Mathematica für Medizin- und Biowissenschaften
Warum Mathematica?
Warum Mathematica?
An der Entwicklung immer mächtigerer und technisch ausgereifter Programmen für Medizin und Biowissenschaften zeigt sich, dass auch in diesem Bereich immer mehr mathematisch-technische Berechnungen als Analysemethoden eingesetzt werden.
Als eine mächtige Berechnungsengine kann Mathematica dem Anwender dabei Vorteile verschaffen und Analysen unterstützen.
Mathematica verfügt über eine einzige Entwicklungsumgebung, die Funktionen zur symbolischen und numerischen Berechnung, zur Erzeugung von Grafiken in Präsentationsqualität und für die Programmierung integriert.
Das Mathematica Dokument-Format, das sog. Notebook, ist eine flexible Datei, die zum Erfassen, Sammeln und Organisieren von Daten und Berechnungen geeignet ist. Im Labor können elektronischen Notizen erstellt werden, die später zur Erstellung von Präsentationen und zur Ausarbeitung wissenschaftlicher Dokumente dienen können. Da Notebooks Formeln, Bilder, Texte aufnehmen und verarbeiten, sind Mathematica-Dokumente für das elektronische Publizieren ideal.
Die Mathematica-Benutzeroberfläche ist einfach und intuitiv zu bedienen. Sie enthält hierarchisch aufgebaute Menüs und bewegliche Paletten, die vom Benutzer individuell angepasst werden können. Über diese Paletten oder über Tastatur-Shortcuts können Funktionen und mathematische Notationen eingefügt werden.
Mathematicas interaktiver Hilfe-Browser lässt dabei Erstbenutzer nicht alleine, sondern bietet mit einer "Tour durch Mathematica",die zahlreiche Beispiele und Demo-Notebooks enthält, umfangreiche Informationen.
Auch für Medizin und Biowissenschaften bietet Mathematica Funktionen, die den Anforderungen der wissenschaftlichen Arbeit entsprechen.
Datenanalyse
Eingebaute Datenanalyse- und Statistikfunktionen
Schnelle und genaue Datenanalysen sind in Medizin und Biowissenschaften eine der wesentlichen Anforderungen der wissenschaftliche Datenverarbeitung.
Mathematica bietet eine große Bandbreite von Funktionen zum curve fitting, zur Interpolation, zur statistischen Berechnung und zur Glättung an. Durch seine interaktiven Funktionen kann das Design der Datenmanipulation jederzeit angepasst werden. Dutzende statistischer Verteilungensfunktionen zur Kurvenanpassung - normal, multinormal, beständige und diskret - sind in Mathematica verfügbar. Curve fitting-Werkzeuge erlauben die Auswahl eines Modells, das linear, exponentiell, polynomial, trigonometrisch sein kann oder jegliche andere, vom Benutzer angepasste Funktionen besitzen kann. Daten können geglättet werden, indem gleitende Durchschnitts- oder Mittelwerte oder ausgereiftere Methoden wie lineare Filter oder exponentielle Glättung eingesetzt werden.
Mathematica ist sowohl in Bezug auf die Datenein- als auch auf die Datenausgabe äußerst flexibel. Alle Werkzeuge arbeiten in Mathematica nahtlos miteinander. Mathematica bietet so den kürzesten Weg zwischen den vorhandenen Rohdaten und deren Auswertung.
Weitere Informationen zur statistischen Auswertung mit Mathematica finden Sie auf der Seite Statistik mit Mathematica.
Visualisierung
Flexible Grafikerstellung und Visualisierung von Daten
Gewinnen Sie Informationen und Einblick in Ihre Modelle, Daten und Ergebnisse mit Mathematicas umfangreichen Visualisierungsfunktionen.
Die grafischen Eigenschaften von Mathematica erlauben die flexible Erstellung zwei- und dreidimensionaler Grafiken, wie Punktwolken, Konturdiagramme, Blockdiagramme, Balkendiagramme und viele mehr. Anwender können alle Grafiken mit Beschriftungen, Markierungen, Rahmen und Legenden anpassen und darüber hinaus Mathematica zur Erstellungen von Animationen (GIF oder Quicktime) benutzen.
Publishingfunktionen
Integrierte Publishing- und Textverarbeitungsfunktionen
Mathematica Notebooks sind eine produktive und einheitliche Benutzerumgebung für die Erstellung elektronischer Notizen und anderer Dokumente.
Seien es einfache Notizen oder komplette wissenschaftliche Ausarbeitungen und Dokumentationen - Notebooks können mit Schriftsatz-Ausdrücken, Berechnungen, Grafiken, Tönen, Animationen kombiniert und passend formatiert werden. Egal ob in gedruckter Form oder auf dem Bildschirm - Mathematica Notebooks verfügen über technisch-wissenschaftlichen Schriftsatz in Profi-Qualität. Sie sind plattformunabhängig und werden als reine ASCII-Texte gespeichert, so dass sie einfach per Email oder FTP mit anderen Anwendern ausgetauscht werden können, ohne sie konvertieren zu müssen.
Darüber hinaus stellt der Hersteller Wolfram Research den kostenlosen Mathematica Player zu Verfügung, mit dem Notebooks auch ohne Mathematica Lizenz gelesen und gedruckt werden können. Eine Seite mit einer Funktionsübersicht zum Mathematica Player und Downloads finden Sie auf den Seiten von Wolfram Research.
Programmiersprache
Eine benutzerfreundliche und vielseitige Programmiersprache
Egal, ob ein Anwender Simulationen, Modelle oder Algorithmen mit Mathematica darstellt und bearbeitet, die Darstellung in Mathematica ist unkompliziert.
In Mathematica gibt es kaum einen Unterschied zwischen interaktiven und programmierten Berechnungen. Ein Benutzer kann eine Formel sowohl Stück für Stück aufbauen oder einen bekannten Algorithmus mit Hilfe von Transformationsregeln in Mathematica annähern. Mathematica bietet dem Anwender so eine einfache und fortschreitende Methode zur Erstellung überraschend ausgereifter Formeln an. Außerdem kommt Mathematica dem Programmierstil jedes Anwenders entgegen. Da Programmiercode in seinem Stil stets die Logik einer Problemlösung reflektiert, erlaubt Mathematicas einzigartige Flexibilität den nahtlosen Wechsel von einer Programmiersprache zu Mathematica. Auch Anwender, die vorher noch keine Programmiererfahrung beisitzen, werden diese Aufgabe ohne aufwendige Schulungen meistern.
Informationsquellen
Zahlreiche Informationsquellen und Dokumentationen zu Mathematica
Neben umfangreichen Funktionen existieren zu Mathematica umfangreiche Informationen zu verschiedenen Fachgebieten. Hier finden Sie einen Überblick über den Einsatz von Mathematica in Medizin- und Biowissenschaften.
Auf den Webseiten von Wolfram Research finden Sie zahlreiche Firmenreferenzen und Anwenderberichte zur Anwendung von Mathematica in Medizin und Biowissenschaften.
Hier gibt es eine Auswahl von Texten zum Thema graphische Datenverarbeitung und Visualisierung, die Anwendung von Mathematica in Biowissenschaften und Medizin, Einführungen in die wissenschaftliche Programmierung u.v.m.
Wolfram Research bietet außerdem noch eine Liste verschiedener Notebooks, in denen Lösungen zur Analyse in Medizin und Biowissenschaften aufgeführt werden. Von der statistischen Auswertung mit Curve Fitting in der AIDS Forschung, über die Untersuchung von Luchs-Populationen bis zur Herstellung hybrider Linsen können unter zahlreiche Dokumente heruntergeladen werden.