Программирование в MathCad
Выполнил: Фёдоров К. В.
Группа: МДИ-117
Что такое 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.
Состав системы Mathcad
Как интегрированная система Mathcad 2000 содержит следующие основные компоненты:
1. Редактор документов — редактор с возможностью вставки математических выражений, шаблонов графиков и текстовых комментариев;
2. MathConnex — системный интегратор, обеспечивающий интеграцию Mathcad с рядом иных программных продуктов;
3. Центр ресурсов — система управления ресурсами системы;
4. Электронные книги — электронные книги с описанием типовых расчетов в различных областях науки и техники;
5. Справочная система — система для получения справочных данных по тематическому и индексному каталогу, а также для поиска нужных данных по ключевому слову или фразе;
6.Быстрые шпаргалки QuickSheets — короткие примеры с минимальными комментариями, описывающие применение всех встроенных операторов и функций системы;
7. Броузер Интернета — собственное средство выхода в Интернет.
Варианты системы Mathcad 2000
Новейшая версия Mathcad 2000 выпущена в трех основных вариантах:
1. Mathcad 2000 Standard — упрощенный вариант, удобный для большинства пользователей и применяемый в учебных целях;
2. Mathcad 2000 Professional (или PRO) — профессиональный вариант, ориентированный на математиков и научно-педагогических работников, заинтересованных в автоматизации своих достаточно сложных и трудоемких расчетов;
3. Mathcad 2000 Premium — расширенный за счет сопутствующих систем вариант, предназначенный для профессиональных математиков и ученых.
Важно отметить, что Mathcad не только средство для решения математических задач. Это, по существу, мощная математическая САПР, позволяющая готовить на высочайшем полиграфическом уровне любые относящиеся к науке и технике материалы — документацию, научные отчеты, книги и статьи, диссертации, дипломные и курсовые проекты и т. д. При этом в них одновременно могут присутствовать тексты сложного вида, любые математические формулы, графики функций и различные иллюстративные материалы. Mathcad 2000 PRO позволяет также готовить и высококачественные электронные уроки и книги с гиперссылками. Наиболее обширными возможностями в подготовке сложных документов с инженерными чертежами и графиками обладает версия Mathcad 2000 Premium.
Важно отметить, что Mathcad не только средство для решения математических задач. Это, по существу, мощная математическая САПР, позволяющая готовить на высочайшем полиграфическом уровне любые относящиеся к науке и технике материалы — документацию, научные отчеты, книги и статьи, диссертации, дипломные и курсовые проекты и т. д. При этом в них одновременно могут присутствовать тексты сложного вида, любые математические формулы, графики функций и различные иллюстративные материалы. Mathcad 2000 PRO позволяет также готовить и высококачественные электронные уроки и книги с гиперссылками. Наиболее обширными возможностями в подготовке сложных документов с инженерными чертежами и графиками обладает версия Mathcad 2000 Premium.
Общение пользователя с системой Mathcad происходит на уровне так называемого входного языка, максимально приближенного к обычному языку описания математических задач. Поэтому решение таких задач не требует программирования в общепринятом смысле — написания программ на некотором промежуточном языке или в машинных кодах.
Общение пользователя с системой Mathcad происходит на уровне так называемого входного языка, максимально приближенного к обычному языку описания математических задач. Поэтому решение таких задач не требует программирования в общепринятом смысле — написания программ на некотором промежуточном языке или в машинных кодах.
Вот, к примеру, как выглядит вычисление квадрата переменной
х с заданным значением х=3 на популярном языке Бейсик и на Mathcad:
Вот, к примеру, как выглядит вычисление квадрата переменной
х с заданным значением х=3 на популярном языке Бейсик и на Mathcad:
|
Бейсик
|
Mathcad
|
Комментарий
|
|
х = LET(3)
|
х := 3
|
Переменной х присваивается значение 3
|
|
У = х^2
|
у := х2
|
Переменной у присваивается значение х в квадрате
|
|
PRINT("y=";y)
|
у= 9
|
Вывод значения переменной у
|
Входной язык системы — промежуточное звено между скрытым от пользователя языком документа и языком реализации системы.
