我来给普及一下matlab、IDL、fortran神马的区别吧

我来给普及一下matlab、IDL、fortran神马的区别吧

看到有人纠结这些东西,我来说说我的经验吧。不保证客观,个人观点而已,欢迎批判。


1.我要讨论的是matlab、IDL、fortran、C这4件事。因为他们能够共同地干一件事:计算。
2.实际上把他们四个放在一起说很诡异的,因为这完全不是一码事,就有点像拿word和pdf作比较一样不明真相。但是大家都这么说,那我也勉强比比看。
3.前两者可以归为一个子类,matlab和idl都是一种交互式、可视化语言系统;后两者算一类,是一种算法语言,有人说算高级语言,fortran我同意,C在广义上说可以直接对内存和堆栈进行操作,可能不如fortran级别高,但是针对科学计算的话,也可以勉强算高级语言。(补充提示:编程语言中说的高级语言、中级语言、低级语言、机器语言的四个级别是针对人的理解里,越接近人的语言习惯的就是高级语言,越难以阅读但是机器方便也读的就是低级语言。不是说高级语言比低级语言更好。)
4.先说画图:
matlab和IDL本身可以画图,这一点是fortran和C不具备的。虽然fortran和C也有图形库可以调用,但基本上很难用,这么说吧,就好比猫狗也有哺乳的功能,但是指望喝它们那点奶实在是。。。
所以fortran和C仅仅可以编程序做运算,生成文件之后,再交给第三方软件去画图。执行画图任务的可以是origin、gnuplot、pgplot,甚至是matlab和IDL。
就matlab和IDL本身来说,图像也有些区别。它们都有自己的一套图形编码系统,都可以生成eps文件方便插入到latex论文中去,但是它们的eps文件编码方式很不一样。以我的经验,同等分辨率的情况下,IDL的图要小一些、轻巧很多。matlab的图有点笨重。(不过说到轻巧,gnuplot笑了。gnuplot画的eps图竟然可以用记事本直接打开,在里面修改文字,保存,关闭,再看,图上的标度就变了。)matlab的图有一个很严重的缺点,就是边距设置有毛病,或者说与pdf本身的标准不一致。这就导致在linux下生成的latex文档图像有位移。不过也很容易纠正,增加位置参数就行了。其实这倒是一个培养使用完善参数习惯的好办法。IDL没有这个问题,出来的图很好,直接用就行,参数先天地与latex和pdf标准是一致的。
在色彩方面,这里不多说了,详见我过去的博文 http://blog.hippoh.org/archives/2002
他们的颜色定义不同,但是很容易相互调用,这很正常,就看你的需要了。我用了这么多年,觉得matlab和IDL的画图功能不分彼此,都很强大,各自有自己的特色,不能笼统说谁更强。

5.说说程序语言设计
其实fortran和C相比,效率可能相当。针对超大规模的数值积分做测试的话会发现,C要更快一点。但是fortran的语言更好懂一点,这就弥补了速度的不足。因为买个大内存现在很便宜,想读懂程序却不容易。但说fortran,做数值积分的确非常非常好用。所以在宇宙学、恒星物理上用的很多,这就是为什么毕老师和张同杰都在用的原因。但是你指望一个处理恒星光谱的人用fortran就有点不给力了,这个后面再说。说到数值积分,其实说白了就是一个累加,反反复复地做加法,做到头大为止。这就需要用到循环甚至迭代,甚至递归。大循环的运算是这兄弟俩的长相。用matlab和IDL做循环,你会感觉想死,他们根本就不是干这个用的。不过也有个小小的好处,如果你想看到每一步循环的过程的话,那就用matlab和IDL吧,保证你看得很清楚。但要是用fortran和C,屏幕显示一闪而过,啥也没有了。

程序=算法+数据结构

算法没啥好说的,无论你用什么,算法是通用的,靠自己提高吧。数据结构就是他们直接最大的区别了。matlab和IDL的精神都是矩阵,一切都是矩阵,一个常数也是1*1的矩阵,一个向量是1*n的矩阵,一切的一切都是矩阵。所以用matlab做计算的时候,需要思维上把需要循环的程序改成矩阵运算,这就是matlab的长项了。IDL也是这样,矩阵操作比matlab逊色,但也是基于矩阵的。我的经验觉得IDL的矩阵操作更适合对大量数据文件的读取。

fortran虽然也可以定义向量和矩阵,但是你知道,这很恐怖的,比如向量的大小在计算过程中不能改变,这就很伤心(这也是造成运算速度快的原因之一)。而matlab可以进行类似这样的 A=[A; A] 这就方便多了。

6.基本用途
终于说到关键的了。我接触的大量做天文的人,都绝对不仅仅只会用一种东西,因为太不够了。但是不同的工具真的有它的独到之处和用途。比如做观测的话,原始观测数据的处理raw data要用IDL很方便。IDL提供一个astro包,专门针对fits文件也有很好的函数,效率也不低。无论是CCD拍一批测光,还是光谱抽取,用IDL再方便不过了(如果你不想折腾天煞的IRAF的话)。举个例子吧,08年春天张超同学需要把针对同一个天区的上百张测光底片做处理,然后找到某颗星的星等变化曲线。问题在于这些底片都并不是完全重合的,他们的位置都有偏差。所以首先需要让这些底片上的同样的星重合在一起再说。这件事我倒是想问问,用fortran和C咋玩?恐怕只能摊手了。IDL就有很好的办法。

所以我们普遍认为,处理最原始的观测数据,IDL推荐!
得到处理之后的结果了,下一步就是研究这些数据的内在联系,看看曲线图啊,看看相关性分析啊,做做统计啊,拟合拟合模型啊,这些事也很重要,这些工作,matlab推荐!

