Mathematica

Per anni è stata l'incubo di milioni di persone, non solo in Italia, ma in tutto il mondo: la matematica. Una materia considerata dagli studenti come la più ostile e statisticamente la meno apprezzata tra i banchi di scuola. Ai tempi del liceo, un software come Mathematica avrebbe tolto a molti le castagne dal fuoco. Infatti, questo programma non solo vi risparmierà la fatica di dover risolvere a mano difficili equazioni, logaritmi e integrali ma, per gli utenti più esperti, consentirà anche di sfruttare diversi paradigmi di programmazione che rendono questa applicazione indispensabile per chi decide di intraprendere studi professionali. Con un simile aiuto, forse, anche la teoria della relatività di Einstein sarebbe arrivata qualche decennio prima.

Mathematica è un ambiente di calcolo, ideato da Stephen Wolfram, multi-piattaforma ma anche un potentissimo linguaggio di programmazione. Infatti, basandosi sulla riscrittura di espressioni e su paradigmi come la programmazione funzionale, logica e strutturale, questo software diventerà un valido alleato per tutte le persone che hanno sempre avuto difficoltà con i calcoli. Il linguaggio base di Mathematica viene interpretato da un kernel che, utilizzando il protocollo MathLink, viene elaborato e comunicato tramite un front end rappresentato da un notebook integrato che visualizzerà i risultati sotto forma di testo, formule o grafici.

Uno dei punti di forza di Mathematica è la manipolazione simbolica matematica. Infatti Mathematica utilizza una elegante notazione funzionale tramite una sintassi semplice, ma supporta anche lo sviluppo di un programma procedurale o orientato agli oggetti. Uno dei principali competitor che supporta questa funzionalità è Maple, ma rispetto a Mathematica offre una sintassi più difficile da interpretare.

Mathematica è composto da differenti moduli ognuno con funzionalità specifiche per risolvere alcuni problemi. Alcuni dei moduli sono: Algebra Polinomiale, Calcolo Scientifico, Linguaggio simbolico, Analisi dei Dati, Elaborazione delle immagini e operazioni computazionali (deep learning, machine learning, natural language processing).

Algebra Polinomiale:

• Elementi polinomiali;
• Decomposizione polinomiale e fattorizzazione;
• Divisione polinomiale;
• Sistemi polinomiali;
• Polinomiale minimo per una espressione algebrica generica;
• Operazioni con gli interi Gaussiani.

Analisi Numerica:

• Risoluzione di equazioni - NSolve, NDSolve, NIntegrate, NMinimize, NSum;
• Numeri complessi - I(), Abs, Re, Im, Coniugato;
• Rappresentazione dei numeri - IntegerDigits, RealDigits, FromDigits, IntegerQ;
• Visualizzazione di espressioni - NumberForm, NumberMarks, InputForm, CForm.

Mathematica offre anche una buona sezione di analisi numerica (anche detta calcolo scientifico o calcolo numerico) al pari di un suo concorrente come MatLab. Infatti utilizzando questo software potrete risolvere anche un sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali (EDP o PDE).

In conclusione Mathematica è uno strumento shareware; la sua versione dimostrativa è utilizzabile per 15 giorni previa registrazione. È stato realizzato principalmente con i linguaggi C e C++, ma molte delle sue librerie sono scritte nel linguaggio proprietario del software che può sempre essere utilizzato, da programmatori esperti, per ampliare le funzionalità di questo “immenso” programma. Una delle criticità maggiori di Mathematica è l'assenza di un supporto forte a LaTeX. E' chiaro che in ambito accademico l'utilizzo di LaTeX è fondamentale per produrre documenti scientifici apprezzabili dalla comunità scientifica. Un'altra critica riguarda alcuni bug presenti in Mathematica che sovente ne compromettono il buon funzionamento.