انجام پروژه متمتیکا

ایده اصلی طراحی این نرم‌افزار ابتدا توسط استفان ولفرام مطرح شد، بدین ترتیب، این شخص به همراه تیمش، کار خود برای ایجاد نرم افزار متمتیکا، در سال 1986 آغاز کردند و درنهایت توانستند در قالب موسسه Wolfram Research of Champaign اولین نسخه از نرم افزار را در سال 1988 بیرون دهند. Wolfram Mathematica که به اختصار و به طور معمول، متمتیکا نامیده می‌شود، یک سیستم محاسبات فنی مدرن است که شامل بیشتر حوزه‌های محاسبات از جمله شبکه‌های عصبی (Neural Network)، یادگیری ماشین (Machine Learning)، پردازش تصویر (Image Processing)، هندسه (Geometry)، علم داده (Data Science)، مصورسازی داده (Data Visualization) و غیره می‌شود. در حقیقت باید اذعان کرد که نرم‌افزارهای متمتیکا و میپل، سردمدار همه نرم‌افزارهای محاسباتی ریاضی هستند. متمتیکا با تکیه بر زبان Wolfram برای انجام محاسبه‌های ریاضی و مهندسی، چه به صورت عددی یا تحلیلی، بهترین گزینه برای مهندسان و ریاضی دانان محسوب می‌شود. با گذشت زمان، قابلیت‌های مختلف و متعددی به نسخه‌های جدیدتر نرم افزار متمتیکا اضافه شده است. برای مثال محاسبات برمبنای بردارهای فشرده (Packed Array) در نسخه ۴ و در سال ۱۹۹۹، همچنین انجام عملیات ماتریسی در نسخه ۵ سال ۲۰۰۳ به نرم افزار متمتیکا اضافه شد. امکان به کارگیری قدرت چند رشته‌ای پردازشگرهای چند هسته‌ای نیز در نسخه ۵.۲ در سال ۲۰۰۵ به نرم افزار اضافه شد و در سال ۲۰۰۸ نیز محاسبات موازی در سطح برنامه‌نویسی در متمتیکا گنجانده و حتی به کارگیری از GPU در محاسبات سنگین در سال ۲۰۱۰ اضافه شد. در نسخه مربوط به سال ۲۰۱۹ استفاده از کامپایل کردن روی چندین دستگاه که به اصطلاح LLVM یا (Low Level Virtual Machine) گفته می‌شود، در این نسخه به کار رفت. باید گفت که همه ی این امکانات اضافه شده می توانند ابزار کمکی بسیار عالی برای انجام پروژه متمتیکا توسط فریلنسرها باشد. در نهایت متمتیکا نیز همانند متلب پروژه های جالب و جذاب زیادی دارد، درست است که پروژه متلب بسیار بیشتر از متمتیکا می باشد اما افراد مسلط به متمتیکا درآمد کمی ندارند.

دو بخش اصلی با خصوصیات ساختاری متفاوت در نرم افزار متمتیکا وجود دارد. ۱- هسته محاسباتی (Kernel) ۲- رابط نرم‌افزار (Front-End).
هسته محاسباتی، فرمان‌ها و دستوراتی که توسط کاربر یا فریلنسر برای انجام پروژه متمتیکا، به زبان ولفرم نوشته می‌شوند را تفسیر کرده و نتایج را برای نمایش به بخش رابط نرم‌افزار می‌فرستد. بخش رابط این نرم‌افزار، ابتدا در سال ۱۹۸۸، توسط تئودور گری به صورت یک رابط تصویری (GUI) معرفی شد که به واسطه آن اسناد یادداشت تولید می‌شدند. این پرونده‌ها در حقیقت همان کدهای مربوط به معرفی محاسبات کاربر بودند که در قالب متنی نوشته شده ولی توسط این رابطه به شکل نمادهای ریاضیاتی ظاهر می‌گشتند تا کاربر صحت عملکرد یا تشخیص نرم‌افزار را برای فرمول یا مدل ریاضی تایید کند.
علاوه بر رابطه کاربری Front-End، در نرم‌افزار متمتیکا یک Wolfram Workbench نیز وجود دارد که می‌توان آن را یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) نامید. ورکبنچ برای اولین بار در سال 2006 معرفی شد و شامل ابزارهایی برای توسعه کد مبتنی بر پروژه برای Mathematica است. این ابزارها به طور کلی از روش‌هایی برای مدیریت نسخه‌ها، اشکال زدایی، پروفایل و آزمایش تشکیل شده‌اند.
افزونه‌ای برای زبان برنامه‌نویسی JAVA کار با کد زبان Wolfram نیز وجود دارد که علاوه بر برجسته‌سازی دستورات، می‌تواند متغیرها و توابع به کار رفته را به طور خودکار تصحیح و تجزیه و تحلیل کند. از طرفی هسته نیز شامل یک خط فرمان است که می‌تواند کد دستورات را مستقیما دریافت و اجرا نماید. رابط‌های دیگری نیز برای متمتیکا وجود دارد که در این بین می‌توان به Jmath یا GNU readline و WolfraScript اشاره کرد که با استفاده از کدهای متمتیکا در خط فرمان یونیکس، فرمان‌ها را دریافت و به هسته منتقل می‌کنند.

