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Mathematica

Origem: Wikip�dia, a enciclop�dia livre.
Wolfram Mathematica
Log�tipo
Mathematica

Superf�cie criada com o Mathematica.
Desenvolvedor Wolfram Research
Plataforma Multiplataforma, Windows, Linux, Mac OS X da Apple
Lan�amento 23 de junho de 1988
Vers�o est�vel 14.1 (Julho de 2024)
Vers�o em teste [+/-]
Idioma(s) Ingl�s, Chin�s, Japon�s
Escrito em Mathematica, C/C++, Wolfram, Java
G�nero(s) Sistema de �lgebra Computacional, Visualiza��o de informa��o, Computa��es num�ricas
Licen�a Software Propriet�rio
P�gina oficial Wolfram Mathematica: Software de Computa��o T�cnica

Wolfram Mathematica (conhecido como Mathematica) � um programa de computador, originalmente concebido por Stephen Wolfram, e continuamente desenvolvido pela empresa Wolfram Research, localizada em Champaign (Illinois), que implementa um sistema de �lgebra computacional. Al�m de uma linguagem de programa��o, cont�m diversas bibliotecas de programa��o prontas a serem usadas para diversos fins em v�rias �reas das ci�ncias exatas.[1]

O programa insere-se em diversas �reas da engenharia, biologia, qu�mica, processamento de imagens, finan�as, estat�stica, matem�tica, al�m de outras, e tamb�m serve como um ambiente para desenvolvimento r�pido de programas.

As vers�es mais recentes permitem a troca de informa��o com programas em Java, C++, entre outros, usando bibliotecas para comunica��o entre aplica��es - assim possibilitando que um programa do Mathematica, por exemplo, acesse a porta serial ou receba informa��es de um equipamento (hardware) externo. Pode tamb�m ser usado para a digita��o de documentos com formata��o matem�tica complexa

O Mathematica roda nas plataformas Windows, Linux, Solaris e Mac OS X. O nome do programa foi sugerido a Stephen Wolfram por Steve Jobs em meados da d�cada de 1980, e apesar de Wolfram ter recusado o nome no come�o, decidiu adota-lo.[2]

Diversas empresas brasileiras utilizam o Mathematica em suas atividades, como Petrobr�s, Banco Santander, Furnas, Transpetro, CENPES, Inpe e Embraer.[3] V�rias universidades do pa�s tamb�m t�m adquirido licen�as do Mathematica para o uso de seus alunos, professores e demais funcion�rios.[4][5]

Formato de Arquivo

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O Mathematica cria, edita e salva arquivos no formato chamado de notebook (ou caderno, em tradu��o livre para o Portugu�s). Este formato � expressado pela extens�o .nb, formato reconhecido por todas as vers�es do Mathematica e pelos players lan�ados pela Wolfram research, o Mathematica Player e sua vers�o mais atual o CDF Player.

Recursos

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Recursos do Mathematica incluem:[6]

