Matlab發(fā)展歷程與其發(fā)展趨勢

1、Matlab 發(fā)展歷程及其發(fā)展趨勢70 年代中期， Cleve Moler 博士和其同事在美國國家科學(xué)基金的資助下開發(fā)了調(diào)用 EISPACK和 LINPACK的 FORTRAN子程序庫。EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序庫， LINPACK是解線性方程的程序庫。在當(dāng)時(shí)，這兩個(gè)程序庫代表矩陣運(yùn)算的最高水平。到 70 年代后期，身為美國New Mexico 大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Moler ，在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí)，想教學(xué)生使用 EISPACKLINPACK程序庫，但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用 FORTRAN編寫接口程序很費(fèi)時(shí)間，為了讓學(xué)生方便的調(diào)用 EISPACK和 LINPACK，

2、利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫 EISPACK和 LINPACK的接口程序。 Cleve Moler 給這個(gè)接口程序取名為 MATLAB，取名 MATLAB (MATrix LABoratory) ，即 Matrix 和Laboratory的組合。在以后的數(shù)年里，MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用，并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳。1983 年春天， Cleve Moler到 Standford 大學(xué)講學(xué)， MATLAB深深地吸引了工程師 John Little。John Little 敏銳地覺察到 MATLAB在工程領(lǐng)域的廣闊前景。于是，他和 Cleve Moler、Steve Bange

3、rt一起，由 Steve Bangert 主持開發(fā)編譯解釋程序，Steve Kleiman完成圖形功能的設(shè)計(jì)， John Little和 Cleve Moler主持開發(fā)了各類數(shù)學(xué)分分析的子模塊， 撰寫用戶指南和大部分的M文件。這樣用 C語言開發(fā)了第二代 MATLAB專業(yè)版，也是 Matlab 第一個(gè)商用版， 同時(shí)賦予了它數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。自從第一版發(fā)行以來， 已有眾多的科技工作者加入到Matlab 的開發(fā)隊(duì)伍中，并為形成今天約Matlab 系統(tǒng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。1984 年， Cleve Moler和 John Little成立了 Math Works 公司，發(fā)行了 Matlab 第

4、 1 版(DoS 版本 1.0) 。正式把 MATLAB推向市場。MATLAB的第一個(gè)商業(yè)化的版本是同年推出的是3.0 的 DOS版本。并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB的研究和開發(fā)，逐步將其發(fā)展成為一個(gè)集數(shù)值處理、圖形處理、圖像處理、符號計(jì)算、文字處理、數(shù)學(xué)建模、實(shí)時(shí)控制、動(dòng)態(tài)仿真、信號處理為一體的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件。 Matlab 以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開放性和運(yùn)行的可靠性， 使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國的 UMIST，瑞典的 LUND和 SIMNON，德國的 KEDDC）紛紛淘汰，而改以 Matlab 為平臺加以重建。九十年代初期，在國際上 30 幾個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中，

5、Matlab 在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭， 而 Mathematica 和 Maple 則分居符號計(jì)算軟件的前兩名。 MathCAD因其提供計(jì)算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學(xué)生歡迎。 Matlab 已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。1992 年， MathWorks公司于推出了 4.0 版本。1993 年， MathWorks公司推出了 MATLAB 4.1版。也是在這年（ 1993年） MathWorks公司從加拿大滑鐵盧大學(xué)購得 Maple 的使用權(quán)，以 Maple 為“引擎”開發(fā)了 Symbolic Math Toolbox 1.0 。MathWorks公司此舉加快結(jié)束了國際上數(shù)值

6、計(jì)算、符號計(jì)算孰優(yōu)孰劣的長期爭論，促成了兩種計(jì)算的互補(bǔ)發(fā)展新時(shí)代。符號計(jì)算發(fā)展1960s 年代以來， 符號計(jì)算這個(gè)研究領(lǐng)域獲得了極大的發(fā)展。一系列符號計(jì)算算法的提出為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ)。 比較著名的算法包括 : 計(jì)算多項(xiàng)式理想的 Grobner 基算法、多項(xiàng)式分解的 Berlekamp 算法、計(jì)算有理函數(shù)積分的 Risch 算法 .在二十世紀(jì)六十年代， 比較流行的計(jì)算機(jī)程序語言是 FORTRAN和ALGOL。這兩種語言主要是用來作數(shù)值計(jì)算的， 至今 FORTRAN依然是數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)語言之一。然而 FORTRAN語言和 ALGOL語言并不適合于編寫符號計(jì)算軟件。六十年代初出現(xiàn)

