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tkmatrix für Linux und Windows

Was is tkmatrix?

Tkmatrix ist ein mathematisches Lernprogramm. Es ist für Studenten entwickelt, die Matrizen-Algorithmen erlernen wollen oder eigene Berechnungen nachprüfen wollen. Das Programm kann nicht nur die Ergebnisse der Berechnungen liefern sondern auch alle Zwischenschritte in Form von Latex, Html oder AscII Dateien. Die Berechnungen können sowohl auf Bruchzahlen als auch auch Gleitkommazahlen durchgeführt werden. Die Idee des Programm Matrix ist noch in 1994 entstanden; als ich mich für Mathe I Klausur vorbereitet habe. Das unendliche Pivotieren bei Simplexalgorithmus , bei dem man sehr schnell einem Fehler begeht, machte mir zu schaffen. Nach der Versionen für MS Windows gibt es entlich voll-ergonomische Version für Linux.

Die Distribution enthält weiterhin auch eine "alte" Shell-Version des Programms ohne der graphischen Oberfläche.

Das Programm besitzt anspruchsvolle graphische Benutzter-Schnittstelle. tkmatrix screenshoot

Folgende Algorithmen wurden implementiert

Gauss Algorithmus: wird allgemein verwendet um lineare Gleichungssysteme zu lösen (LGS).
Gauss-JordanAlgorithmus: abgeändertes Gauss Algorithmus
Lösung: zu dem Gaus-Jordan Algorithmus wird zusätzlich die Lösung (eigentlich alle Lösungen) des LGS ausgerechnet.
Errechnen des Bildes der Matrix
Errechnen des Kerns der Matrix
Determinante der Matrix
Inverse der Matrix
Nährungslösung: eine Närungslösung für lineare Gleichungssysteme.
Pivotieren
Eckenfindung: das wichtigste Teil des Simplex Algorithmus.
Simplex Algorithmus: das Optimierungsverfahren von Ungleichungssystem bzgl. einer zu maximierenden Funktion.
Ausrechnen des charakterisischen Polynoms
Lösen von Matrixspielen (Finden der optimalen gemischten Strategien)
Multiplikation, Addition oder Substraktion von zwei Matrizen

Neu im Version 0.3

Tkmatrix besitzt eine Schnittstelle zu Octave Octave ist ein anspruchsvolles Mathematisches Programm für numerische Berechnungen. Tkmatrix kann die Dateien im Octave Format lesen und schreiben.
Tkmatrix kann auch Octave als ein BackEnd benutzen. So kann man die Matrizenoperationem der Octave aus Tkmatrix direkt ausführen. Man nutzt die profesionnelen Algorithmen für lineare Algebra noch aus LAPACK mit einer konfortablen GUI.
Tkmatrix kann auch Octave-Scripts ausführen und die Output richtig auswerten und zu eigenen Elementen konventieren. So kann man die Octave Ergebnisse sehr leicht zu Latex oder zu Html konventieren.
tkmatrix benutzt jetzt eigene Bruchzahlenfensterelemente (float widget) die graphische Ausgabe hat sich deutlich verbessert.

Neu im Version 0.4

Bruchzahlenberechnungen (Rationale Zahlen) werden mit der Hilfe der Langzahlarithmetik durchgeführt. (Bibliothek gmp GNU multiple precision arithmetic library)
tkmatrix kann die Datei des Programms WiMat lesen und schreiben
Kleine Bugfixes

Neu im Version 0.5

Algorithm für Berechnung des charakteristischen Polynoms wurde verbesseert. Trotzdem ein Aufwand 2^n.
Kleine Bugfixes

Neu im Version 0.5.1

Ein Algorithmus zum Lösen von Matrixspielen mit Hilfe von Simplexverfahren wurde eingebaut.

Neu im Version 0.6

Es wurde ein neues Bearbeitungsmodus eingefügt. Auf Matrizen können direkt elementare Unformungen durchgeführt werden.

Spalten oder Zeilen miteinander tauschen
Zeile oder Spale mit einem Faktor multiplizieren
Zu einer Zeile oder Spalte das Vielfache eines anderen hinzufügen
Pivotieren
Austauschschritt: Wie bei manchen Simplexalgorithmusvarianten

Ein Bug aus Matrixspiel-Algorithmus wurde entfernt.

Neu im Version 0.6.1

Neue Tk8.0 konforme Menüs. Unterstützung von MS Windows.

Neu im Version 0.6.2

Berechnungen auch mit Fließkommazahlen beliebiger Genauigkeit. Viele kleine Code Modifikationen.
Die Realese 2 beinhaltet kleine Quelltextanpassungen für neue Kompilerversion.

Neu im Version 0.7

Ich habe die Quellen für gcc4 angepasst und auch mit Hilfe von tclkit eine Ausführbare datei für Linux gemacht.

Downloads

Sie brauchen die Biblothek gmp (GNU multiple precision arithmetic library), die auch zum Standartdistribution der RedHat gehört.

Dokumentation als Html Die Dokumentation des Programms erstellt mit sgml-tools
Andere Formate:
- Überarbeitetes mathematisches Teil mathe1.ps.gz
- Überarbeitetes mathematisches Teil in pdf mathe1.pdf
tkmatrix-0.7.0-0.tar.gz Tar-Archiev mit tkmatrix.
tkmatrix.bin Ausführbare Datei für Linux-Intel (braucht gmp Bibliothek).
tkmatrix-0.6.4-0.i386.rpm Binaries zu tkmatrix für RedHat 7.1 Linux Distribution. Es Kann einfach mit rpm installiert werden rpm -ivh matrix-0.6.4-0.i386.rpm.
Voraussetzungen:
Pakete: tcl tk gmp

Die Installation ist in dieser Form als nicht root (kein Superuser) nicht möglich. Da hilft das Tar-Archiew.
tkmatrix-0.6.4-0.tar.gz Tar-Archiev mit tkmatrix.
tkmatrix_win062.zip (Dateigröße 1.3 MBytes) Binaries für MS Windows. Mehr Infos über Windows Version

Hinweise für die Benutzter der Suse Linuxdistribution

Leider sind die RedHat und Suse Distriobutionen nicht 100-prozentig kompatibel. Um tkmatrix unter Suse zu kompilieren braucht man die Header-Dateien von tcl und tk, die leider im Gegenteil zu RedHat nicht in tcl und tk RPM-Packeten enthalten sind. Diese Headerdatein sind in dem tcl/tcld.rpm Paket enthalten, das allerdings zu Suse Profesional Edition gehört (sind aber auch per ftp erreichbar). Auch die Kompiler sind anders konfiguriert, so dass eine direkte Kompilation in früheren Release nicht möglich war. Wenn Sie ähnliche Probleme bei anderen Systemen festgestellt haben, melden Sie es bitte.

Author und Lizenz

Das Programm ist für alle kostenlos und frei benutztbar. Wie in der Linux-Welt üblich sind alle Quelldateien in der Distribution enthalten. Das heißt, jeder kann es verändern und weiterentwickeln. Einzige Beschränkung. Man darf es nicht verkaufen oder irgendwie damit verdienen.

Ich würde mich sehr freuen, wenn irgendjemand zur Weiterentwicklung des Programms beiträgt. Das kann nicht nur die Programmierarbeit bedeuten. Fehlermeldungen, Ratschläge zum Algorithmen oder einfach ein Link auf diese Seite (auch Mundpropaganda) sind auch wertvoll.

Email:

Artur Trzewik

Last modified: Sat Mar 20 19:09:41 CET 2004