Mathematica

Wolfram Mathematica est un logiciel de calcul formel édité par Wolfram Research depuis 1988 et utilisé dans les milieux scientifiques pour effectuer des calculs algébriques et créer des programmes[2].

Ne doit pas être confondu avec Mathematika.

Wolfram Mathematica
Informations
Développé par Wolfram Research
Première version
Dernière version 12.3 ()[1]
Écrit en C, C++, Java et Wolfram
Interface Qt
Système d'exploitation Microsoft Windows, Linux et macOS
Formats lus Format de fichier 3D Mesh (en), Adobe Color Swatch (d), Audio Interchange File Format, Audio Video Interleave, BioSemi Data Format (d), Windows bitmap, bzip2, Computable Document Format, Crystallographic Information File, comma-separated values, DBF, Digital imaging and communications in medicine, Data Interchange Format, DIMACS standard format (d), DOT (langage), DXF, European data format, Encapsulated PostScript, FASTA, FASTQ, Flexible Image Transport System, Free Lossless Audio Codec, GenBank, GeoTIFF, GIF, GPX, Graphlets (en), GraphML, GRIB, GTOPO30 (en), GXL (en), GZIP (en), Hierarchical Data Format, HTML, ICO, iCalendar, Joint Photographic Experts Group (d), JP2 (d), JavaScript Object Notation, JVx (en), Keyhole Markup Language, LaTeX, LWO (en), MATLAB, MathML, MDB, MGF, Musical Instrument Digital Interface, Mathematical Programming System (en), MTP, MTX (en), NDK, netCDF, Nexus, .OBJ, Object file format (en), OpenEXR, Portable pixmap, PCX, PDB, Portable Document Format, PLY (en), Portable Network Graphics, PPM, Fichier Quicktime (en), RIB, RSS, Rich Text Format, SCT, SDF, Standard Flowgram Format (en), SHP, Simplified Molecular Input Line Entry Specification, SND (en), SP3 (en), STL, Sxc (en), tar, fichier texte, Truevision Targa, TGF, TIFF, Two-Line Elements, TSV, Uuencode, VCF, VCS, VTK, Waveform Audio File Format, X BitMap, Extensible HyperText Markup Language, Microsoft Excel, Extensible Markup Language, Format .xyz, ZIP, Mathematica Notebook (d) et Mathematica Notebook (headerless) (d)
Formats écrits Format de fichier 3D Mesh (en), Adobe Color Swatch (d), Audio Interchange File Format, Au, Audio Video Interleave, Base64, Windows bitmap, BYU (d), bzip2, C, Computable Document Format, comma-separated values, Digital imaging and communications in medicine, Data Interchange Format, DIMACS standard format (d), DOT (langage), DXF, Enhanced Metafile, Encapsulated PostScript, FASTA, FASTQ, FCS, Flexible Image Transport System, Free Lossless Audio Codec, Flash Video, GIF, GraphML, GXL (en), GZIP (en), Hierarchical Data Format, HTML, Apple Icon Image, ICO, Joint Photographic Experts Group (d), JP2 (d), JavaScript Object Notation, JVx (en), Keyhole Markup Language, Lightwave 3D Object (d), MathML, Autodesk Maya, MGF, Musical Instrument Digital Interface, MTX (en), netCDF, .OBJ, Pajek (d), Portable pixmap, PCX, PDB, Portable Document Format, Portable Network Graphics, Fichier Quicktime (en), RenderMan Interface Bytestream (d), Rich Text Format, SCT, SDF, SND (en), STL, SVG, Adobe Flash, tar, TeX, fichier texte, Truevision Targa, TGF, TIFF, TSV, Uuencode, VRML, VTK, Waveform Audio File Format, Extensible 3D, X BitMap, Extensible HyperText Markup Language, Microsoft Excel, Extensible Markup Language, ZIP, ZPR (d), Mathematica Notebook (d) et Mathematica Notebook (headerless) (d)
Type Langage de programmation
Système de calcul formel
Logiciel de mathématiques (en)
Langage de programmation matricielle (d)
Langage de programmation fonctionnel (d)
Logiciel d'analyse de données (d)
Logiciel de visualisation (en)
Langage interprété
Licence Licence propriétaire
Site web www.wolfram.com/mathematica

Wolfram commence à travailler sur le logiciel en 1986 et en sort la première version en 1988. Il est disponible sur de nombreuses plateformes et supporte un large choix d'opérations.

