Математические и научно-технические расчеты являются важной сферой применения персональных компьютеров. Часто они выполняются с помощью программ , написанных на языке высокого уровня, например Бейсике или Паскале. Сегодня эту работу нередко выполняет обычный пользователь ПК. Для этого он вынужден изучать языки программирования и многочисленные, подчас весьма тонкие капризные численные методы математических расчетов. Нередко при этом из под руки способного физика, химика или инженера выходят далёкие от совершенства программы.
Это не вполне нормальное положение может изменить к лучшему применение интегрированных программных систем автоматизации математических расчетов (Eureka, MathCAD, MatLab и др.).
Здесь рассматриваются возможности и эволюция одной из таких систем — MathCAD.
Фирма MathSoft Inc.(США) выпустила первую версию системы в 1986 г. Главная отличительная особенность системы MathCAD заключается в её входном языке, который максимально приближён к естественному математическому языку, используемому как в трактатах по математике, так и вообще в научной литературе. В ходе работы с системой пользователь готовит так называемые документы. Они одновременно включают описания алгоритмов вычислений, программы управляющие работой систем, и результат вычислений. По внешнему виду тексты мало напоминают обычной программы.
Mathcad —это популярная система компьютерной математики, предназначенная для автоматизации решения массовых математических задач в самых различных областях науки, техники и образования. Название системы происходит от двух слов — MATHematica (математика) и CAD (Computer Aided Design — системы автоматического проектирования, или САПР).
Так что вполне правомерно считать Mathcad математическими САПР.
Сегодня различные версии Mathcad являются математически ориентированными универсальными системами. Помимо собственно вычислений, как численных, так и аналитических, они позволяют с блеском решать сложные оформительские задачи, которые с трудом даются популярным текстовым редакторам или электронным таблицам. С помощью Mathcad можно, например, готовить статьи, книги, диссертации, научные отчеты, дипломные и курсовые проекты не только с качественными текстами, но и с легко осуществляемым набором самых сложных математических формул, изысканным графическим представлением результатов вычислений и многочисленными «живыми» примерами. А применение библиотек и пакетов расширения обеспечивает профессиональную ориентацию Mathcad на любую область науки, техники и образования.
Система автоматического проектирования matkat
... Aided Design -- системы автоматического проектирования, или САПР). Сегодня различные версии Mathcad являются математически ориентированными универсальными системами. Помимо собственно вычислений, как численных, так ... вычислений. Текст документа MathCAD почти ничем не отличается от текста научных статей. Графическая среда программы позволяет записывать математические формулы в привычном виде. MathCAD ...
интегрированные
Впрочем, в решении задач интеграции создатели Mathcad пошли намного дальше — эта система обеспечивает подлинную интеграцию с целым рядом других математических, графических и офисных систем. Для этого в нее включен специальный системный интегратор MathConnex. Летом 1999 года выпущена новейшая версия системы — Mathcad 2000. В ней существенно увеличено число встроенных функций, улучшены графические возможности, повышены скорость вычислений и удобство работы.
Состав системы Mathcad
Как интегрированная система Mathcad содержит следующие основные компоненты:
Редактор документов —
MathConnex
Центр ресурсов —, Электронные книги —, Справочная система —, .Быстрые шпаргалки, Броузер Интернета —
Системы реализуют типовые и весьма обширные возможности Windows 95/98/NT, включая доступность множества шрифтов, работу со всеми типами принтеров, одновременное выполнение нескольких разнохарактерных задач и (в последних версиях) реализацию технологии обмена объектами OLE2. В режиме редактирования возможна одновременная работа с рядом документов и перенос объектов из одного окна в другое.
Предусмотрен также импорт любых графических изображений — от простых и специальных графиков функций до многокрасочных репродукций художественных произведений. Введены средства анимации рисунков и воспроизведения видеофайлов со звуковым стереофоническим сопровождением. Это наряду с улучшенной визуализацией сложных расчетов позволяет пользователю готовить электронные статьи и книги высокого качества. Начиная с версии Mathcad 8.0, было предусмотрено упрощенное построение двумерных графиков и вращение трехмерных графиков мышью.
