5. Анализ пакета MathConnex

Технология работы в средах Microsoft Excel и MathCad имеет много общего. Так, процесс создания «программы» идет параллельно с ее отладкой и оптимизацией. В Microsoft Excel и в MathCad встроено большое количество математических операторов и функций. И в среде Microsoft Excel, и в среде MathCad математический аппарат можно расширять, создавая пользовательские операторы, функции и процедуры.

Следовательно, в силу своей схожести, эти пакеты могут работать совместно. Экспортировать данные из таблицы Microsoft Excel в матрицу MathCad можно просто скопировав их и вставив затем в пустую таблицу ввода. Однако провести обратную операцию, то есть данные из матрицы MathCad экспортировать в Microsoft Excel, используя таблицу ввода, невозможно. Для выполнения этой задачи следует задействовать таблицу Microsoft Excel как компонент MathCad.

Идея совместной работы реализована в среде программы MathConnex, входящей в состав MathCad. MathConnex позволяет интегрировать различные приложения Windows (Excel, MathCad, MatLab, Axum) и организовывать передачу данных между ними.

На рабочем столе MathConnex находятся три компоненты: вверху – электронная таблица Excel с одним выходом; в середине – MathCad-документ (там комментарии прописаны ярким шрифтом, а рабочие формулы – блеклым) с одним входом и одним выходом; одна электронная таблица Excel внизу с одним входом.

Входы и выходы компонент пользователь соединяет линиями с помощью протяжки мышью. При создании рабочего листа MathConnex в результате появляются диалоговые окна для задания параметров компонент. Одно из таких окон, работая с которым пользователь задает число входов (Inputs) и выходов (Outputs) у электронной таблицы, связывает с ними области ячеек.

Вставляя электронную таблицу Excel в рабочий лист MathConnex, пользователь может либо создать новую таблицу, либо взять готовую из архива.

В среде MathCоnnex имеется 16 компонент (разбитых на 4 группы):

1. Ввод и вывод данных:

• ввод локальных констант, можно обойтись без верхней Excel-таблицы, вводя исходные данные (константы 138, 540, 5 и 3) прямо в MathCad-компоненту;

• ввод глобальных констант – констант, доступных во всех компонентах;

• чтение (запись) данных из файлов на дисках;

• генерирование последовательностей (значения переменной, линейно меняющейся в заданном диапазоне с заданной скоростью), эта компонента незаменима при моделировании динамических процессов, ею можно, к примеру, задавать течение времени.

2. Просмотр результата:

• «инспектор» – эту компоненту обычно вставляют на линиях для контроля потоков данных;

• график MathConnex (не просто график, а скорее осциллограф, позволяющий визуализировать динамику изменения неких величин);

• график Axum (графики можно построить и в Excel- и MathCad-компонентах.

3. Вычисление:

• MathCad;

• Excel;

• MatLab;

• калькулятор MathConnex – его используют для небольших вычислений, когда не имеет смысла задействовать один из вышеперечисленных «монстров» – Excel, MathCad или MatLab.

4. Управление потоками данных:

• выключатель;

• слияние потоков;

• разветвитель по условию;

• стоп/пауза.

Рисунок 6 – Построение графиков

Главное меню MathConnex

Главное меню системы имеет типичный для Windows-приложений набор позиций и относящихся к ним подменю. Поскольку главное меню MathCAD было описано, то можно опустить описание главного меню MathConnex. Укажем лишь, что все его операции относятся к деталям интерфейса MathConnex и к документам этой системы. Документы имеют расширение..mxp.

Кроме того, надо отметить специфическую для MathConnex позицию Run главного меню. Она выводит подменю со следующими операциями:

Run (Пуск) — пуск имитации работы документа;

Pause (Пауза) — пауза в имитации;

Step (Шаг) — имитация для следующего блока в режиме пошаговой работы;

Stop (Стоп) — остановка имитации;

Single Step Mode — переход к пошаговой имитации;

(Пошаговый режим)

Highlight Components — установка подсветки исполняемого компонента.

(Подсветка компонентов)

Панель инструментов MathConnex

Панель инструментов MathConnex содержит ряд кнопок, аналогичных по своему виду и назначению тем, что используются в системе MathCAD. Однако есть две новые группы кнопок, отмеченные ниже. Кнопки управления имитацией.

Run — пуск имитации;

Pause — пауза в имитации;

Step — пошаговое выполнение имитации;

Stop — остановка имитации.

Кнопки управления уровнем исполнения и размерами документа:

Back — переход к предыдущему по уровню блоку;

Zoom in — увеличение размеров документа;

Zoom out — уменьшение размеров документа.

Палитра компонентов

Палитра компонентов содержит кнопки с приведенными ниже обозначениями. Они разбиты на пять групп. Компоненты ввода и вывода данных:

Input — блок ввода;

File Read or Write — считывание или запись файла;

Ramp — блок генерации последовательностей;

Global Variable — блок задания глобальной переменной. Компоненты просмотра (инспекции) результатов:

Inspector — блок Инспектора — просмотра вычислений;

Graph — блок вывода графики;

Axum — блок графической системы Axum. Подключаемые компоненты:

MathCAD — блок математической системы MathCAD;

Excell — блок системы Excel (электронные таблицы);

MatLAB — блок математической системы MatLAB;

Connex Script — блок с описанием на языке Connex Script.

Компоненты контроля потоков данных:

Conditional — блок ввода условий;

Initialize — блок инициализации;

Wire Breaker — блок выключателя;

Stop or Pause — блок остановки и паузы. Компонента вставки текстового комментария:

Text — блок вставки текстового комментария.

MathConnex – это виртуальная аналоговая вычислительная машина (АВМ), точнее, гибридная ЭВМ, на которой можно проводить работы по математике, физике, химии, теории автоматического регулирования и т.д. При этом пригодятся наработки, созданные и в среде MathCad, и в среде Microsoft Excel.

В настоящее время интеграционные процессы в среде программных продуктов различных фирм-производителей носят массовый характер, и тесное взаимодействие MathCad и Microsoft Excel лишь часть процесса создания единого мощнейшего программного продукта, который должен соединить в себе все наиболее необходимые пользователю функции и организовать их на должном уровне. MathCad и Excel, Promt и Word, Word и Fine Reader и многие другие разработки в области программного обеспечения имеют многоуровневую взаимосвязь. Без понимания принципов интегрирования различных программных продуктов современный пользователь лишается широких возможностей ускорения и упрощения работы на компьютере.