L'entreprise a mis en service un site Internet dit intelligent, basé entre autres sur Mathematica : WolframAlpha. Il est ainsi possible d'utiliser les ressources de Mathematica gratuitement.

Caractéristiques

Mathematica peut être utilisé dans de nombreuses applications et comprend de nombreux outils, tels que :

  • Bibliothèques de fonctions mathématiques élémentaires et fonctions spéciales.
  • Outils pour manipuler des nombres complexes, de l'arithmétique en précision arbitraire, de l'arithmétique en intervalles et du calcul symbolique.
  • Matrices et manipulation de données, incluant le support pour les matrices.
  • Données en 2D et 3D, fonction et visualisation géographique et outils d’animation.
  • Il permet de résoudre différents types d’équations : équation diophantienne, équation différentielle, équation aux dérivées partielles, équation différentielle algébrique, et les suites définies par récurrence.
  • Analyse par éléments finis, incluant la génération de maillage adaptatif en 2D et 3D.
  • Outils numériques et symboliques pour le calcul discret et continu, y compris les transformations intégrales continues et discrètes.
  • Optimisation locale et globale avec contrainte et sans contrainte.
  • Bibliothèques de statistiques multivariées comprenant l'ajustement, les tests d'hypothèses et les calculs de probabilité et d'espérance sur plus de 160 distributions.
  • Support pour les données censurées, données temporelles, séries temporelles et données basées sur les unités.
  • Calculs et simulations sur des processus et des files d'attente aléatoires.
  • Outils d'apprentissage automatique supervisés et non supervisés pour données, images et sons, incluant les réseaux neuronaux artificiels.
  • Outils de fouille de textes, incluant les expressions régulières et l’analyse sémantique.
  • Outils de fouille de données tels que le partitionnement de données, l’alignement des séquences et le filtrage par motif.
  • Géométrie de calcul en 2D et 3D et des dimensions supérieures.
  • Bibliothèques pour le traitement du signal, incluant l'analyse par ondelettes sur des sons, des images ainsi que des données.
  • Bibliothèques de systèmes de contrôle linéaires et non linéaires.
  • Outils de traitement d'images en 2D et 3D et de traitement d'images morphologiques, y compris la reconnaissance d'images.
  • Outils de présentation permettant de générer des présentations professionnelles qui permettent au code d'être exécuté directement dans l'environnement de notebook.
  • Outils pour visualiser et analyser des graphes dirigés et non dirigés.
  • Outils pour résoudre des problèmes combinatoires.
  • Bibliothèque de fonctions de théorie des nombres.
  • Outils de calcul financier, incluant bons, rentes, dérivés, options, etc.
  • Théorie des groupes et fonctions tensorielles symboliques.
  • Outils de vérification automatique de théorèmes.
  • Outils pour la modélisation de systèmes, incluant la génération et l'exécution de modèles Modelica.
  • Importer et exporter des filtres pour les données, les images, la vidéo, le son, la conception assistée par ordinateur (CAD), les systèmes d’information géographique (SIG), les formats de document et biomédicaux.
  • Collecter des bases de données pour des informations mathématiques, scientifiques et socio-économiques et accéder aux données et calculs de Wolfram|Alpha.
  • Traitement de texte technique avec éditeur de formule et générateur de rapports automatisé.
  • Il offre un langage de programmation supportant les constructions procédurales, fonctionnelles, orientées objet et la programmation parallèle.
  • Boîte à outils pour ajouter des interfaces utilisateur aux calculs et aux applications.
  • Outils pour créer et déployer des applications et des services informatiques basés dans le cloud.
  • Outils permettant de se connecter à une bibliothèque de liens dynamiques (DLL), à un langage (SQL), à des systèmes basés sur Java, .NET, C++, Fortran, CUDA, OpenCL, et Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
  • Utiliser à la fois des entrées linguistiques de forme libre (une interface utilisateur en langage naturel) et le langage Wolfram à travers le notebook quand vous êtes connecté à l’Internet.

Interface

L'interface de Mathematica est une interface de programmation interactive de type notebook. Mathematica a été un des premiers logiciels à proposer ce type d'interface pour la programmation scientifique[3].