электронные книги,
Раздел «Программирование» занимает особое место в Mathcad. Возможности Mathcad позволяют решить подавляющее число задач без использования программирования, причем несколькими способами. Но есть класс задач, которые невозможно решить, не прибегая к программированию. Это, в частности, задачи, в которых часть операторов должны быть выполнены многократно, а также задачи с выбором условия.
В таких случаях документ должен состоять из отдельных подпрограмм, объединенных в единый документ. Использование раздела «Программирование» позволяет написать в Mathcad программы практически любой сложности.
В Mathcad любая программа представляется в виде пользовательской функции. Для вставки программного кода в документы в Mathcad имеется специальная панель инструментов Programming (Программирование), которую можно вызвать на экран нажатием кнопки Programming Toolbar на панели Math (Математика).
Задачи главных операторов аэропортов по содержанию и эксплуатации ...
... и эксплуатация зданий и сооружений. Предметом Для достижения данной цели в работе поставлены следующие задачи: 1. Рассмотреть понятие главного оператора (оператора) аэропорта, изучить его основные функции, права ... систематической ненадлежащей оплаты последними оказанных им услуг; 8) закрытие и открытие аэродрома для приема и отправки воздушных судов; 9) согласование схемы движения транспорта ...
Большинство кнопок выполнено в виде текстового представления операторов программирования, их смысл легко понятен, поскольку они повторяют синтаксис большинства распространенных языков программирования — Бейсик или Паскаль.
Программирование имеет ряд существенных преимуществ, которые в ряде случаев делают документ более простым и универсальным:
-
возможность применения циклов и условных операторов;
-
простота создания функций и переменных, требующих несколько шагов;
-
возможность создания функций, содержащих закрытый для остального документа код, включая преимущества использования локальных переменных и обработку исключительных ситуаций (ошибок).
Программный модуль в Mathcad обозначается вертикальной чертой, справа от которой последовательно записываются операторы. Чтобы создать программный модуль, нужно выполнить следующие действия:
-
ввести часть выражения, которая будет находиться слева от знака присваивания и сам знак присваивания;
-
вызвать панель инструментов Programming (Программирование) нажать на этой панели кнопку Add Line (Добавить линию).
-
если приблизительно известно, сколько строк будет содержать программа, можно заранее создать нужное количество строк нажатием кнопки Add Line;
-
в появившиеся местозаполнители ввести программный код, используя программные операторы.
После того как программный модуль полностью определен и ни один местозаполнитель не остался пустым, функция может использоваться обычным образом, как в численных, так и в символьных расчетах.
Присваивание в пределах программ, в отличие от документов Mathcad, производится с помощью оператора Local Definition (Локальное присваивание), который вставляется нажатием кнопки с изображением стрелки влево на панели Программирование. Ни оператор присваивания:=, ни оператор вывода = в программах не применяются. Локальные переменные существуют только внутри программы. Из других мест документа получить ее значение невозможно.
Условный оператор может применяться и без организации программы. Он позволяет записать параметрические и составные функции в виде одного выражения, что упрощает расчеты.
В Mathcad существуют три способа ввода условного оператора:
Создание программы-переводчика текстов с английского на русский язык
... отладки программы. Систему программирования Турбо Паскаль называют еще интегрированной средой программирования, так как она объединяет в себе все ранее разрозненные средства, используемые при разработке программ. ... задача создания более совершенных переводчиков. Разработанный проект демонстрирует переводчик, работа с которым очень удобна для пользователя. Программа является очень актуальной на ...
-
с помощью функции условия if;
-
с помощью оператора if с панели программирования;
-
с использованием булевых операторов. Система Mathcad предоставляет пользователю некоторый контроль над ошибками, которые могут возникнуть при вычислении выражений или при выполнении программ. Для этой цели служит оператор on error.
Заключение
До появления интегрированных математических пакетов для решения большинства расчетных задач в основном использовались различные среды программирования, что значительно сокращало круг потенциальных пользователей таких систем ввиду отсутствия у них необходимых знаний и навыков работы. Все это, безусловно тормозило развитие науки и техники и распространение самих компьютеров среди ученых, инженеров, математиков и других специалистов.
