
- •1. Основные элементы системы MathCad Введение
- •Обзор возможностей системы
- •Интерфейс системы
- •Концепция построения документа системы
- •Типы данных. Входной язык системы
- •Формат вывода числовых данных
- •Структурированные данные
- •1. Дискретные переменные
- •2. Векторы и массивы
- •3. Обращение к элементам массива
- •4. Параллельные вычисления, векторизация.
- •Стандартные и пользовательские функции
- •2. Стандартные функции
- •2.1 Классификация стандартных функций
- •2.2 Основные элементарные математические функции
- •2 .3. Основные функции работы с векторами и матрицами
- •2.4. Типовые статистические функции
- •2.5 Функции с условиями сравнения
- •2 .5. Функции доступа к внешним данным
- •3. Графические возможности системы MathCad
- •Построение графиков в декартовой системе координат
- •П остроение графиков в полярной системе координат
- •Построение трехмерных графиков
- •У становка форматов двумерной графики
- •Форматирование осей графика
- •Форматирование линий графиков
- •Задание надписей в графиках
- •Графические установки по умолчанию
- •4. Решение уравнений и систем
- •4.1 Решение линейных и трансцендентных уравнений
- •Рекомендации по использованию функции root
- •Нахождение корней полинома
- •4.2. Решение систем уравнений и неравенств
- •Отсутствие сходимости решения
- •Приближенные решения
- •Решение матричных уравнений
- •4 .3 Решение дифференциальных уравнений и систем Основные функции
- •Рекомендации по использованию
- •Примеры решения дифференциальных уравнений
- •5. Программирование в пакете Mathcad
- •Основные программные операторы
- •Логические операции и выражения отношений
- •Примеры программных модулей
- •6. Апроксимация Функций
- •6.1 Регрессия функций
- •Линейная регрессия
- •Л инейная регрессия общего вида
- •Полиномиальная регрессия
- •Нелинейная регрессия общего вида
- •6 .2 Интерполирование функций
- •Кусочная линейная интерполяция
- •Сплайновая интерполяция
- •Встроенные операторы
- •Литература
Типы данных. Входной язык системы
Входной язык системы MathCAD – интерпретирующего типа. Документ обрабатывается сверху вниз, а в пределах строки слева направо, как только система распознает объект, автоматически запускается внутренняя подпрограмма, выполняющая необходимые действия. Например, вычисление выражения, вывод таблицы и т.д.
MathCAD прежде всего требует от пользователя корректного описания алгоритма решения математической задачи на входном языке, очень напоминающем общепринятый язык описания математических и научно–технических расчетов. Рассматривая входной язык системы как язык программирования, мы можем выделить в нем типичные понятия и объекты, такие, как идентификаторы, константы, переменные, массивы и другие типы данных, операторы и функции, управляющие структуры и т. д.
Алфавит входного языка системы определяет совокупность символов и слов, которые используются при задании команд. Алфавит системы MathCAD содержит:
строчные и прописные буквы латинского и греческого алфавитов;
арабские цифры от 0 до 9;
системные переменные;
операторы;
имена встроенных функций;
спецзнаки;
К укрупненным элементам языка относятся типы данных, операторы, функции пользователя и управляющие структуры.
Типы данных системы MathCAD.
Простые |
Структурированные |
|||
константы |
переменные |
дискретные |
массивы |
файлы |
целые |
пользовательские |
|
матрицы |
|
вещественные (от 10-307 до 10307) |
стандартные |
|
вектора |
|
комплексные (5+2.3i) |
|
|
|
|
восмеричные ( от 0 до 7 437о) |
|
|
|
|
шестнадцатиричные (от 0 до 15 43h) |
|
|
|
|
зарезервированные (e, π, % – константы; TOL,ORIGIN – системные переменные; единицы измерения) |
|
|
|
|
строковые констаны ("пример") |
|
|
|
|
Константы – поименованные объекты, хранящие некоторые значения, которые не могут быть изменены. Переменные – поименованные объекты, имеющие некоторое значение, которое может изменяться по ходу выполнения программы. В MathCAD тип переменной определяется значением и предварительно не задается. Переменные могут быть числовыми, строковыми, символьные и т.д. Имена констант, переменных и иных объектов называют идентификаторами. Идентификаторы в системе MathCAD могут иметь практически любую длину, и в них могут входить любые латинские и греческие буквы, а также цифры. Однако начинаться идентификатор может только с буквы. Кроме того, идентификатор не должен содержать пробелов. Некоторые спецсимволы (например, знак объединения _ ) могут входить в состав идентификаторов — недопустимы. Нельзя использовать для идентификаторов буквы русского языка. Строчные и прописные буквы в идентификаторах различаются. Идентификаторы должны быть уникальными, т. е. они не должны совпадать с именами встроенных или определенных пользователем функций.
В MathCAD содержится небольшая группа особых объектов значения которых определены сразу после запуска программы. Их правильнее считать системными переменными. Изменение значений системных переменных производят во вкладке Built–In Variables диалогового окна Math – Options. Обычные переменные отличаются от системных тем, что они должны быть предварительно определены пользователем, т. е. им необходимо присвоить значение.
К базовым операторам системы относятся: := – локальное присваивание, = – оператор вычисления, – глобальное присваивание. Локальное присваивание (:=) распространяет свое действие на область документа расположенную ниже места присваивания. Пример – значение переменной b на момент вычисления с неопределенно.
Г
лобальное
присваивание ()
не зависит от места присвоения и
распространяет свое действие на весь
документ.
Переменные
могут быть размерными, т. е. характеризоваться
не только своим значением, но и указанием
физической величины, значение которой
они хранят. Для присваивания значений
таким переменным используется знак .
Проведение расчетов с размерными
величинами и переменными особенно
удобно при решении различных физических
задач.
В
версии MathCAD 7. 0 допустимо при первом
присваивании переменной вводить знак
= (например, х=123), при этом система сама
заменит его на знак на :=.