L'exécution de calculs dans le terminal Linux offre un moyen rapide et efficace d'effectuer des calculs sans avoir besoin d'applications externes. Que vous ayez besoin d'effectuer des calculs simples ou complexes, les commandes intégrées de Linux comme bc وawk وexpr Des solutions puissantes et faciles à utiliser. Ces outils peuvent gérer des calculs mathématiques, des conversions et même des équations avancées, ce qui en fait un choix idéal pour les programmeurs, les administrateurs de serveur et toute personne qui s'appuie sur la ligne de commande dans son travail quotidien.
Voulez-vous un moyen rapide et facile de résoudre vos problèmes mathématiques comme le font les scientifiques et les ingénieurs ? De nombreux outils permettent d'effectuer des calculs directement depuis le terminal Linux. Vous pouvez résoudre des problèmes simples et rendre possibles des problèmes difficiles en utilisant ces programmes.
1. Opérateurs arithmétiques Bash
Avez-vous déjà eu besoin d’effectuer des calculs tout en travaillant dans Bash ? Vous pouvez utiliser les opérateurs arithmétiques Bash. Comme pour tout le reste dans Bash, sa syntaxe peut sembler vague, mais elle fera le travail.
Dans Bash, les opérations arithmétiques sont entourées de blocs $(( )) ou d'un signe dollar suivi de parenthèses ouvrantes et fermés par des parenthèses fermantes. Les calculs sont similaires à ceux que vous pourriez trouver sur une calculatrice ou dans des tableurs.
Par exemple, pour additionner deux nombres et les imprimer dans le terminal
echo $((2 + 2))Je t'avais dit que c'était moche. Le numéro 4 doit être imprimé sur l'appareil.
De même, pour soustraire deux nombres ;
echo $((3 - 5))La réponse serait -2. La multiplication utilise l'opérateur * :
echo $((42 * 25))Le facteur exposant est ** (deux étoiles). Vous pouvez vous en souvenir du fait que les exposants multiplient un nombre par lui-même :
echo $((7**2))
La division utilise l'opérateur / (barre oblique). La division renvoie le quotient, et non le reste, qui est donné à l'aide de l'opérateur modulo (%). Ainsi, $((5 / 2)) renvoie 2, tandis que $((5 % 2) renvoie 1, qui est le reste de la division de 5 par 2. L'inconvénient de l'arithmétique Bash est qu'elle n'effectue des opérations arithmétiques que sur des entiers.
Les comptes Bash peuvent être plus adaptés aux scripts, mais ils fonctionnent et sont disponibles sur la plupart des systèmes Linux.
10 Python
Si l'arithmétique Bash n'est pas claire pour vous, Python peut être plus acceptable. Vous n’avez pas besoin de commencer vos calculs avec $((, après tout, Python est beaucoup plus facile à utiliser.
Tapez « python » dans l’invite de commande sous Linux. Si vous avez installé iPython, vous pouvez l'utiliser. Avec l'invite de commande interactive en cours d'exécution, vous pouvez utiliser des opérateurs standard.
Par exemple, pour ajouter :
2 + 2Pour l'offre :
5 - 3Pour frapper :
123 * 456Pour la division :
393039 / 3292Les calculs Python fonctionnent également avec des nombres décimaux, ce qui signifie que vous pouvez utiliser directement des nombres décimaux.
L'opérateur exposant est le même que l'opérateur Bash :
2**8Cela renvoie le nombre 256.
Les options mathématiques du mode interactif de Python sont très simples, et il est courant parmi les programmeurs Python que Python fasse une excellente calculatrice de bureau, ce qui est reconnu dans Le tutoriel officiel de la calculatrice Python.
Bien que vous puissiez utiliser Python pour des calculs simples, ses bibliothèques améliorent sa puissance. Vous pouvez utiliser de nombreuses bibliothèques pour gérer tout, des statistiques au calcul.
Ces bibliothèques et la simplicité de Python en font le langage de choix pour la science, et vous pouvez avoir ces mêmes outils directement sur votre bureau.
9. SageMaths
L’un de mes outils mathématiques ultimes préférés est SageMath. Il est conçu pour être une solution open source pour les principaux packages propriétaires tels que MATLAB et Mathematica, qui sont largement utilisés dans le monde universitaire et l'industrie. Il est utile si vous étudiez des mathématiques avancées ou si vous souhaitez essayer un système arithmétique puissant.
SageMath est basé sur Python, mais il utilise plusieurs autres projets et bibliothèques open source, y compris d'autres mentionnés dans cet article.
SageMath est un système d'algèbre informatique, ce qui signifie qu'il fonctionne sur les mathématiques symboliques comme une calculatrice à main fonctionne sur les nombres. Si vous prenez la racine carrée, elle sera évaluée symboliquement :
sqrt(42)
Sage affichera le nombre 42 à l'intérieur du symbole radical car ce n'est pas un carré parfait. Si nous prenons la racine carrée de 180 :
sqrt(180)
6 sera automatiquement exclu car 6 au carré est égal à 36 et 36 * 5 est égal à 180, donc le résultat symbolique est 6 fois la racine carrée de 5.
Vous pouvez obtenir une approximation décimale similaire à celle que vous obtenez avec une calculatrice scientifique en utilisant la fonction n() :
n(sqrt(180))
Vous pouvez également spécifier le nombre de chiffres souhaité pour la précision en utilisant l'option Chiffres :
n(sqrt(180),digits=5)
Bien sûr, vous souhaiterez peut-être faire plus que simplement calculer des racines carrées.
Vous pouvez utiliser SageMath comme une calculatrice, tout comme vous le pouvez avec Python et Bash, mais vous pouvez également faire des choses intéressantes comme résoudre des équations. Pour résoudre 5x + 3 – 15, utilisez la fonction solve pour trouver la valeur de x :
solve(5*x + 3 == 15,x)Sig renverra la réponse 12/5. Il semble préférer les fractions impropres.
Vous pouvez également résoudre des équations quadratiques.
solve(2*x^2 + 3*x - 5,x)
Les polynômes de degrés supérieurs fonctionnent de la même manière.
Résolvons un système d’équations linéaires. Vous pouvez utiliser la fonction solveur, mais vous devez écrire les équations complètes. L'utilisation d'un tableau réduit la saisie. Voici comment procéder dans SageMath. Notre exemple préféré est le premier que vous voyez dans Page Wikipédia pour les systèmes d'équations linéaires :
3x + 2a – z = 1
2x-2y + 4z = -2
-x + 1/2y – z = 0
Nous allons définir la matrice des coefficients à l'aide de la commande matrix :
A = matrix([[3,2,-1],[2,-2,4],[-1,1/2,-1]]
Ensuite, nous allons définir le vecteur colonne :
b = vector([1,-2,0])Alors nous allons le résoudre :
A.solve_right(b)Il y a trop de choses que je ne peux pas aborder ici. Étant donné que SageMath est basé sur Python, vous pouvez utiliser d’autres bibliothèques Python avec un puissant système d’algèbre informatique. Vous pouvez obtenir gratuitement les fonctionnalités d'une calculatrice graphique et sur un écran bien meilleur.
8. Maxime
Maxima est un autre système d'algèbre informatique similaire à SageMath. Il est basé sur le système Macsyma beaucoup plus ancien datant des années 1960 au MIT. Alors que Symbolics a commercialisé Maxima dans les années 1980, le ministère américain de l'Énergie a autorisé la version originale à être utilisée à des fins universitaires et gouvernementales.
Cette version sera éventuellement rendue disponible en open source et sera renommée Maxima. Maxima a une popularité limitée dans les cercles universitaires en matière de calculs mathématiques et scientifiques. Même SageMath l'utilise dans certaines fonctions.
Les opérations sont similaires à celles de SageMath. Les phrases se terminent par un point-virgule, ce qui peut être ennuyeux si vous l'oubliez. Je dois toujours penser à le mettre à la fin des phrases.
Prendre la racine carrée d’un nombre est facile :
sqrt(4);Vous pouvez également résoudre des équations à l'aide de Maxima, similaire à SageMath :
solve(5*x + 3 = 15,x);7. R
R est un langage populaire pour l’analyse statistique et la science des données. Bien qu'il existe des programmes graphiques similaires aux environnements de développement intégrés (IDE) que vous pouvez utiliser avec lui, il fonctionne également de manière transparente dans le terminal. Vous pouvez effectuer des statistiques descriptives simples telles que les moyennes, les médianes et les écarts types, puis passer aux régressions linéaires et aux tests statistiques tels que le t de Student, le chi carré et l'analyse de la variance.
Voici quelques statistiques descriptives simples :
Définissons un petit ensemble de données. Une liste dans R est appelée un vecteur :
a <- c(23, 45,25)Prenons le vecteur moyen A :
mean(a)Le médiateur :
median(a)
6. sc-im
sc-im Il s'agit d'une application de tableur qui s'exécute dans le terminal. Si vous avez utilisé la Lotus 1-2-3 dans les années XNUMX, son design peut vous sembler familier. Il est basé sur le sc original développé par James Gosling, le créateur de Java. Il vise à ajouter un ensemble d'améliorations, similaires à la relation de Vim avec Vi.
Avec sc-im, vous pouvez remonter le temps, exécuter les chiffres de manière scénarisée et vous imaginer en tant que trader à Wall Street.
Naviguez dans sc-im de la même manière que dans Vim. Pour saisir une valeur numérique, appuyez sur la touche =.
Pour additionner une série de cellules, utilisez la fonction somme :
=somme(A0:A4)
5. av. J.-C.
bc Il s'agit d'une calculatrice en ligne de commande, abréviation de « calculatrice de base ». Il comprend toutes les opérations de base attendues dans n'importe quelle calculatrice simple, mais sans les complexités de Bash. Comme Bash, bc fait partie du projet GNU.
Contrairement à dc, bc fonctionne de manière traditionnelle avec un codage de préfixe. Par exemple, 2 + 2 est simplement 2 + 2, ce qui est la façon dont la plupart des gens l’apprennent à l’école.
4. dc
dc Un utilitaire Unix très ancien, mais également largement disponible sur les systèmes Linux modernes. Cet outil utilise un type d'entrée appelé notation polonaise inversée, ou RPN, qui était populaire sur les calculatrices HP utilisées par les scientifiques et les ingénieurs dans les années 1970 et 1980.
La clé du RPN est la pile. Vous introduisez des nombres dans la pile comme des assiettes à ressort dans un puits de cafétéria, puis vous les retirez pour les opérations. Pour calculer 23 + 45, vous placez les deux nombres sur la pile, et l'opérateur « + » les fait sortir et renvoie le résultat à la pile.
Voilà à quoi cela ressemble dans le terminal.
23 45 +
Utilisez la commande « p » pour imprimer le résultat sur le terminal.
3. Calculez!/Qalc
Calculer! Une calculatrice puissante connue pour ses options mathématiques avancées, elle dispose également d'une version en ligne de commande connue sous le nom de qalc. Toutes les opérations standard sont présentes, ainsi que certaines opérations puissantes similaires à celles que vous avez vues dans d'autres programmes CAS, y compris le calcul.
J'ai aimé la façon dont les résultats sont affichés dans le terminal en couleur. Je pense que c'est une excellente touche et que cela fait ressortir les résultats à l'écran.
Si vous êtes un fan de calculatrices, vous pouvez le régler en mode RPN comme dans bc. La liste des fonctionnalités de Qalculate est le rêve de tout amateur de mathématiques et de sciences.
2. Octave GNU
GNU Octave Il s'agit d'une copie de MATLAB, conçue pour fonctionner avec des matrices et des vecteurs d'algèbre linéaire, qui sont largement utilisés dans tous les types de calculs scientifiques et d'ingénierie. Vous pouvez obtenir la même puissance sans les frais de licence coûteux.
Il s'agit du même système que nous avons résolu précédemment en utilisant la méthode de l'octave en multipliant l'inverse de la matrice par le vecteur colonne :
A = [3 2 -1; 2 -2 4; -1 1/2 -1] b = [1; -2; 0;] A \ b
1. Axiome
Comme la Maxima, c'est Axiome Un système d’algèbre informatique avec une longue histoire. Les idées d'Axiom ont été initialement développées par IBM dans les années 1960. Il a également été publié en tant que produit commercial qui est finalement devenu open source.
Axiom exécute ses commandes dans le terminal, et lorsque vous l'ouvrez, vous verrez un joli menu d'aide graphique affichant toutes les fonctions.
Comme avec SageMath et Maxima, vous pouvez appliquer la puissance de calcul scientifique à votre appareil, en gérant tout, de la résolution d'équations simples au calcul et à l'algèbre linéaire. La fonction solution est similaire à ce que nous avons vu précédemment.
résoudre(5*x + 3 = 15,x)
Il y a une bonne raison pour laquelle Linux est le système d’exploitation de choix pour la communauté scientifique. Il existe de nombreux outils qui permettent aux chercheurs d'effectuer leur travail, et vous pouvez également explorer les mondes fascinants des mathématiques et des sciences directement depuis votre terminal en utilisant ces outils et bien d'autres que vous pourrez découvrir dans le gestionnaire de paquets.
S'appuyer sur le terminal Linux pour effectuer des calculs ne permet pas seulement de gagner du temps, cela vous donne également un contrôle total sur vos calculs sans avoir besoin d'applications supplémentaires. Grâce aux outils intégrés, tout utilisateur peut effectuer des calculs précis rapidement et efficacement, faisant de la ligne de commande un outil indispensable dans le travail quotidien.
