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GNU Octave ˈɒktɪv ist eine freie Software zur numerischen Lösung mathematischer Probleme wie zum Beispiel Matrizenrechnu

GNU Octave

GNU Octave [ˈɒktɪv] ist eine freie Software zur numerischen Lösung mathematischer Probleme, wie zum Beispiel Matrizenrechnung, Lösen von (Differential-)Gleichungssystemen, Integration etc. Berechnungen können in Octave mit einer Skriptsprache durchgeführt werden, die weitgehend zu dem proprietären Matlab und zum ebenfalls freien FreeMat kompatibel ist.

GNU Octave


GNU Octave 4.3.0+ GUI
Basisdaten

Maintainer John W. Eaton
Entwickler John W. Eaton
Erscheinungsjahr 1988
Aktuelle Version 8.4.0
(5. November 2023)
Betriebssystem GNU/Linux, macOS, Solaris, Unix, OS/2, Windows
Programmiersprache C++
Kategorie Mathematik, Regelungstechnik, Modellbildung
Lizenz GPL (Freie Software)
https://octave.org

Geschichte Bearbeiten

Das Konzept von Octave entstand 1988. Es war zunächst als Begleitsoftware für ein studentisches Lehrbuch für chemische Reaktoren geplant, das von James B. Rawlings (University of Wisconsin–Madison) und John G. Eherdt (University of Texas) geschrieben wurde. Alternativ hätte Fortran diesem Zweck dienen können, da dieses als technische Programmiersprache besonders geeignet zu sein schien. Allerdings stellte sich heraus, dass Studenten viel mehr Zeit dafür investieren mussten, mit der Sprache zurechtzukommen und nach den Fehlern im Code zu suchen, als im Chemieingenieurwesen etwas dadurch zu lernen.

Zunächst wurden spezielle Werkzeuge zur Lösung von Konstruktionsproblemen chemischer Reaktoren realisiert. Als die Entwickler erkannten, dass Octave zur Lösung weiterer Probleme einsetzbar sein könnte, entschied man sich, es zu einem flexibleren Programm weiterzuentwickeln. Sie beschlossen daher, ein interaktives Umfeld für das Programm zu schaffen, in dem man die Grundlagen innerhalb kürzester Zeit erlernen könnte. Das Ziel der Entwicklung war, anspruchsvolle Berechnungen sehr einfach zu gestalten.

Die Vollzeitentwicklung durch John W. Eaton begann im Frühling 1992 und die erste Alpha-Version erschien am 4. Januar 1993. Seitdem wurde GNU Octave mehrmals grundlegend überarbeitet und ist inzwischen in den meisten Linux-Distributionen integriert.

Für die Free Software Foundation war die Weiterentwicklung von Octave zu einem freien MATLAB-Ersatz bis Januar 2017 eines von ca. einem dutzend „High Priority Projects“.

Technische Eigenschaften Bearbeiten

Implementiert ist Octave in C++, erweiterbar ist es aber auch durch Module, die in Octave selbst oder in anderen Sprachen verfasst wurden, zum Beispiel Fortran, C oder C++. Für die grafische Ausgabe von 2D- und 3D-Plots wird ab der Version 4.0.0 voreingestellt ein integriertes grafisches Toolkit auf der Basis von Qt (Bibliothek) verwendet. Das in früheren Versionen verwendete gnuplot und FLTK kann aber weiterhin benutzt werden, daneben gibt es alternative Grafikpakete.

Ein großer Vorteil bei Octave ist die Anpassungsfähigkeit an jeden Rechner. So lässt sich zum Beispiel der volle Adressraum auch bei 64-Bit-Rechnern nutzen.

Andersherum sind auch alle Octave-Bibliotheken in C++-Programmen nutzbar, sodass Octave auch eine numerische Bibliothek für C++ darstellt.

