Как называются разные области документа mathcad и каково их назначение

REDMOND

Меню и рабочая область в MathCad

Этот цикл уроков поможет разобраться и научиться использовать математический пакет PTC Mathcad Prime 3.0. Большинство используют это программу по нескольким причинам:

  1. Все нужные функции расположены под рукой на одном экране.
  2. Пользователи, которые не знакомы с программированием с легкостью отыщут нужные им функции.
  3. Есть возможность использования текстов, диаграмм, картинок.
  4. Расчеты динамичны, при правках самих расчетов, изменения в результатах отображаются сразу.
  5. Результаты работы программы понятны даже тому, кто не знаком с Mathcad.

Использование Mathcad оправдано в любой работе, где необходим творческий подход. С помощью программы можно разрабатывать новые проекты, выполнять домашние работы, заниматься проектированием. Гибкость инструмента даже дает возможность написания книги, где будут представлены графики и расчеты.

Несмотря на все легкость освоения продукта, чтобы научиться умело использовать Mathcad, придется потратить некоторое время. Наш курс призван облегчить освоение и сделать это намного быстрее.

Внешний вид

Внешний вид программы выглядит, как показано на изображении ниже:

Элементы, которые сразу бросаются в глаза:

  1. Рабочая область, зачастую выполненная сеткой.
  2. Верхнее меню с вкладками (лента).
  3. Кнопка Mathcad.
  4. Панелька для доступа к основным функциям работы с файлом.
  5. Строка состояния внизу окна программы.
  6. Копка информационной панели.
Рабочая область

Рабочая область — это тот элемент, где пользователь будет проводить большую часть времени и где непосредственно совершается работа. Она может приобретать один из четырех видов:

  1. Пустая область.
  2. Текст.
  3. Математическая формула.
  4. Изображение.

Также возможно преобразование области в область графиков или таблиц. У них много общего с областью математических формул. Но о них мы поговорим дальше в течение курса.

При щелчке на пустом месте рабочей области появляется синий крестик — это наш курсор.

В месте курсора будет происходить ввод. Сюда будет вставлять изображение, здесь будет появляться введенный текст или формула. Поставьте курсор на пустую область и наберите a+b, не используя пробел.

Вы произвели ввод математического выражения и область приобрела его вид. Дальше нажмите на рабочую область ниже выражения и нажмите комбинацию клавиш [Ctrl+T]. После этого появится курсор и вы сможете вводить текст.

Напишите "Введение в Mathcad" и нажмите мышью в любом месте рабочей области вне области ввода текста.

Для того чтобы произвести какие-либо действия с областью, ее необходимо выделить. Для выделения необходимо нажать за пределами области мышью и, не отпуская кнопку, выделить в рамку границы нужной нам области. Выделенные элементы окрашиваются в голубой тон.

Чтобы избавиться от выделения нужно просто щелкнуть мышью в любом месте за его пределами. Также можно выделять нужные элементы путем удержания клавиши [Ctrl] и нажатия мышью на нужной области.

Вырезать (убрать в буфер обмена) область можно с помощью комбинации [Ctrl+X], а отменить любое вырезание с помощью комбинации [Ctrl+Z]. Если вы наведете мышь на область, то он превратится в крестик со стрелками.

Вы можете перетащить нужную область, наведя на нее мышь, нажав левую кнопку и не отпуская перетянуть ее в новое место.

Цент правой границы области имеет небольшой квадратик. Наведя мышку на него, вы получите курсор в виде двухсторонней стрелки. При нажатии левой кнопки, удержании и перетягивании такого курсора вы можете изменить границы текстовой области.

Для выделения более чем одной области нужно обвести их квадратом выделения или нажать на них последовательно при зажатой клавише [Ctrl].

Для редактирования текстовой области необходимо нажать внутри нее мышкой. Вокруг нее появится пунктирная линия, которая означает, что область находится под редактированием. Выделение области и ее редактирование отличаются визуально:

При активном редактировании текстовой области появляется курсор в конце текста. Редактирование текста производится как в любом другом текстовом редакторе, с которым знаком каждый пользователь. Форматированию текста в текстовой области будет посвящен второй урок.

При выделении для редактировании областей с математическими выражениями курсор приобретает голубой цвет. Работу с этими областями мы рассмотрим в уроке 6.

Теперь несколько слов об области с изображениями. Изображения можно вставлять из других программных продуктов путем копирования или же вставлять отдельные файлы в форматах .png, .jpg и других. Изображения можно двигать по обще рабочей области и менять их размер.

