Маткад программа для чего

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 автоматизированного проектирования, или САПР). Так что вполне правомерно считать Mathcad математическими САПР.

Основные возможности

Mathcad содержит сотни операторов и встроенных функций операторов для решения различных технических задач. Программа позволяет выполнять численные и символьные вычисления, производить операции с скалярными величинами, векторами и матрицами, автоматически переводить одни единицы измерения в другие.

Среди возможностей Mathcad можно выделить:

— Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами

— Построение двумерных и трёхмерных графиков функций (в разных системах координат, контурные, векторные и т. д.)

— Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте

Интерфейс программы MathCAD

— Выполнение вычислений в символьном режиме

— Выполнение операций с векторами и матрицами

— Символьное решение систем уравнений

— Поиск корней многочленов и функций

— Проведение статистических расчётов и работа с распределением вероятностей

— Поиск собственных чисел и векторов

— Вычисления с единицами измерения

— Интеграция с САПР системами, использование результатов вычислений в качестве управляющих параметров

— С помощью Mathcad инженеры могут документировать все вычисления в процессе их проведения.

Из чего состоит библиотека встроенных функций.

Мощная библиотека встроенных функций позволяет решать широкий круг инженерных и математических задач:

• Решение задач с использованием численных методов
• Решение систем уравнений, обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнений в частных производных с помощью различных методов
• Поиск корней многочленов и функций
• Символьные вычисления выражений, в том числе систем уравнений
• Работа с единицами измерения, автоматическая проверка единиц измерения
• Создание 2D, 3D, полярных и контурных графиков
• Работа с векторами и матрицами
• Инструменты программирования
• Возможность вставки ссылок на другие листы Mathcad для повторного использования общих инженерных методов
• Интеграция с другими инженерными приложениями и инструментами моделирования, такими как Autocad, Creo, Pro/ENGINEER, Ansys, Excel

Типы данных.

Для ввода числа в других системах счисления: двоичной (binary), восьмеричной (octal) или шестнадцатеричной (hexadecimal), сделайте следующее:
1. Введите его представление в соответствующей системе, применяя лишь корректные символы (для двоичной системы допустимы только цифры О и 1; для восьмеричной — цифры от 0 до 7, для шестнадцатеричной — цифры от 0 до 9 и буквы от а до f) Например, число 34 в двоичной системе представлено такой последовательностью: 100010.

Как работать с программой mathCad

2. После ввода последнего символа числа введите ь (для двоичного числа), о (для восьмеричного числа), или h (для шестнадцатеричного).
Использование чисел в других системах счисления иллюстрируется листингом 4.2. Обратите внимание, что вывод осуществляется все равно в десятичной системе.
Листинг 4.2. Ввод чисел в других системах исчисления

Примечание
В логических функциях используются битовые числа (ложь или истина). Они в MathCAD обозначаются обычными действительными числами о и 1.

4.1.2. Комплексные числа
Большинство операций в среде MathCAD по умолчанию осуществляются над комплексными числами. Комплексное число является суммой действительного и мнимого числа, получающегося путем умножения любого действительного числа на мнимую единицу (imaginary unit) i. По определению,
i = корень -l ИЛИ i 2 =-l.
Чтобы ввести мнимое число, например 3i:
1. Введите действительный сомножитель (з).
2. Введите символ «i» или «j» непосредственно после него.
Для ввода мнимой единицы надо нажать клавиши , . Если просто ввести символ «i», то MathCAD интерпретирует его как переменную i. Кроме того, мнимая единица имеет вид 1i, только когда соответствующая формула выделена. В противном случае мнимая единица отображается просто как i (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Ввод мнимой единицы
Комплексное число можно ввести в виде обычной суммы действительной и мнимой частей, или в виде любого выражения, содержащего мнимое число. Примеры ввода и вывода комплексных чисел иллюстрируются листингом 4.3.
Листинг 4.3. Комплексные числа

Для работы с комплексными числами имеются несколько простых функций и операторов (см. разд. «Функции работы с комплексными числами» гл. 10), действие которых показано в листинге 4.4.
Листинг 4.4. Функции работы с комплексными числами

Примечание
Можно выводить мнимую единицу в результатах вычислений не как i, а как j. Для смены представления выберите нужное в списке Imaginary Value (Мнимое значение) диалогового окна Result Format (Формат результата), доступного по команде Format / Result / Display Options (Формат / Результат / Опции отображения).