MATLAB-Kompatibilität Bearbeiten

Die von MATLAB abgeleitete Skriptsprache von GNU Octave ist überwiegend kompatibel, teilweise zu dieser erweitert. Die Funktionskompatibilität von GNU Octave zur Basisversion von MATLAB (ohne Toolboxen) ist ebenfalls überwiegend gegeben. Fast vollständige Kompatibilität zu MATLAB lässt sich durch das Zusatzpaket octave-forge und andere freie Ersatzfunktionen des Mathworks FileExchange erreichen. Auch für MATLAB geschriebene externe MEX-Funktionen in C oder C++ lassen sich oft ohne Code-Anpassungen für Octave kompilieren und verwenden.

Octave verwendet als Bibliothek für Vektor- und Matrixoperationen BLAS, optional in der OpenBLAS oder ATLAS-Variante, wogegen MATLAB inzwischen auf die kommerzielle BLAS-Variante MKL von Intel setzt.

Grafische Benutzerschnittstellen (GUI) Bearbeiten

Ab der Version 4.0.0 wird GNU Octave mit einer eigenen, auf dem Qt-Toolkit basierenden, grafischen Oberfläche (GUI) ausgeliefert. Bereits die Version 3.8.0 verfügte über die damals experimentelle GUI. Allerdings war diese nicht standardmäßig aktiviert und konnte mit octave --force-gui gestartet werden. Octave kann weiterhin auch kommandozeilenbasiert bedient werden, da das Command Window eine vollständige Terminalemulation anbietet.

Inoffizielle GUIs von Drittanbietern Bearbeiten

  • Cantor (Linux) – Benutzeroberfläche für GNU Octave, Sage, Maxima, R und KAlgebra.
  • Xoctave (Windows, Linux) – Xoctave kapselt GNU Octave unter Verwendung von Pipes und zusätzlichen Werkzeugen ein, um die Anwendung einfacher zu gestalten. Früher freie Software, mittlerweile proprietär.
  • Octavenb – Einbindung von GNU Octave in NetBeans IDE, unterstützt SVN, mehrsprachig, Lizenz: GPL-2.0
  • QtOctave (Windows, Linux) – Grafische Erweiterung, Weiterentwicklung wurde zugunsten der in Version 3.8 erschienenen, offiziellen GUI eingestellt
  • Anoc (Android) – Benutzeroberfläche für GNU Octave. Die Berechnungen werden für bessere Performance auf einem dedizierten Server ausgeführt
  • LyX ist ein freies Textverarbeitungssystem mit LaTeX-basiertem Formelsatz und LaTeX-Ausgabe. In die Dokumente können auch Rechnungen eingebettet werden, via Octave oder Computer Algebra Systemen (CAS) wie Maple, Maxima und Mathematica.

Benutzerschnittstellen als Web-interface Bearbeiten

Entwicklungshistorie Bearbeiten

Zeit Ereignis
1988/1989 Erste Diskussionen (Lehrbuch und Software)
Februar 1992 Beginn der Entwicklung
Januar 1993 Ankündigung im Web (Version 0.60)
Februar 1994 Erste Veröffentlichung (Version 0.6.x bis 1.x.x)
Dezember 1996 Zweite größere Veröffentlichung (Version 2.0.x) mit Übertragung auf Windows (Cygwin)
März 1998 Version 2.1
November 2004 Version 2.9 (Sprung in Vorbereitung zur Veröffentlichung von 3.0)
Dezember 2007 Veröffentlichung der Version 3.0 (größere Aktualisierung)
Juni 2009 Veröffentlichung der Version 3.2 (größere Aktualisierung)
8. Februar 2011 Version 3.4.0 (größere Aktualisierung)
22. Februar 2012 Veröffentlichung von Octave 3.6.1 (größere Aktualisierung)
31. Dezember 2013 Veröffentlichung von Octave 3.8.0 (experimentelle GUI)
29. Mai 2015 Version 4.0.0 (stabiles GUI und erweiterte Syntax für OOP)
14. November 2016 Version 4.2.0 (gnuplot 4.4+)
30. April 2018 Version 4.4.0 (neue Hauptrichtung für GUI QT Toolkit, FLTK sekundär)
1. März 2019 Veröffentlichung von Octave 5.1.0 (QT5 präferiert)
26. November 2020 Veröffentlichung von Octave 6.1.0 (major release)
6. April 2022 Veröffentlichung von Octave 7.1.0 (verbesserte Matlab-Kompatibilität)
28. Juli 2022 Octave 7.2.0
2. November 2022 Octave 7.3.0
7. März 2023 Octave 8.1.0 (Grafik-Backend und Matlab-Kompatibilität verbessert)
13. April 2023 Octave 8.2.0
8. August 2023 Octave 8.3.0
5. November 2023 Octave 8.4.0

