راهنمای شروع کار با نرم افزار اوکتاو (Octave)
راهنمای شروع کار با نرم افزار اوکتاو (Octave)
سلام...
با توجه به اینکه میبینم بچه ها خیلی تویه این زمینه و یا بهتر بگم معرفی نرم افزار های مهندسی و غیر مهندسی به بچه ها فعال هستند...من هم گفتم تا از این قضیه جا نمونم...



اوکتاو چی هست؟
اوکتاو، یک نرم افزار متن باز برای محاسبات و ترسیمهای عددی است. این نرم افزار به ویژه برای محاسبات ماتریسی طراحی شده است: نظیر حل دستگاه معادلات، محاسبهی ویژه بردارها و ویژه مقدارها و... . در بسیاری از مسائل مهندسی دنیای پیرامون، دادههای بدست آمده را میتوان به صورت ماتریس و بردار بیان کرد و از این طریق با رسیدن به فرمهای حل مسئله از حجم مسائل پیش رو کاست و اوکتاو این توانایی را دارد که دادهها را در تنوعی از روشهای مختلف نمایش دهد و با زبان برنامه نویسی مختص خود امکان گسترش سیستم را فراهم میکند. به کمک این نرم افزار که گسترهی وسیعی از مسئلههای عددی را پوشش میدهد، میتوان زمان بیشتری را به آزمایش کردن پرداخت و مسئله را در گسترهی وسیعتری کنکاش کرد. اوکتاو هم چنین میتواند به عنوان یک ماشین حساب قدرتمند، رسام و قابل برنامه ریزی به کار رود.
اوکتاو در آغاز به عنوان یک نرم افزار محاسباتی به منظور تدوین یک کتاب درسی دورهی لیسانس دربارهی عامل واکنش شیمیایی گسترش یافت. اکنون نیز با رهبری دکتر J. W. Eaton و تحت مجوز عمومی GNU(توسعهی رایگان نرم افزار) در حال توسعه است. سازگاری تا حد زیاد با نرم افزار ویندوزی MATLAB که در علم و صنعت کاربردی عمومی یافته است، قابلیتهای کاربردی اوکتاو را دو چندان کرده است.
اوکتاو چی نیست؟
اوکتاو برای حل مسائل ریاضی با روشهای عددی طراحی شده است و این کار را با انجام محاسبات روی مقادیر در حافظهی کامپیوتر انجام میدهد. به عبارتی همیشه نمیتواند یک حل مطلق برای یک مسئله ارائه دهد و نبایستی آن را با برنامههایی از قبیل Mathematica ،Maxima و Maple که با روشهای جبری، حلهای نمادی(پاسخهایی تحلیلی) به دست میدهند، اشتباه گرفت. البته این مورد باعث برتری یا سطح پایینتر بودن آن نمیشود. در واقع، اوکتاو برای وظایف مختلفی به کار گرفته میشود. بیشتر مسائل ریاضی واقعی ـ به ویژه آنهایی که در حوزهی مهندسی مطرح هستند ـ دارای حلهای جبری شسته و رفتهای نیستند. به عنوان مثال، میدانیم که توابع اندک شماری هستند که بتوان با اتخاذ یک روش جبری تمامی صفرهای تابع(f(x)=0) را پیدا کرد. روش تقریب نیوتن از روشهای کاربردی ریاضیدانها برای یافتن صفرهای یک تابع است. در این روش حدسهای متوالی در تابع امتحان میشود تا به تدریج به پاسخ نزدیک شوند. واضح است که در این راهکار، هیچ روش جبری استفاده نشده است. در واقع اوکتاو نیز برای رسیدن به پاسخ چنین مسائلی به کار گرفته میشود.
چه کسی از اوکتاو استفاده میکند؟
اوکتاو و متلب، توسط مهندسان و دانشمندان به طور گستردهای در صنعت و تحقیقات علمی برای انجام محاسبات عددی و نیز برای توسعه دادن و آزمایش کردن الگوریتمهای ریاضی استفاده میشوند. برای مثال، ناسا(NASA)، اوکتاو را برای توسعهی سیستمهای بارگذاری فضاپیماها به کار میبرد. در مسابقات اتومبیل رانی Jaguar برای آنالیز و نمایش دادههایی که از ماشینهای "فرمول یک" ارسال میشوند، استفاده میشود. دانشگاه شفیلد(Sheffield) از آن برای توسعهی نرم افزار جهت شناخت سلولهای سرطانی استفاده میکند. به طور کلی، اوکتاو، نوشتن برنامههای ریاضیاتی و نمایش دادهها با روشهای متنوع بسیار را سریع و آسان میکند.
چرا از یک زبان سطوح بالای رایج مانند C++ استفاده نشود؟
C++ و دیگر زبانهای برنامهنویسی استاندارد در صنعت، برای نوشتن نرم افزار در حالت کلی(تمام حیطهها) طراحی میشوند. به هر حال، حل یک مسئلهی ریاضیاتی از طریق نوشتن یک برنامه با C++ که بسیاری از مفاهیم ریاضی و امکانات ترسیمی را هم پشتیبانی نمیکند، زمانبر است. اوکتاو، اختصاصاً برای حل این گونه مسائل، انجام محاسبات و نمایش نتایج طراحی شده است. حتی کسانی که میخواهند نرم افزارشان را نهایتاً با زبانهایی مانند C++ عرضه کنند، گاهی بخشهای ریاضی طرح خود را با اوکتاو نگارشی اولیه انجام میدهند که این امکان را فراهم میآورد تا الگوریتمها را خیلی سریع تست کنند.
در کل.....
نرمافزار Octave، برنامهای كامپيوتري تحت سیستم عامل لینوکس است كه مشابه تحت ویندوز آن Matlab (مخفف Matrix Laboratory) نام دارد. البته نسخهی تحت ویندوز اوکتاو نیز موجود است. از این گروه نرم افزارها میتوان به Scilab نیز اشاره کرد. برنامههایی که در هر یک از این سه نرم افزار نوشته میشود [با اندکی تغییر] قابل اجرا در نرم افزار دیگر است. این گروه نرم افزارها براي كساني كه با محاسبات عددي و به ويژه جبر خطي سر و كار دارند، تهيه شده است و ابزاری پرقدرت براي ترسيم دادهها، برنامه نويسي و انجام محاسبات مهندسي و پژوهشي و مدل سازی مسائل علوم پایه با روشهای عددی است.
با تشکر...