4.1.3. Встроенные константы
Некоторые имена в MathCAD зарезервированы под системные перемени которые называются встроенными константами (built-in constants). Встроные константы делятся на два типа: математические, хранящие значение некоторых общеупотребительных специальных математических СИМВОЛОВ системные, определяющие работу большинства численных алгоритмов, реализованных в MathCAD.
Математические константы (math constants)
— символ бесконечности (вводится клавишами ++
— е — основание натурального логарифма (клавиша );
— число «пи» (вводится клавишами ++

);
— i, j — мнимая единица (вводится клавишами , или , );
— % — символ процента, , эквивалентный o.o1
Математические константы по-разному интерпретируются при численны символьных вычислениях. Вычислительный процессор просто воспринимает их как некоторые числа (листинг 4.5), а символьный распознает каждое из них, исходя из математического контекста, и способен выдавать матемаческие константы в качестве результата.
Листинг 4.5. Значения математических констант

При желании можно изменить значение любой из перечисленных констант или использовать их в качестве переменных в расчетах (см. листинг 4.1, в котором переопределена константа е). Разумеется, если присвоить константе новое значение, прежнее станет недоступным.
Системные переменные (system variables)
-TOL — точность численных методов (см. часть III);
-CTOL — точность выполнения выражений, используемая в некоторых численных методах (см. часть III);
-ORIGIN — номер начального индекса в массивах (см. разд. 4.3.1);
-PRNPRECISION — установка формата данных при выводе в файл (см. гл.15);
— PRNCOLWIDTH — установка формата столбца при выводе в файл (см. гл. 15);
— CWD — строковое представление пути к текущей рабочей папке.
Предустановленные значения системных переменных перечислены в листинге 4.6. Их можно поменять в любой части документа, присвоив соответствующей переменной новое значение. Кроме того, переопределение значения переменной для всего документа производится при помощи команды Math / Options / Built-in Variables (Математика / Опции / Встроенные переменные) в диалоговом окне Math Options (Опции математики), приведенном на рис. 4.2. Чтобы в любой момент вернуть значения по умолчанию, нажмите кнопку Restore Defaults (Восстановить установки по умолчанию).
Листинг 4.6. Предустановленные значения системных переменных

Рис. 4.2. Вкладка Built-in Variables диалога Math Options
4.1.4. Строковые выражения
Значением переменной или функции может быть не только число, но и строка, состоящая из любой последовательности символов, заключенной в кавычки (листинг 4.7). Для работы со строками в MathCAD имеется несколько встроенных функций (см. разд. «Строковые функции» гл. 10).
Листинг 4.7. Ввод и вывод строк

Примечание
Совершенно аналогичным образом можно определять пользовательские функции строкового типа.

Источник: infopedia.su

Mathcad

Программа позволяет работать с математическими формулами, векторами, графиками и функциями. Доступны инструменты для осуществления вычислений и инженерных расчетов.

Дата обновления:
Русский язык:
Разработчик:
Версия Windows:
Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 8.1, Windows 10

Mathcad – приложение для Windows, представляющее собой систему компьютерной алгебры. Утилита используется для проведения сложных многоступенчатых расчетов и построения графиков функций. Также доступны инструменты для визуализации информации. Программа способна работать с уравнениями, скалярами, векторами, натуральными и вещественными числами.

Возможности

Приложение содержит большое количество средств для работы с формулами. Утилита позволяет:

• искать корни уравнений, в том числе квадратных и дифференциальных;
• строить двумерные и трехмерные графики функций в любых системах координат;
• выполнять вычисления в символьном режиме;
• производить операции с многочленами и матрицами;
• искать законы распределения вероятностей;
• осуществлять статистические расчеты;
• и многое другое.

Вычисления

Одним из главных отличий Mathcad от аналогичных платформ для автоматизированного проектирования является визуальный режим ввода информации. Для набора формул можно воспользоваться клавиатурой или специальными кнопками, расположенными на панели инструментов.

Вычисления производятся справа налево и сверху вниз, по аналогии с чтением текста. Утилита позволяет определять переменные и функции. Кроме того, есть возможность выбрать систему измерения.

Особенности

• пробную версию приложения можно скачать и использовать бесплатно;
• как и MATLAB, данная утилита предназначена для автоматизации инженерных и статистических расчетов;
• есть возможность строить графики функций и решать уравнения;
• пользователи могут создавать шаблоны документов;
• доступны дополнительные пакеты расширений, плагины и библиотеки;
• программа совместима с актуальными версиями Windows.