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: GNU Octave Diagramme – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Numerische Mathematiksysteme am Beispiel von Octave – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. GNU Octave 8.4.0 Released. 5. November 2023.
  2. GNU Octave. In: Open Hub. (abgerufen am 25. Januar 2021).
  3. About-Page Octave. Abgerufen am 27. Oktober 2017 (englisch).
  4. Matt Lee: High Priority Free Software Projects. www.fsf.org, 2. März 2012, abgerufen am 14. Juli 2012 (englisch): „GNU Octave, free software Matlab replacement“
  5. Changelog for the High Priority Projects list
  6. gnu.org
  7. gnu.org
  8. gnu.org
  9. gnu.org
  10. gnu.org
  11. gnu.org
  12. gnu.org
  13. gnu.org
  14. gnu.org
  15. gnu.org
  16. gnu.org
  17. gnu.org
  18. gnu.org
  19. gnu.org
  20. gnu.org
  21. (Memento vom 19. November 2016 im Internet Archive)
  22. gnu.org
  23. gnu.org
  24. gnu.org
  25. gnu.org
  26. gnu.org
  27. gnu.org
  28. gnu.org
  29. heise.de
  30. gnu.org
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Veröffentlichungsdatum:
GNU Octave ˈɒktɪv ist eine freie Software zur numerischen Losung mathematischer Probleme wie zum Beispiel Matrizenrechnung Losen von Differential Gleichungssystemen Integration etc Berechnungen konnen in Octave mit einer Skriptsprache durchgefuhrt werden die weitgehend zu dem proprietaren Matlab und zum ebenfalls freien FreeMat kompatibel ist GNU OctaveGNU Octave 4 3 0 GUIBasisdatenMaintainer John W EatonEntwickler John W EatonErscheinungsjahr 1988Aktuelle Version 8 4 0 1 5 November 2023 Betriebssystem GNU Linux macOS Solaris Unix OS 2 WindowsProgrammiersprache C 2 Kategorie Mathematik Regelungstechnik ModellbildungLizenz GPL Freie Software https octave org Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Technische Eigenschaften 2 1 MATLAB Kompatibilitat 2 2 Grafische Benutzerschnittstellen GUI 2 2 1 Inoffizielle GUIs von Drittanbietern 2 2 2 Benutzerschnittstellen als Web interface 3 Entwicklungshistorie 4 Siehe auch 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenDas Konzept von Octave entstand 1988 Es war zunachst als Begleitsoftware fur ein studentisches Lehrbuch fur chemische Reaktoren geplant das von James B Rawlings University of Wisconsin Madison und John G Eherdt University of Texas geschrieben wurde Alternativ hatte Fortran diesem Zweck dienen konnen da dieses als technische Programmiersprache besonders geeignet zu sein schien Allerdings stellte sich heraus dass Studenten viel mehr Zeit dafur investieren mussten mit der Sprache zurechtzukommen und nach den Fehlern im Code zu suchen als im Chemieingenieurwesen etwas dadurch zu lernen 3 Zunachst wurden spezielle Werkzeuge zur Losung von Konstruktionsproblemen chemischer Reaktoren realisiert Als die Entwickler erkannten dass Octave zur Losung weiterer Probleme einsetzbar sein konnte entschied man sich es zu einem flexibleren Programm weiterzuentwickeln Sie beschlossen daher ein interaktives Umfeld fur das Programm zu schaffen in dem man die Grundlagen innerhalb kurzester Zeit erlernen konnte Das Ziel der Entwicklung war anspruchsvolle