Лента

Лента имеет 10 вкладок:

  1. Математика
  2. Ввод/вывод
  3. Функции
  4. Матрицы/таблицы
  5. Графики
  6. Форматирование формул
  7. Форматирование текста
  8. Расчет
  9. Документ
  10. Приступая к работе

Самые важные из них:

  1. Используемые собственно для вычислений: Математика, Функции, Матрицы/таблицы, Графики.
  2. Используемые для работы с текстом: Форматирование текста, Документ.

Первая вкладка Математика. Нажмите на ней для открытия всех доступных команд.

Здесь размещены пять областей с командами:

  1. Область для размещения в документе.
  2. Операторы и символы которые, используются для вычислений.
  3. Стиль для использования переменных, которые нужны в расчетах.
  4. Единицы измерения.
  5. Буфер обмена.

Каждая область имеет собственное меню. Щелкните на меню операторы (нажимать нужно на небольшой треугольник с вершиной вниз):

В этом перечне есть операторы арифметических функций, к которым все привыкли. Также есть операторы определения (:=), т вычисления (==), с которыми мы познакомимся позже. Основную часть операторов можно вводить с клавиатуры, не заглядывая в это меню. При необходимости обращаться к меню в наших уроках это будет записано как: Математика -> Операторы и символы -> Константы.

Область команд Буфер обмена используется крайне редко, ведь все действия можно производить с клавиатуры. Однако зайдите в нее и обратите внимание на один момент. При наведении курсора на любой объект появляется всплывающая подсказка. Это дает возможно достаточно быстро обучиться всем операторам и сочетаниям клавиш, которыми они могут быть вызваны.

Чтобы скрыть ленту и получить более обширную площадь для работы, можно нажать на сочетание [Ctrl+F1]. Это спрячет ленту. Таким же сочетанием ее можно вернуть на место.

Другие элементы

При нажатии на кнопку Mathcad вам откроются основные функции работы с файлами, такие как открытие, сохранение и другое. Такие же функции есть на панели быстрого доступа. Вы можете добавлять туда элементы или убирать лишние.

Нажмите на вкладку Математика, а потом на пустом месте в рабочей области документа. Кнопка "Блок решения" подсветится и станет доступной для клика. Нажмите на ней правой кнопкой, чтобы вызвать контекстное меню. Нажмите на команду "Добавить в панель быстрого доступа". Эта кнопка отобразится на панели.

Убирается любой объект с панели путем нажатия на нем правой кнопки и выбора "Удалить с панели быстрого доступа".

Панель быстрого доступа имеет кнопку "Отменить". Ее аналогом является нажатие комбинации [Ctrl+Z].

При составлении документа Mathcad поможет панель состояния.

В порядке отображения слева направо на ней показываются: количество страниц, области вводя для поиска и автозамены, ползунок для масштабирования.

С правого краю размещены две кнопки для просмотра документа на весь экран, чтобы проверить, как он будет выглядеть в напечатанном варианте, и для просмотра в режиме черновика. В этом режиме сетка отображается и за пределами документа. Это дает возможность составлять области, которые не будут визуально отображаться после печати документа.

Очень часто в процессе освоения программы придется прибегать к помощи. Она вызывается при нажатии на кнопку F1. Если вас интересует помощь о каком либо операторе, то нужно поместить курсор около него в рабочей области в режиме редактирования и нажать F1. Отобразится справка по конкретному оператору.

Составные части окна Mathcad

2.1. Строка заголовка. В левой части строки расположен значок управления главным окном , название пакета Mathcad, а также имя текущего файла [Безымянный:1]. В правой части расположены три кнопки управления окном — свернуть, развернуть (свернуть в окно) и закрыть.

2.2. Строка главного меню — строка с пунктами меню, при выборе которых открывается доступ к подменю с различными командами (рис. 2).

Рис. 2. Главное меню пакета Mathcad.

2.3. Стандартная панель инструментов(Standart) — панель с кнопками для быстрого выполнения наиболее важных команд при работе с пакетом (рис. 3.)

Рис. 3. Стандартная панель инструментов.

сохранение файла в текущей папке;

открытие существующего файла;

создание нового файла;

проверка орфографии англоязычного текста;

предварительный просмотр документа перед печатью;

вставка в рабочий документ фрагмента из буфера обмена;

копирование в буфер обмена выделенного фрагмента;

удаление в буфер обмена выделенного фрагмента;

выравнивание выделенных регионов по левому краю;

выравнивание выделенных регионов по верхнему краю;

ручной режим вычисления выражений;

вставить единицы измерения;

вставить встроенные функции пакета.

2.4. Панель форматирования (Formatting) – панель с кнопками для выбора типа и размера шрифта, изменения его начертания, выравнивания текстовых комментариев и др. (рис. 4).