 فریلنسرهای متمتیکا سایت حامی ورکس قابلیت انجام انواع پروژه متمتیکا با توافق قیمت را دارند، برای مثال امکان سفارش پروژه متمتیکا در بخش های زیر موجود است، از مهم‌ترین کاربردها و قابلیت های نرم افزار متمتیکا می توان چنین نام برد:

• سامانه رایانه‌ای جبری (Computer algebra system) برای بررسی نمادین (سمبُلیک) معادله‌ها
• نرم‌افزار عددی (Numerical software) برای حل عددی معادله‌ها
• نرم‌افزار آماری (Statistical software) برای حل مسائل آماری
• وجود توابع ترسیمی و تجسمی (Visualization) برای رسم نمودارها
• سرعت بالا و قابل قبول محاسبات ریاضی در مقایسه با سایر نرم‌افزارهای مشابه
• قابلیت استفاده از سایر زبان‌های برنامه نویسی (اعم از C ،Python و …) در محیط کاری متمتیکا
• داشتن محیط سامانه رایانه‌ای جبری (Computer Algebra System) برای بررسی نمادین (سمبُلیک) معادله‌ها
• قابلیت حل تحلیلی و عددی معادلات
• دارای توابع بسیار پیشرفته برای ترسیم انواع توابع، داده‌ها و نتایج حاصل از حل معادلات
• دارای محیط‌های مختلف کاری برای کدنویسی و ارایه به صورت پاورپوینت
• انجام محاسبات جبری، مثلثاتی و سری ها
• انجام حد، مشتق و انتگرال
• رسم توابع
• حل معادلات (معادلات جبری، معادلات غیر خطی و معادلات دیفرانسیل)
• بردار و ماتریس 