Математики, физики и ученые из других, смежных отраслей науки давно мечтали о математически ориентированном языке программирования для записи алгоритмов решения математических и научно-технических задач в наиболее удобной, компактной и доступной для понимания форме. Однако прошло много лет, прежде чем серьезные системы символьной математики появились на массовых компьютерах. К ним и относится поколение систем Mathcad фирмы PTC и ряд других математических систем, таких, как Derive, Eureka, MatLAB, Maple, Mathematica и др. Применение их облегчает самые сложные математические, статистические и финансово-экономические расчеты, для проведения которых раньше приходилось привлекать научную элиту — математиков-аналитиков, а также профессиональных программистов.
Совсем недавно лидером среди систем компьютерной алгебры признавалась система Mathematica и Maple. Однако все эти системы имеют явный избыток средств символьной математики, что удобно для математиков высшей квалификации, но отнюдь не для массового пользователя. Система MatLAB имеет достаточно развитый аппарат функций для математического моделирования, однако особенности интерфейса этой системы предполагают наличие у пользователя определенных навыков программирования, что также существенно сокращает количество потенциальных пользователей. Не менее важным обстоятельством является и высокая стоисость таких систем.
Таким образом, несмотря на то, что многие из перечисленных математических пакетов превосходят Mathcad по ряду показателей, тем не менее за ней осталась роль главной математической системы для большинства пользователей. Ее отличает простота, удобный пользовательский интерфейс и тщательно продуманные, отобранные и ориентированные на нужды большинства пользователей математические возможности, а также отсутствие избыточных функций. Оставаясь по-прежнему мощной системой для численных расчетов, Mathcad позволяет выполнять и большинство символьных операций, т.е. стала полноценной системой компьютерной алгебры. Для этого по лицензии фирмы Maple в систему Mathcad было введено несколько урезанное ядро символьных операций от системы Maple. Число таких операций тщательно оптимизировалось и было ограничено тем разумным минимумом, который необходим массовому пользователю. Тем не менее символьные и другие возможности системы расширялись и расширяются от версии к версии.
Автоматизация работы пользователя в среде MS Office (2)
... реферат в отдельный документ. Размер реферата устанавливается пользователем. 7. Помощник. Microsoft Office – это настолько большой пакет программ , что могут возникнуть какие-либо проблемы с его изучением. Для облегчения работы ... приложения Microsoft Office. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1. MIKROSOFT 1.1 Общие положения Программа Microsoft Word является многофункциональной системой обработки текстов. ...
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/injenernyie-raschetyi-v-mathcad/
-
Охорзин В.А. Прикладная математика в системе Mathcad [Текст] / Охорзин В.А. — М: Лань, 2009. — 352 стр. ISBN 978-5-8114-0814-6.
-
Шушкевич Г.Ч., Шушкевич С.В. Компьютерные технологии в математике. Система Mathcad 14. В 2 частях. [Текст] / Шушкевич Г.Ч., Шушкевич С.В. — М: Издательство Гревцова, 2010. — 288 стр. ISBN 978-985-6826-81-1, 978-985-6826-86-6.
-
Доев В.С., Доронин Ф.А. Сборник заданий по теоретической механике на базе Mathcad [Текст] / Доев В.С., Доронин Ф.А. М: Лань, 2010. — 592 стр. ISBN 978-5-8114-0821-4.
-
Воскобойников Ю.Е. Регрессионный анализ данных в пакете Mathcad (+ CD) [Текст] / Воскобойников Ю.Е. М: Лань, 2011. — 224 стр. ISBN 978-5-8114-1096-5.
-
Любимов Э.В. Mathcad. Теория и практика проведения электротехнических расчетов в среде Mathcad и Multisim (+ DVD-ROM) [Текст] / Любимов Э.В. М: Наука и техника, 2012. — 400 стр. ISBN 978-5-94387-692-9.
-
Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15. Учебный курс [Текст] / Макаров Е.Г. М: Питер, 2011. — 400 стр. ISBN 978-5-459-00357-4.