Berechnungen sehr einfach zu gestalten Die Vollzeitentwicklung durch John W Eaton begann im Fruhling 1992 und die erste Alpha Version erschien am 4 Januar 1993 Seitdem wurde GNU Octave mehrmals grundlegend uberarbeitet und ist inzwischen in den meisten Linux Distributionen integriert Fur die Free Software Foundation war die Weiterentwicklung von Octave zu einem freien MATLAB Ersatz bis Januar 2017 eines von ca einem dutzend High Priority Projects 4 5 Technische Eigenschaften BearbeitenImplementiert ist Octave in C erweiterbar ist es aber auch durch Module die in Octave selbst oder in anderen Sprachen verfasst wurden zum Beispiel Fortran C oder C Fur die grafische Ausgabe von 2D und 3D Plots wird ab der Version 4 0 0 voreingestellt ein integriertes grafisches Toolkit auf der Basis von Qt Bibliothek verwendet Das in fruheren Versionen verwendete gnuplot und FLTK kann aber weiterhin benutzt werden daneben gibt es alternative Grafikpakete Ein grosser Vorteil bei Octave ist die Anpassungsfahigkeit an jeden Rechner So lasst sich zum Beispiel der volle Adressraum auch bei 64 Bit Rechnern nutzen Andersherum sind auch alle Octave Bibliotheken in C Programmen nutzbar sodass Octave auch eine numerische Bibliothek fur C darstellt MATLAB Kompatibilitat Bearbeiten Die von MATLAB abgeleitete Skriptsprache von GNU Octave ist uberwiegend kompatibel teilweise zu dieser erweitert Die Funktionskompatibilitat von GNU Octave zur Basisversion von MATLAB ohne Toolboxen ist ebenfalls uberwiegend gegeben Fast vollstandige Kompatibilitat zu MATLAB lasst sich durch das Zusatzpaket octave forge und andere freie Ersatzfunktionen des Mathworks FileExchange erreichen Auch fur MATLAB geschriebene externe MEX Funktionen in C oder C lassen sich oft ohne Code Anpassungen fur Octave kompilieren und verwenden Octave verwendet als Bibliothek fur Vektor und Matrixoperationen BLAS optional in der OpenBLAS oder ATLAS Variante wogegen MATLAB inzwischen auf die kommerzielle BLAS Variante MKL von Intel setzt Grafische Benutzerschnittstellen GUI Bearbeiten Ab der Version 4 0 0 wird GNU Octave mit einer eigenen auf dem Qt Toolkit basierenden grafischen Oberflache GUI ausgeliefert Bereits die Version 3 8 0 verfugte uber die damals experimentelle GUI Allerdings war diese nicht standardmassig aktiviert und konnte mit octave force gui gestartet werden Octave kann weiterhin auch kommandozeilenbasiert bedient werden da das Command Window eine vollstandige Terminalemulation anbietet Inoffizielle GUIs von Drittanbietern Bearbeiten Cantor Linux Benutzeroberflache fur GNU Octave Sage Maxima R und KAlgebra Xoctave Windows Linux Xoctave kapselt GNU Octave unter Verwendung von Pipes und zusatzlichen Werkzeugen ein um die Anwendung einfacher zu gestalten Fruher freie Software mittlerweile proprietar Octavenb Einbindung von GNU Octave in NetBeans IDE unterstutzt SVN mehrsprachig Lizenz GPL 2 0 QtOctave Windows Linux Grafische Erweiterung Weiterentwicklung wurde zugunsten der in Version 3 8 erschienenen offiziellen GUI eingestellt Anoc Android Benutzeroberflache fur GNU Octave Die Berechnungen werden fur bessere Performance auf einem dedizierten