از امکاناتی که نرم افزار متمتیکا به کاربران خود ارائه داده، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کتابخانه های توابع ابتدایی ریاضی و توابع خاص از جمله تابع‌های مطرح شده در تئوری اعداد و توابع ترکیبی
• پشتیبانی از اعدد مختلط، محاسبات با دقت دلخواه، محاسبات روی فواصل اعداد، اعدادی با داده سانسور شده تصادفی، داده‌های مرتبط با سری زمانی بوسیله نمادهای ریاضی
• ماتریس و ابزار تغییر داده‌ها از جمله پشتیبانی از آرایه‌های خلوت و آرایه‌های جمعی
• داده‌های دو بعدی و سه بعدی، عملکردها و تجسم جغرافیایی و ابزارهای انیمیشن‌سازی برای نمایش داده‌ها
• حل سیستم معادلات، معادلات دیوفانتین (Diophantine equation)، معادلات دیفرانسیل معمولی (ODE)، معادلات دیفرانسیل جزئی غیر خطی (PDE)، معادلات جبری دیفرانسیل (DAE)، معادلات دیفرانسیل تاخیر (DDE)، معادلات دیفرانسیل تصادفی (SDE)
• تجزیه و تحلیل عناصر محدود از جمله تولید شبکه‌های سازگار دو و سه بعدی
• ابزارهای عددی و نمادی برای حساب روی متغیرهای گسسته و پیوسته از جمله تبدیل‌های انتگرال پیوسته و گسسته
• انجام عملیات و محاسبات مربوط به بهینه‌سازی محلی و کلی مقید و غیر مقید
• کتابخانه‌های آماری مختلف
• محاسبات و شبیه‌سازی‌ها در بررسی روندهای تصادفی و غیر تصادفی
• تحلیل شبکه‌های عصبی مصنوعی (Artificial Neural Networks)
• کتابخانه‌هایی برای پردازش سیگنال
• ابزارهایی برای پردازش تصویر دو بعدی و سه بعدی برای تشخیص چهره
• ابزاری برای تجسم و تجزیه و تحلیل گراف‌های جهت دار و بدون جهت
• ابزارهایی برای رمزنگاری شامل کلیدهای متقارن و نامتقارن
• ابزاری برای محاسبات مالی از جمله اوراق قرضه، سنوات، مشتقات، اختیارات و غیره
• توابع مرتبط با نظریه گروه و توابع نمادین تنسور
• کتابخانه‌های سیستم کنترل خطی و غیر خطی
• کیت میکروکنترلر برای دادن مشخصات نمادین که به طور اتوماتیک، کد را تولید و مستقر می‌کند تا به صورت خودکار در میکروکنترلرها اجرا شود
• ابزاری برای شیمی محاسباتی، شامل محاسبات طول پیوند و زاویه و پایگاه‌های داده از ویژگی‌های شیمیایی مواد و عناصر
• بهره‌مندی از زبان برنامه نویسی که از ساختارهای رویه‌ای، تابعک‌ها، شی‌گرایی و برنامه نویسی موازی پشتیبانی می‌کند
• جعبه ابزار برای افزودن رابط‌های کاربری به محاسبات و برنامه‌ها
• ابزارهای اتصال به سیستم های مبتنی بر کتابخانه‌های پیوند دینامیکی (DLL)، جاوا، دات نت، C ++ ،Fortran ،CUD ،OpenCL و پروتکل انتقال متن (HTTP) جهت انجام پروژه برنامه نویسی.
• استفاده از هر دو نوع ورودی زبانی به صورت آزاد (یک رابط کاربری زبان طبیعی) و Wolfram Language در نوت بوک هنگام اتصال به اینترنت

قابل ذکر است که از رقیبان اصلی این برنامه در حوزه های مختلف علمی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• در علم جبر: نرم افزار های مث کد، میپل و مکسیما
• در تحلیل عددی: نرم افزار متلب

تا این جا، توضیحاتی درباره معرفی نرم افزار متمتیکا، کاربردها و توانمندی های آن، آورده شد. اما بد نیست تا مخاطبان این متن چه فریلنسرها و چه مشتریان پروژه متمتیکا، اطلاعاتی درباره انجام پروژه متمتیکا بدست آورند. در این مورد، باید اشاره کرد که در سالیان اخیر، سفارش پروژه متمتیکا، توسط مشتریان افزایش پیدا کرده است. بنابراین فرصت خوبی برای فریلنسرهای برنامه نویس که عضو سایت های مختلف فریلنسری به خصوص سایت حامی ورکس هستند، فراهم شده تا با انجام پروژه متمتیکا بتوانند درآمدهای مناسبی بدست آورند. برای مثال در حوزه ی انجام پروژه متمتیکا، فریلنسرهای برنامه نویس در رشته مهندسی مکانیک می توانند به مشتریانی که سفارش پروژه متمتیکا در زمینه ی حل انواع معادلات دیفرانسیل با انواع شرایط مرزی دارند، خدمات ارائه کرده و درآمد مناسبی نیز کسب کنند. مثلا دانشجویان و متخصصان علم شیمی-فیزیک می توانند در زمینه پروژه mathematica با ارائه خدمات به مشتریانی که سفارش پروژه متمتیکا دارند، طول پیوندهای شیمیایی بین عناصر مختلف را محاسبه کنند.