  • Biblioteca de fun��es matem�ticas b�sicas
  • Bibliotecas de fun��es matem�ticas especiais
  • Ferramentas de manipula��o de matrizes e dados incluindo suporte a matrizes esparsas
  • Suporte a n�meros complexos, precis�o arbitr�ria, aritm�tica de intervalos e computa��o simb�lica
  • Visualiza��o de fun��es e dados em 2D e 3D, e ferramentas de anima��o
  • Solucionadores de sistemas de equa��es, equa��es de diophantine, ODEs, PDEs, DAEs, DDEs e rela��es de retorno
  • Ferramentas num�ricas e simb�licas para c�lculo cont�nuo e discreto
  • Bibliotecas multivariadas de estat�stica incluindo ajuste, teste de hip�teses, e c�lculos de probabilidade e expectativa em mais de 100 distribui��es
  • Otimiza��o local e global, restrita e irrestrita
  • Linguagem de programa��o que suporta constru��es procedural, funcional e orientada a objetos
  • Kit de ferramentas para adicionar interfaces de usu�rio a c�lculos e aplica��es
  • Ferramentas para processamento de imagens e processamento de imagens morfol�gico incluindo reconhecimento de imagens
  • Ferramentas para visualizar e analisar grafos
  • Ferramentas para problemas combinat�rios
  • Ferramentas para prospec��o de textos incluindo an�lise de express�es regulares e an�lises sem�nticas
  • Ferramentas de prospec��o de dados como an�lise de cluster, alinhamento de sequ�ncias e correspond�ncia de padr�es
  • Biblioteca de fun��es de teoria dos n�meros
  • Ferramentas para c�lculos financeiros incluindo fundos, anuidades, derivativos, op��es, etc.
  • Fun��es da teoria dos grupos
  • Bibliotecas para an�lise de sons, imagens e dados de wavelets
  • Bibliotecas de sistemas de controle
  • Transformadas integrais cont�nuas e discretas
  • Filtros de importa��o e exporta��o de dados, imagens, v�deos, sons, CAD, GIS, documentos e formatos biom�dicos
  • Cole��o de base de dados para acesso a dados e computa��es do WolframAlpha em �reas como matem�tica, cient�fica, e informa��es socioecon�micas
  • Processamento de palavras t�cnicas como edi��o de f�rmulas e gera��o autom�tica de relat�rios
  • Ferramentas para conectar DLLs. Sistemas com base em SQL, Java, .NET, C++, FORTRAN, CUDA, OpenCL e http
  • Ferramentas para programa��o em paralelo
  • Possibilidade de uso de entradas lingu�sticas de forma livre (uma interface de usu�rio em linguagem natural) e linguagem do Mathematica em um notebook quando existir conex�o a internet

Interface

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O Mathematica � composto de duas partes, a interface gr�fica (tamb�m conhecida como front end) e o kernel. O kernel � a parte que interpreta as express�es e c�digo do Mathematica e retorna os resultados. J� a interface gr�fica, � onde o usu�rio trabalha com op��es gr�ficas mais est�ticas e com poss�veis edi��es. Alguns dos recursos mais conhecidos da front end do Mathematica s�o a poss�vel altern�ncia entre nota��o matem�tica e nota��o padr�o do Mathematica, a cria��o de relat�rios e artigos cient�ficos, apresenta��es, etc.

O principal respons�vel pela front end do Mathematica � Theodore Gray, co-fundador da Wolfram Research e atual diretor do setor de interface de usu�rio da empresa. A partir do trabalho que Theodore desenvolveu para a interface do usu�rio do Mathematica surgiu uma empresa de nome TouchPress que utiliza tecnologias do Mathematica para a cria��o de ebooks din�micos.[7] Outras aplica��es derivadas da interface do usu�rio desenvolvida para o Mathematica s�o o Mathematica Player e o CDF Player. O Mathematica Player � uma vers�o anterior de plugin para navegadores de internet para execu��o de arquivos do Mathematica. A vers�o mais recente deste player � o CDF Player, introduzido em conjunto com o Formato de Documento Comput�vel (do ingl�s Computable Document Format, CDF). O CDF Player � o atual programa utilizado para distribui��o gratuita de arquivos criados pelo Mathematica.

Os documentos do Mathematica podem ser estruturados atrav�s da utiliza��o de uma hierarquia de c�lulas, que permite destacar e dividir o trabalho em se��es, que suporta cria��o autom�tica de n�mero de se��es. Os documentos podem ser apresentados em um ambiente no formato de apresenta��o de slides, no caso de apresenta��es. Os notebooks e seus conte�dos podem ser expressados como express�es do Mathematica que podem ser criadas, modificadas e analisadas por programas do Mathematica. Isso permite a convers�o entre o formato padr�o do Mathematica e outros formatos como TeX ou XML.

O front-end inclui ferramentas de desenvolvimento como um depurador, conclus�o de entrada e colora��o autom�tica de sintaxe.

Entre os front-ends alternativos est� o Wolfram Workbench, um IDE baseado no Eclipse, lan�ado em 2006. Ele fornece ferramentas de desenvolvimento de c�digo baseadas em projetos para o Mathematica, incluindo gest�o de revis�o, depura��o, perfis e testes.[8] O Mathematica Kernel tamb�m inclui um front-end de linha de comando.[9] Entre outras interfaces est� ainda o JMath,[10] baseado no GNU readline, e o MASH,[11] que executa programas do Mathematica independentes a partir da linha de comando UNIX.

