MathCad_1

Міністерство транспорту України Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акад. В.Лазаряна

Львівська філія

ІНТЕГРОВАНА МАТЕМАТИЧНА СИСТЕМА

MathCAD 2000

ч. 1

“ОЗНАЙОМЛЕННЯ З СИСТЕМОЮ MathCAD 2000. СТРУКТУРА І СКЛАД ГОЛОВНОГО МЕНЮ.

ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ІНТЕРФЕЙСУ СИСТЕМИ”

Інструкція до лабораторної роботи з курсу “Обчислювальна техніка та програмування”

Львів 2002

Лабораторна робота № 1.

ТЕМА: Ознайомлення з системою MathCAD 2000. Структура і склад головного меню. Основні елементи інтерфейсу системи.

МЕТА:

Навчитися виконувати дії зі стандартним вікном MathCAD 2000. Освоїти операції створення та збереження документу MathCAD. Виконання найпростіших дій. Вивчити призначення панелей інстументів та їх палітр.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ.

Призначення та коротка характеристика пакета MathCAD

Пакет MathCad - це нова унікальна система для роботи з формулами, графіками і в операційній системі Windows.

Можливості MathCAD'a такі самі, як і в потужних електронних таблиць і мов програмування, але його набагато легше освоїти і ним приємно користуватись.

MathCAD дозволяє записувати на екрані комп'ютера формули в їхній звичайній математичній формі. За їхньою допомогою можна обчислювати майже будь-яку математичну задачу символьно або чисельно. Можна розміщувати текст в будь-яких місцях навколо математичних виразів, щоб документувати процес обчислень. Можна креслити двовимірні та тривимірні графіки. Можна користуватись ілюстраціями з інших додатків Windows.

MathCAD дозволяє виводити на принтер документи точно в такому вигляді, як вони створені.

Головні характеристики пакету МаthСad умовно можна розбити на такі групи.

І) Інтерфейс з користувачем. В процесі спілкування з пакетом MathCAD в інтерактивному режимі користувач дістає такі можливості:

•в будь-якому місці екрана розміщувати текст, математичні конструкції, графіки, рисунки, діаграми, схеми тощо;

•редагувати текст, графічні об'єкти, математичні конструкції, а також документ в

цілому;

•відкривати на екрані незалежні вікна і одночасно виконувати в них редагування різних документів;

•вводити команди для керування роботою пакета;

•виводити на принтер, плоттер, в документ WORD чи в дисковий файл копію всього поточного документа чи його окремі частини;

•змінювати глобальні й локальні формати результатів обчислень або графічних об'єктів поточного документа, а також основні характеристики пакету

•інтерфейс дозволяє слідкувати за помилками - повідомлення про помилку позначає формулу, в якій ця помилка міститься;

•інтерфейс дозволяє вставляти й вирізувати текст, рівняння та графіки;

•інтерфейс має інструментарій для друкування літер грецького алфавіту, операторів, одиниць вимірювань і функцій;

2) Чисельні обчислення:

•MathCAD забезпечує високу точність: 15 точних десяткових цифр для результатів чисельних обчислень, точні відповіді для символьних обчислень;

•використовує вісімкові, десяткові й шістнадцяткові числа;

•має внутрішню систему одиниць вимірювань і перевірки розмірності;

•має внутрішні алгоритми розв'язування систем рівнянь і нерівностей;

•виконує дії з комплексними числами, змінними та функціями;

•здійснює обчислення похідних (звичайних та часткових), інтеграли (звичайних, багатовимірних та контурних), а також розв'язання систем рівнянь та нерівностей;

•виконує обчислення сум рядів, добутків та ітерації;

•виконує різноманітні операції з векторами й матрицями та роботи з масивами, які можуть містити до 8000 злементів, включаючи операції перемноження матриць, обернення і транспонування матриць, обчислення детермінанта, скалярний і векторний добуток тощо;

•MathCAD має внутрішні тригонометричні, гіперболічні, експоненційні і бессельові функції;

•має внутрішні статистичні ;

•може виконувати апроксимацію кривих ;

•MathCAD має розвинені засоби доступу до файлів даних на дисках;

•при виконанні обчислень MathCAD може використовувати більше 240 внутрішніх функцій;

•MathCAD може виконувати також різні дії з функціями, визначеними користувачем.

3) Символьні обчислення:

• символьне інтегрування й диференціювання;

• обернення, транспонування й обчислення детермінанта матриць;

• .розкладання виразів на множники і приведення до найпростішого вигляду;

• розклад виразів в степеневий ряд Тейлора;

• символьне розв'язування рівнянь;

4) Побудова графіків:

•одного натиснення клавіші досить для побудови графіка з можливістю його наступного форматування;

•MathCAD може будувати різні типи графіків - двовимірні графіки в декартових і полярних системах координат, тривимірні поверхневі графіки з різним ракурсом перегляду, виконувати побудову ліній рівня, картин векторних полів, тривимірних гістограм, точкових графіків;

•MathCAD має можливість установки осей з лінійним і логарифмічним масштабом

йнанесення на графік координатної сітки;

•можливість вибору типу, товщини і кольору ліній, які використовуються для побудови графіків;

•можливість виведення вїд 1 до 16 надписаних кривих;

•можливість імпорту графіків через буфер обміну.

