Пакет MathCAD
Другие рефераты
MATHCAD. 2
Общая характеристика. 2
Первый взгляд. 3
Построение графиков. 9
Вычислительные способности. 11
Интеграция. 12
Языки программирования. 13
Электронные книги. 13
Заключение. 14
MATHCAD.
Общая характеристика.
Одна из задач ЭВМ - автоматизация труда, повышение эффективности
научных исследований. Основная особенность ЭВМ - ориентация на применение
пользователями, не владеющими языками программирования. Такой подход
позволяет преодолевать языковой барьер, отделяющий человека от машины. С
этой целью разрабатываются пакеты прикладных программ, рассчитанные на
широкие круги специалистов. К подобным пакетам относится MATHCAD.
MATHCAD - универсальный математический пакет, предназначенный для
выполнения инженерных и научных расчетов. Основное преимущество пакета -
естественный математический язык, на котором формируются решаемые задачи.
Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого
математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый
документ. Пакет обладает широкими графическими возможностями, расширяемыми
от версии к версии. Практическое применение пакета существенно повышает
эффективность интеллектуального труда.
От других продуктов аналогичного назначения, например, Maple & Theorist
(компании Waterloo Maple Software) и Mathematica (компании Wolf Research),
MATHCAD (компании Mathsoft) отличается ориентация на создание
высококачественных документов (докладов, отчетов, статей) в режиме WYSIWYG
(What You See Is What You Get). Это означает, что, внося изменения,
пользователь немедленно видит их результаты и в любой момент может
распечатать документ во всем блеске. Работа с пакетом за экраном компьютера
практически совпадает с работой на бумаге с одной лишь разницей - она более
эффективна. Преимущества MATHCAD состоит в том, что он не только позволяет
провести необходимые расчеты, но и оформить свою работу с помощью графиков,
рисунков, таблиц и математических формул. А эта часть работы является
наиболее рутинной и малотворческой, к тому же она и времяемкая и
малоприятная.
Первая версия пакета MATHCAD появилась в 1986г., вторая (2.01) - в
1987г. Пакет постоянно совершенствуется. В настоящее время существуют
версии MATHCAD, работающие под Windows. В августе 1995г. вышла последняя,
известная на сегодняшний день, шестая 32-битная версия MATHCAD`a под
Windows. Вышла она в двух вариантах: MATHCAD 6.0 SE (Standard Edition) и
версия для профессионального пользователя - MATHCAD
PLUS 6.0.
Первый взгляд.
Рассмотрим версию MATHCAD`a 6.0. Так как устаревшие версии, такие как
2.52 и другие, уже практически не используются, а все реализованные в них
возможности существуют и в более поздних версиях. К тому же предыдущие
версии были под DOS, а версия 6.0 под Windows и она может использовать все
преимущества Windows.
Для начала рассмотрим интерфейс.
Интерфейс более дружествен, по сравнению с Mathematica или Maple.
Текст, формулы и графики можно свободно сочетать, передвигая их как
выделенные штриховой рамкой объекты, и помещать их в произвольной точки
экрана; при изменении хотя бы в одном из объектов последовательно
пересчитываются все остальные данные.
Все процедуры: возведения в степень, извлечения корня, взятия модуля,
интеграла, операции присваивания и многие другие вынесены в пиктограммы. С
клавиатуры они набираются интуитивно понятным способом.
Рассмотрим на примере некоторые из них, они понятны любому, кто хоть
чуть-чуть знаком с математикой, не говоря уже об инженерах.
[pic]
Возможности работы с текстом. В MATHCAD`e можно не только совмещать
текст и формулы, но и устанавливать метки табуляции, центрировать и
выравнивать напечатанное, а также для наглядности выделять фрагменты текста
и проверять орфографию. Также можно экспортировать содержимое рабочей
области в Word в формате RTF.
В версии 6.0 есть так называемые QuickSheets - интерактивные средства
автоматизации выбранных пользователем операций им в соответствие «горячих»
клавиш. QuickSheets является полноценным рабочим пространством с
собственными функциональными возможностями.
Также в версии 6.0 появилась анимация; описанные с помощью формул
изображения какого-либо объекта могут быть представлены в динамике в
отдельном окне. При этом созданный «мультфильм» можно сохранить в Windows -
совместимых AVI - файлах.