Входной язык системы — промежуточное звено между скрытым от пользователя языком документа и языком реализации системы.
Средства расширения системы Mathcad
В наивысшей степени средства расширения системы Mathcad представлены сменными проблемно-ориентированными электронными книгами, библиотеками и пакетами расширения. Они позволяют настроить систему на наиболее эффективное решение задач в любой области науки и техники — в математике, физике и химии, в астрономии, механике, электротехнике и радиотехнике, в биологии и экономике, в финансах, статистике и т. д.
Электронные книги — это пакеты для решения задач в определенной области науки и техники, ориентированные на типовые средства систем класса Mathcad.
Электронные книги — это пакеты для решения задач в определенной области науки и техники, ориентированные на типовые средства систем класса Mathcad.
Пакеты расширения — это укрупненные библиотеки, поставляемые с электронными книгами, учитывающими новые операторы и функции, которые пакеты расширения вводят в базовую систему Mathcad. Входящие в нихэлектронные книги нельзя использовать без соответствующих библиотек.
Библиотеки — это комплекты электронных книг и пакетов расширения.
Программирование в Mathcad
Mathcad содержит встроенную среду программирования, что значительно расширяет возможности вычислительного пакета. Операторы программирования находятся в меню Математика –> Операторы и символы –> Программирование:
Команды
«Программирование» – для создания программной структуры.
«Локальное назначение» – знак «равно» для программ.
«Оператор if» – оператор условия.
«Оператор else» – альтернативный выбор.
«Оператор return» – выход из программы.
«Try / On Error» – применяется, если при выполнении программы может возникнуть ошибка.
«Программирование» и «Локальное определение»
Создадим программу, которая вычисляет разницу между двумя переменными a и b.
На рисунке представлена структурная диаграмма программы:
Здесь всего три элемента: вход, действие и выход. Вместо структурной диаграммы можно использовать другие способы, помогающие созданию программы, например, блок-схемы или псевдокод.
Важно! Операторы программирования return, else, if, while и т.д. следует вставлять из меню программирования.
Ввод этих команд с клавиатуры не приведет к желаемому результату.
Мы изучили следующие элементы программирования:
1. Входные данные – обычно вводятся как параметры функции.
2. Первая строка программы – вводится с помощью ]. Больше линий – с помощью [Enter].
3. Оператор локального определения – вводится с помощью {.
4. В конструкциях выбора с помощью оператора if применяются операторы сравнения.
5. If вводится с помощью }. За if вводится логическое выражение, например x<0. Под оператором записывается алгоритм, который должен быть выполнен, если выражение после if верно.
6. После if может следовать оператор else или другой оператор if.
7. [Enter] добавляет новую строку в программу. Место появления новой строки зависит от позиции курсора до нажатия на [Enter].
8. Вывод переменной осуществляется с помощью оператора return. Переменной может быть одиночная переменная, вектор или матрица, которые могут содержать как числовые значения, так и текст.
9. Mathcad содержит большое число встроенных функций, которые могут быть полезны при написании программ. Список функций с подсказками можно открыть по команде Функции –> Все функции.
10. Используйте try / onerror, чтобы указывать на ошибки.
11. Отключайте вычисления при написании или редактировании программы (Вычисления –> Остановить все расчеты).
12. Цикл for – повторяет вычисления определенное количество раз. Цикл forобязательно включает в себя счетчик и число повторений.
13. Цикл while – выполняется, пока соблюдается определенное условие. Начальное значение счетчика следует задавать до цикла. В теле цикла изменение счетчика задается вручную.
14. Программы почти всегда требуют отладки. Полезная команда для этого – return, с помощью которой можно вывести промежуточное значение.
15. Важно подготовиться к написанию программы, например, составив структурную диаграмму до написания непосредственно кода.
