Практическое занятие № 1 Технология решения вычислительных задач с использованием программных систем Mathcad

Пакет Mathcad создан разработчиками как инструмент для работы инженеров. Он не предназначен для профессиональных математиков. Для них есть другие системы, ориентированные на области символьной математики и математической статистики. Пакет Mathcad в том виде, в котором он создан, не предназначен и для программирования сложных задач. Для этого есть система Mathlab и традиционные языки программирования.

Пакет Mathcad создавался как мощный микрокалькулятор, позволяющий легко справиться с рутинными задачами инженерной практики, ежедневно встречающимися в работе. Сюда можно отнести решение алгебраических и дифференциальных уравнений с постоянными и переменными параметрами, анализ функций, поиск их экстремумов, численное и аналитическое дифференцирование и интегрирование, вывод таблиц и графиков при анализе найденных решений.

Достоинства пакета Mathcad:

• легкость и наглядность программирования задач;

• запись сложных математических выражений в том виде, в котором они обычно записываются на бумаге;

• простота в использовании;

• широкий набор встроенных средств для наглядного представления результатов и создания высококачественных технических отчетов.

В пакете Mathcad есть встроенные средства программирования, которые изначально задумывались как инструмент создания несложных программных модулей, необходимых для многократного вычисления небольших расчетных блоков из нескольких операторов. Возможности программирования в Mathcad-е достаточно ограничены, но, несмотря на это, можно создавать программы для решения достаточно сложных задач.

Недостатки пакета Mathcad:

• отсутствие встроенных средств отладки программ, которые есть в других средах программирования;

• недостаточная скорость расчетов.

Рабочее окно Mathcad

Интерфейс программы Mathcad аналогичен интерфейсу других Windows-приложений. После запуска на экране появляется рабочее окно Mathcad с главным меню и тремя панелями инструментов. Автоматически загружается файл Untitled 1 (Безымянный 1), представляющий собой рабочий документ Mathcad, называемый Worksheet (Рабочий лист) и созданный на основе шаблона Normal (Обычный). Панели инструментов служат для быстрого выполнения наиболее часто применяемых команд:

• Standard (Стандартная) – действия с файлами, редактирование документов, вставка объектов и т. д.

• Formatting (Форматирование) – форматирование текста и формул.

• Math (Математическая) – вставка математических символов и операторов в документы.

Главное меню Mathcad занимает верхнюю строку рабочего окна. Любые действия можно выполнить, используя команды этого меню и элементы управления открывающихся диалоговых окон. При наведении указателя мыши в строке состояния (она находится в нижней части окна Mathcad) появляется его описание.

При щелчке по любой кнопке математической панели инструментов открывается соответствующая дополнительная панель, состоящая из:

• Calculator (Калькулятор) – шаблоны основных математических операций, цифр, знаков арифметических операций;

• Graph (График) - шаблоны графиков;

• Matrix (Матрица) – шаблоны матриц и матричных операций;

• Evaluation (Оценка) – операторы присваивания значений и вывода результатов расчета;

• Calculus (Вычисления) – шаблоны дифференцирования, интегрирования, суммирования;

• Boolean (Булевы операторы) – логические (булевы) операторы;

• Programming (Программирование) – операторы, необходимые для создания программных модулей;

• Greek (Греческие буквы);

• Simbolic (Символьные вычисления) – операторы символьных вычислений.