========================================================================== NEWSLETTER "CHEMIE UND VERFAHRENSTECHNIK IM WEB" Informationen für Planer und Anlagenbetreiber Erscheint monatlich ISSN 1613-2513 29. Ausgabe Mai 2006 *WEBAUSGABE* Sie erhalten diesen Newsletter, weil Sie - sich im Verteiler auf der Website eingetragen haben - oder bereits in Kontakt mit mir stehen und dem Versand zugestimmt haben. Ihre E-Mail-Adresse wird ausschließlich zum Versand des Newsletters gespeichert und nicht weitergegeben. Sie können den Newsletter jederzeit abbestellen. Eine leere Mail an die folgende Adresse genügt: ========================================================================== ===================== Thema dieser Ausgabe: ===================== Mathematische Free- und Shareware, Demoversionen Ich freue mich, Ihnen heute einen Gastbeitrag von Dr. Ralph Berr, Mathematiker und Programmierer, Science Consult KG http://www.science-consult.de vorstellen zu können. Während die ersten drei Abschnitte einfache, selbsterklärende Software behandeln, hat Dr. Berr für die mathematisch bewanderteren Leser einige Programme herausgesucht, die schwieriger im Umgang sind, dafür aber auch weitaus mehr Möglichkeiten bieten. 1. Berechnungstools 2. Funktionenplotter 3. Software mit Programmierungsmöglichkeiten 4. Anspruchsvollere Software =================== 1. Berechnungstools =================== Hier ist eine Auswahl von teilweise webbasierten Tools zu finden, die einzelne Berechnungen vornehmen können, z. B. aus dem Bereich der Statistik. *LINEARE REGRESSION* Es gibt zahlreiche webbasierte Tools zur Durchführung von linearen Regressio- nen. Diese sind geeignet, um einmal einen Satz von Werten zu prüfen. Da die meisten kein Speichern der Daten zulassen, sind sie für den Dauergebrauch al- lerdings kaum geeignet. Hier drei Beispiele. http://www.arndt-bruenner.de/mathe/scripts/regr.htm http://www.mathe-online.at/nml/materialien/innsbruck/regression/ http://www.chemie.unibas.ch/~huber/Statistik/LinReg/ Es geht natürlich auch mit Excel. Diese Scripte beschreiben, wie: http://www5.informatik.uni-wuerzburg.de/events/ws0506/eihaf/puppe/vorlesung3_6.pdf http://www.physik.uni-augsburg.de/~pfalzerp/physik-site/a-praktikum/LR.html *EINZELNE PHYSIKALISCHE BERECHNUNGEN* Die Sammlung von 140 Rechnern aus dem Bereich der Physik sind eher lustig als nützlich. Sie verraten einem jedoch, ob der Hirsch vom fahrenden Auto getrof- fen wird und ob ein Elefant oder eine gleichgroße Holzkugel schneller fallen: http://www.schulphysik.de/java/physlet/index.html *CALC 3D PRO* Dieses kleine Sharewareprogramm "... kann mit Vektoren, Matrizen, Koordinaten, regulären Polynomen, komplexen Zahlen und Quaternionen umgehen und Funktionen zeichnen. Für geometrische Objekte (wie Punkt, Gerade, Ebene, Kugel) können in 2 bzw. 3 Dimensionen die Schnittobjekte berechnet werden. Kartesische Koordina- ten, Kugelkoordinaten und Zylinderkoordinaten können ineinander überführt werden. Der integrierten Editor gibt neben den Standardfunktionen die Möglichkeit, Funk- tionen in kartesischen - und Polarkoordinaten zu zeichnen. Numerische Integration und das Erstellen von Wertetabellen ist möglich. http://www.winsoftware.de/Download,Calc+3D+Pro,5841.htm *GAUSS'SCHE GLEICHUNGEN LÖSEN* ... kann das folgende Tool, und zwar Systeme mit maximal sechs Gleichungen. Keine Installation notwendig. http://www.michael-grassmann.de/wsgls.zip *MEHRWERTSTEUER* Eigentlich ja eine einfache Sache, aber wem die Umrechung von brutto in netto und das Ausrechnen des Mehrwertsteuerbetrages auf die Nerven geht. der findet hier ein