Источник: iowin.net

Значение программы Mathcad для курсового проектирования

Мариинский политехнический техникум

На третьем, четвертом курсе обучающиеся занимаются выполнением сложных работ с исследовательскими компонентами: научно-исследовательские работы, авторские компьютерные программы, мультимедийные презентации с использованием цифрового фото, видео и звука, веб-сайты с элементами мультимедиа, образовательные видеоролики, электронные учебники, а главное – курсовые и дипломные проекты с исследовательской направленностью. Выполненные обучающимися работы представляются на смотрах-конкурсах, конференциях, выставках различного уровня.

В ФГОС СПО выполнение курсового проекта рассматривается как вид учебной работы по профессиональному модулю профессионального цикла. В профессиональном модуле ПМ 01 «Разработка и ведение технологических процессов деревообрабатывающих производств» выделено, что техник-технолог:

• должен уметь применять компьютерные и телекоммуникационные средства, использовать пакеты прикладных программ;
• иметь практический опыт разработки документации, использования информационных профессиональных систем;
• обладать профессиональными компетенциями: участвовать в разработке технологических процессов деревообрабатывающих производств (ПК 1.1), выполнять технологические расчеты оборудования, сырья и материалов (ПК 1.4) [3].

В учебном процессе данные компе­тенции могут быть сформированы в процессе выпол­нения курсовых проектов, которые выступают важной формой активизации процесса освоения знаний, практического опыта при подготовке специалиста.

Цель курсового проектирования, одного из видов промежуточной аттестации, закрепить, систематизировать и комплексно обобщить знания обучающихся по отдельным междисциплинарным курсам профессионального модуля; развить навыки самостоятельной творческой работы; научить практически применять полученные ими теоретические знания, практический опыт при решении конкретных вопросов производственно-технического характера, связанных со сферой деятельности будущих специалистов; научить пользоваться справочной литературой, стандартами, другими нормативно-техническими документами, компьютерными и телекоммуникационными средствами [9].

Формирование умений и навыков самостоятельного умственного труда, углубление, обобщение, систематизация и закрепление знаний по модулю, комплексная проверка уровня знаний и умений обучающихся проявляется при разработке курсового проекта. Выполнение курсовых проектов направлено на получение прочных научных знаний в области будущей профессии; приучение к точным наблюдениям и анализу полученной информации; приобщение к экспериментальной работе; формирование логического, критического, проблемно-ориентированного междисци­плинарного мышления; развитие познавательных навыков студентов, уме­ний самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информаци­онном пространстве, развитие критического мышления. Результаты выполненных проектов должны быть «осязаемыми», т.е., если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая – конкретный результат, готовый к внедрению.

При использовании пакетов прикладных программ, организующих действия обучающихся, на занятии эффективно используется время, что позволяет переключать сэкономленное время на исследовательскую деятельность, увеличивать долю времени на самостоятельную работу [1].

Одним из видов профессиональной деятельности будущего специалиста со средним профессиональным образованием является экспериментально-исследовательская, которая предполагает: проведение экспериментальных исследований в сфере профессиональной деятельности; контроль качества и испытание продукции; использование статистических методов регулирования технологических процессов; поиск и обработку результатов измерений; анализ финансово-хозяйственной деятельности организации. Проектирование – это сложная многоступенчатая деятельность, осуществляемая на основе фактических показателей предприятий, за счет систематически поддерживаемых связей с представителями предприятий, работодателями, позволяет выполнять научно-исследовательскую часть проекта, дает возможность осмыслению и расширению знаний по получаемой специальности. Профессионализация проекта повышается за счет использования фактических данных с предприятий лесного профиля региона, проведение экспериментальных исследований в сфере профессиональной деятельности, использование средств информационных и коммуникационных технологий и возможностей компьютера как средства познания повышает уровень и сложность выполняемых задач, дает наглядное представление результата выполненных действий, возможность создавать интересные работы.

Такая форма организации обучения позволяет повысить эффективность обучения. Она обеспечивает систему действенных обратных связей, что способствует развитию лич­ности самореализации не только обучающихся, но и преподавателей, принимающих участие в разработке курсового проекта. Им предоставляются новые возможности осмысления собственного опыта, совершенствования своего профессионального мастерства, дальнейшего углубления педагогического сотрудничества, направленного на укрепление междисциплинарных связей, выработку единства требований, что, в конечном счете, способствует оптими­зации учебного процесса на основе его информатизации.

При написании курсовых проектов доминирует исследовательская, поисковая, творческая деятельность. Математические расчеты, оформление результатов исследований и заданий выполняются с использованием персональных ЭВМ.