Dados Comput�veis

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Um gr�fico de fluxo a partir de dados meteorol�gicos em tempo real

O Mathematica inclui cole��es de dados processados de maneira consistente para computa��o imediata. Os dados podem ser acessados de maneira program�tica para informar ou testar modelos e s�o atualizados automaticamente a partir de um servidor de dados da Wolfram Research.[12] Alguns dados como pre�os de a��es e dados meteorol�gicos s�o fornecidos em tempo real. Atualmente os conjuntos de dados incluem:

  • Dados astron�micos: 99 propriedades de 155.000 corpos astron�micos
  • Dados qu�micos: 111 propriedades de 34.000 compostos qu�micos, 86 propriedades de 118 elementos qu�micos e 35 propriedades de 1000 part�culas subat�micas
  • Dados geopol�ticos: 225 propriedades de 237 pa�ses e 14 propriedades de 160.000 cidades ao redor do mundo
  • Dados financeiros: 71 propriedades hist�ricas e em tempo real de 186.000 a��es e instrumentos financeiros
  • Dados matem�ticos: 89 propriedades de 187 poliedros, 258 propriedades de 3000 gr�ficos, 63 propriedades de 6 n�s, 37 propriedades de 21 estruturas de rede, 32 propriedades de 52 esquemas geod�sicos
  • Dados lingu�sticos: 37 propriedades de 149.000 palavras em ingl�s. 26 dicion�rios de l�nguas adicionais
  • Dados biom�dicos: 41 propriedades de todos os 40.000 genes humanos, 30 propriedades de 27.000 prote�nas
  • Dados meteorol�gicos: medidas hist�ricas e em tempo real de 43 propriedades de 17.000 esta��es meteorol�gicas ao redor do mundo
  • Dados do Wolfram|Alpha: trilh�es de pontos de dados do WolframAlpha

�reas de aplica��o

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O Mathematica � um dos programas de computa��o mais poderosos que existem, e para atingir tal patamar estendeu a aplica��o do programa �s mais diversas �reas do conhecimento. O que inicialmente era um programa mais focado para matem�tica, levou a uma restri��o do conceito por causa do nome. Stephen Wolfram comenta que o Mathematica de hoje em dia � muito mais do que era h� mais de duas d�cadas quando foi lan�ado, e sente que o nome limita o entendimento das pessoas com rela��o a capacidade do programa.[13]

A vers�o 8 do Mathematica inclui diversas novas �reas do conhecimento, como an�lise de wavelets, computa��o em paralelo, programa��o em GPU, processamento e an�lise de imagens, sistemas de controle, engenharia financeira e biologia computacional. Como pode se ver pelos exemplos citados, o software � capaz de trabalhar com as mais diversas �reas sem a necessidade de compra de pacotes adicionais, todas as �reas podem ser operadas com a licen�a original. A tabela a seguir mostra algumas das �reas em que o Mathematica � capaz de operar.[14]

Engenharia - Engenharia Qu�mica

- Ci�ncias dos Materiais
- Engenharia Mec�nica
- Engenharia El�trica
- Engenharia do Petr�leo

Ci�ncias Biol�gicas - Bioinform�tica - banco de dados

- Genoma humano
- Prote�na: todas as prote�nas humanas
- Estruturas Qu�micas
- Medicina - processamento de imagens

Ci�ncias Exatas - Astronomia

- Meteorologia
- �tica
- F�sica
- Qu�mica
- Estat�stica

 Economia e Finan�as - Seguro: estimativas e banco de dados

- An�lise de cr�dito e risco
- Econometria: banco de dados de �ndices
- Engenharia financeira e Economia

