有豐富的功能,而且它也提供了大量接口用以訪問其它軟體,從而可以方便地調用那些其它軟體具有但Mathematica暫時不具備的功能。這樣做可以進一步增強Mathematica的適用性。
Wolfram Research發布了一個免費的開發工具包,該工具包允許C programming language編寫的應用程式通過MathLink連結到Mathematica核心。
使用.NET/Link,,任何一個.NET程式都可以調用Mathematica執行計算操作;相應地,Mathematica程式也可以載入.NETclasses、操縱.NET對象並且執行方法調用。這樣我們就可以從Mathematica內部構建.NET圖形用戶界面。類似地,Mathematica也有J/Link。顧名思義,它可以用於Mathematica與Java程式之間的互動。
與SQL資料庫之間的通訊是通過內置的JDBC支持實現的。Mathematica也可以從一個WSDL描述中安裝網頁服務。
其它與Mathematica相連結的語言包括Haskell、AppleScript、PLT Scheme、Visual Basic、Python和Clojure。
在Mathematica和OpenOffice.org Calc以及Microsoft Excel之間有雙向的連結。
Mathematica也提供了與許多專門的數學軟體包之間的連結,包括MATLAB、R、Sage、SINGULAR、MathModelica和Origin
Mathematica中的數學公式也可以與其它計算或者排版軟體(比如MathML)的公式進行相互轉換。
Mathematica可以通過多種方式捕獲實時數據,比如與LabVIEW的連結,金融數據feeds,或者直接通過GPIB從硬體設備(IEEE 488)、USB以及串列接口獲取。
其他可用界面有JMath,它基於GNU readline和MASH,並利用UNIX命令行運行內置的Mathematica程式(內含參數)。
支持語言
語言:C、.NET、Java、SQL
支持軟體
軟體:OpenOffice、Microsoft Excel、MATLAB、R
可計算數據
Mathematica囊括了大量可立即計算的數據。用戶可以通過編程訪問這些數據,並且也可以通過
Wolfram Research的數據伺服器自動更新數據。某些數據如股票價格和天氣數據都是實時遞送的。
數據集包括:
天文數據:155,000個天體的99個屬性
化學數據:34,000個化合物的111個屬性,118個化學元素的86個屬性以及1000個亞原子粒子的35個屬性
地緣政治數據:237個國家的225個屬性,以及全世界160,000個城市的14個屬性
金融數據:186,000個股票和金融工具的歷史和實時屬性
數學數據:187種多面體的89個屬性,3000種圖的258個屬性,6種knots的63個屬性,21種晶格結構的37個屬性,52個測地學方案的32個屬性
語言數據:149,000個英語單詞的37個屬性。26個其他語言的詞典
生物醫學數據:所有40,000個人類基因的41個數據,27,000類蛋白質的30個屬性
天氣數據:全球17,000個氣象站的43個實時和歷史的測量數據
平台可用性
Mathematica家用版是Microsoft Windows、Linux和Mac OS X(Intel)上的一個32位應用程式。