Maple V Release 4

Winfried Auzinger, Inst. f. Angew. u. Numerische Mathematik,
Walter Haider

Das Computer-Algebra Paket Maple V Release 4, von Waterloo Maple Software (Kanada), steht am Applika- tionsserver für Simulationssoftware-Pakete (sim.zserv) und am Fachbereichsrechner Mathematik-Studierende (fbma) zur Verfügung.

Maple ist ein leistungsfähiges System zum symbolischen und numerischen Rechnen und Erstellen von 2D- und 3D-Graphiken einschließlich Animation. Es bietet mehr als 2500 Mathematik-Funktionen, welche interaktiv und von einer eigenen, Pascal-ähnlichen Programmiersprache aufgerufen werden können.

Probleme aus den Bereichen allgemeine Mathematik, Objektmanipulation, Kombinatorik, Differentiation, Integration, Geometrie, Gruppentheorie, lineare Algebra, Optimierung, Zahlentheorie, Polynome und Statistik können behandelt werden. Die Vielzahl der Graphikmöglichkeiten (Oberflächen, Konturen, Trajektoren, Röhren, Animation usw.) erleichtern das Interpretieren von großen Datenmengen.

Maple-Resultate können nach den Sprachen Fortran und C portiert oder in LaTeX-Format übertragen werden.

Die neue Release 4 (vom Hersteller als 'The Power Edition' bezeichnet) beinhaltet folgende Neuerungen:

Komplett überarbeitete graphische Benutzeroberfläche:

• verbesserte Textverarbeitungsfähigkeiten,
• mathematischer Formelsatz in Text- und Eingabe-bereichen,  
• mit der Maus selektierbare Teilausdrücke bei der mathematischen Ausgabe,
• verstärkte Benutzung von Toolbars,
• dialoggesteuerte Veränderung von Graphen,
• Hypertext-Verbindung von Arbeitsblättern und mehrfachen Arbeitsblättern.

Neue und erweiterte Routinen bei der symbolischen Berechnung:     

• neuer Differentialgleichungslöser für partielle Differentialgleichungen,
• neues Paket zur Integraltransformation,
• stark verbesserte elliptische Integration,
• neue Implementation von stückweisen Funktionen,
• Matrizenzerlegung,
• erweiterte Lösungsroutinen von Gleichungen,
• stark erhöhte Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Assume-Eigenschaft, 
• symbolische Berechnung von Summen.

Zusätzliche und erweiterte mathematische Pakete:    

• für die Erzeugung von Zufallszahlen,
• für die Behandlung von gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen,
• für finanzmathematische Berechnungen,
• für die Erzeugung und Bearbeitung von graphischen Objekten,
• für die Integraltransformation,
• für die Behandlung und Lösung von linearen Rekur-sionsgleichungen,
• für die Bearbeitung und Berechnung von unbestimmten und bestimmten Summen.      

Erweiterte Programmiersprache:

• komplette Palette von Debug-Fähigkeiten, u.a. Watch- points, Breakpoints sowie Einzelschrittverfolgung,
• Sammlung von Ein- und Ausgaberoutinen,
• automatische Vektoren- und Matrizenarithmetik,
• Erzeugung von kompletten Fortran und C-Unterprogrammen aus Maple-Prozeduren.

Umfangreichere graphische Darstellungen:

• Überarbeitetes 2D-Geometriepaket,
• Darstellung von linearen Ungleichungen,
• Darstellung von Wurzelortskurven,
• neue Funktionen zur Darstellung von Daten, u.a. von 2D-Graphen von ebenen Listen, Höhenliniendarstellung sowie Dichtedarstellung von Punkten.

Neue Architektur: 
Maple V Release 4 enthält jetzt einen MathEdge Kernel, der externe Anwendungen unterstützen kann.

Das Format der Worksheet-Dateien hat sich geändert, die neue Kennung lautet *.mws. Worksheet-Dateien aus Release 3 (Kennung *.ms) können weiterhin gelesen werden. Beim Speichern werden sie ohne Rückfrage und ohne Änderung der Kennung im neuen Format gespeichert und können dann mit Release 3 nicht mehr gelesen werden.

Im Vergleich zu Release 3 fällt auf:

• Die Benutzerschnittstellen (worksheet interface) der PC(Windows)- und der UNIX(X Window)-Version sind jetzt einheitlicher gestaltet.
• Die Möglichkeiten dieses Interfaces sind gegenüber Release 3 beträchtlich erweitert worden (multiple work- sheets, hyperlinks, bookmarks, Gliederung in sections und subsections, die bei Bedarf „geöffnet“ und „geschlossen“ werden können, ...).