Einfachsttool. http://www.mhsoft.de/produkte/freeware/mhsoftmehrwertsteuer.html *DESKCALC SE: WINDOWS-RECHNER-ERSATZ FÜR KAUFLEUTE* Dieser Taschenrechner für den PC hat besonders viele kaufmännische Funktionen zu bieten und eignet sich als Ersatz für den Windows-Rechner, wenn oft ty- pische Berechnungen auf dem Gebiet der Finanzmathematik zu erledigen sind. http://www.deskcalc.de/ ========================== 2. Plotter und Simulatoren ========================== Dieser Abschnitt enthält eine Auswahl von Programmen mit grafischer Ausgabemöglichkeit. *GRAPHCALC* Graphcalc bietet sich an als Ersatz für den Windows-Rechner, weil die Berech- nungen ausgedruckt werden können, der funktionsumfang etwas größer ist und auch einfache Plots möglich sind. http://www.graphcalc.com *OPEN DYNAMICS ENGINE* Die Open Dynamics Engine ist ein Programm zur Simulation der Mechanik star- rer Körper. Ein ausführliches Skript zeigt, was mit dem Programm möglich ist. Dies reicht von der Auslegung einfacher Federn bis hin zur Berechnung realis- tischer Abläufe in Computerspielen. http://ode.org/ *ADVANCED GRAPHER* 2D-Funktionenplotter und -finder zu einem günstigen Preis-Leistungs-Verhältnis: http://www.serpik.com/agrapher/ *GEOGEBRA* Dieses Programm eignet sich vor allem für die Erstellung von geometrischen Zeichnungen, Funktionenplots etc., wenn z. B. geometrische Abbildungen für eine Präsentation oder einen Artikel erstellt werden müssen. Ein angeschlos- senes Wiki bietet Informationen zu dem Programm. http://www.geogebra.at/ ============================================ 3. Software mit Programmierungsmöglichkeiten ============================================ *ALGEBRUS* Algebrus ist mein persönlicher Favorit, da es einerseits einen einfachen Funktionenplotter und Rechner enthält (drauflostippen genügt), andererseits auch eine Programmierumgebung in XPascal besitzt, für die schon eine Biblio- thek an Routinen bereitsteht. Es gibt auch eine Mailingliste, in der Fragen beantwortet werden. http://www.astrise.com/ ============================ 4. Anspruchsvollere Software ============================ Beitrag von Gastautor Dr. Ralph Berr, Weilheim berr@science-consult.de Frau Dr. Arnold hat mich gebeten, einen Beitrag zu mathematischer Software zu schreiben, die entweder frei erhältlich ist oder zumindest kostenlos getestet werden kann. Dieser Bitte komme ich gerne nach. Aus der Vielfalt der verfügbaren mathematischen Software stelle ich nachfolgend nur eine sehr kleine Auswahl vor, die zudem persönlich geprägt ist. Gemeinsam ist allen, dass sie eine Einarbeitungszeit benötigen, zahlreiche mathematische Lösungsalgorithmen zur Verfügung stellen und eine Programmierumgebung bieten. *SOFTWARE FÜR NUMERISCHE BERECHNUNGEN* Was sind eigentlich "numerische Berechnungen"? Grob gesagt: wir rechnen näherungs- weise. Für viele Aufgabenstellungen haben wir nach heutigem Wissensstand gar keine andere Möglichkeit als numerisch zu rechnen. Doch die Numerik hat ihre Tücken. Vor 20 Jahren gab es noch viele Taschenrechner, die bei der Rechnung (1:3)*3 das Ergebnis 0.999... ausgaben. Das war natürlich kein praxisrelavantes Problem. Wenn Sie aber bestimmen sollen wie, wann, wo und unter welchen Bedingungen Sie eine Sonde zum Pluto starten müssen, kann die wiederholte Verwendung von Näherungswerten bei einer solch komplexen Berechnung dazu führen, dass die Sonde letztlich Pluto grandios verfehlt und in die Fernen des Alls entschwindet. Doch nun zur Software. Im kommerziellen Bereich ist Matlab wohl am verbreitetsten: http://www.mathworks.de/ Da man bei einer Basisversion + einiger spezieller Module schnell bei einer Lizenzgebühr von 5.000 € ist, lohnt