工程师是周围最繁重的数字运算者之一。如果您是研究生、博士后或本科生，您通常会得到手边现有的任何机器作为您的工作机器。此外，根据您当地 IT 部门的僵化程度，您可能被迫使用当今市面上的一种商业操作系统。当低年级学生需要进行繁重的计算工作时该怎么办？您可能有兴趣了解一下 CAELinux（计算机辅助工程）。该项目提供了一张 Live CD，其中包含了您工程工作可能需要的所有开源工具。而且，由于它是一张 Live CD，您可以在不触及您正在使用的机器的本地驱动器的情况下使用它。

像所有 Live CD 一样，它拥有您应该熟悉的所有标准 Linux 桌面工具，包括用于网页浏览的 Firefox、用于电子邮件的 Evolution 以及用于文字处理、电子表格和演示文稿的 OpenOffice.org。除了这些应用程序之外，还有数十个其他应用程序可以帮助您完成所有数字运算工作。最新版本基于 Ubuntu，因此对于大多数人来说，它应该是一个相当舒适的环境。但是请注意，您不能使用 Ubuntu 中常用的软件更新机制。CAELinux 中的许多软件包都是从源代码编译和优化的，因此您不希望它们被 Ubuntu 提供的任何软件包意外覆盖。

欢迎使用 CAELinux

桌面上提供了一份关于 CAELinux 的非常出色的入门介绍，名为“入门指南”。如果这是您进入 CAELinux 世界的第一步，您应该从这里开始。

入门指南

上个月，我在这个专栏中介绍了 OpenFOAM。CAELinux 包含 OpenFOAM 的完整安装。它还包括另一个流体动力学程序，名为 SALOME。该程序提供了一个完整的图形界面，引导您从形成问题、建模、计算到分析结果。对于那些更习惯使用 GUI 的人来说，这可能是一个不错的选择。桌面上提供了一系列示例，这些示例逐步演示了该程序，显示了您在操作过程中执行的每个步骤。

CAELinux 教程

正如您所看到的，这些教程逐步演示了几个常见的模拟，例如模拟管道中的流动。这些可以为许多人提供很好的起点。

如果您的工作更倾向于数据分析，则可以使用几个流行的软件包。对于所有 Matlab 爱好者，这里有 Scilab。Scilab 在 Matlab 用户熟悉的环境中提供了相同类型的功能。还有 Maxima，它提供了更多来自数学背景的工具（例如，分析函数和进行微积分），而 Scilab 的方法是从矩阵背景出发（例如，查看数据分析）。Maxima 有几个前端可用。CAELinux 中的默认前端是 wxMaxima。如果您正在进行非常繁重的统计分析，则可以使用 R。R 的真正强大之处在于 CRAN 存储库，并且开箱即用地提供了相当多的内容。R 也有几个图形前端。CAELinux 提供了两个：R Commander 和 RKWard。如果您正在进行更偏向于纯数学分析的工作，那么还有 Octave。CAELinux 中提供的默认 GUI 是 QtOctave。在所有这些情况下，如果您是喜欢这种风格的老式计算机用户，也可以使用基于文本的界面。

还有几个软件包用于 CFD 或统计以外的应用。如果您需要进行有限元分析，可以使用 elmer。它同时提供了基于文本和 GUI 的界面。还有 JavaFoil，可用于对翼型和机翼进行分析。如果您正在设计电路，则可以使用两个软件包。Electric 是一个 CAD 程序，可以帮助您布局电路。一旦全部布局完成，您可以使用 PCB Designer 进行设置，以便您可以蚀刻电路板使其成为现实。

如果您可以在工作中使用标准工具集，那么这一切都很好。但是，如果您需要计算能力来进行真正前沿的研究呢？CAELinux 提供了完整的 GNU 工具集。这意味着您拥有开始开发自己的代码所需的一切。所有最常见的科学和工程库，如 gsl 和 LAPACK，都可用。如果您正在处理非常大的问题，MPI 和 openMP 也可用。这样，如果您的程序需要，您可以开发并行编程解决方案。

完成所有计算后，数据分析的一个重要部分是图形分析。实际看到您的数据呈现出来，会有一种发自内心和本能的感觉。为此，CAELinux 提供了几个软件包。如果您只想绘制数据，可以使用 grace 和 LabPlot 等程序。如果您想进行更复杂的数据分析，您可以使用 G3Data 和 OpenDX Data Explorer 等程序。这些程序具有许多功能，可用于以图形方式查看您的数据。如果您正在进行 CFD 工作，则可以使用几个程序来可视化您的网格。因此，您可以根据您需要的功能进行选择。

本月要介绍的最后一个选项是在“云”中使用 CAELinux。“云计算”是营销中经常使用的一个性感术语，但有时它并没有真正为您提供任何有用的东西。在这种情况下，确实提供了一些实质性的东西。CAELinux 现在可以在 Amazon Elastic Cloud Computing 下作为应用程序运行。您现在可以按需运行任意数量的节点，每个节点具有八个核心和 64GB 的 RAM。对于那些没有资源运行自己的集群，但又需要比桌面电脑更多计算能力的人来说，这可能是一个非常有吸引力的选择。绝对值得作为一种可能的选择进行研究。您可以在 http://aws.amazon.com/ec2 上找到有关 EC2 的更多信息，CAELinux 网站上有一套非常好的说明，可帮助您启动并运行。

正如您所看到的，CAELinux 为进行计算科学提供了强大的功能。由于它是一张 Live CD，您可以在基本上任何 64 位机器上运行它，而无需触及硬盘驱动器。但是，如果您被允许，您也可以选择将其安装在机器上。下载 ISO 并开始尝试使用它，看看您可以用它完成多少工作。