Links zu Software
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Software für Modellierung, Simulation, Berechnung, Visualisierung und wissenschaftliches Arbeiten. Angegeben werden hier Programme, auf die man häufiger stößt bzw. die u.a. in Osnabrück verwendet werden. Am Ende der Kategorien sind Links zu weiteren Auflistungen vorhanden.
Computer-Algebra-Systeme
Mathematica Ein kombiniertes Computer-Algebra-System mit numerischen Kapazitäten, Visualisierungsmöglichkeiten und einer eigenen Programmiersprache. Die Auswertung des Codes erfolgt Interpreter-basiert und ist unabhängig vom zugrundeliegenden Betriebssystem (Mathematica läuft auf Linux, Macintosh, Unix und Windows). Es ist die weltweit am meisten verbreitete mathematisch-naturwissenschaftliche Software.
Bei Octave handelt es sich um freie Software für numerische Lösungen.
Open Directory: Mathematische Software
Hier findet sich eine Auflistung mathematischer Software. Die meisten Programme sind problemspezifisch und haben ihre jeweiligen Anwendungsgebiete. Während Mathematica bevorzugt von bspw. Physikern genutzt wird, bedienen sich Ingenieure häufig lieber MATLAB. Eine noch sehr unvollständige Übersicht zu verschiedenen Programmen findet sich in diesem Wikipedia-Artikel.
System Dynamics
Stella In den 1960ern wurde mit DYNAMO die erste Programmiersprache geschaffen, die den systemdynamischen Ansatz umsetzte. Stella von High Performance Computing, heute ISee Systems, erweiterte 1984 diese Umsetzung um graphische Elemente und erschien zunächst für Macintosh, dann auch für Windows. Die visuelle Repräsentation und dialoggeführte Bedienung der 'Stock and Flow' Diagramme öffnete den systemdynamischen Ansatz einer größeren Anwendergruppe. Mit iThink spezialisierte man Stella auf den Unternehmensbereich.
Powersim Von Stella inspiriert und einer vergleichbaren Umsetzung folgend wendet Powersim sich bevorzugt an den Unternehmensbereich und ist für Windows verfügbar.
Vensim Für Macintosh und Windows bietet Vensim eine Reihe von Funktionen, die denen von Stella gleichen.
Dynamical Systems Web In der Rubrik Software findet sich eine umfangreiche Sammlung von Tools und Packages. Interessant sind auch die Rubriken 'Tutorial' (z.B. ein Movie zu 'Nonlinear dynamics and chaos: Lab demonstrations' von Strogatz) und 'Picture Gallery' (z.B. Patterns und Applications). Dieses Portal ist eine wahre Fundgrube rund um die Theorie dynamischer Systems und wird von der SIAM Activity Group on Dynamical Systems betrieben.
Continuation software
Dies sind mächtige Tools, die der grundlegenden Analyse von dynamischen Systemen dienen. Continuation bedeutet, dass man Lösungen und Lösungsverzweigungen (Bifurkationen) numerisch verfolgt, und zwar für verschiedene Parameterwerte. Dadurch kann man einen nahezu kompletten Ueberblick über das Systemverhalten bekommen - was bei reinen Simulationsmodellen im Allgemeinen recht schwierig ist. Hier findet sich eine Auflistung von Bifurkationssoftware, siehe auch Dynamical Systems Software. Die verbreitesten sind nachfolgend aufgezählt und werden in diesem Talk von Yuri Kuznetsov verglichen.
Content Content ist eine praktische Simulationsumgebung, die die Bifurkationsanalyse nicht nur von gewöhnlichen Differentialgleichungen, sondern auch von Differenzengleichungen und einfachen partiellen Differentialgleichungen erlaubt.
MATCONT Content für MATLAB nachprogrammiert (in kurz).
Auto 2000 AUTO ist eins der am weitesten verbreiteten und etabliertesten Bifurkationsprogramme.
XPPAUT XPP ist ein nettes Tool zur Simulation dynamischer Systeme, das sich vor allem zur Phasenraumanalyse eignet. XPPAUT integriert viele Möglichkeiten von AUTO.
Agenten-Frameworks
Swarm Die Mutter aller Agenten-Frameworks. Mit Swarm kam der Agentenansatz am Santa Fe Institute in den 1990ern aus den Informatik- und KI-Laboren in die Welt der realwissenschaftlichen Anwender. Auch heute gibt es eine engagierte Entwickler- und Nutzerbasis, und der Swarm-Ansatz wurde prägend für eine Reihe an Derivaten. Es läuft auf Linux, OS X und Windows.
Repast Agent Simulation Toolkit
Repast folgt dem Swarm-Ansatz und erweitert ihn um neue Möglichkeiten wie genetische Algorithmen. Im Self-Study Guide sind Links zu vielen brauchbaren Ressourcen vorhanden.
NetLogo Eine gewisse Verbreitung hat auch dieses programmierbare Framework. U.a. wird es für didaktische Zwecke eingesetzt und man findet einige Modelle, die darin geschrieben sind.
Ende der 1990er wurde der Agentenansatz populär und eine Menge kleiner Entwicklungsprojekte starteten. Nur wenige sind heute relevant. Diese Liste zeigt eine umfangreiche Sammlung an Frameworks, sowohl general als auch special purpose. Eine kommentierte Liste zu Agenten-Framework, System Dynamics und anderer Software aus gesellschaftswissenschaftlicher Modellierungssicht liefert die Linkseite von Simulation for the Social Scientist.
Wissenschaftliches Arbeiten
LaTeX Das Standard-Textsatzprogramm im mathematischen und naturwissenschaftlichen Bereich. LaTeX besticht u.a. durch einen mächtigen Formelsatz, sauberes Layout und Betriebssystemunabhängigkeit. Es basiert auf dem Satzsystem TeX, das Donald E. Knuth von 1977 bis 1986 erstellt hatte, nachdem er mit der schlechterwerdenden typographischen Qualität seiner Bücher durch die Verleger immer unzufriedener wurde. Es ist mit vielen Paketen erweiterbar und hat eine Anwendungspalette von Artikeln über Reporte, Bücher und Folien.
gnuplot Ein kommandozeilen-orientiertes und mächtiges Plotprogramm mit Fokus auf mathematische und wissenschaftliche Visualisierung.
Sonstige
Das Netzwerkparadigma ist der Systemsicht einigermaßen nahe: Elemente (Knoten) und Relationen (Kanten) bilden zusammenhängende Systeme (Netzwerke), die der Analyse zugänglich sind. Im Bereich der (akademischen) Sozialen Netzwerkanalyse, einem Strukturverfahren, ist UCINET der Marktführer. Eine Auflistung weiterer Programme zur Analyse und Visualisierung findet sich auf der Seite des International Network for Social Network Analysis.
Ecobas Ecobas ist ein Framework für okologische Modellierung. Darüberhinaus bietet die Homepage einen webbasierten Informationsdienst für Modellbildung und Simulation in Ökologie und Umwelt.