1. Основы работы в Mathcad

Создатели Mathcad изначально поставили перед собой такую задачу, чтобы дать возможность профессионалам-математикам, физикам и инженерам самостоятельно проводить сложные расчеты, не обращаясь за помощью к программистам. Но выяснилось, что вовсе без программирования Mathcad серьезно теряет в своей силе, в основном из-за недовольства пользователей, знакомых с техникой создания программ и желающих осуществить свои расчеты в привычном для себя программистском стиле.

Поэтому последние версии Mathcad имеют элегантный собственный язык. С одной стороны, он дает возможность программисту эффективно применять программный код в документах Mathcad, с другой, простота и интуитивность языка программирования позволяет быстро ему обучиться. Наконец, программные модули внутри документа Mathcad сочетают в себе и обособленность (поэтому их легко отличить от остальных формул), и простоту смыслового восприятия.

Несмотря на небольшое число операторов, язык программирования Mathcad позволяет решать самые различные, в том числе и довольно сложные, задачи и является серьезным подспорьем для расчетов.

1.1. Панели инструментов

Вычисления в Mathcad осуществляются путем написания набора операторов. Имеет значение порядок расположения операторов на листе. Вычисления осуществляются по порядку сверху вниз и слева направо.

Формирование операторов осуществляется с клавиатуры, а также с использованием пиктограмм, отвечающих за определенные действия и вычисления. Пиктограммы расположены на панелях инструментов. Вызов панелей осуществляется из меню ViewToolbars(ВидПанели инструментов) (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид Mathcad

1.2. Ввод и вывод данных

Для хранения данных в среде Mathcad, так же как и в средах программирования, используются переменные, массивы и т. д.

1. Для ввода значения переменной используется операторDefinition (Присвоить значение) «:=». Он расположен на панели ViewToolbarsMathCalculation (ВидПанели инструментовМатематикаАрифметика) (рис. 2)

Для вызова оператора можно использовать горячие клавиши: Shift+:(илиShift+Жпри русской раскладке клавиатуры).

Рис. 2. Панель Арифметика

2. Для вывода значения переменной используется операторEvaluate Numerically (Знак равенства) «=». Он расположен там же.

Следует помнить, что для правильного отражения присвоенного переменной xзначения этот оператор должен находиться ниже или правее предыдущего.

Сравните:

и

3. Ввод массива осуществляется так. Вводится имя массива, оператор присваивания

Затем вызывается ViewToolbarsMathMatrix (ВидПанели инструментовМатематикаМатрицы) (рис. 3), выбирается кнопка Insert Matrix (Вставить матрицу). В появившемся окне (рис. 4) выбирается нужное количество строк и столбцов. Например, для вектора, состоящего из трех элементов, выбираем 3 строки и 1 столбец. В появившейся заготовке заполняем числами элементы (рис. 5).

Рис. 3. Панель Матрицы

Рис. 4. Окно Вставить матрицу

Рис. 5. Заполнение матрицы

4. Для просмотра содержимого массива используется операторEvaluate Numerically (Знак равенства) «=».

5. Обращение к конкретному элементу массива осуществляют так. Набирают имя массива, затем нажимают кнопку MatrixSubscript (МатрицыНижний индекс) или горячие клавиши Shift+] (или Shift+ъ при русской раскладке клавиатуры). Получают заготовку, в которую вводят номер нужного элемента (если массив двумерный, то через запятую вводят второй номер – первый будет отвечать за строку, второй за столбец).

Затем нажимают пробел, чтобы синим маркером был подсвечен весь элемент, и набирают оператор «=» или «=:».

Просмотр элемента вектора:

Изменение элемента двумерного массива:

6. Нельзя путать индексированные переменные и переменные с подстрочником в имени. Последние задаются с помощью вставки в документ символа «.»(точки). Способы их задания представлены в табл. 1.

Таблица 1

Способ задания переменной	Отображение переменной
х [ 1	х1 – индексированная переменная
х . 1	х1 –переменная с подстрочником в имени

7. При работе с массивами следует уметь обращаться с системной переменной ORIGIN. Если в тексте документа она не упоминается, то её значение по умолчанию считается равным нулю и нумерация элементов в массиве начинается с нулевого элемента, как в языке Си.

При желании можно начать нумерацию с единицы. Для этого следует ввести оператор

Как видно из примера, теперь нулевой элемент в массиве отсутствует.

8. Достаточно часто возникает необходимость задать диапазон изменения значений переменной, например, для построения графика функции, определении индексированных переменных. Для этого в Mathcad существуют ранжированные переменные, использование которых в ряде случаев заменяет циклы. Задается переменная следующим образом:

Name := Begin, Begin+Step, End

где Name – имя переменной;

Begin – начальное значение переменной;

Еnd – конечное значение переменной;

Step – шаг изменения значения переменной (положительный, если Begin < End, и отрицательный, если наоборот).

Например, запись х := 5, 5.1 .. 6 означает, что переменная х изменяется от 5 до 6 с шагом 0,1. Символ «..»набирается в документе не двумя точками подряд, а вставкой в документ символа«;»либо с помощью клавиши «;» в английской раскладке клавиатуры, либо«Schift»+«4»в русской раскладке. Вывод значений ранжированной переменной осуществляется в таблицу, которая автоматически появляется на экране после нажатия «=» за именем переменной. Например, задаем

u := 8, 7.5 .. 6.

Затем набираем u = и получаем следующую таблицу:

u =

8

7.5

7

6.5

6