•можливість анімації графіків й інших об'єктів робочого документа.

5) Особливість системи програмування. До складу цієї системи входять:

•оператори альтернативи if і otherwize;

•оператори циклу while і for;

•оператори дострокового виходу із циклу break і continue.

Система програмування дозволяє також виконувати рекурсивне визначення функцій.

Структура меню пакету MathCAD

Вікно MathCAD містить меню та вікно документа, через яке здійснюється доступ до поточного робочого документа.

Структуру меню розглянемо на прикладі вікна MathCAD. У верхньому рядку розміщений заголовок пакета. Під рядком заголовка розташований рядок головного меню програми, а під ним можуть бути розміщені рядки піктографічних меню інструментальної панелі, математичної панелі та панелі форматування.

В робочій області формується текстова інформація,. розкриваються підпанелі математичної панелі при їх ініціалізації й виконуються всі математичні та графічні побудови.

Головне (горизонтальне) меню являє собою рядок, який містить назви пунктів цього меню. Кожен пункт горизонтального меню являє собою заголовок вертикального підменю, яке відкривається при його ініціалізації. Зміст головного меню залежить від того, відкриті чи закриті робочі документи.

Рисунок 1. - Головне меню вікна MathCAD

Команди меню Файл служать для роботи з файлами документів При виборі пункту Правка головного меню появляється спадаюче меню

редактування документа.

Меню Вид містить команди, за допомогою яких користувач може зорганізувати піктографічне меню потрібної йому конфігурації. Команда Панель інструментів меню

Вид формує панель інструментів: Стандартные, Форматирование, Математика.

Пункт Вставка викликає спадаюче меню управління вставкою різних типів графіків, більш як 250 вбудованих функцій, одиниць виміру, рисунків, виділення математичної і текстової областей і т.д.

Меню пункту Формат задає формат рівняння, результату, тексту, абзацу, задає вибір стилю і властивостей об’єкта, форматування графіка, вибір кольору, розділення і вирівнювання областей, розстановку заголовків, колонтитулів і сторінок.

Меню математичних засобів Математика включає наступні пункти:

-Вычислить –забезпечує обчислення виділеного виразу вручну;

-Просчитать документ - забезпечує обчислення всього документа вручну;

-Автоматическое вычисление - забезпечує автомотичний спосіб обчислення всього документа;

-Оптимизация – викликає режим оптимізації;

-Параметры – задає режими математичних обчислень.

За допомогою пункту Символи викликаються символьні засоби MathCAD

Вікно пакета MathCAD функціонує так само, як і інші вікна додатків Windows. Хрестовидний курсор можна переміщувати покажчиком "миші" або клавішами зі стрілочками лише в межах вікна MathCAD.

Більшу частину вікна пакета займає вікно робочого документа, складовими частинами якого є текстові, математичні та графічні області.

MathCAD дозволяє одночасно відкривати до восьми вікон. Це дає змогу одночасно працювати з кількома вікнами, переходячи з одного документа в інший за допомогою покажчика "миші" або за допомогою команд меню Window.

Рисунок 2. – Основні елементи інтерфейсу системи MathCAD.

Послідовність виконання роботи.

1.Запустіть пакет MathCAD, використовуючи команду: Пуск -> Програми -> MathSoft Apps -> MathCad2000 Professional.

2.Розгляньте вікно пакета. Перепишіть команди, які представлені в рядку меню. Опишіть їхнє призначення.

3.Запишіть з меню Файл команди створення та збереження файлу.

4.Відкрийте меню Вид. Запишіть команди зміни вигляду екрану. Які панелі інструментів відображені у Вашому вікні? Увімкніть (вимкніть) рядок панелі інструментів.

5.Запишіть призначення найважливіших палітр панелі інструментів.

6.Запишіть призначення найважливіших палітр панелі форматування.

6. Опишіть панель інструментів Математика.

6.Опишіть пункти меню Вставка, Формат і Математика.

7.Створіть новий порожній документ MathCad. Скористайтесь кнопкою Новый в панелі інструментів, або виберіть команду Новый в меню Файл.

8.В робочій області введіть знак лапки (“) на англійській розкладці клавіатури – з'явиться прямокутник з маркером введення. Наберіть наступний фрагмент тексту:

Лабораторна робота № 1.

Ознайомлення з системою MathCAD 2000. Структура і склад головного меню. Основні елементи інтерфейсу системи.

9. Встановіть курсор у вигляді маленького червоного хрестика за допомогою вказівника миші у вільному місці вікна редагування.

Наберіть вираз “5+12”, після якого поставте знак “=” (“дорівнює”).

10.Дайте відповіді на контрольні запитання.

11.Здайте звіт.

Контрольні запитання.

1.Дайте коротку характеристику системи MathCad.

2.Опишіть пункти меню системи MathCad.

3.Дайте характеристику пунктів меню Файл та Вид.

4.Дайте характеристику палітри панелі інструментів.

5.Дайте характеристику палітри панелі форматування.

6.Опишіть панель інструментів Математика.

7.Яке призначення пунктів меню Вставка, Формат?

8.Дайте характеристику пунктів меню Математика та Символы.