Рис. 4. Панель форматирования.

2.5. Панель инструментов Математика (Math) – панель с кнопками для вызова дополнительных девяти панелей, с помощью которых и происходит непосредственная вставка математических символов и операторов в документ Mathcad (рис. 5).

Рис. 5. Панель инструментов Математические.

2.6. Панель ресурсов (Resources) – для вызова ресурсов Mathcad (рис. 6).

Рис. 6. Панель ресурсов.

2.7. Рабочая область или ”лист” (Worksheet) – для ввода текстовых комментариев, математических выражений и элементов программирования.

В рабочей области виден курсор ввода (визир) в виде небольшого крестика красного цвета , а также вертикальная и горизонтальная линии раздела страниц рабочего листа.

2.8. Строка состояния (Status bar) – для отображения текущего состояния документа. В левой части строки расположена контекстно-зависимая подсказка о готовящемся действии. В правой части строки выводятся:

— режим вычислений: автоматический-Авто(AUTO) или задаваемый вручную – Вычислить F9 (Calc F9);

— текущий режим раскладки клавиатуры – САР (при нажатой клавише Caps Lock);

— текущий режим раскладки малой цифровой клавиатуры – NUM (при нажатой клашише Num Lock);

— номер страницы, на которой находится курсор.

3. Главное меню пакета Mathcad.Главное меню содержит девять пунктов. При щелчке мышью на каждом из них появляется соответстующие падающие меню с перечнем команд:

Файл (File) – команды для работы с файлами: создание, сохранение, открытие, просмотр, вывод на печать;

Правка (Edit) – команды, связанные с редактированием документов: удаление, копирование, вставка, замена фрагментов документа;

Вид (View) – команды для управления внешним видом документа, включение/выключение элементов интерфейса;

Вставка (Insert) – команды вставки объектов и их шаблонов;

Формат (Format) – команды форматирования объектов(текста, формул, графики);

Инструменты (Tools) – команды управления вычислительным процессом;

Символьные операции (Symbolics) – выбор команд символьных вычислений;

Окно (Window) – команды управления расположением на экране окон с различными документами пакета;

Справка (Help) – команды вызова справочной базы данных.

Рассмотрим основные команды пунктов главного меню, используемые при выполнении лабораторных работ.

¨ Команды пункта Файл:

Создать(New) –создать новый документ;

— Открыть (Open) – открыть существующий документ;

— Закрыть (Close) – закрыть активное окно с документом;

— Сохранить (Save) – сохранить активный документ с текущим именем;

— Сохранить как (Save as) – сохранить активный документ с новым именем и/или в другом месте, в другом формате;

— Параметры страницы (Page Setup) – установить параметры страниц документа: размер и способ подачи бумаги, ориентацию ( книжную или альбомную), ширину отступа (поля) со всех сторон листа в миллиметрах;

— Предварительный просмотр (Print Preview) – предварительный просмотр на экране расположения объектов на странице;

— Печать (Print) – печать активного документа;

— Выход (Exit) – завершение работы с пакетом Mathcad.

¨ Команды пункта Правка:

— Вырезать (Cut) – вырезать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена;

— Копировать (Copy) – копировать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена ;

— Вставить (Paste) – вставить в рабочий лист фрагмент из буфера обмена;

— Специальная вставка (Paste Special) — вставить в рабочий лист объект другого приложения;

— Удалить (Delete) – удалить выделенный фрагмент;

— Выделить все (Select all) – выделить всю область рабочего листа;

— Перейти на страницу (Go to Page) – переход к странице, указанной в диалоговом окне Перейти на страницу (Go to Page).

¨ Команды пункта Вид:

— Панели инструментов (Toolbars) – показать/скрыть панели инструментов;

— Строка состояния (Status bar) –показать/скрыть строку состояния;

— Окно трассировки (Trace Window) – показать окно для отображения результатов трассировки программы с помощью отладочных функций;

— Колонтитулы (Headers/Footers) – создание и редактирование колонтитулов;

— Регионы (Regions) – показать/удалить границы регионов;

REDMOND

— Обновить (Refresh) или Ctrl+R–обновить рабочий документ (удаляются лишние символы – “мусор”, которых на самом деле в документе нет);

— Масштаб (Zoom) – вызывает диалоговое окно для изменения масштаба отображения документа.

