3 Требования к компьютеру и операционной системе

Минимально возможная конфигурация компьютера для установки и запуска системы MathCad:

• процессор Pentium III с тактовой частотой 500 МГц;

• оперативная память 128 Мб;

• графический адаптер SVGA с видеопамятью 16 Мб;

• свободное пространство на жестком диске 700 Мб;

• монитор с разрешением 1024x768 точек;

• манипулятор "мышь";

• привод CD-ROM;

Система MathCad предназначена для использования на персональных компьютерах типа IBM PC в среде операционных систем Microsoft Windows NT4/2000/XP.

При получении бумажных копий документов могут использоваться любые модели принтеров и плоттеров, для которых имеются драйверы, разработанные к установленной на вашем компьютере версии Windows.

4 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГРАМОТНОСТИ

MathCAD является математическим редактором, позволяющим проводить разнообразные научные и инженерные расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов.

Создатели MathCAD сделали все возможное чтобы пользователь, не обладающий специальными знаниями в программировании (а таких большинство среди ученых и инженеров), мог в полной мере приобщиться к достижениям современной вычислительной науки и компьютерных технологий. Для эффективной работы с редактором MathCAD достаточно базовых навыков пользователя. С другой стороны, профессиональные программисты могут извлечь из MathCAD намного больше, создавая различные программные решения, существенно расширяющие возможности, непосредственно заложенные в MathCAD.3 В соответствии с проблемами реальной жизни, математикам приходится решать одну или несколько из следующих задач: - ввод на компьютере разнообразных математических выражений (для дальнейших расчетов или создания документов, презентаций, Web-страниц); - проведение математических расчетов; - подготовка графиков с результатами расчетов; - ввод исходных данных и вывод результатов в текстовые файлы или файлы с базами данных в других форматах; - подготовка отчетов работы в виде печатных документов; - подготовка Web-страниц и публикация результатов в Интернете; - получение различной справочной информации из области математики. Со всеми этими (а также некоторыми другими) задачами с успехом справляется MathCAD: - математические выражения и текст вводятся с помощью формульного редактора MathCAD, который по возможностям и простоте использования не уступает, к примеру, редактору формул, встроенному в MicrosoftWord; - математические расчеты производятся немедленно, в соответствии с введенными формулами; - графики различных типов (по выбору пользователя) с богатыми возможностями форматирования вставляются непосредственно в документы; - возможен ввод и вывод данных в файлы различных форматов; - документы могут быть распечатаны

непосредственно в MathCAD в том виде, который пользователь видит на экране компьютера, или сохранены в формате RTF для последующего редактирования в более мощных текстовых редакторах (например, Microsoft Word); - возможно сохранение документов в формате Web-страницы, причем создание файлов с рисунками происходит автоматически; - символьные вычисления позволяют мгновенно получить разнообразную справочную математическую информацию, а система помощи, Центр Ресурсов и встроенные электронные книги помогают быстро отыскать нужную справку или пример тех или иных расчетов. Таким образом, следует хорошо представлять себе, что в состав MathCAD входят несколько интегрированных между собой компонентов - это мощный текстовый редактор для ввода и редактирования как текста, так и формул, вычислительный процессор - для проведения расчетов согласно введенным формулам, и символьный процессор, являющийся, по сути, системой искусственного интеллекта. Сочетание этих компонентов создает удобную вычислительную среду для разнообразных математических расчетов и, одновременно, документирования результатов работы.

5 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СО СРЕДНИМ УРОВНЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГРАМОТНОСТИ

Создание оператора пользователя. Запросы взыскательного пользователя могут отнюдь не исчерпываться набором встроенных операторов MathCAD. Для вставки в документы заранее созданных операторов пользователя применяется панель Evaluation (Выражения). Выбор имени оператора. Оператор пользователя может иметь абсолютно любое имя. Однако, исходя из смысла операторов, логично давать им имена в виде символов. Это удобно делать с помощью коллекции символов, находящейся в Центре Ресурсов. Выберите в окне Центра Ресурсов заголовок QuickSheets and Reference Tables (Быстрые шпаргалки) и войдите затем в раздел Extra Math Symbols (Дополнительные символы).

Работа с размерными переменными Работая с размерными переменными, приготовьтесь к тому, что MathCAD будет постоянно контролировать корректность расчетов. Например, нельзя складывать переменные разной размерности, в противном случае (рис. 3) будет получено сообщение об ошибке "The units in this expression do not match" (Размерности в этом выражении не совпадают).

