Mathcad — система компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированная на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением, отличается лёгкостью использования и применения для коллективной работы.
Mathcad был задуман и первоначально написан Алленом Раздовом [2] из Массачусетского технологического института (MIT), соучредителем компании Mathsoft, которая с 2006 года является частью корпорации PTC (Parametric Technology Corporation).
Mathcad имеет интуитивный и простой для использования интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно использовать как клавиатуру, так и специальные панели инструментов.
Некоторые из математических возможностей Mathcad (версии до 13.1 включительно) основаны на подмножестве системы компьютерной алгебры Maple (MKM, Maple Kernel Mathsoft). Начиная с 14 версии — использует символьное ядро MuPAD.
Работа осуществляется в пределах рабочего листа, на котором уравнения и выражения отображаются графически, в противовес текстовой записи в языках программирования. При создании документов-приложений используется принцип WYSIWYG (What You See Is What You Get — «что видишь, то и получаешь»).
Mathcad — What’s new in PTC Mathcad Prime 9?
Несмотря на то, что эта программа, в основном, ориентирована на пользователей, не являющихся программистами, Mathcad также используется в сложных проектах, чтобы визуализировать результаты математического моделирования путём использования распределённых вычислений и традиционных языков программирования. Также Mathcad часто используется в крупных инженерных проектах, где большое значение имеет трассируемость и соответствие стандартам.
Mathcad достаточно удобно использовать для обучения, вычислений и инженерных расчетов [3] . Открытая архитектура приложения в сочетании с поддержкой технологий .NET и XML позволяют легко интегрировать Mathcad практически в любые ИТ-структуры и инженерные приложения. Есть возможность создания электронных книг (e-Book).
Количество пользователей в мире — около 1,8 млн.
Источник: wiki2.org
Общие сведения о СКМ MathCad
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 разного стиля, 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.
What is Mathcad Prime? An Overview
К важным достоинствам новых версий Mathcad относятся настройка под любой мало-мальски известный тип печатающих устройств, богатый набор шрифтов, возможность использования всех инструментов Windows, прекрасная графика и современный многооконный интерфейс. В новые версии Mathcad включены эффективные средства оформления документов в цвете, возможность создания анимационных (движущихся) графиков и звукового сопровождения.
Тут же текстовый, формульный и графический редакторы, объединенные с мощным вычислительным потенциалом ядра системы. Предусмотрена и возможность объединения с другими математическими и графическими системами для решения особо сложных задач. Отсюда и название таких систем — интегрированные системы.
Впрочем, в решении задач интеграции создатели Mathcad пошли намного дальше — эта система обеспечивает подлинную интеграцию с целым рядом других математических, графических и офисных систем. Однако имевшийся в прежних версиях специальный системный интегратор MathConnex из новой версии Mathcad 2001 исключен. Он теперь поставляется как отдельное расширение системы.
Состав системы Mathcad
Как интегрированная система Mathcad 2001 содержит следующие основные компоненты:
· редактор документов — редактор с возможностью вставки математических выражений, шаблонов графиков и текстовых комментариев;
· центр ресурсов — интегратор ресурсов системы;
· электронные книги — электронные книги с описанием типовых расчетов в различных областях науки и техники;
· справочная система — система для получения справочных данных по тематическому и индексному каталогу, а также для поиска нужных данных по ключевому слову или фразе;
· «быстрые шпаргалки» QuickSheets — короткие примеры с минимальными комментариями, описывающие применение всех встроенных операторов и функций системы;
· браузер Интернета — собственное средство выхода в Интернет.
Системы реализуют типовые и весьма обширные возможности Windows 95/98/2000/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. Теперь в версии Mathcad 2000/2001 введено упрощенное построение и трехмерных графиков.
Общение с пользователем системы MathCad осуществляется с помощью математически ориентированного входного языка общения с системой, который является типичным языком визуального программирования. Система MathCad интегрирует в себе три редактора: текстовый, формульный и графический. Для ввода текстового комментария достаточно ввести символ » (расположение текстовых блоков в документе имеет принципиальное значение – слева направо и сверху вниз); для запуска формульного редактора – в окне редактирования установить курсор ввода (маленький красный крестик).
Алфавит входного языка – это совокупность символов и слов, которые используются при задании команд и функций, необходимых для решения интересующего пользователя класса задач. Алфавит системы MathCad содержит:
ü малые и большие латинские буквы;
ü малые и большие греческие буквы;
ü арабские цифры от 0 до 9;
ü системные переменные;
ü математические операторы;
ü имена встроенных функций;
ü малые и большие буквы кириллицы (при работе с русифицированными документами)
ü обычные и системные переменные;
ü массивы (векторы и матрицы);
ü данные файлового типа.
Константы – имеющие уникальные имена объекты, хранящие некоторые значения, которые определяются в процессе загрузки системы.
ü целочисленные константы (0, 1, 23 и т.д.)
ü вещественные числа с мантиссой и порядком (12,3 10 -5 );
ü восьмеричные числа (идентифицируются латинской буквой О);
ü шестнадцатеричные числа, имеющие в конце отличительный признак в виде буквы h или H;
ü комплексные числа: символы i или j обозначают мнимую единицу;
ü системные константы, хранящие определенные параметры системы;
ü строковые константы – любые цепочки символов, заключенные в кавычки;
ü единицы измерения величин: помимо своего числового значения, они характеризуются еще и указанием на то, к какой физической величине они относятся. При необходимости MathCad выполняет физические расчеты с соответствующим преобразованием размерных величин.
