Инструментальные программные средства для решения прикладных математических задач.

Одним из последних достижений в области инструментальных средств для решения прикладных задач является MATHCAD – физико-математический пакет, который позволяет выполнять математические вычисления не только в числовой, но и в аналитической (символьной) форме.

Интерфейс MATHCAD прост и понятен, полностью отвечает стандартам среды Windows. Все графики и математические объекты могут быть введены щелчком «мыши» с перемещаемых палитр. Обучение пользователя происходит в процессе работы «на ходу» при помощи многочисленных сообщений системы.

Графическая среда MATHCAD позволяет записывать математические формулы в привычном виде, гибко и выразительно представлять данные графически.

Документ MATHCAD состоит из областей различного типа. Текстовые области создаются нажатием кнопки с буквой А на панели инструментов. Математические области возникают, если щелкнуть в свободном месте (появляется красный крестик – визир, фиксирующий место ввода формулы). Области на экране легко можно перетаскивать «мышью».

Большинство математических формул записывается в рабочем документе MATHCAD так же, как на листе бумаги. Знаки арифметических операций вводятся с помощью клавиш +, -, *, /.

При вводе более сложных операций используют кнопки палитр операторов MATHCAD, находящиеся на экране слева. Для перехода от одной палитры к другой надо щелкнуть на цифре над палитрой.

Документ MATHCAD, на котором совмещены текст, графика и формулы, выглядит как страница учебника или научной статьи, при этом формулы являются «живыми» - стоит внести изменение в любую из них, как MATHCAD пересчитает результаты, перерисует графики и т. д.

Система MATLAB – это матричная лаборатория, которая была создана фирмой MathWorks.

MATLAB – язык программирования высокого уровня для технических вычислений. Его достоинством является возможность расширения для технических задач. Существует 14 расширений.

Derive – в переводе означает извлекать или наследовать. Видимо оба этих значения учитывали разработчики системы. Derive тщательно опробованная, надежная и быстрая система. Фактически это единственная малая система обеспечивающая решение задач компьютерной алгебры в диалоговом режиме.

Derive способна решать систему следующих задач:

1. Арифметические и логические операции: вычисление алгебраических, тригонометрических, гиперболических, статистических и финансово-экономических функций.

2. Действия над числами произвольной разрядности и при различной системе счисления.

3. Операция с действительными и комплексными числами, представление их в дробно-рациональной форме.

4. Символьные операции с полиномами, дробно-рациональными функциями, функциями одной и многих переменных.

5. Символьное и численное интегрировании и дифференцирование, вычисление сумм и произведений элементов рядов, вычисление пределов функций.

6. Символьные и числовые операции с векторами, матрицами.

7. Построение двухмерных и трехмерных графиков, графиков функций заданных в параметрической форме и графиков в полярной системе координат.

2. Системное программное обеспечение (СПО)

– стандартная и унифицированная совокупность общих управляющих и обрабатывающих программ, которые применяются при создании новых и выполнении уже существующих программ пользователей. СПО разделяется на 5 групп систем:

• операционные системы (ОС);

• системы управления файлами;

• интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователей и ОС и программной средой;

• системы программирования;

• утилиты.

ОС компьютера – это сложный комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который связывает аппаратуру компьютера с пользователем и предназначен для эффективного распределения ресурсов информационной системы между решаемыми задачами и для оптимальной организации надежных вычислений.

Системы управления файлами (СУФ) предназначены для обеспечения удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Интерфейсные оболочки используются для удобства взаимодействия с ОС и предназначены для расширения или изменения встроенных в ОС возможностей по организации управления ОС. Ряд ОС могут организовывать выполнение программ, созданных для других ОС.

Системы программирования предназначены для создания прикладного программного обеспечения в рамках имеющейся ОС. В состав системы программирования входят: трансляторы с соответствующего языка, библиотеки подпрограмм, редакторы, компоновщики и отладчики. Любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она создана. Однако при этом может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.

Утилиты – это специальные программы, с помощью которых можно обслуживать как саму ОС, так и подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе и производить некоторые другие работы, связанные с обслуживанием вычислительной системы.