¨ Команды пункта Вставка:

— График (Graph) – вставить график (тип графика выбирается из подменю команды;

— Матрица (Matrix) — вставить шаблон матрицы или вектора;

— Функция (Function) – вставить встроенную функцию;

— Единица измерения (Unit) – вставить единицы измерения размерной величины;

— Область (Area) – создать скрываемую область;

— Разрыв страницы (Page Break) – начать новую страницу;

— Регион формул (Math Region) или сочетание клавиш Ctrl+Shift+A – создать математический регион в текстовом регионе;

— Регион текста (Text Region) или символ кавычка ( ” ) – создать текстовый регион;

¨ Команды пункта Формат:

— Результат (Result) – форматирование вывода результатов вычислений;

— Текст (Text) — форматирование текста;

— График –(Graph) – форматирование графиков;

— Разделить регионы (Separate Regions) — разделить перекрывающиеся регионы в документе;

— Выровнять регионы (Align Regions) – выровнять выделенные регионы по горизонтали или по вертикали.

¨ Команды пункта Инструменты:

— Защитить документ (Protect Worksheet) – защитить документ от редактирования;

— Вычислить (Calculate) – управление режимом вычисления формул:

ŸАвтоматический расчет(Automatic Calculation) — все вычисления выполняются автоматически по мере ввода выражений; этот режим установлен по умолчанию;

ŸВычислить сейчас (Calculate) (функциональная клавиша F9иликнопка на стандартной панели инструментов) – ручной режим вычислений математических выражений в видимой части экрана;

ŸПересчитать документ (Calculate Worksheet) (сочетание клавиш Ctrl+F9)- ручной режим вычислений всего документа (рабочего листа);

— Отключить вычисление (Disable Evaluation) – отключить вычисление какой-либо формулы;

¨ Команды пункта Окно:

— Каскадом (Cascade) – расположить окна документов каскадом;

— Сверху вниз (Tile Vertical) – расположить окна документов по вертикали.

— Слева направо (Tile Horizontal) – расположить окна документов по горизонтали;

¨ Команды пункта Справка:

— Справка по Mathcad (Mathcad Help) – получение справочной информации;

— Что это? (What’s This?) – быстрая интерактивная справка об элементах интерфейса;

— Шпаргалки (QuickSheets) – быстрые шпаргалки (доступ к электронным книгам Быстрых шпаргалок).

4. Назначение кнопок панели инструментов Математика.

вызов панели инструментов Калькулятор(Calculator)для вставки шаблонов основных математических операций, цифр, знаков математических операций;

вызов панели инструментов График (Graph) – для вставки шаблонов графиков разных типов;

вызов панели инструментов Матрица (Matrix) — для вставки шаблонов матриц и матричных операторов;

вызов панели инструментов Вычисление (Evaluation) – для вставки операторов управления вычислениями;

вызов панели инструментов Математический анализ (Calculus) – для вставки операторов интегрирования, дифференцирования, суммирования и др;

вызов панели инструментов Булева алгебра (Boolean) – для вставки логических (булевых) операторов;

вызов панели инструментов Программирование (Programming) – для программирования средствами Mathcad;

вызов панели инструментов Греческий (Greek) – для вставки греческих символов;

вызов панели инструментов Символьные (Symbolic) – для вставки символьных операторов.

На рис. 7 показаны математические панели инструментов.

При наведении указателя мыши на любую из кнопок математических панелей, появится всплывающая подсказка в виде текста, поясняющего назначение кнопки. Чтобы вставить в документ тот или иной символ с математических панелей достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши по соответствующей кнопке. Для большинства кнопок в подсказке содержится также сочетание ”горячих клавиш”, нажатие которых приведет к аналогичным действиям.

Рис. 7. Математические панели инструментов.

5. Завершение работы с пакетом Mathcad. Выход из пакета Mathcadможно осуществить несколькими способами.

— в главном меню Файл (File) выберите команду Выход (Exit).

— щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Закрыть в строке заголовка пакета.

— с помощью комбинации клавиш Alt+F4 или Ctrl+Q.

Внимание!Если перед выходом Вы сохранили документы, с которыми работали, с помощью команды Сохранить (Save) или Сохранить как (Save as), то все активные окна последовательно закроются при завершении работы с пакетом.

Если Вы забыли сохранить какой либо документ, то пакет Mathcad сообщит об этом в диалоговом окне. Нужно ответить , если нужно сохранить изменения в данном документе, и , если сохранение не требуется.

6. Создание колонтитулов. Колонтитул представляет собой область в верхнем и нижнем поле страницы документа, в которой можно разместить справочную информацию: имя документа, дату и время создания, номер страницы и пр. Эта информация автоматически появится на каждой странице документа.

Колонтитулы бывают верхними и нижними. Создание и редактирование колонтитулов выполняется в окне диалога работы с колонтитулами.