sich die Suche nach Alternativen. Ich beschränke mich in der folgenden Auswahl auf Software, die an Matlab angelehnt ist, um nahe am Standard zu bleiben. *SCILAB* http://www.scilab.org/ Die Software gibt es seit 1990 und sie ist frei erhältich. Sie wird seit 2003 von dem Scilab Consortium weiter entwickelt. Neben den im Umfang von Scilab enthaltenen Funktionen kann man leicht eigene Routinen, die in anderen Programmiersprachen wie Fortran, C etc. geschrieben wurden, einbinden. Homepage: http://www.scilab.org/ Dokumentation: http://www.scilab.org/product/index_product.php?page=overview.html Download: http://www.scilab.org/download/index_download.php?page=release.html" *OCTAVE* http://www.gnu.org/software/octave/ Octave wurde ursprünglich für Studenten der Chemie entwickelt und mag daher für Chemiker Vorteile bieten. Wie Scilab ist Octave frei erhältlich. Es ist stärker an Matlab angelehnt als Scilab. Für Windowsbenutzer: im Cygwin-Paket (siehe http://www.cygwin.com) ist Octave enthalten. Homepage: http://www.gnu.org/software/octave/ Dokumentation: http://www.gnu.org/software/octave/docs.html Download: http://www.gnu.org/software/octave/download.html *SOFTWARE FÜR SYMBOLISCHES RECHNEN, COMPUTERALGEBRASYSTEME (CAS)* Verkürzt ausgedrückt wird beim symbolischen Rechnen nicht näherungsweise, sondern exakt gerechnet. Um dies an einem sehr einfachen Beispiel zu demonstrieren, betrachten wir die Rechnung 2/3 - 1/7. Eine numerische Software liefert ein Ergebnis der Form 0.52380952380952, ein CAS hingegen 11/21. Weitergehende Informationen zu CAS finden sich in diesem Script: http://www.informatik.uni-leipzig.de/~graebe/skripte/esr06.pdf Verbreitete CAS sind Maple: http://www.maplesoft.com/ und Mathematica: http://www.wolfram.com/ die in der Grundversion ca. 2.500 € kosten. Alternativen sind: *MAXIMA* http://maxima.sourceforge.net/ Maxima ist frei erhältlich und aus dem "Ur-CAS" Macsyma entstanden. Homepage: http://maxima.sourceforge.net/index.shtml Dokumentation: http://maxima.sourceforge.net/docs.shtml Download: http://maxima.sourceforge.net/download.shtml *MUPAD* http://www.mupad.de/ Mupad wurde ursprünglich an der Universität Paderborn entwickelt. Es gibt auch eine Version, die Scilab enthält, so dass man ein Paket für numerische und symbolische Berechnungen erhält. Für Mupad gibt es eine 30-tägige Testversion. Homepage: http://www.mupad.de/ Dokumentation: http://research.mupad.de/doc/ Download: http://www.mupad.de/download.html =========================================================== Haben Sie Anmerkungen, Fragen oder Kommentare zu dem Thema? =========================================================== Schreiben Sie mir! Die interessantesten Zuschriften werden veröffentlicht. mailto:newsletter@arnold-chemie.de?subject=Anmerkung zum Newsletter 29. Ausgabe ===================================================== Ältere Ausgaben des Newsletters finden Sie im Archiv: ===================================================== http://www.arnold-chemie.de/newsletter/newsletter.html Dort können Sie den Newsletter auch abonnieren, oder Sie schreiben an die folgende Adresse: newsletter@arnold-chemie.de Geben Sie bitte Ihren Namen an. Ich freue mich, wenn Sie den Newsletter weiterleiten oder Textteile daraus verwenden, aber löschen Sie bitte nicht die Copyrightangaben. ============ Herausgeber: ============ Dr. Arnold Chemie-Beratung Claudia Arnold Hinterm Ließ 13 88481 Balzheim Tel: +49(7347)920 233 Fax: +49(7347)920 597 Mobil: (0175)928 12 91 E-Mail: ca@arnold-chemie.de http://www.arnold-chemie.de Umsatzsteuer-Identifikationsnummer DE210204914 © Dr. Claudia Arnold 2006, Dr. Ralph Berr 2006