Weitere Infos

Überblick

NumeRe: Framework für Numerische Rechnungen ist ausgelegt als eine numerische Umgebung, die mathematische und physikalische Probleme lösen kann. Dabei wird jeder Datensatz als Tabelle aufgefasst, welche zur weiteren Analyse ausgewertet werden kann.

Grundlage für NumeRe ist eine möglichst simple, sprechende Syntax, die an manchen Stellen möglicherweise an bekannte Programme wie Gnuplot erinnern kann.

Systemvoraussetzungen

NumeRe: Framework für Numerische Rechnungen wurde für Microsoft Windows® entwickelt und ist (bisher) nur auf diesem OS lauffähig.

• Betriebssystem: MS-Windows® (x86 oder x64, ab Windows 7)

• Tastatur und Maus

Installation

NumeRe wird als Installer ausgeliefert, der sich um alle nötigen Schritte kümmert, die bis zur Lauffähigkeit zu tun sind. Es gibt hier zwei Versionen:

• eine stable Version. Dieser Installer braucht Administratorrechte und verknüpft NumeRe ggf. vollständig mit dem Betriebssystem (dies kann aber auch abgewählt werden). Vorteile sind die bessere Interaktion mit dem Betriebssystem in Form von Dateiicons und "Öffnen mit"-Verknüpfungen. Nachteil: NumeRe ist damit nicht mehr portabel

• eine portable Version. Dieser Installer kann mit normalen Nutzerrechten ausgeführt werden. Er erzeugt keine Dateiverknüpfungen und die installierte NumeRe-Version kann nachträglich beliebig verschoben werden

Um eine neuere Version von NumeRe zu installieren, kann diese einfach über die alte Version installiert werden. Es ist nicht nötig (und wird auch nicht empfohlen), NumeRe zuvor zu deinstallieren.

Syntax

Die Syntax von NumeRe gliedert sich in zwei wesentliche Kategorien: mathematische Ausdrücke und Kommandosyntax. Auf beide soll hier etwas genauer eingegangen werden.

Syntax mathematischer Ausdrücke

Die Syntax von mathematischen Ausdrücken ist vermutlich die intuitivere der beiden Syntaxen, da die Eingabe sich im Prinzip wenig von der Eingabe in einen Taschenrechner unterscheidet, der mehr als die Standardrechenoperationen beherrscht. NumeRe verwendet natürlich die korrekte Prioritätsreihenfolge der mathematischen Operatoren, wie oben bereits erwähnt wurde, allerdings sollte speziell bei Brüchen auf korrekte Klammersetzung geachtet werden (da NumeRe selbst nicht mit dem Konzept eines Bruches umgehen kann). So ist im Allgemeinen z.B.

|<- a / b*c != a / (b*c)

wie NumeRe für a,b,c != 0 und c != 1 bestätigen wird.

Ein weiterer Unterschied liegt in der Parallelität des mathematischen Parsers: er kann theoretisch beliebig viele Werte zugleich auswerten (dies wird in der Realität natürlich unter anderem durch die maximale Länge eines Strings begrenzt, aber dabei handelt es sich um 4,2949673 * 109 Zeichen, was etwas mehr als 4 Milliarden entspricht). Um mehrere Ausdrücke parallel auswerten zu lassen, müssen sie durch Kommata getrennt eingegeben werden:

|<- AUSDRUCK_1, AUSDRUCK_2, ..., AUSDRUCK_n

Abgesehen davon versteht NumeRe die Bedeutung der folgenden mathematischen (* + - / ^ = ( ) %) und logischen Operatoren (== != > >= < <= & && | || ||| ! COND ? TRUE_WERT : FALSE_WERT). Während die ersteren relativ offensichtlich sind (^ wird zur Kennzeichnung eines Exponenten verwendet, z.B. x^2 für x2, und % ist der Modulo-Operator), bedürfen die Logikausdrücke vermutlich einer kurzen Erläuterung:

• == "gleich"

• != "ungleich"

• >  "größer als"

• >= "größer als oder gleich"

• <  "kleiner als"

• <= "kleiner als oder gleich"

• &  "binäres und" (vergleicht die Bits einzeln)

• && "und"

• |  "Binäres oder" (vergleicht die Bits einzeln)

• || "oder"

• ||| "entweder oder"

• !  "nicht"

• COND ? TRUE_WERT : FALSE_WERT "wenn COND wahr, dann TRUE_WERT, sonst FALSE_WERT"

Als Rückgabewert logischer Ausdrücke wird 0 als FALSCH und 1 als WAHR ausgegeben und in Logikausdrücken auch ebenso interpretiert. (Zusätzlich zur 1 sind auch alle anderen Werte ungleich 0 innerhalb logischer Ausdrücke ein WAHR-Wert).

Kommandosyntax

Die Syntax der NumeRe-Kommandos folgt in eigentlich jedem Fall dem folgenden Schema:

|<- KOMMANDO [AUSDRUCK] [-PARAMETER[=WERT] [OPTIONEN]]

Dies lässt sich auch durch den folgenden "Merksatz" ausdrücken, der die Reihenfolge von Kommando, Ausdruck und Parametern illustriert: "Führe eine Aktion [auf etwas] aus und verwende dabei die folgenden Parameter"

Die Angaben in eckigen Klammern sind dabei nicht bei jedem Kommando vorhanden. Dies ist gut an den folgenden Beispielen zu erkennen:

|<- load samples/data

|<- help

|<- help integrate

|<- find arccos acos

|<- integrate cos(x)*exp(-x) -set x=0:2_pi

|<- set -loadpath=data/import

|<- grad exp(-norm(x,y)^2/10) -set [-10:10,-10:10] pcont fcont hires=medium

Um die Fehleranfälligkeit bei dieser Syntaxstruktur zu verringern, können die Reihenfolge der Optionen und des Parameters verändert werden, so lange sie von einem vorangestellten Minuszeichen vom Kommando abgetrennt werden. Wenn allerdings ein Ausdruck auf das Kommando folgt, so muss der Optionensatz mit dem Parameter -set (Dieser kann auch durch "--" ersetzt werden) beginnen.