Порядок вставки колонтитула в документ:

1. Выберите в меню Вид (View) команду Колонтитулы (Headers/Footers);

2. В окне диалога в зависимости от типа колонтитула (рис.8) выберите одну из вкладок: Верхний колонтитул или Нижний колонтитул;

3. Щелкните левой кнопкой мыши в одном из текстовых полей, в зависимости от того, куда Вы хотите поместить колонтитул: слева, в центр или справа;

4. Введите текст колонтитула, комбинируя его с информацией, которая будет вставлена автоматически при щелчке по одной из соответствующих кнопок, находящихся в нижней части диалогового окна в секции Инструменты.

В случае необходимости повторите пп 3 – 4.

Назначение кнопок, с помощью которых осуществляется автоматическая вставка информации в колонтитул приведено ниже. В фигурных скобках отображен символ, который однозначно определяет соответствующую информацию в поле колонтитула.

-Имя файла (File Name ) —

— Путь к файлу (File Path) —

;

— Номер страницы (Page Number) — ;

— Число страниц (Number of Pages) — ;

— Дата последнего сохранения (Date Last Saved) — ;

— Время последнего сохранения (Time Last Saved) — ;

— Текущая дата (Date) — ;

— Текущее время (Time) — .

Рис. 8. Установка колонтитулов.

Нумерацию страниц можно начать с любой цифры в поле Начать со страницы (Start at page number) окна диалога.

На рис. 9. показан внешний вид результатов установки верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы.

Рис. 9. Внешний вид верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы.

Основные объекты входного языка системы MathCAD.

Фактически документы MathCad представляют собой программу, написанную на визуально-ориентированном языке программирования. Визуально- ориентированные языки программирования задают программу не в виде малопонятных кодов, а в виде визуально понятных объектов. Язык программирования MathCad ориентирован на математические вычисления и потому практически не отличается от обычного языка математических статей, отчетов и книг.

Входной язык MathCad относится к интерпретируемому типу. Это значит, что, когда система опознает какой-либо объект, она немедленно исполняет указанные в блоке операции.

Визуально-ориентированный язык общения системы MathCad надо отличать от языка реализации системы, т.е. обычного языка программирования высокого уровня, на котором написана система. Языком реализации системы MathCad является один из самых мощных языков высокого уровня — С++.

По существу входной язык системы — промежуточное звено между скрытым от пользователя языком документа и языком реализации системы. По мере того как пользователь создает (средствами текстового, формульного, символьного и графического редакторов) в окне редактирования объекты (тексты, формулы, таблицы и графики), система сама составляет программу на некотором промежуточном языке связи. Эта программа хранится в оперативной памяти до тех пор, пока не будет записана на диск в виде файла с расширением .mcd. Однако от пользователя не требуется знание языков программирования (реализации и связи), достаточно освоить приближенный к естественному математическому языку входной язык системы.

К основным объектам входного языка системы MathCAD можно отнести: алфавит, константы, переменные, операторы, функции.

Алфавит — строчные и прописные латинские буквы, цифры от 0 до 9, греческие буквы. Следует отметить, что MathCAD различает строчные и прописные буквы (X и x — разные переменные) и различает шрифт (X и X — тоже разные переменные). Также в алфавит входят символ бесконечности , штрих (набирается с помощью клавиш ctrl/F7), символ подчеркивания _, символ процента, нижний индекс (набирается с помощью клавиши «.», индекс в определении имени переменных и функций, например К2 , не надо путать с числовым индексом векторной переменной). Имя переменной или функции в системе MathCAD может быть любой длины, но:

- имена не должны начинаться с цифры, символа подчеркивания, штриха или процента;

- символ бесконечности может быть только первым в имени;

- все буквы в имени должны иметь один стиль и шрифт;

- имена не могут совпадать с именами встроенных функций, констант и размерностей, например, sin или TOL. Тем не менее, допускается их переопределение, но тогда одноименная встроенная функция не будет использоваться по первоначальному назначению;

- MathCAD не различает имен переменных и функций: если сначала определить функцию f(x), а потом переменную f, то в оставшейся части документа будет утерян доступ к функции f(x);

- в некоторых случаях желательно использовать имена переменных и функций, содержащие символы операторов MathCAD или другие символы, которые нельзя вставлять в имена непосредственно, для этого надо набрать комбинацию клавиш Ctrl/Shift/J, которая позволит вставить пару квадратных скобок с местозаполнителем внутри . Имя, составленное из любых символов и заключенное в эти квадратные скобки, MathCAD будет воспринимать корректно .

Константы — это числа и предварительно определенные системные константы:

Эти значения системных констант устанавливаются после загрузки системы.