Переменные также являются имеющими уникальные имена объектами. В отличие от констант, они вначале не определены, а после определения могут принимать любые значения в пределах своего типа. В системе MathCad тип переменной определяется ее значением – переменные могут быть числовыми, строковыми, символьными и т.д. имена переменных могут иметь любую длину, и в них могут входить латинские и греческие буквы, а также цифры. Малые и большие буквы в именах различаются.
Системные переменные:
p, e (основание натурального логарифма), ¥, %=0,01, i или j, TOL (допустимая погрешность для различных численных алгоритмов), CTOL (погрешность для условий ограничения при решении оптимизационных задач с применением функций Maximize, Minimize, Find, Minerr), ORIGIN (определяет индекс первого элемента массива), FRAME (используется в качестве счетчика при создании анимации).
Задание переменным значений называется присваиванием. Различают локальное и глобальное присваивание. Если переменной присваивается значение с помощью оператора :=, то такое присваивание является локальным. С помощью знака º можно обеспечить глобальное присваивание, когда переменная получает заданное значение независимо от того, в каком месте документа стоит оператор глобального присваивания.
Знаки равенства:
= – назначение: вывод значения переменной или выражения;
= («жирный» знак равенства) – используется в логических операторах сравнения.
Mathcad прочитывает документ дважды:
— вначале выполняются все операторы, использующие знак «º»;
— затем производятся действия, предписанные оператором локального присваивания.
Примеры:
| Пример 1 | Пример 2 |
| Выполнение операций точной арифметики | |
| Вычисление фундаментальных констант с произвольной точностью | p=3.142 (в численных расчетах используется значение с учетом 15 значащих цифр) Изменить число отображаемых знаков можно с помощью команды ФорматРезультат… В символьных вычислениях p выводится как символ: p®p p float,5® 3,1416 (число значащих цифр от 0 до 250) |
Данные и переменные могут быть и размерными, т.е. характеризоваться не только своим значением, но и указанием физической величины, значение которой они хранят. Для присвоения таким переменным значений используются обычные знаки присваивания, но после численного значения со знаком умножения или через пробел указывается единица измерения.
Дискретные (ранжированные) переменные – используются для создания ряда значений.
Name:=Nbegin, (Nbegin+Step).. Nend
(.. – символ, указывающий на изменение переменной в заданных пределах, вводится знаком точки с запятой)
Если после некоторого выражения с ранжированной переменной поставить знак равенства, то на экран будет выведена таблица значений этого выражения.
Ранжированная переменная существует вся сразу, к отдельным ее значениям доступа нет. При необходимости иметь доступ к каждому значению переменной с несколькими компонентами она должна быть задана в виде массива.
Операторы элементы языка, предназначенные для создания математических выражений совместно с данными, именуемыми операндами. Это знаки арифме6тических операций, вычисление сумм, произведений, производных, интегралов и т.д.
Воспользуйтесь поиском по сайту:
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2023 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.013 с) .
Источник: studopedia.org
Описание маткад
Если вам необходимо произвести ряд сложных математических вычислений, вряд ли вы будете использовать счеты с костяшками – для этого сегодня существует компьютер. Однако, в то время как «простые смертные» используют рядовые программы вроде Excel, профессиональные математики отдают предпочтение более мощным инструментам.
Что такое маткад?
Если вы до сих пор не знаете, маткад (MathCAD) – это один из мощнейших универсальных инструментов в мире математических вычислений. История этого программного пакета началась в далеком 1986 году, когда один из профессоров MIT – самого уважаемого технологического ВУЗа, решил создать инструмент, который позволил бы значительно упростить рутинные вычисления. С тех пор прошло 27 лет, а программный комплекс оброс широчайшим спектром различных функций и возможностей. Рекомендуем mathcad скачать для решения задач и примеров.
Преиущества программы?
Ответом на данный вопрос может являться ряд уникальных свойств Маткад:
- Работа по принципу WYSIWYG;
- Возможность создания интерактивных документов;
- Создание электронных книг в самой среде;
- Поддержка традиционных языков разработки.
Давайте подробнее остановимся на каждом их данных аспектов.
Считать, что эта программа является единственной в своем роде программой довольно глупо. Тем не менее, существует ряд факторов, благодаря которому эта система математических вычислений заняла первое место среди аналогов.
Одной из самых главных причин является простота освоения. Софт использует принцип WYSIWYG, на котором построен интерфейс большинства современных программ. Казалось бы, в этом нет ничего удивительного, однако реализовать подобную простоту взаимодействия математика и системы смог лишь этот пакет, в то время как его конкуренты заставляют вводить команды с клавиатуры так, будто на дворе все еще 80-е годы.
Другой причиной популярности маткада стала возможность создавать интерактивные документы. Благодаря им вы сможете легко доказать правоту на презентации своей работы – система позволяет производить дополнительные вычисления при вводе ряда параметров, обеспечивая взаимодействие вычисления и пользователя. Кроме того, многим пользователям нравится возможность создания электронных книг без использования стороннего инструментария.
Профессиональные математики и программисты уважают маткад за возможность использования в вычислениях привычных языков программирования, которые позволяют быстрее, точнее и проще объяснить программному пакету, что вы от него хотите получить.
Наконец, программа не игнорирует современных тенденций, поддерживая как .NET, так и современные контейнер XML, что также дает несколько баллов в ее пользу.
Источник: mathcad-download.ru