GNU Octave — абсолютно бесплатная программа, главная находка

Категория: Образование и наука · Лицензия: GPL · Платформа: Windows / macOS / Linux (зависит от программы)

GNU Octave — численные вычисления без счёта за лицензию

Octave делает ровно одну вещь и делает её последовательно уже больше тридцати лет: считает матрицы. Он появился как учебный инструмент для курса химической инженерии, вырос в полноценную систему и сегодня выполняет подавляющее большинство скриптов, написанных для коммерческих матричных пакетов, без правок.

Язык

Матрица — базовый тип. Умножение матриц пишется звёздочкой, поэлементное — точкой со звёздочкой. Транспонирование — апострофом. Решение системы уравнений — обратным слешем, и за этим одним символом стоит выбор подходящего алгоритма в зависимости от структуры матрицы. Индексация с единицы, срезы двоеточием, логическая индексация масками.

Управляющие конструкции обычные: for, while, if, switch, функции в файлах и анонимные, замыкания, рекурсия. Есть структуры, ячейковые массивы, разреженные матрицы, комплексные числа, целые типы фиксированной разрядности.

Что считает

Линейная алгебра поверх BLAS и LAPACK: разложения LU, QR, Холецкого, SVD, собственные значения, псевдообратные. Интерполяция и аппроксимация, численное интегрирование, обыкновенные и дифференциально-алгебраические уравнения через LSODE и DASSL, оптимизация, поиск корней, БПФ и обработка сигналов, статистика, генерация случайных чисел разных распределений.

Графика

Двумерные графики, логарифмические шкалы, контуры, поверхности, изолинии, векторные поля, гистограммы, трёхмерные сетки с освещением. Экспорт в PNG, SVG, PDF, EPS. Отрисовка через OpenGL или gnuplot на выбор.

Пакеты Octave Forge

Дополнительные наборы устанавливаются командой pkg install: обработка изображений, управление и ТАУ, символьные вычисления через SymPy, статистика, финансы, геометрия, нейросети, работа с картами, интервальная арифметика. Ставится и подключается из самой консоли, без внешнего менеджера.

Интерфейс и режимы

Есть графическая среда с редактором, обозревателем переменных, отладчиком и историей — привычная тем, кто пришёл из коммерческих аналогов. Есть чистая консоль для серверов. Скрипты запускаются из командной строки, что делает Octave удобным для расчётных задач в автоматических конвейерах.

О совместимости честно

Синтаксическая совместимость высокая, но не стопроцентная: тулбоксы, Simulink, компилятор в исполняемый файл и часть свежих функций отсутствуют. Скорость на некоторых операциях ниже, особенно в необорачиваемых циклах — векторизация решает. Интерфейс аскетичен и без анимаций.

Платформы и лицензия

Windows, Linux, macOS, BSD. GPL v3, полностью бесплатно, исходный код открыт. Часть проекта GNU с 1988 года.