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# 38.7 科研和专业计算

FreeBSD 上可运行的科研工具包括数学（GeoGebra）、天文（Stellarium）等。本节按类别列出各软件的安装方式与基本用途。

## 代数学

FreeBSD 基本系统内置两个计算器工具：bc 采用中缀表示法，dc 采用后缀表示法（逆波兰表示法）。

`dc` 是采用后缀表示法的开源任意精度计算器。在传统 Unix 系统中，`bc` 曾作为 `dc` 的预处理器实现——先将中缀表达式转换为后缀表达式，再交由 `dc` 执行计算。

其源代码位于 FreeBSD 官方源代码存储库 <https://github.com/freebsd/freebsd-src/tree/main/contrib/bc>，可供研究与学习。用户可通过 `man bc` 或 `man dc` 命令查看手册页，获取更多使用细节。

### bc（Basic Calculator）基础计算器

bc 是采用中缀表示法的交互式任意精度计算器，支持基本算术运算和函数计算。

```sh
$ bc # 进入 bc 计算器
1+15 # 加法
16
sqrt(256) # 开方
16
5^3	 # 求立方
125
90/3 # 除法
30
10%4 # 求余数
2
quit # 退出程序
```

## 几何学

### 几何绘图软件 GeoGebra

GeoGebra 是动态几何软件，支持几何、代数和微积分的可视化与计算。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install geogebra
```

或者使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/math/geogebra/
# make install clean
```

![GeoGebra 界面](/files/F1jV1uJofOYUkQFUTNBI)

## 线性规划

本节介绍线性规划软件 GLPK 的使用方法。线性规划是运筹学的重要分支，广泛应用于资源优化配置、生产计划制定与金融风险管理等领域。

### GLPK

GLPK（GNU Linear Programming Kit）是 GNU 项目开发的开源线性规划工具包。

使用 pkg 安装 GLPK：

```sh
# pkg install glpk
```

或者使用 Ports 安装 GLPK：

```sh
# cd /usr/ports/math/glpk/
# make install clean
```

线性规划常用单纯形法。在计算机上，有多种软件可辅助求解线性规划问题，例如 Microsoft Excel 的“规划求解”功能。

### 计算机代数系统 wxMaxima

wxMaxima 是 Maxima 计算机代数系统的图形用户界面，提供直观的交互环境与强大的数学计算能力。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install wxmaxima
```

或使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/math/wxmaxima/
# make install clean
```

wxMaxima 不仅可数值计算，还支持符号运算与公式推导。代码示例仅供参考，详见 [官方文档](https://maxima.sourceforge.io/documentation.html)。

## 物理和化学

### 元素周期表 `GPeriodic`

GPeriodic 是一款元素周期表查看软件，提供元素的基本信息和物理化学性质。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install gperiodic
```

或者使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/biology/gperiodic/
# make install clean
```

![GPeriodic 元素周期表](/files/RPZvCovf6V4j8q4wwgNR)

## 天文地理

### 星图软件 Stellarium

Stellarium 是一款开源的天文馆软件，可模拟真实的星空观测。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install stellarium
```

或者使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/astro/stellarium/
# make install clean
```

![Stellarium 界面](/files/mfZeHUt2kTv0zUd5yoIV)

![Stellarium 星图](/files/kVyHjYeOO9PfxgDlRGTh)

> **技巧**
>
> 默认进入全屏模式，按 **F11** 可切换全屏模式。

### GNOME 地图

GNOME 地图是一款地图查看软件，提供地图浏览和位置搜索功能。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install gnome-maps
```

或者使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/deskutils/gnome-maps/
# make install clean
```

![GNOME 地图](/files/oL3mYBXYg6tVXGsFC98n)

地图数据基于 OpenStreetMap，整体较新，但缺少详细的兴趣点信息和导航功能，不如商业地图服务详细。

## 工具与软件

### 科学计算软件 GNU Octave

GNU Octave 是一款开源的科学计算软件，兼容 MATLAB 语言，用于数值计算和数据可视化。

使用 pkg 安装：

```sh
# pkg install octave
```

或者使用 Ports 安装：

```sh
# cd /usr/ports/math/octave/
# make install clean
```

## 参考文献

* Howard G D. bc — An arbitrary precision calculator language\[EB/OL]. \[2026-04-17]. <https://github.com/gavinhoward/bc>. Gavin D. Howard 开发的 bc/dc 实现。
* FreeBSD Project. Differential Revision D19982\[EB/OL]. (2019-05-23)\[2026-04-17]. <https://reviews.freebsd.org/D19982>. FreeBSD 自 [13.0 起](https://github.com/freebsd/freebsd-src/commit/252884ae7e4760f0e3cb45fdc2fff8fb952251ae)将 Gavin D. Howard 开发的 bc/dc 实现纳入基本系统（`contrib/bc`），bc 与 dc 在同一二进制文件中集成。
* FreeBSD Project. bc(1) -- an arbitrary precision calculator language\[EB/OL]. \[2026-04-17]. <https://man.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=bc&sektion=1>. 任意精度计算器语言手册页。
* FreeBSD Project. dc(1) -- an arbitrary precision calculator\[EB/OL]. \[2026-04-17]. <https://man.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=dc&sektion=1>. 任意精度计算器手册页。


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```

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