Damit ist Maple V zu einem Werkzeug herangereift, mit dem man „nicht nur rechnen“ sondern komplette mathematische Publikationen erstellen kann. (Inwieweit dies sinnvoll ist, bleibt der individuellen Beurteilung vorbehalten.) Der dafür bezahlte Preis besteht in einer unübersichtlicheren Menüstruktur und einem erhöhten Lernaufwand.

Auch den mit Release 3 sehr vertrauten Anwendern ist dringend zu empfehlen, das einführende Kapitel im Learning Guide genau zu studieren. Das Online Help System hilft hier nur beschränkt weiter und liefert kaum mehr als eine lineare Abbildung der Menüstruktur, ergänzt um eine Handvoll Schlagwörter.

Beispiel: Die individuelle Konfiguration diverser Styles (Fonts und Farben für Eingabe, Ausgabe, Kommentare etc.) ist praktisch nur mittels einer mühsamen trial-and-error Prozedur zu bewerkstelligen.

Informationen über die Erweiterungen gegenüber Release 3 beinhaltet die Datei newrel4.txt (siehe Dokumentation).

Release 3 wird noch bis Ende September 1997 verfügbar sein (Aufruf mit maple.old bzw. xmaple.old).

Verwendung

maple Nutzung der tastaturorientierten Version im Terminalmodus („schlichte Umgebung“, character device)

xmaple Nutzung der mausorientierten Version unter X Window

mint Syntaxanalyse von Maple-Programmen

march Maple Archive Manager

updtsrc zur Anpassung an Maple V Release 4

Eine allererste Einführung in das Maple-System kann durch ?intro; erfolgen bzw. Help -> Contents -> Introduction in der X Window-orientierten Umgebung.

Die X Window orientierte Version bietet die Möglichkeit, mittels Maple-Worksheets (Kombination von Maple- Input, -Output, -Text und -Graphik in einem Dokument) Berechnungen für spätere Verwendungen wie nochmalige Durchführung, Abänderungen der Eingaben etc. oder für den Transfer auf andere Plattformen  zu erstellen.

In dem Verzeichnis /usr/local/maple/examples sind Beispiele für solche Worksheets (.mws-Dateien) vorhanden.

Zum weltweiten Austausch von Maple-Programmen und -Worksheets unter den Maple-Anwendern steht die Maple Share Library zur Verfügung. Zugang zum Beispiel über aftp-Server ftp.inf.ethz.ch im Verzeichnis /pub/maple.

Dokumentation

Mit einem ? als erstem und einzigen Zeichen einer Zeile bekommt man das Einstiegsmenü der Online-Hilfe von Maple und mit ?<topic> Erklärungen zu weiteren Themen (character device).

In der X Window-orientierten Umgebung erhält man durch Anklicken von Help in der Menü-Leiste die Möglichkeit, mittels Topic Search oder Full Text Search Informationen zu gewünschten Themen zu erhalten.

Folgende Manual-Pages stehen zur Verfügung:

man maple
man mint
man updtsrc
man march

Zusätzliche Dokumentation enthalten auch die Dateien

newrel4.txt Neuerungen in Maple V Release 4

incomp.txt   Inkompatibilitäten von Release 4 zu Release 3

updaterel4.txt Compatibility between Maple V Release 3 to Maple V Release 4

mplintro/* Maple V, Eine Einführung mit einfachen Beispielen ... (A. Walz)

maplems.*   Export to LaTeX

latex.txt   Printing and Viewing Maple LaTeX Documents

QA.*    Some Maple Questions and Answers

in dem Verzeichnis /usr/local/doc/maple/.

Informationen im Internet:

/museum/edvz/zserv/sw/maple.html

http://www.unizh.ch/oci/mirror/maple/maplev.html

Allgemeine Informationen zu Maple Release 4:
/museum/edvz/zserv/sw/maple.html

majordomo@daisy.uwaterloo.ca
Maple User Group Mailing List (MUG)  
info maple-list   im Mail-Body

sci.math.symbolic   Newsgroup Symbolische Mathematik

Im Buchhandel erhältlich:

First Leaves: A Tutorial Introduction to Maple V
Maple V Language Reference Manual
The Maple V Handbook
The Maple Technical Newsletter (MTN)