2024年5月4日发(作者：)

四大数学工具软件的简介和应用比较

四大数学工具软件的简介和应用比较

数学软件四大家Maple、MATLAB、MathCAD和Mathematica 目前在科技和

工程界上比较流行和著名的数学软件主要有四个，分别是MATLAB、Maple、MathCAD

和Mathematica。它们在各自针对的目标都有不同的特色。下面就让我为你一一道来。 一、

Maple 系统

Maple 是由Waterloo大学开发的数学系统软件，它不但具有精确的数值处理功能，

而且具有无以伦比的符号计算功能。Maple 的符号计算能力还是MathCAD和MATLAB

等软件的符号处理的核心。Maple提供了2000余种数学函数，涉及范围包括：普通数学、

高等数学、线性代数、数论、离散数学、图形学。它还提供了一套内置的编程语言，用户

可以开发自己的应用程序，而且Maple自身的2000多种函数，基本上是用此语言开发的。

Maple采用字符行输入方式，输入时需要按照规定的格式输入，虽然与一般常见的数

学格式不同，但灵活方便，也很容易理解。输出则可以选择字符方式和图形方式，产生的

图形结果可以很方便地剪贴到Windows应用程序内。 二、MATLAB 系统

MATLAB原是矩阵实验室〔Matrix Laboratory〕在70年代用来提供Linpack和

Eispack软件包的接口程序，采用C语言编写。从80年代出现3.0的DOS版本，逐渐成

为科技计算、视图交互系统和程序语言。MATLAB可以运行在十几个操作平台上，比较常

见的有基于Windows 9X/NT、OS/2、Macintosh、Sun、Unix、Linux等平台的系统。

MATLAB程序主要由主程序和各种工具包组成，其中主程序包含数百个内部核心函

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数，工具包则包括复杂系统仿真、信号处理工具包、系统识别工具包、优化工具包、神经

网络工具包、控制系统工具包、μ分析和综合工具包、样条工具包、符号数学工具包、

图像处理工具包、统计工具包等。而且5.x版本还包含一套几十个的PDF文件，从MATLAB

的使用入门到其他专题应用均有详细的介绍。

MATLAB是数值计算的先锋，它以矩阵作为基本数据单位，在应用线性代数、数理统

计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真方面已经成为首选工具，同时也是科研工作

人员和大学生、研究生进行科学研究的得力工具。MATLAB在输入方面也很方便，可以使

用内部的Editor或者其他任何字符处理器，同时它还可以与Word6.0/7.0结合在一起，

在Word的页面里直接调用MATLAB的大部分功能，使Word具有特殊的计算能力。 三、

MathCAD 系统

MathCAD是美国Mathsoft公司推出的一个交互式的数学系统软件。从早期的DOS

下的1.0和Windows下的4.0版本，到今日的8.0版本，功能也从简单的数值计算，直

至引用Maple强大的符号计算能力，使得它发生了一个质的飞跃。

MathCAD是集文本编辑、数学计算、程序编辑和仿真于一体的软件。MathCAD7.0

Professional〔专业版〕运行在Win9X/NT下，它的主要特点是输入格式与人们习惯的数

学书写格式很近似，采用WYSWYG〔所见所得〕界面，特别适合一般无须进行复杂编程

或要求比较特殊的计算。MathCAD 7.0 Professional 还带有一个程序编辑器，对于一般

比较短小，或者要求计算速度比较低时，采用它也是可以的。这个程序编辑器的优点是语

法特别简单。

MathCAD可以看作是一个功能强大的计算器，没有很复杂的规则；同时它也可以和

Word、Lotus、WPS2000等字处理软件很好地配合使用，可以把它当作一个出色的全屏

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幕数学公式编辑器。四、Mathematica 系统

Mathematica是由美国物理学家Stephen Wolfram领导的Wolfram Research开发

的数学系统软件。它拥有强大的数值计算和符号计算能力，在这一方面与Maple类似，但

它的符号计算不是基于Maple上的，而是自己开发的。

Mathematica的基本系统主要是用C语言开发的，因而可以比较容易地移植到各种

平台上，Mathematica是一个交互式的计算系统，计算是在用户和Mathematica互相交

换、传递信息数据的过程中完成的。Mathematica系统所接受的命令都被称作表达式，系

统在接受了一个表达式之后就对它进行处理，然后再把计算结果返回。Mathematica对于

输入形式有比较严格的规定，用户必须按照系统规定的数学格式输入，系统才能正确地处

理，不过由于3.0版本引入输入面板，并且可以修改、重组输入面板，因此以前版本输入

指令时需要不断切换大小写字符的繁琐方式得到很好的改善。5.1版本可以用各种格式保存

文件和剪贴内容，包括RTF、HTML、BMP等格式。 Mathematica的符号功能是最强的。

且它的运行构架是最优的。符号运算效力与解析能力是最好的〔数值运算当然是Matlab

最好〕。它的构架由核心系统与前端系统构成。两个系统既合作又独立。这个比Matlab的

构架都要优秀。它是专为研究人员开发的。至于Maple的符号能力根本就比Mathematica

弱很多的。它基本上是为中学生与大学生之学习研发的。不足以进行物理学与技术科学的

运演。而Mathematica是最好的物理学科研的工具。Matlab是最好的技术科学数值求解

的工具。朋友们应该知了。数值类的数学软件是Matlab最好最全。符号分析类的数学软

件是Mathematica最好。 五、四种软件的比较

选用何种数学软件?如果仅仅是要求一般的计算或者是普通用户日常使用，首选的是

MathCAD，它在高等数学方面所具有的能力，足够一般客户的要求，而且它的输入界面也

特别友好。如果要求计算精度、符号计算和编程方面的话，最好同时使用Maple和

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Mathematica，它们在符号处理方面各具特色，有些Maple不能处理的，Mathematica

却能处理，诸如某些积分、求极限等方面，这些都是比较特殊的。如果要求进行矩阵方面

或图形方面的处理，则选择MATLAB，它的矩阵计算和图形处理方面则是它的强项，同时

利用MATLAB的NoteBook功能，结合Word6.0/7.0的编辑功能，可以很方便地处理科

技文章。

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