那么如果你要做的是理论本身。你需要从无到有构建一个框架,肯定要用到一些经验公式的积分、迭代神马的,这就需要fortran或者C语言了。比如我用的银河系模型的生成就是C写的。而星表是fortran写的。但我用观测数据和模型作比较做拟合的时候,就只有靠IDL和matlab了。


7.小结。
任何一种东西都很有用途,只不过用途和特点不一样。都忽视不得。学天文的话,想做好,多会一些是很有必要的。另外要注意,linux将来很有用,所以上面那些东西在linux下的表现也要引起注意。

最后补充一个matlab的优点:程序最后不用写end。
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我靠
18个人看了没人说话
你们先顶再看会死啊!
会不会死啊!
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估计看的都不是天文的吧,其实我也不是

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呃,受教了,好好学习IDL去~
此情可待问苍天,追忆无语点逝风

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引用:
原帖由 loveyou 于 2011-3-18 14:45 发表
呃,受教了,好好学习IDL去~
搞观测的么?
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回复 5楼 的帖子

不搞观测~~~
此情可待问苍天,追忆无语点逝风

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先好好学fortran
吾輩は猫である。

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程序最后不用写END
大概是给我设计的
等号= =(空格不算哦~)
吾輩は猫である。

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引用:
原帖由 gsoul 于 2011-3-18 21:02 发表
5.说说程序语言设计
其实fortran和C相比,效率可能相当。针对超大规模的数值积分做测试的话会发现,C要更快一点。但是fortran的语言更好懂一点,这就弥补了速度的不足。因为买个大内存现在很便宜,想读懂程序却不容易。但说fortran,做数值积分的确非常非常好用。
一直被灌输的观念是对于数值积分或者其他数值计算而言,fortran还是首选,话说fortran和C的速度应该没什么差别吧,得多大的计算量才能比较出这两个的速度差别啊...?
我不知道师兄说的fortran更好懂是不是指fortran的语法的变化比较少,更严格一点?感觉确实编写fortran程序的时候会觉得这语法有点啰嗦繁琐,不过也正因为如此它利于计算机编译吧,也利于之后读程序能更好读懂。这种严格的语法也利于刚开始学编程的时候养成好的编程习惯~ 所以现在在学fortran的童鞋们不要对fortran有偏见啊,好好学吧~~

[ 本帖最后由 mengyao 于 2011-3-19 14:27 编辑 ]
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引用:
原帖由 gsoul 于 2011-3-18 21:02 发表
我的经验觉得IDL的矩阵操作更适合对大量数据文件的读取。
这个严重排~~

去年暑假那几个G的数据啊...就靠Linux+IDL读的...
没别的纯是数字...就赤经赤纬银经银纬几个波段的星等值加不确定度信噪比居然摞出几个G来...具体多少行大家自行想象吧...

P.S.IDL的结构数组神马的还是挺方便的

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你的数据如果是文本格式的,就是这样的
所以才有一个东西叫做fits
引用:
原帖由 mengyao 于 2011-3-19 07:53 发表


这个严重排~~

去年暑假那几个G的数据啊...就靠Linux+IDL读的...
没别的纯是数字...就赤经赤纬银经银纬几个波段的星等值加不确定度信噪比居然摞出几个G来...具体多少行大家自行想象吧...

P.S.IDL的结构数组神马的 ...
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引用:
原帖由 mengyao 于 2011-3-19 07:26 发表


一直被灌输的观念是对于数值积分或者其他数值计算而言,fortran还是首选,话说fortran和C的速度应该没什么差别吧,得多大的计算量才能比较出这两个的速度差别啊...?
我不知道师兄说的fortran更好懂是不是指fortran的语法 ...
不一定是大运算量,也可以是频繁多任务
比如放到网上供用户使用的那种公共数据库
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学生态,因为某些数据处理算法而学fortran,只能算入门。。。
顶学术帖~~
所谓故事,即是过去 |  没有永远,但有明天

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引用:
原帖由 bingqq 于 2011-4-5 08:32 发表
学生态,因为某些数据处理算法而学fortran,只能算入门。。。
顶学术帖~~
学算法的时候用fortran做起步很有好处
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只会用SSWIDL,fortran神马的早忘了~
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  • 黑泽cross 蛋蛋币 +5 挖学术坟 好吧 原谅了…… 2011-5-10 12:18
~☑80后 ☑奔3 ☑没房 ☑没车 ☑没钱 ☑没相貌 ☑没口才 ☑没经验 ☑没成绩 ☑没身份 ☑没背景 ☑没死 ☑没媳妇~

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