— погрешность для условий ограничения при решении оптимизационных задач с применением функций Find, Minerr, Maximize, Minimize;

— ширина столбца, используемая при записи файлов функцией WRITEPRN;

— число значащих цифр при записи файлов функцией WRITEPRN.

Формат вывода системных констант можно изменить. Для этого достаточно дважды щелкнуть по числу в блоке вывода результата, при этом появится диалоговое окно, в котором надо будет установить число знаков после запятой

Таким же образом можно изменить формат вывода любых других результатов вычислений. По умолчанию формат вывода имеет три знака после запятой.

Значения некоторых системных констант можно изменить с помощью команды / в диалоговом окне

либо эти значения можно переопределить через оператор присваивания .

Переменные — это объект, числовое значение которого может меняться по ходу выполнения документа. Для присваивания переменной числа или результата выражения используется знак локального присваивания , который можно набрать с клавиатуры (клавиша «двоеточие» на латинском шрифте), с палитры и с палитры . Знак присваивания в системе MathCAD означает, что действие происходит справа налево (а не слева направо). Если при оформлении документа необходимо, чтобы присваивание выглядело на экране как знак равенства без двоеточия, то правой кнопкой надо вызвать контекстное меню и в диалоговом окне вместо пункта “Default” выбрать пункт “Equal”

Знак обычного равенства (который применяется в системе MathCAD в основном для вывода результата) можно использовать только для первого присваивания.

При локальном присваивании надо обязательно соблюдать правильное расположение блоков. Но иногда в документах возникает необходимость использовать значение некоторой переменной выше на листе, чем расположен оператор присваивания

В таких случаях вместо локального присваивания используется знак глобального присваивания , который можно набрать либо с клавиатуры (клавиша «волнистая черта»), либо с палитры . Если в документе используется глобальное присваивание, то MathCAD проводит вычисления в следующей последовательности: вычисляются сверху вниз все блоки с оператором глобального присваивания, а затем снова с самого начала документа вычисляются сверху вниз все оставшиеся блоки. Это означает, что в блоках с оператором глобального присваивания нельзя использовать результат вычислений из обычного блока.

В отличие от языков программирования система MathCAD не требует точного задания типов переменных: целочисленные, вещественные, комплексные, текстовые, логические. Тип переменной автоматически определяется присвоенным ей значением:

В нижней строке показан результат вывода соответствующей переменной. Целые переменные пояснений не требуют.

Вещественная переменная может быть набрана и как десятичное число с любым количеством десятичных цифр после точки , и в экспоненциальной форме, для чего после ввода числа надо напечатать символ умножения и ввести 10 в нужной степени .

При вводе комплексных переменных мнимая единица набирается с палитры , либо с клавиатуры как. Если просто набрать как , то она будет восприниматься как простая переменная. Форму представления мнимой единицы можно изменить . Для этого дважды щелкнуть в окне вывода с мнимой единицей и в диалоговом окне сделать соответствующий выбор

Текстовая переменная заключается в кавычки. Значением логической переменной может быть 0 (что соответствует «лжи») или 1 (что соответствует «истине»).

В MathCAD есть и специальный тип переменных, именуемых ранжированными или циклическими переменными, которые задаются следующим образом:

Ранжированная переменная, так же как и массив, хранит целый набор значений, но, в отличие от массивов, невозможно получить доступ к отдельному элементу этой переменной. С помощью ранжированных переменных можно задать значения всех элементов матрицы или вывести график по точкам

Верхняя граница ранжированной переменной необязательно должна быть элементом последовательности, это число просто ограничивает последовательность сверху (или снизу для убывающей последовательности).

Массивы. Большим преимуществом системы MathCAD является возможность оперировать не только скалярными величинами, но и с массивами. MathCAD поддерживает два вида массивов — одномерные (векторы) и двумерные (матрицы). Элементы массивов характеризуются числовыми индексами, которые вставляется с помощью клавиши “[”, либо командой с панели . Обычно нумерация идет с нуля. Нумерация задается значением системной переменной ORIGIN, которая по умолчанию равна нулю. V0— первый элемент вектора, M 0, 0— первый элемент матрицы. Можно обратиться не только к элементу массива, но и к его колонке, например, M <0> — первая колонка матрицы. Элементами массива могут быть числа, константы, переменные, математические выражения и даже другие массивы. Соответственно массивы могут быть численными и символьными. Основные операции для работы с векторами и матрицами собраны на панели .