Le système de Mathematica est formé d'un noyau, qui réalise les calculs et peut être exécuté sur une autre machine que celle de l'utilisateur, et d'une interface interactive pour entrer les données. Celle-ci prend en compte des entrées de l'utilisateur exprimées dans le langage de Mathematica, selon une syntaxe définie, et affiche le résultat des calculs sous forme de texte simple, de formules, de son, ou d’images.

Les formules en langage de Mathematica peuvent être converties en formules TeX ou en format XML.

L’interface interactive inclut des outils de développement tel qu’un débuggeur et permet la coloration syntaxique.

L’interface interactive standard peut être remplacée par d’autres. Wolfram Workbench, est un IDE basé sur Eclipse et a été introduit en 2006[4]. Mathematica inclut aussi une interface en ligne de commande[5].

Développement

Plusieurs solutions sont mises en place pour utiliser des applications écrites en langage Mathematica. Mathematica Player Pro est un runtime de Mathematica qui exécute n’importe quelle application écrite en langage Mathematica, mais il ne permet pas l’édition de code[6]. Une version gratuite, le lecteur CDF de Wolfram, permet d’exécuter des applications au format CDF. Le code de Mathematica peut être converti en code C puis en DLL.

Connexions avec d’autres applications

La communication avec d’autres applications se fait via le protocole MathLink. Il permet la communication entre le noyau et l’interface interactive mais aussi avec d’autres programmes.

Wolfram Research offre librement un kit de développement pour lier des applications écrites en C avec le noyau de Mathematica via MathLink[7].

En utilisant .NET/Link[8] un kit de développement, Mathematica peut être intégré avec des applications qui utilisent le Framework .NET de Microsoft pour demander à Mathematica de faire des calculs. Réciproquement, une application écrite en langage Mathematica peut charger les classes de .NET et manipuler ses objets. On peut aussi utiliser le J/Link pour intégrer les applications de Mathematica avec des programmes Java.

La communication à une base de données est aussi assurée[9].

Licence

Mathematica est un logiciel propriétaire protégé par le copyright.

Une licence pour utilisation commerciale standard coûte 3 157 dollars aux États-Unis, 3 905 euros en Europe[10]. Ce type de licence permet l'utilisation de 8 cœurs en version standard, 16 cœurs en version Enterprise, pour exécuter des calculs parallèles, une année de service qui consiste en des mises à jour, un support technique ainsi qu'une licence pour une utilisation à but non commercial, une licence de webMathematica Amateur[11], une licence de Wolfram Workbench. Des remises sont disponibles pour les gouvernements, les organisations caritatives, les étudiants, les écoles et pour une utilisation non commerciale[12]. La licence « étudiant » coûte 161 dollars aux États-Unis et 159 euros en France[13]. Des licences pour une utilisation non commerciale sont disponibles au coût de 344 dollars aux États-Unis et 341 euros en Europe[14].

Environnement

Mathematica est disponible pour plusieurs versions de Linux, Mac OS X d’Apple, et pour les systèmes NT de Microsoft Windows. Les versions anciennes, jusqu’à la version 6.0.3, prennent en charge d’autres systèmes tels que Solaris, AIX, Convex, HP-UX, IRIX, MS-DOS, NeXTSTEP, OS/2, Ultrix et Windows Me[15].

Mathematica est livré avec Raspbian sur Raspberry Pi[16]. La licence d'utilisation sur cette plateforme permet un usage gratuit mais non commercial[17].

Versions
  • Mathematica 1.0 ()[18],[19]
  • Mathematica 1.2 ()[20],[21]
  • Mathematica 2.0 ()[22],[21]
  • Mathematica 2.1 ()[21]
  • Mathematica 2.2 ()[21],[23]
  • Mathematica 3.0 ()[24]
  • Mathematica 4.0 ()[21],[25]
  • Mathematica 4.1 ()[21]
  • Mathematica 4.2 ()[21]
  • Mathematica 5.0 ()[21],[26]
  • Mathematica 5.1 () [27]
  • Mathematica 5.2 ()[21],[28]
  • Mathematica 6.0 ()[29],[30]
  • Mathematica 6.0.1 ()[31]
  • Mathematica 6.0.2 ()[27]
  • Mathematica 6.0.3 ()[27]
  • Mathematica 7.0 ()[32]
  • Mathematica 7.0.1 ()[33]
  • Mathematica 8.0 ()[34]
  • Mathematica 8.0.1 ()[27]
  • Mathematica 8.0.4 ()[27]
  • Mathematica 9.0.0 ()[35]
  • Mathematica 9.0.1 ()[27]
  • Mathematica 10.0.0 ()[27]
  • Mathematica 10.0.1 (septembre 2014)[27]
  • Mathematica 10.0.2 () [27]
  • Mathematica 10.1 () [27]
  • Mathematica 10.2 () [27]
  • Mathematica 10.3 ()[27]
  • Mathematica 10.3.1 ()[27]
  • Mathematica 10.4 ()[27]
  • Mathematica 10.4.1 ()[27]
  • Mathematica 11.0.0 ()[27]
  • Mathematica 11.0.1 (septembre 2016)[27]
  • Mathematica 11.1.0 (mars 2016)[27]
  • Mathematica 11.1.1 () [27]
  • Mathematica 11.2.0 () [27]
  • Mathematica 11.3.0 () [27]
  • Mathematica 12.0.0 () [27]
  • Mathematica 12.1.0 () [27]
  • Mathematica 12.2.0 () [27]

Notes et références
  1. « Launching Version 12.3 of Wolfram Language & Mathematica », (consulté le )
  2. (en) William C Haneberg, Computational geosciences with Mathematica, Springer, , 381 p. (ISBN 978-3-540-40245-9, lire en ligne)
  3. James Somers, « The Scientific Paper Is Obsolete : Here’s what’s next », The Atlantic,‎ (lire en ligne)
  4. « MacWorld review of Wolfram Workbench », Wolfram Research,
  5. « Using a Text-Based Interface », Wolfram Research
  6. « Mathematica Player Pro - new Application Delivery System for Mathematica », gizmag.com
  7. « New Mathematica: faster, leaner, linkable and QuickTime-compatible: MathLink kit allows ties to other apps. (Wolfram Research Inc. ships Mathematica 2.1, new QuickTime-compatible version of Mathematica software) »
  8. .NET/Link
  9. « Mathematica 5.1 Available », Database Journal,
  10. (en) « Mathematica Price for Industry: Individual License Options », sur www.wolfram.com (consulté le )
  11. « webMathematica terms », Wolfram
  12. « Mathematica Home Edition Released », Mac World,
  13. (en) « Mathematica Price for Students: Individual License Options », sur www.wolfram.com (consulté le )
  14. « How to Buy a Mathematica 12 License for Home & Hobby » (consulté le )
  15. « Mathematica 6 Platform Availability »
  16. Mathematica sur Raspberry Pi
  18. « Mathematica Journal’ news », Mathematica Journal, Volume 9, Issue 1
  19. « Supercomputer Pictures Solve the Once Insoluble », John Markoff,
  20. Elinor Craig, « Mathematica 1.2 adds new graphics options: upgrade also promises concurrent operations », MacWeek,
  21. compare_mathematica, Nasser M. Abbasi.
  22. Mathematica + 283 functions = Mathematica 2.0, Raines Cohen, MacWeek, 15 janvier 1991.
  23. « New version of Mathematica, Mechanical Engineering » [archive du ], (consulté le )
  24. Wolfram news archive 1996.
  25. « Mathematica 4.0 », Charles Seiters, Macworld,
  26. « Mathematica 5.0 Adds Up: Exactly 15 years after Mathematica's initial release, Wolfram Research has released Mathematica », PC Magazine, 3 septembre-11 2003
  27. Mathematica Quick Revision History
  28. « Mathematica hits 64-bit », MacWorld UK,
  29. « Today, Mathematica is reinvented », Blog by Stephen Wolfram,
  30. « Mathematica 6: Felix Grant finds that version 6 of Wolfram Research's symbolic mathematical software really does live up to its expectations », Scientific Computing,
  31. « mathematica-601 »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?), Wolfram Blog,
  32. « Mathematica 7.0 Released Today! », Blog by Stephen Wolfram,
  33. « Announcing Mathematica 7.0.1 », Wolfram,
  34. « Mathematica 8! », Blog by Stephen Wolfram,
  35. « Mathematica 9 Is Released Today! », Blog by Stephen Wolfram,

Annexes

Articles connexes

Liens externes
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