Mathematica 分为两部分:内核和前端。内核对表达式(即 Mathematica 代码)进行解释,并且返回结果表达式。 前端由 Theodore Gray 设计,提供了一个 GUI,它使得用户可以创建并且编辑一个“笔记本文档”,该笔记本文档可以包含程序代码和其它格式化的文本(比如公式、图像、GUI组件、表格、声音等),并且支持标准文字处理功能。所有的内容和格式都可以通过算法生成或者通过交互式方法进行编辑。 文档可以使用层次式单元进行结构化处理,这样便于对文档划分章节。文档也可以表示为幻灯片形式,便于进行演讲。笔记本与其内容均以 Mathematica 表达式的形式存储,并且可用使用 Mathematica 程序进行创建、编辑和修改,而且还可以转化为其它格式,比如 TeX 或者 XML。 前端包括开发工具,比如调试器、输入自动补全、以及自动语法着色。 默认情况下,Mathematica 使用一个标准前端,不过也有其它前端可供选择,包括 Wolfram Workbench、2006年引入的基于 Eclipse 的IDE。它们为 Mathematica 提供了面向项目的开发工具,包括版本管理、调试、归档和测试。 此外,Mathematica 还包括一个命令行前端(Mathematica Kernel)。
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