Индивидуальный темп работы над проектом с использованием компьютерных программ обеспечивает выход каждого обучающегося на свой уровень развития. Оно предпо­лагает проживание обучающимися конкретных ситуаций, приобщение его к проникновению вглубь явлений, процессов и конструированию новых объектов[8].

Применение программы Mathcad при проектировании создает благоприятные условия для развития математических и творческих способностей обучающихся, подготовки их к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества, создание устойчивого интереса. Mathcad – программное средство, среда для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов курсового проекта, снабженная простым в освоении и в работе графическим интерфейсом, которая предоставляет обучающимся инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами [2].

Преимущества программы Mathcad:

• возможность для обучения и использования – не требуются специальные навыки программирования;
• увеличивает производительность, экономя время обучающихся и преподавателя и сокращая ошибки;
• улучшает проверку и анализ важных вычислений;
• способствует лучшим методам вычисления и повторному использованию информационного наполнения вычисления;
• полное документирование вычислений подтверждает соответствие стандартам;
• встроенная гибкость. Сотни встроенных функций, дополнительные библиотеки информационного наполнения и пакеты расширения;
• полная математическая функциональность, удобные функциональные возможности справочной системы [7];
• имеет простой и интуитивный для использования интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно использовать как клавиатуру, так и специальные панели инструментов [4].

Mathcad – программа, позволяющая активизировать и систематизировать самостоятельную и творческую работу обучающихся, которая является наиболее важной составляющей их познавательно-профессиональной деятельности и сопровождается активной мыслительной деятельностью, творческой активностью, самостоятельностью обучающихся, возможностью самореализации, самоорганизации, самовоспитания, саморазвития, презентовать свои результаты познавательно-профессиональной деятельности.

Mathcad 15.0 является самой новой версией популярного продукта, специально предназначенного для осуществления инженерных расчетов, дает инструмент для удобной и интуитивно понятной работы с математическими формулами [5]. Интерфейс программы разработан специально таким образом, чтобы ввод формул не отличался от ручного и книжного написания. Все математические выражения сохраняют свой внешний вид, упрощая восприятие информации и отбрасывая потребность вводить лишние способы записывания выражений, для их обработки компьютером. Вся эта работа выполняется скрыто от пользователя, который работает с математическими выражениями в привычном виде. Программа дает возможность выполнять числовые и символьные вычисления, построение двух и трехмерных графиков, в разных системах координат, набор разнообразных графиков можно выбирать, как и в Microsoft Office Excel, использование символов грецкого алфавита, больших и маленьких букв, как в уравнениях, так и в тексте [6] (Рисунок 1).

Рисунок 1. Расчеты курсового проекта по МДК 1. Лесопильное производство в программе MathSoft Apps Mathcad

Вычисления производятся сразу при вводе данных курсового проекта, что упрощает процесс вычисления, то есть особой подготовки для набора формул не нужно. Вычисления с введенными формулами осуществляются по желанию пользователя или мгновенно, одновременно с набором, либо по команде. Обычные формулы вычисляются слева направо и сверху вниз (подобно чтению текста).

Любые переменные, формулы, параметры можно изменять, наблюдая воочию соответствующие изменения результата. Обучающиеся проводят исследование, когда из числа предлагаемых вариантов выбирают, аргументируя, собственное решение, которое считают более рациональным и оптимальным. Используя программу Mathcad, они имеют возможность вводить различные значения, проводить сравнительные расчеты, выполнять построение диаграмм. Это дает возможность организации действительности интерактивных вычислительных документов.

Активная мыслительная и практическая деятельность обучающихся в процессе выполнения проектов, научно-исследовательских части проекта направлена на самостоятельное овладение студентами знаниями и умениями в процессе проектной деятельности.

При проектировании с использованием современных информационных технологий реализуются креативные возможности личности студентов, повышается их самооценка; развиваются невостребованные в учебном процессе личностные качества.

Список литературы

1. Досье школьного учителя математики. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.mathvaz.ru/#

2. Mathcad 15 Rus. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.clear-soft.ru/mathcad-15-rus/

3. ФГОС СПО по специальности 250401 Технология деревообработки. 2010

7. Mathcad. Материал из Википедии – свободной энциклопедии. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad

8. Современные образовательные технологии в учебном процессе вуза [Текст] : методическое пособие / авт.-сост. Н.Э. Касаткина, Т.К. Градусова, Т.А. Жукова, Е.А. Кагакина, О.М. Колупаева, Г.Г. Солодова, И.В. Тимонина; отв.ред. Н.Э.

Касаткина. –Кемерово : ГОУ «КРИРПО», 2011. – 184с.

Источник: www.informio.ru