Существует несколько способов создания массивов. Самый простой и наглядный способ создания матрицы с помощью команды Insert/Matrix . При вызове этой команды появляется диалоговое окно, в котором надо задать число строк и число колонок матрицы (вектор — это матрица с одной колонкой). Появится шаблон матрицы, в черные квадратики которого надо ввести значения элементов /> />

матрицы. . Добавление в уже созданную матрицу строк или столбцов производится точно так же. Для этого надо выделить элемент матрицы, правее и ниже которого будет осуществлена вставка столбцов и (или) строк Для того, чтобы удалить строки и столбцы из матрицы, надо установить курсор на элемент матрицы, который находится в самом левом столбце из тех, которые нужно удалить и в самой верхней строке из тех, которые нужно удалить Также матрицу можно создать через определение его элементов Развернуть вложенные массивы можно, установив, флажок (Разворачивать вложенные массивы) в окне Есть и другие способы создания матриц — создание матрицы с помощью таблицы ввода, создание матрицы путем импорта данных. Функции. В системе MatCAD различают встроенные функции (функции, заранее введенные разработчиком системы) и пользовательские функции (созданные пользователем). Встроенные функции. Вставляются с помощью команды Insert/Function или набором с клавиатуры. При этом следует помнить, что имена встроенных функций чувствительны к регистру, их следует вводить в точности, как они приведены в системе. Параметры встроенных функций заключаются в скобки. В качестве параметра м.б. константа, переменная или математическое выражение, при этом константа, переменная, выражение должны быть определены ранее Функции пользователя. В MathCAD, как и в языках программирования, есть возможность задания функций пользователя. Имена функций пользователя подчиняются тем же правилам, что и имена переменных. Для задания функции пользователя нужно ввести имя, а затем в круглых скобках через запятую ввести все аргументы. Для аргументов можно использовать любые имена, подчиняющиеся тем же правилам, что и имена переменных. Далее, как обычно, надо ввести оператор присваивания и после него — выражение, зависящее от введенных аргументов. Все переменные, присутствующие справа в выражении определения функции, либо должны входить в список аргументов функции, либо должны быть определены ранее. В противном случае будет выведено сообщение об ошибке, причем имя неопределенной переменной будет выделено красным цветом Операторы. Каждый оператор в MathCAD обозначает некоторое математическое действие в виде символа . Каждый оператор действует на одно или два числа (переменную или функцию), которые называются операндами. Если в момент вставки оператора одного или обоих операндов не хватает, то недостающие операнды будут отображены в виде местозаполнителей. Математические палитры содержат сгруппированные по смыслу математические операторы: 1. Операторы, обозначающие арифметические действия, называются арифметическими и вводятся с палитры . 2. Операторы, которые вставляются с палитры (Вычисления), называются вычислительными операторами (дифференцирование, интегрирование, суммирование, вычисление произведения, пределы). 3. Логические операторы — вводятся с палитры . 4. Матричные операторы — предназначены для совершения различных действий над векторами и матрицами, вводятся с палитры . 5. Операторы выражения — сгруппированы на панели (Evaluation — Выражения) (оператор численного вывода , оператор локального присваивания , оператор глобального присваивания , оператор символьного вывода). 6. Операторы пользователя. Запросы взыскательного пользователя могут не исчерпываться набором встроенных операторов MathCAD. Для вставки в документы заранее созданных операторов пользователя применяется панель. Оператор пользователя может иметь абсолютно любое имя. Присваивать оператору некоторое действие следует точно так же, как функции пользователя. Создание бинарного оператора выглядит след. образом: . Унарный оператор пользователя создается аналогично Вывод результатов вычислений и значений переменных осуществляется с помощью знака обычного равенства . В различных задачах выводить результаты вычислений требуется в различном виде: как десятичную или простую дробь, десятичную дробь в обычной или экспоненциальной форме. Формат вывода задается командой Forma/Result. После вызова этой команды (двойной щелчок на нужном блоке) появляется диалоговое окно Result Format: В списке Format слева можно выбрать один из пяти различных форматов отображения числа, а с помощью полей и флажков справа можно настроить выбранный формат. General — это используемый по умолчанию формат результатов вычислений. Число представляется в виде десятичной дроби. Количество знаков после запятой задается в поле . Если установлен флажок , то дробь будет при необходимости дополнена нулями до количества знаков, указанных выше . Поле задает границу перехода ET (Exponential threshold) к экспоненциальной форме (такую форму числа приобретают, если их значение больше 10ET и меньше 10-ET). При установленном флажке в экспоненциальной форме записи используются только порядки, кратные трем . Это является стандартной инженерной формой записи, поскольку для физических величин в системе CИ со степенями, кратными трем, связаны различные стандартные приставки: кило-, мега-, милли- и др. Decimal — формат вывода результата в виде десятичной дроби без экспоненты. Scientific — в этом формате результат всегда выводится в экспоненциальной форме. Engineering — также используется только экспоненциальная форма записи дробей, но при этом используются только порядки, кратные трем. Fraction — в этом формате результат выводится в виде простой дроби В диалоговом окне Result Format также можно изменять представление машинного нуля для комплексных чисел CT (Complex threshold) (если Re(Z)/Im(Z) > 10CT, то Z выводится

как реальное, если наоборот, то как мнимое) и значение машинного нуля ZT (Zero threshold)

Формат вывода может быть глобальным и локальным. Чтобы установить локальный формат, можно сделать двойной щелчок по блоку, при этом появится диалоговое окно Result Format. Данный блок будет иметь локальный формат, а все остальные — глобальный.