Ensino de Matem�tica - N�vel superior: C�lculo

- Ensino a dist�ncia: matem�tica interativa
- Centros de Aprendizagem

Outras �reas - M�sica

- Artes
- Design de Jogos
- Edi��o de Artigos Cient�ficos

Conex�o com outras aplica��es

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A comunica��o com outras aplica��es ocorre atrav�s de um protocolo chamado MathLink. Ele permite a comunica��o entre o kernel do Mathematica e o front-end, e tamb�m fornece uma interface geral entre o kernel e outras aplica��es. A Wolfram Research distribui gratuitamente um kit de desenvolvimento para a liga��o de aplicativos escritos na linguagem de programa��o C com o kernel do Mathematica atrav�s do MathLink.[15] Usando J/Link.,[16] um programa Java pode solicitar do Mathematica que execute c�lculos; por sua vez, um programa Mathematica pode carregar classes Java, manipular objetos Java e realizar chamadas de m�todo. Funcionalidade semelhante � conseguida com .NET /Link,[17] mas com programas . NET em vez de programas Java. Entre outras linguagens que se conectam ao Mathematica est�o Haskell,[18] AppleScript,[19] Racket,[20] Visual Basic,[21] Python[22][23] e Clojure.[24]

H� ainda a disponibilidade de links para muitos pacotes de software especializados em matem�tica, incluindo LibreOffice Calc,[25] Microsoft Excel,[26] MATLAB,[27][28][29] R,[30] Sage,[31][32] SINGULAR,[33] Wolfram SystemModeler e Origin.[34] Equa��es matem�ticas podem ser intercambiadas com outros softwares de c�lculo ou de formata��o de texto via MathML.

A comunica��o com bancos de dados SQL � realizada atrav�s de um suporte embutido para JDBC.[35] O programa tamb�m pode instalar servi�os da web a partir de uma descri��o WSDL.[36][37]

Mathematica pode capturar dados em tempo real atrav�s de um link para o LabVIEW,[38] a partir de feeds de dados financeiros[39] e diretamente de dispositivos de hardware via GPIB (IEEE 488),[40] USB[41] e interfaces seriais.[42] Ele ainda automaticamente reconhece e l� a partir de dispositivos HID.

Licenciamento e Plataformas

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Mathematica � um software propriet�rio licenciado a uma variedade de pre�os, a depender da finalidade do uso: comercial, educacional, para a administra��o p�blica, entre outros.[43]

Mathematica 9 � compat�vel com v�rias vers�es do Microsoft Windows (XP SP3, Vista, 7 e 8), OS X, Linux e Raspbian.[44] Todas as plataformas possuem suporte para vers�es de 64 bits.[45] Vers�es anteriores do Mathematica, at� a vers�o 6.0.3, suportavam outros siestemas operacionais, como Solaris, AIX, Convex, HP-UX, IRIX, MS-DOS, NeXTSTEP, OS/2, Ultrix e Windows Me.[46]

Hist�rico de vers�es

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Wolfram Research lan�ou as seguintes vers�es do Mathematica:[47]

  • Mathematica 1.0 (23 de Junho, 1988)[48][49][50][51]
  • Mathematica 1.1 (31 de Outubro, 1988)
  • Mathematica 1.2 (1 de Agosto, 1989)[52][51]
  • Mathematica 2.0 (15 de Janeiro, 1991)[53][51]
  • Mathematica 2.1 (15 de Junho, 1992)[51][15]
  • Mathematica 2.2 (1 de Junho, 1993)[51][54]
  • Mathematica 3.0 (3 de Setembro, 1996)[55]
  • Mathematica 4.0 (19 de Maio, 1999)[51][56]
  • Mathematica 4.1 (2 de Novembro, 2000)[51]
  • Mathematica 4.2 (1� de Novembro, 2002)[51]
  • Mathematica 5.0 (12 de Junho, 2003)[51][57]
  • Mathematica 5.1 (25 de Outubro, 2004)[51][58]
  • Mathematica 5.2 (20 de Junho, 2005)[51][59]
  • Mathematica 6.0 (1� de Maio, 2007)[60][61]
  • Mathematica 7.0 (18 de Novembro, 2008)[62]
  • Mathematica 8.0 (15 de Novembro, 2010)
  • Mathematica 8.0.1 (7 de Mar�o, 2011)
  • Mathematica 8.0.4 (24 de Outubro, 2011)
  • Mathematica 9.0 (28 de Novembro, 2012)
  • Mathematica 9.0.1 (30 de Janeiro, 2013)
  • Mathematica 10.0 (9 de Julho, 2014)
  • Mathematica 10.0.1 (17 de Setembro de 2014)
  • Mathematica 10.0.2 (10 de Dezembro de 2014)
  • Mathematica 10.1 (30 de Mar�o de 2015)
  • Mathematica 10.2 (14 de Julho de 2015)
  • Mathematica 10.3 (15 de Outubro de 2015)
  • Mathematica 10.3.1 (16 de Dezembro de 2015)
  • Mathematica 10.4 (2 de mar�o de 2016)
  • Mathematica 11.0 (8 de Agosto de 2016) [63]
  • Mathematica 11.0.1 (22 de setembro de 2016)
  • Mathematica 11.1 (16 de mar�o de 2017) [64]
  • Mathematica 11.1.1 (19 de abril de 2017)
  • Mathematica 11.2 (14 de setembro de 2017) [65]
  • Mathematica 11.3 (8 de mar�o de 2018)
  • Mathematica 12.0 (16 de abril de 2019)[66]