Server ausgefuhrt LyX ist ein freies Textverarbeitungssystem mit LaTeX basiertem Formelsatz und LaTeX Ausgabe In die Dokumente konnen auch Rechnungen eingebettet werden via Octave oder Computer Algebra Systemen CAS wie Maple Maxima und Mathematica Benutzerschnittstellen als Web interface Bearbeiten LaTeX and Octave Editor Online editor unter anderem fur GNU Octave mit Grafischer Ausgabe und Speichermoglichkeit Online Zugriff fur GNU Octave Ermoglicht einfache Berechnungen mit GNU Octave octave online net Online Editor mit Plot Funktionalitat und git interface zur lokalen SynchronisationEntwicklungshistorie BearbeitenZeit Ereignis1988 1989 Erste Diskussionen Lehrbuch und Software Februar 1992 Beginn der EntwicklungJanuar 1993 Ankundigung im Web Version 0 60 Februar 1994 Erste Veroffentlichung Version 0 6 x bis 1 x x 6 Dezember 1996 Zweite grossere Veroffentlichung Version 2 0 x mit Ubertragung auf Windows Cygwin 7 Marz 1998 Version 2 1November 2004 Version 2 9 Sprung in Vorbereitung zur Veroffentlichung von 3 0 8 Dezember 2007 Veroffentlichung der Version 3 0 grossere Aktualisierung 9 Juni 2009 Veroffentlichung der Version 3 2 grossere Aktualisierung 10 8 Februar 2011 Version 3 4 0 grossere Aktualisierung 11 22 Februar 2012 Veroffentlichung von Octave 3 6 1 grossere Aktualisierung 12 13 31 Dezember 2013 Veroffentlichung von Octave 3 8 0 experimentelle GUI 14 15 16 29 Mai 2015 Version 4 0 0 stabiles GUI und erweiterte Syntax fur OOP 17 18 19 20 14 November 2016 Version 4 2 0 gnuplot 4 4 21 22 23 24 30 April 2018 Version 4 4 0 neue Hauptrichtung fur GUI QT Toolkit FLTK sekundar 25 26 27 1 Marz 2019 Veroffentlichung von Octave 5 1 0 QT5 praferiert 28 29 26 November 2020 Veroffentlichung von Octave 6 1 0 major release 30 6 April 2022 Veroffentlichung von Octave 7 1 0 verbesserte Matlab Kompatibilitat 28 Juli 2022 Octave 7 2 02 November 2022 Octave 7 3 07 Marz 2023 Octave 8 1 0 Grafik Backend und Matlab Kompatibilitat verbessert 13 April 2023 Octave 8 2 08 August 2023 Octave 8 3 05 November 2023 Octave 8 4 0Siehe auch BearbeitenMatlab Scilab Verbosus FreeMatWeblinks Bearbeiten nbsp Commons GNU Octave Diagramme Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wikibooks Numerische Mathematiksysteme am Beispiel von Octave Lern und Lehrmaterialien Offizielle Webseite englisch Offizielle Octave Zusatzpakete englisch Octave Wiki englisch Kurzes Tutorial Octave MATLAB Octave im WebbrowserEinzelnachweise Bearbeiten GNU Octave 8 4 0 Released 5 November 2023 GNU Octave In Open Hub abgerufen am 25 Januar 2021 About Page Octave Abgerufen am 27 Oktober 2017 englisch Matt Lee High Priority Free Software Projects www fsf org 2 Marz 2012 abgerufen am 14 Juli 2012 englisch GNU Octave free software Matlab replacement Changelog for the High Priority Projects list gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org Release Notes Version 4 2 0 Memento vom 19 November 2016 im Internet Archive gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org gnu org heise de gnu orgNormdaten Sachbegriff GND 102265487X lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title GNU Octave amp oldid 239135755