7、的LISP 語言為符號計(jì)算軟件提供了合適的語言環(huán)境，因此早期的符號計(jì)算軟件都是用LISP 語言編寫的。其中最著名的符號計(jì)算系統(tǒng)是 REDUCE，REDUCE系統(tǒng)是由 Stanford 大學(xué)的 Tony Hearn 開發(fā)的基于 LISP 語言的交互式符號計(jì)算系統(tǒng)， 最初的目的是用來進(jìn)行物理計(jì)算。到了二十世紀(jì)七十年代初，由麻省理工學(xué)院的Joel Moses ， Willian Martin等人開發(fā)的 MACSYMA系統(tǒng)誕生了，它是那個(gè)時(shí)代功能最強(qiáng)大的符號計(jì)算系統(tǒng)。它的功能除了標(biāo)準(zhǔn)的代數(shù)計(jì)算以外，還包括極限的計(jì)算、符號積分、解方程等。事實(shí)上，許多符號計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)算法都是由麻省理工學(xué)院的研究小組提出的。

8、G.Collins 和 R.Loos 開發(fā)的 SAC/ALDES系統(tǒng)是另外一種類型的符號計(jì)算系統(tǒng)， 它的前身是 G。Collins 在 IBM 編寫的 PM系統(tǒng)，它所使用的開發(fā)語言是 LISP 語言的一個(gè)子集稱為 muSIMP進(jìn).入二十世紀(jì)八十年代，隨著個(gè)人 PC 機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)也獲得了飛速的發(fā)展。在這個(gè)時(shí)代推出的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)大部分是用C 語言編寫的，比較著名的系統(tǒng)包括Maple， Mathematica ， DERIVE 等。DERIVE 是 muMATH的后繼版本，它是第一個(gè)在 PC 機(jī)上運(yùn)行的符號計(jì)算系統(tǒng)。 DERIVE具有友好的菜單驅(qū)動(dòng)界面和圖形接口， 可以很方便的顯示二維

9、和三維圖形。 它唯一的缺陷是沒有編程功能， 直到 1994年 DERIVE 的第三版問世時(shí)， 才提供了有限的編程功能。 現(xiàn)在 DERIVE的大部分功能都被移植到由 HP 公司和 Texas 公司生產(chǎn)的圖形計(jì)算器上。Mathematica 是由 Stephen Wolfram 開發(fā)的符號計(jì)算軟件 Mathematica 系統(tǒng)的計(jì)算能力非常強(qiáng)， 它的函數(shù)很多， 而且用戶自己可以編程。它的最大優(yōu)點(diǎn)是，在帶有圖形用戶接口的計(jì)算機(jī)上Mathematica 支持一個(gè)專用的 Notebook接口。通過 Notebook接口， 我們可以向 Mathematica核心輸入命令，可以顯示Mathematica 的

10、輸出結(jié)果，顯示圖形、動(dòng)畫、播放聲音。通過Notebook，我們可以書寫報(bào)告、論文，甚至整本書。事實(shí)上，有關(guān)Mathematica 的論文， 軟件， 雜志大部分都是有 Mathlink 協(xié)議，通過 Mathlink ， 我們可以把 Mathematica 的核心與其它高級語言連接， 我們可以用其它語言調(diào)用 Mathematica ， 也可以在Mathematica 中調(diào)用其它語言編寫的程序。到現(xiàn)在為止，能夠與Mathlink 連接的語言包括 C 語言，Excel ，Word 等。事實(shí)上 Notebook 就是通過 Mathlink 與 Mathematica 核心相連接的。其它通用的符號計(jì)算系統(tǒng)

11、還有 IBM 公司的 Thomas J.Watson 研究中心開發(fā)的 AXIOM， 它的前身稱為 SCRATCHPAD。除了上述通用的符號計(jì)算系統(tǒng)以外， 還有一些在某個(gè)領(lǐng)域?qū)Ｓ玫姆栍?jì)算系統(tǒng)。 例如 :用于高能物理計(jì)算的SCHOONSCHIP， 用于廣義相對論計(jì)算的SHEEPSTENSOR。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中用于群論的 Cayley 和 GAP， 用于數(shù)論的 PARI， SIMATH 和 KANT。在代數(shù)幾何和交換代數(shù)領(lǐng)域中常用的系統(tǒng)是 CoCoA 和 Macaulay 。還有專門計(jì)算 Lie 群的 Lie 等等。1994 年，4.2 版本擴(kuò)充了 4.0 版本的功能， 在圖形界面設(shè)計(jì)方面更提供了新的

12、方法。1995 年，推出 4.2C 版（ for win3.X）。1997 年，推出 5.0 版，允許了更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如單元數(shù)據(jù)、多維矩陣、對象與類等，使其成為一種更方便編程的語言。1999 年，推出 5.3 版，在很多方面又進(jìn)一步改進(jìn)了MATLAB 語言的功能。MATLAB 5.X較 MATLAB 4.X無論是界面還是內(nèi)容都有長足的進(jìn)展，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，在 Netscape 3.0 或 IE 4.0 及以上版本， Acrobat Reader中可以方便地瀏覽。2000 年 10 月底推出了其全新的MATLAB 6.0 正式版 (Release 12) ，在核心數(shù)值算法