Ver tamb�m

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Wikilivros
Wikilivros
O Wikilivros tem um livro chamado Mathematica
O Commons possui uma categoria com imagens e outros ficheiros sobre Mathematica

Referências

  1. ↑ Sobre o Mathematica.
  2. ↑ Steve Jobs: A Few Memories
  3. ↑ http://www.sia.com.br/mathematica.htm
  4. ↑ http://portal.ufes.br/conteudo/software-mathematica-auxilia-pesquisadores-e-professores
  5. ↑ http://www.ufpe.br/dmat/index.php?option=com_content&view=article&id=523&Itemid=342
  6. ↑ Mathematica documentation
  7. ↑ «Touch Press - About Us». Consultado em 16 de Fevereiro de 2012. Arquivado do original em 21 de Janeiro de 2012 
  8. ↑ MacWorld review of Wolfram Workbench
  9. ↑ Using a Text-Based Interface documentation at wolfram.com
  10. ↑ JMath website
  11. ↑ MASH website
  12. ↑ «Cópia arquivada». Consultado em 22 de fevereiro de 2012. Arquivado do original em 10 de maio de 2012 
  13. ↑ «Entrevista com Stephen Wolfram, o cientista que quer reinventar as buscas». Consultado em 16 de fevereiro de 2012. Arquivado do original em 6 de julho de 2010 
  14. ↑ «Mathematica». Consultado em 16 de Junho de 2010. Arquivado do original em 19 de Junho de 2010 
  15. ↑ a b New Mathematica: faster, leaner, linkable and QuickTime-compatible: MathLink kit allows ties to other apps. (Wolfram Research Inc. ships Mathematica 2.1, new QuickTime-compatible version of Mathematica software) by Daniel Todd, MacWeek, June 15, 1992.
  16. ↑ Mathematica 4.2 Arquivado em 21 de novembro de 2007, no Wayback Machine. by Charles Seiter, Macworld, November 1, 2002.
  17. ↑ .NET/Link: .NET/Link is a toolkit that integrates Mathematica and the Microsoft .NET Framework.
  18. ↑ Haskell packages
  19. ↑ «Unisoftware plus». Consultado em 28 de janeiro de 2014. Arquivado do original em 17 de julho de 2011 
  20. ↑ MrMathematica website
  21. ↑ Mathematica for ActivX
  22. ↑ Pythonika MathLink module for Python
  23. ↑ PYML (Python Mathematica interface)
  24. ↑ «Clojuratica - Home». Clojuratica.weebly.com. Consultado em 16 de agosto de 2013 
  25. ↑ CalcLink Arquivado em 6 de janeiro de 2016, no Wayback Machine. Lauschke Consulting
  26. ↑ Mathematica Link for Excel
  27. ↑ MATLink
  28. ↑ Mathematica Toolbox for Matlab
  29. ↑ Mathsource item #618 for calling MATLAB from Mathematica Roger Germundsson da Wolfram Research
  30. ↑ RLink Mathematica Documentation
  31. ↑ «Calling Sage from Mathematica». Consultado em 28 de janeiro de 2014. Arquivado do original em 8 de julho de 2012 
  32. ↑ A Mathematica notebook Arquivado em 19 de julho de 2011, no Wayback Machine. para acessar Sage do Mathematica.
  33. ↑ Manuel Kauers and Viktor Levandovskyy da Universidade Johannes Kepler, Austria
  34. ↑ * Interface Links Origin And Mathematica Software Arquivado em 20 de março de 2007, no Wayback Machine. Electronic Design