В пакете широко используются встроенные функции. К основным встроенным
функциям относятся тригонометрические и обратные, гиперболические и
обратные, экспоненциальные и логарифмические, статистические, Фурье,
Бесселя, комплексных переменных. Всего в MATHCAD версии 6.0 - 222
встроенных функций. Такой широкий набор функций позволяет решать задачи
практически из любой области.
Приведем обозначения основных из них:
1. Тригонометрические и обратные функции:
sin(z), cos(z), tan(z), asin(z), acos(z), atan(z)
z - угол в радианах
2. Гиперболические и обратные функции:
sinh(z), cosh(z), tanh(z), asinh(z), acosh(z), atanh(z)
3. Экспоненциальные и логарифмические:
exp(z) - ez
ln(z) - натуральный логарифм
log(z) - десятичный логарифм
4. Cтатистические функции:
mean(x) - среднее значение
var(x) - дисперсия
stdev(x) - среднеквадратическое отклонение
cnorm(x)- функция нормального рапределения
erf(x) - функция ошибки
Г(x) - гамма-функция Эйлера
5. Функции Бесселя:
J0(x), J1(x), Jn(n,x) - функции Бесселя первого порядка
Y0(x), Y1(x), Yn(n,x) - функции Бесселя второго порядка
6. Функции комплексного переменного:
Re(z) - вещественная часть комплексного числа
Im(z) - мнимая часть комплексного числа
arg(z) - аргумент комплексного числа
7. Преобразование Фурье:
U:=fft(V) - прямое преобразование (V- вещественное)
V:=ifft(U) - обратное преобразование (V- вещественное)
U:=cfft(V) - прямое преобразование (V- комплексное)
V:=icfft(U) - обратное преобразование (V- комплексное)
8. Корреляционная функция - позволяет рассчитывать коэффициент
корреляции двух векторов vx и vy и определить уравнение линейной
регрессии:
corr(vx,vy) - коэффициент корреляции
slope(vx,vy) - коэффициент наклона линии регрессии
intercept(vx,vy) - начальная координата линии регрессии
9. Линейная интерполяция:
linterp(vx,vy,x)
vx,vy - векторы значений аргумента и функций x - значение
аргумента, для которого проводится интерполяция
10. Функция для определения корней алгебраических и трансцендентных
уравнений:
root(уравнения, переменная) - значение переменной, когда уравнение
равно нулю
11. Датчик случайных чисел:
rnd(x) - случайное число с равномерным распределением от 0 до x
12. Целая часть переменной:
floor(x) - ближайшее наименьшее целое число
ceil(x) - ближайшее наибольшее целое число
13. Выделение остатка:
mod(x,y)- остаток от деления x на y
14. Остановка итерации:
until(x,y) - когда x<0
15. Функция условного перехода:
if(условие,x,y) - если условие выполняется, то функция равняется x,
иначе y
16. Единичная функция (функция Хевисайда):
Ф(x) - если x>0. То функция равна 1, иначе 0
17. Логические выражения и операции. Простейшими видами логических
выражений являются следующие: логическая константа, логическая
константа, логическая константа, логическая переменная, выражение
отношения. Например, при x:=0.5 операции отношения присваивают L
истину или ложь (1 или 0):
L := x(1 L=0
L := x(1 L=0
L := x(1 L=0
L := x<1 L=1
L := x>1 L=0
18. Функции, определяемые пользователем. Пользователь может
самостоятельно определить необходимые ему функции, отсутствующие
среди встроенных функций пакета.
Для тех, кто работает в группах, предусмотрены средства коллективной
работы. Возможна поддержка связи с удаленными пользователями по электронной
почте: рабочее пространство в стандартном формате, как и электронное
сообщение, можно пересылать непосредственно из программы. Так же при
интеграции с информационной системой World Wide Web, позволяющая
экспортировать и импортировать рабочие документы в Internet, просматривать
по WWW- сообщения и осуществлять гипертекстовые переходы для доступа к
информации.
При решении задач физики обычно требуется проставления размерности и
такую возможность предоставляет MATHCAD. Всего в среде MATHCAD пять единиц
измерения: длина, масса, время, заряд и абсолютная температура. Если же при
решении вы будете, к примеру, суммировать секунды с метрами, то MATHCAD
честно вам признается, что делать это нельзя и откажется работать.
Построение графиков.
Пакет MATHCAD предоставляет широкие графические возможности. Кроме
того, здесь можно использовать чертежи и рисунки, полученные в других
графических системах.
Н
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