13、、界面設(shè)計(jì)、外部接口、應(yīng)用桌面等諸多方面有了極大的改進(jìn)?，F(xiàn)在的MATLAB支持各種操作系統(tǒng)，它可以運(yùn)行在十幾個(gè)操作平臺上，其中比較常見的有基于Windows 9X/NT、OS/2、Macintosh 、Sun、Unix 、Linux 等平臺的系統(tǒng)?，F(xiàn)在的 MATLAB再也不是一個(gè)簡單的矩陣實(shí)驗(yàn)室了， 它已經(jīng)演變成為一種具有廣泛應(yīng)用前景的全新的計(jì)算機(jī)高級編程語言了。 其功能也越來越強(qiáng)大， 會(huì)不斷根據(jù)科研需求提出新的解決方法。2001 年，MathWorks公司推出 Matlab6.0 版本， 6.x 版在繼承和發(fā)展其原有的數(shù)值計(jì)算和圖形可視能力的同時(shí)，推出了 SIMULINK，打通了 Matla

14、b 進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路。2006 年 9 月， MATLAB R2006b正式發(fā)布了 !從現(xiàn)在開始， MathWorks公司將每年進(jìn)行兩次產(chǎn)品發(fā)布， 時(shí)間分別在每年的3 月和 9 月，而且，每一次發(fā)布都會(huì)包含所有的產(chǎn)品模塊，如產(chǎn)品的 new feature 、bug fixes 和新產(chǎn)品模塊的推出。在 R2006a中（ MATLAB 7.2，Simulink 6.4 ），主要更新了 10 個(gè)產(chǎn)品模塊、增加了多 達(dá) 350 個(gè)新特性、增加了對 64 位 Windows的支持，并新推出了 .NET 工具箱。2007 年 3 月 1 日，Matlab R2007a發(fā)布。詳細(xì)點(diǎn)擊此

15、連接進(jìn)行了解往后有更新版本將寫在下面版本發(fā)布或者更新時(shí)間內(nèi)。現(xiàn)將 Matlab 各個(gè)版本簡要總結(jié)如下：Matlab 各個(gè)版本發(fā)布時(shí)間1985 1.01986 2.0 （含控制系統(tǒng)工具箱）1988 3.91993 4.0 （含 Simulink1.0 ）1994 4.2( 含 simulink2.0)不詳 4.3不詳 5.32000 6.0 （含 Simulink4.0 ）2001 6.1 （含 Simulink4.1 ）不詳 6.212003 6.52006 7.22007 7.32008 3.1 MATLAB7.62008.10.9 MATLAB 2008a2009.03.6 MATLAB

16、2009a版本發(fā)布或者更新時(shí)間版本 4建造編號發(fā)布時(shí)間MATLAB 1.01984MATALB 21986MATLAB 31987MATLAB 3.51990MATLAB 41992MATLAB4.2c R71994MATLAB 5.0 R81996MATLAB 5.1 R91997MATLABR9.119975.1.1MATLAB 5.2 R101998MATLABR10.119985.2.1MATLAB 5.3 R111999MATLABR11.119995.3.1MATLAB 6.0 R122000MATLAB 6.1 R12.12001MATLAB 6.5 R132002MATLABR

17、13SP120036.5.1MATLABR13SP220036.5.2MATLAB 7 R142004MATLABR14SP120047.0.1MATLABR14SP220057.0.4MATLAB 7.1 R14SP32005MATLAB 7.2 R2006a2006MATLAB 7.3 R2006b2006MATLAB 7.4 R2007a2007MATLAB 7.5 R2007b2007MATLAB 7.6 R2008a2008MATLAB 7.7 R2008b2008MATLAB 7.8 R2009a2009.3.6MATLAB 7.9 R2009b2009.9.4Mathcad 在全

18、球的趨勢全世界有 250,000 多位專業(yè)人員正在使用Mathcad 來執(zhí)行、記錄和共享計(jì)算及設(shè)計(jì)工作。 Mathcad 獨(dú)有的可視化格式和簡單易用的白板界面將標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)符號、文本和圖形集成到一個(gè)工作表中， 使 Mathcad成為獲取知識、 計(jì)算重用和工程協(xié)作的理想之選。Mathcad 使個(gè)人工作能夠進(jìn)行更新和交互式設(shè)計(jì)，因此，用戶可以獲取他們每一個(gè)工程項(xiàng)目背后的關(guān)鍵方法和價(jià)值。Mathcad 的 XML 體系結(jié)構(gòu)使組織能夠進(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越強(qiáng)大的計(jì)算。它提供一個(gè)開放工程式數(shù)據(jù)模型，能進(jìn)行發(fā)布、協(xié)作和集成，特別是在作為組織標(biāo)準(zhǔn)部署時(shí)。而且在工程師工作時(shí)， Mathcad 自動(dòng)為已記載的計(jì)算創(chuàng)建可審查的跟蹤記錄，從而簡化了守規(guī)、報(bào)告、驗(yàn)證和故障排除過程。這些功能使 Mathcad 成為了全世界使用X圍最廣的工程計(jì)算工具。 Mathcad 的工作方式 Mathcad 允許您鍵入方程，就像您在黑板上或參考