  35. ↑ Mathematica 5.1 Available , Database Journal, Jan 3, 2005.
  36. ↑ Mathematical Web Services: W3C Note 1 August 2003
  37. ↑ Introduction to Web Services, Mathematica Web Services Tutorial
  38. ↑ Mathematica Link to Labview BetterView Consulting
  39. ↑ DDFLink Arquivado em 6 de janeiro de 2016, no Wayback Machine. Lauschke Consulting
  40. ↑ GITM SourceForge
  41. ↑ BTopTools Uma interface comercial para dispositivos USB
  42. ↑ Interfacing Hardware with Mathematica
  43. ↑ Wolfram Mathematica License Agreement
  44. ↑ Raspberry Pi Includes Mathematica for Free The Verge
  45. ↑ Supported platforms list
  46. ↑ «Mathematica 6 Platform Availability». Consultado em 28 de janeiro de 2014. Arquivado do original em 28 de setembro de 2011 
  47. ↑ Quick Revision History of Mathematica
  48. ↑ Mathematica: The Scrapbook, Wolfram, consultado em 28 de janeiro de 2014, cópia arquivada em 18 de maio de 2012 
  49. ↑ Mathematica Journal, Volume 9, Issue 1
  50. ↑ Supercomputer Pictures Solve the Once Insoluble, John Markoff, October 30, 1988.
  51. ↑ a b c d e f g h i j k Nasser M. Abbasi. «A little bit of Mathematica history» 
  52. ↑ Mathematica 1.2 adds new graphics options: upgrade also promises concurrent operations by Elinor Craig, MacWeek, July 25, 1989.
  53. ↑ Mathematica + 283 functions = Mathematica 2.0 by Raines Cohen, MacWeek, January 15, 1991.
  54. ↑ New version of Mathematica Arquivado em 23 de outubro de 2012, no Wayback Machine., Mechanical Engineering, June 1, 1993.
  55. ↑ «Wolfram News Archive». Wolfram.com. Consultado em 16 de agosto de 2013 
  56. ↑ Mathematica 4.0 Arquivado em 2012-06-04 na Archive.today by Charles Seiters, Macworld, October 1, 1999.
  57. ↑ Mathematica 5.0 Adds Up: Exactly 15 years after Mathematica's initial release, Wolfram Research has released Mathematica , PC Magazine, September 3, 2003.
  58. ↑ Mathematica 5.1's Web Services Add Up; Mathematica 5.1 delivers improvements over Version 5.0 that are vastly out of proportion for a .1 upgrade. by Peter Coffee, eWeek, December 6, 2004.
  59. ↑ Mathematica hits 64-bit, MacWorld UK, July 13, 2005.
  60. ↑ Today, Mathematica is reinvented - Blog by Stephen Wolfram
  61. ↑ Mathematica 6: Felix Grant finds that version 6 of Wolfram Research's symbolic mathematical software really does live up to its expectations. Scientific Computing, 2007.
  62. ↑ Mathematica 7.0 Released Today! - Blog by Stephen Wolfram
  63. ↑ Today We Launch Version 11! - Blog by Stephen Wolfram
  64. ↑ The R&D Pipeline Continues: Launching Version 11.1! - Blog by Stephen Wolfram
  65. ↑ It's Another Impressive Release! Launching Version 11.2 Today - Blog by Stephen Wolfram
  66. ↑ «Version 12 Launches Today! (And It's a Big Jump for Wolfram Language and Mathematica)—Stephen Wolfram Blog». blog.stephenwolfram.com. Consultado em 14 de junho de 2019 

Ligações externas

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