Управление процессом вычислений. После запуска MathCAD находится в режиме автоматических вычислений. Это означает, что при внесении каких-либо изменений в документ, все видимые в данный момент формульные блоки и графики пересчитываются и строятся заново. В некоторых случаях такой режим работы может быть нежелательным, например, если в документе есть сложные вычисления, требуется обработка больших объемов данных или выполняются операции, занимающие много времени. В таких случаях работать с документом оказывается очень неудобно, и возникает необходимость запретить автоматическое вычисление либо всего документа, либо для блоков, содержащих наиболее сложные вычисления. Для того чтобы отключить/включить режим автоматического вычисления для всего документа, надо выбрать команду меню //. При отключенном режиме автоматического вычисления, для того чтобы пересчитать все блоки в документе можно выбрать команду меню //. Для того чтобы пересчитать не весь документ, а лишь тот блок, в котором находится курсор, следует выбрать команду меню // (если курсор находится в свободном месте рабочей области документа, то пересчитаны будут все блоки, которые в данный момент видны на экране).

Для того чтобы временно отключить вычисление одного блока, можно воспользоваться командой контекстного меню . После выбора этой команды MathCAD при просчете документа вообще не будет «обращать внимания» на данный блок и производить вычисления так, как будто его удалили. Для того чтобы возобновить вычисление «отключенного» блока, нужно выбрать команду контекстного меню . Прервать вычисление можно клавишей <Esc>. При этом оставшаяся часть формул будет подсвечена красным цветом.

Единицы измерения физических величин. При проведении физико-технических расчетов почти всегда имеют дело не просто с абстрактными числами, а с некоторыми физическими величинами. Для того чтобы число в выражении рассматривалось как некоторая физическая величина, нужно ввести единицы измерения следующим образом: после введенного числа ввести знак умножения, выбрать команду /, в диалоговом окне в списках и выбрать нужную единицу измерения . Над размерными переменными можно производить любые корректные с физической точки зрения расчеты . Нельзя складывать переменные разной размерности, будет получено сообщение об ошибке . Но позволяется складывать, например, амперы с кило амперами . Для любого результата вычислений есть возможность изменить его единицы измерения. Если щелкнуть на формульном блоке, содержащем результаты вычислений, то справа от единиц измерения результата появится черный квадратик — поле ввода единиц измерения, к которым необходимо привести результат. Если введенные здесь единицы измерения не будут соответствовать единицам результата, то MathCAD автоматически допишет нужный коэффициент . В MathCAD по умолчанию все результаты вычислений представлены в системе СИ. Однако систему измерений можно изменить с помощью команды / и диалогового окна

1. Назначение системы MathCAD. Какие еще пакеты математических программ вы знаете?

2. Интерфейс пользователя в системе MathCAD.

3. Документ в системе MathCAD(заголовок, расширение при сохранении на диск, типы и расположение блоков, точка привязки блока, размеры блоков, сквозная передача данных в документе).

4. Объясните, что такое входной язык системы MathCAD и язык реализации системы MathCAD?

5. Перечислите основные объекты входного языка системы MathCAD. Расскажите об алфавите языка и о встроенных и пользовательских функциях системы MathCAD. Что такое определение функции и обращение к функции?

6. Константы и переменные в системе MathCAD? Как задаются типы данных в MathCAD? Что такое глобальное и локальное присваивание переменных в документе MathCAD? Как вставляется мнимая единица для комплексных чисел? Что такое ранжированная переменная и как она задается?

7. Как задаются массивы в MathCADе? Как можно добавлять строки и столбцы в готовые матрицы? Как удаляются строки и столбцы из матриц?

8. Перечислите операторы входного языка системы MathCAD?

9. Как осуществляется вывод результатов в системе MathCAD? Как можно настроить формат вывода результатов? Как осуществляется управление процессом вычислений в системе MathCAD?

10. Как работать с единицами измерений физических величин в системе MathCAD?

11. Подробно охарактеризуйте текстовые, графические и математические блоки.

REDMOND

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *