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Software Livre e
Matemática: Opções
de pesquisa e ensino
       Ricardo Jurczyk Pinheiro


 Orientador: Ricardo da Silva K...
Sumário
   Proposta                                Álgebra Computacional
   Unix                                    Ál...
Proposta
Este trabalho traz uma observação sobre o movimento
 crescente do Software Livre, representado
 principalmente   ...
UNIX
   1965 – Início do projeto MULTICS.
   1969 a 1971 – UNICS, desenvolvido no Bell Labs.
   1973 – UNICS reescrito ...
Projeto GNU
●   Richard M. Stallman
    ●  Pesquisador do MIT (Laboratório de IA)
     ● Longa tradição hacker.


        ...
Software Livre
●   Uma questão de liberdade, não de preço.
       ”Free as in free speech, not as in free beer.”
●   Quatr...
(GNU)/Linux
●   Linus Torvalds
    ●  Aluno de Ciência da Computação
     (Universidade de Helsinki).
●   1991 (outubro) –...
Distribuições
   Kernel Linux + ferramentas GNU + programas.
   Empresas, uma pessoa ou um grupo de pessoas.
   Persona...
Ubuntu
   Mark Shuttleworth
    ● Milionário sul-africano
    ● Primeiro africano no espaço.


●   Ubuntu = ”humanidade a...
Software livre e Matemática
   Nunca houve tanta pesquisa e avanços em
    Matemática como hoje em dia.
   Avanços consi...
Objetivos do trabalho
   Relacionar a maior quantidade de softwares para
    matemática para Linux.
   Análise de soluçõ...
Álgebra Computacional
   Axiom
     Desenvolvido desde 1971
     Grande lista de ”descendentes”


   Qalculate!
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Álgebra Comutativa e Teoria dos
           Grupos
   CoCoA
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     Biblioteca de programação integra...
Álgebra linear e análise numérica
    FreeMat
       Executa 95% do código original para o

        MATLAB.
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Geometria fractal
   Endlos, EyeFract, Fractint, GLFract, Fyre, Glito,
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Geometria computacional
   C. a R. (Compass and Ruler)
     Uso de macros para construção geométrica.
   Geogebra
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Visualização e plotagem
   Gnuplot
     Diversas plataformas.
     Exporta para vários formatos.


   QtiPlot
       ...
Bibliotecas de programação -
   Álgebra computacional
   JACAL
      Parte do projeto GNU.


      Escrito em Scheme.

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Bibliotecas de programação -
Álgebra linear e análise numérica
    BLAS
       Base de outras bibliotecas, como LINPACK,...
Bibliotecas de programação -
                outros
   Geometria computacional
     CGAL.
        Escrita em C++.


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Bibliotecas de programação -
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   Processamento paralelo
       MPI
          Padrão para bibliote...
Bibliotecas de programação -
           outros
   JScience
      Biblioteca em Java.


      Proposta de sinergia entre...
Calculadoras científicas
   Uso de notação polonesa reversa (RPN)
       Galculator
          Programável.


         ...
Lógica de alta ordem
   HOL
      Demonstração de teoremas usando lógica, com

       uma meta-linguagem, a ML.
   Meta...
Computação numérica
   Chombo
      Método das diferenças finitas.


   SUNDIALS
      Resolutor de problemas de valor...
Conclusões
   Total de softwares relacionados: 110.
       Softwares livres: 94 (85%).
       Maior parte – licença GPL...
Fim!
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Software livre e matemática - slideshow - v. 1

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Essa é a apresentação da minha monografia de fim de curso, intitulada "Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino". Essa versão tem menos imagens, logo, é menor. Na verdade, a que foi apresentada foi a segunda versão. A monografia está hospedada no Scribd: http://tinyurl.com/sl-e-mat.

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  1. 1. Software Livre e Matemática: Opções de pesquisa e ensino Ricardo Jurczyk Pinheiro Orientador: Ricardo da Silva Kubrusly Licenciatura em Matemática UFRJ - 2008
  2. 2. Sumário  Proposta  Álgebra Computacional  Unix  Álgebra Comutativa e Teoria dos Grupos  Projeto GNU  Geometria  Software Livre  Visualização e plotagem  (GNU)/Linux  Bibliotecas de programação  Distribuições  Outros  Ubuntu  Conclusões  Software livre e Matemática  Objetivos do trabalho 2 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  3. 3. Proposta Este trabalho traz uma observação sobre o movimento crescente do Software Livre, representado principalmente pelo sistema operacional GNU/Linux, e sua interdisciplinaridade com a Matemática. O objetivo desse trabalho é catalogar e indicar software preferencialmente livre para uso em pesquisa com matemática. 3 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  4. 4. UNIX  1965 – Início do projeto MULTICS.  1969 a 1971 – UNICS, desenvolvido no Bell Labs.  1973 – UNICS reescrito em C, e rebatizado UNIX.  1975 – UNIX V6 e o início da sua popularidade:  A/UX, AIX, BOS, Coherent, Darwin, FreeBSD, HP-UX, Irix, Linux, Mac OS X, Minix, NetBSD, NeXTSTEP, OpenBSD, OSF/1, Plan 9, Plurix, QNX, SCO UNIX, Solaris, Ultrix, UnixWare, Uzix, Tropix, etc.  Mais de 50 sistemas operacionais padrão Unix. 4 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  5. 5. Projeto GNU ● Richard M. Stallman ● Pesquisador do MIT (Laboratório de IA) ● Longa tradição hacker. ● Trocar programas como se trocam receitas de bolo. ● Insatisfeito com as mudanças (Brigas na Justiça pela propriedade do Unix, código fechado, etc) ● 1983 - Manifesto GNU (GNU Not Unix) ●Objetivo: Sistema operacional livre e baseado em Unix. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino 5
  6. 6. Software Livre ● Uma questão de liberdade, não de preço. ”Free as in free speech, not as in free beer.” ● Quatro liberdades: 1.Usar o programa para o que quiser. 2.Estudar o programa e aprender com ele. 3.Modificar o programa para os seus propósitos. 4.Distribuí-lo da mesma forma que você o recebeu. ● Garantias dadas pela licença de uso do software. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  7. 7. (GNU)/Linux ● Linus Torvalds ● Aluno de Ciência da Computação (Universidade de Helsinki). ● 1991 (outubro) – kernel versão 0.02. ● Primeira versão disponível a todos. ● Objetivo: Only for fun (”Só de farra”). ● Uso de ferramentas GNU – por isso GNU/Linux. ● GPL - Licença de uso – ”(...) amarrei minhas próprias mãos para garantir a liberdade do 7 Linux(...)” livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino Software
  8. 8. Distribuições  Kernel Linux + ferramentas GNU + programas.  Empresas, uma pessoa ou um grupo de pessoas.  Personalização: Empacotamento, suporte, preço, arquiteturas suportadas, público-alvo, etc.  Muitas centenas de distribuições.  Exemplos: Fedora, Ubuntu, Gentoo, Mandriva, Slackware, Debian, CentOS, openSUSE, Arch, Kurumin, Foresight, etc. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  9. 9. Ubuntu  Mark Shuttleworth ● Milionário sul-africano ● Primeiro africano no espaço. ● Ubuntu = ”humanidade através de outros” (zulu). ● Canonical ● Empresa que apóia o desenvolvimento do Ubuntu. Objetivo: ”Linux para seres humanos” Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  10. 10. Software livre e Matemática  Nunca houve tanta pesquisa e avanços em Matemática como hoje em dia.  Avanços consideráveis no ensino de matemática.  Apoio computacional para a pesquisa e o ensino.  Por que software livre?  Chance de adequar o software às suas necessidades.  Custos com licença quase nulos.  Desenvolvimento compartilhado. 10 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  11. 11. Objetivos do trabalho  Relacionar a maior quantidade de softwares para matemática para Linux.  Análise de soluções para os diversos campos da matemática usando software livre.  Apontar alternativas.  Estimular o desenvolvimento.  Alguns exemplos serão relacionados. 11 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  12. 12. Álgebra Computacional  Axiom  Desenvolvido desde 1971  Grande lista de ”descendentes”  Qalculate!  Um CAS ”travestido” de calculadora.  Muitos recursos simples.  SAGE  Servidor Web integrado.  Interface para vários softwares. 12 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  13. 13. Álgebra Comutativa e Teoria dos Grupos  CoCoA  Domínio Público.  Biblioteca de programação integrada.  KASH/KANT  Teoria dos Grupos.  KASH = shell para o KANT. 13 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  14. 14. Álgebra linear e análise numérica  FreeMat  Executa 95% do código original para o MATLAB.  Suporte a processamento paralelo.  Octave  Ambiente de análise numérica.  Parte do projeto GNU. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  15. 15. Geometria fractal  Endlos, EyeFract, Fractint, GLFract, Fyre, Glito, Gnofract 4D, XaoS.  Glito  Foco em fractais auto-iterados (IFS)  Gnofract 4D  Ambiente GNOME  Vê os conjuntos de fractais como diferentes visões do mesmo fractal quadridimensional. 15 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  16. 16. Geometria computacional  C. a R. (Compass and Ruler)  Uso de macros para construção geométrica.  Geogebra  Escrito em Java.  Suporte a mais de 35 idiomas.  Álgebra linear, cálculo e geometria integrados. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  17. 17. Visualização e plotagem  Gnuplot  Diversas plataformas.  Exporta para vários formatos.  QtiPlot  Semelhante ao Origin  Uso de Python para criar módulos e estender a capacidade. 17 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  18. 18. Bibliotecas de programação - Álgebra computacional  JACAL  Parte do projeto GNU.  Escrito em Scheme.  SymPy  Parte do SAGE.  Expansível através de módulos.  Escrito em Python. 18 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  19. 19. Bibliotecas de programação - Álgebra linear e análise numérica  BLAS  Base de outras bibliotecas, como LINPACK, EISPACK, LAPACK, MINPACK, etc.  LINPACK  Escrita em Fortran 77.  HPL – baseado no LINPACK, usado na lista do Top500. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  20. 20. Bibliotecas de programação - outros  Geometria computacional  CGAL.  Escrita em C++.  Operações com primitivas geométricas.  Transformada de Fourier  Largamente usada em análise de sinais e compressão de dados.  FFTW – bem completa.  Kiss FFT – simples ao extremo. 20 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  21. 21. Bibliotecas de programação - outros  Processamento paralelo  MPI  Padrão para biblioteca de passagem de mensagens.  Uso em computação de alto desempenho e processamento paralelo.  PVM.  Padrão anterior ao MPI.  Interfaces para C, C++, FORTRAN e outras. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  22. 22. Bibliotecas de programação - outros  JScience  Biblioteca em Java.  Proposta de sinergia entre várias ciências.  JSCL-Meditor.  Biblioteca em Java com front-end para várias arquiteturas.  Módulos para uso em vários campos da matemática. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  23. 23. Calculadoras científicas  Uso de notação polonesa reversa (RPN)  Galculator  Programável.  Opção de operar em ”modo papel”.  Mate  Funciona via Web.  Rpcalc  Imita a interface da calculadora HP-48G. 23 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  24. 24. Lógica de alta ordem  HOL  Demonstração de teoremas usando lógica, com uma meta-linguagem, a ML.  Metamath  Linguagem de programação para prova de teoremas matemáticos.  Base: Conjunto de axiomas de Zermelo- Fraenkel.  Mais de 8000 demonstrações já feitas. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  25. 25. Computação numérica  Chombo  Método das diferenças finitas.  SUNDIALS  Resolutor de problemas de valor inicial em EDs e sistemas de EDs.  TeLa  Simulação numérica.  Usado em previsão meteorológica. Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  26. 26. Conclusões  Total de softwares relacionados: 110.  Softwares livres: 94 (85%).  Maior parte – licença GPL – permite a modificação e a redistribuição.  Incentivo à produção e ao uso.  Incentivo ao desenvolvimento de soluções baseadas nesses softwares. 26 Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
  27. 27. Fim! ● Esta apresentação é distribuída segundo a licença Creative Commons ShareAlike 2.5, logo: ● Liberada a cópia, reprodução e trabalhos derivados. ● Créditos devem ser mantidos. ● Trabalhos derivados devem ser compartilhados. ● Texto da licença: http://tinyurl.com/492ssd Software livre e matemática: Opções de pesquisa e ensino
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