Рис.3 - Нельзя складывать переменные разной размерности

Рис.4 - Изменение единиц измерения в ответе

Округление малых чисел до нуля MathCAD автоматически округляет малые числа до нуля (листинг 4.23). Допускается установка порогового значения округления (в степенях 10), отдельно для действительной и мнимой части числа. При этом числа, по модулю меньшие порога, отображаются в виде нуля. Помните, что это касается только отображения чисел. В памяти компьютера они хранятся корректно. Чтобы изменить пороговые значения: 1. Щелкните на любом пустом месте документа. 2. Войдите в диалоговое окно Result Format (Формат результата): Format/Result(Формат/Результат). 3. Перейдите на вкладку Tolerance (Точность). 4. Установите пороговые значения для действительного нуля в поле Zero threshold (Порог нуля) и мнимого нуля в поле Complex threshold (Комплексный порог нуля). 5. Нажмите кнопку ОК.

Рисунок 5 – Округление малых чисел

6 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГРАМОТНОСТИ

MathCAD - это система, ориентированная на пользователя, который не обязан знать абсолютно ничего о программировании. 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. Несмотря на блестящее воплощение этих замыслов, 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. Вместо знакомых принципов программирования, пользователям старых версий MathCAD предлагалось комбинировать несколько специфичных встроенных функций и ранжированные переменные. Последние версии MathCAD имеют не очень мощный, но весьма элегантный собственный язык. С одной стороны, он дает возможность программисту эффективноприменять 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

Программирование без программирования. В ранних версиях MathCAD встроенного языка программирования не было. Чтобы применять привычные операции проверки условий и организовывать циклы, приходилось изобретать причудливую смесь из встроенных функций условия if и until и комбинаций ранжированных переменных.

Язык программирования MathCAD. Для вставки программного кода в документы в MathCAD имеется специальная панель инструментов Programming (Программирование), которую можно вызвать на экран нажатием кнопки Programming Toolbar на панели Math (Математика), как показано на рис. 6.1. большинство кнопок этой панели выполнено в виде текстового представления операторов программирования, поэтому их смысл легко понятен. Изложим последовательно основные составные части языка программирования MathCAD и рассмотрим примеры его использования.

Рис. 6 Панель инструментов Programming

Что такое программа. Основными инструментами работы в MathCAD являются математические выражения, переменные и функции. Нередко записать формулу, использующую ту или иную внутреннюю логику (например, возвращение различных значений в зависимости от условий), в одну строку не удается. Назначение программных модулей как раз и заключается в определении выражений, переменных и функций в несколько строк, часто с применением специфических программных. . Несмотря на принципиальную эквивалентность определения функций и переменных через встроенные функции MathCAD или программные модули, программирование имеет ряд существенных преимуществ, которые в ряде случаев делают документ более простым и читаемым: - возможность применения циклов и условных операторов; - простота создания функций и переменных, требующих нескольких простых шагов (как в примере листинга 6.3); - возможность создания функций, содержащих закрытый для остального документа код,

включая преимущества использования локальных переменных и обработку исключительных ситуаций (ошибок).

Создание программы (Add Line). Чтобы создать программный модуль, например, представленный в предыдущем разделе 1. Введите часть выражения, которая будет находиться слева от знака присваивания и сам знак присваивания. В нашем примере это имя функции f(x). 2. При необходимости вызовите на экран панель инструментов Programming (Программирование) (см. рис. 6). 3. Нажмите на этой панели кнопку Add Line (Добавить линию). 4. Если приблизительно известно, сколько строк кода будет содержать программа, можно создать нужное количество линий повторным нажатием кнопки Add Line (Добавить линию) соответствующее число раз (на рис. 7 показан результат трехкратного нажатия). 5. В появившиеся местозаполнители введите желаемый программный код, используя программные операторы. В рассматриваемом примере в каждый местозаполнитель вводится строка, например, "positive" (рис. 7), затем нажимается кнопка If (Если) на панели Programming (Программирование) и в возникший местозаполнитель вводится выражение х>о (рис. 8).

После того как программный модуль полностью определен, и ни один местозаполнитель не остался пустым, функция может использоваться обычным образом.

Рис. 7. Начало создания программного модуля

- 15 - - 15 -						Лист
						15 - 15 - - 15 - - 15 -
Изм.	Лист	№ документа	Подпись	Дата