5. Обзор современных прикладных компьютерных систем как инструмента моделирования технических объектов.

Все современные универсальные прикладные системы, которые могут служить инструментом комп. моделир. можно условно разделить на СКМ и системы визуального моделирования.

СКМ: аналитические и численные.

В пакетах визуального моделир результаты эксперимента представл. в виде наглядной для человека форме (графики, гистограммы, схемы). Поддерж технология объектно-ориентированного моделирования.

Универсальные пакеты визуальн моделир дел на 3 группы:

- использующие язык блочного моделирования (Simulink, EASY 5) исп графический язык иерархических блок-схем. Блок высокого уровня собирается из набора стандартных блоков и соединяются функциональными связями. Эта функциональная схема может как блок входить с другие на следующих уровнях иерархии. Схема запускается на выполнение, результаты выводятся в числовом или визуальном виде. Каждый блок формирует сам программу на внутреннем языке системы.

- исп язык физического моделирования предназначенные для моделирования сложных физических систем. Modelica - свободно-распространяемый объектно-ориентир язык для моделир сложных физ систем. Нужен компилятор, которые уже коммерческие.

- ориентированные на использование гибридного автомата.

К системам визуального моделир относятся и системы - компьютерные лаборатории, позволяющие моделировать работу лабораторных стендов на компе (LabView).

6. Скм, основные возможности и особенности

MathCAD, Matlab, Mathematic, Maple, Maxima, Derive, Axonim, SciLAB, MuPAD.

Axonim - система комп алгебры, результат в символьном и аналитическом виде.

Scilab - заменяет MathCad/lab, командный интерпретатор (пошаговый) реализует численные методы.

Maxima - аналитический пакет, поддерживает сложные конструкции. Язык Lisp.

Mathematica система максимальной автоматизации научного труда, Решение большинства задач в системе может производиться в диалоговом режиме. Язык функционального программирования. Все этапы вычислений сразу визуализируются. Мощная графика.

MuPAD - сильное аналитич ядро, теория графов, есть пакеты расширения.

Maple - сист комп алгебры. Быстро выполняет символьные и численные расчеты. Имеет мощный язык программирования. Имеет ядро алгоритмов и правил преобразования мат выражений, численный и символьный процессоры, библ. встроенных и доп функций, доступ из программы к другим языкам программир.

К функциям символьной и численной математики относятся: дифференцирование и интегр., интегральн преобраз, дискретные преобраз, вычисление пределов и работа с числовыми и функциональн рядами, анализ кусочно-определенных функ

Символьные и численные решения уравнений и систем: системы линейных и нелин уравнений, ДУ обыкновенные и частные производные, уравн и неравенства

Матричная и векторная алгебра

MathCAD - среда визуальн программир-я, математико-ориентированный интерфейс. Ориентирована на численные расчеты, встроенный символьный процессор Maple, позволяет вып аналитич преобразования. Все функции системы: вычислительные (выч арифметич выражения с опред точностью, операции с переменными, выч производных, интегралов, решение уравнений, неравенств, их систем, ДУ, векторов, матриц), графические (2D и 3D графики, точечные графики, карты линий уровня, анимационные клипы.), программирование, сервисные, аналитич вычисления. Документ сост из областей, делящихся на вычислит, графич, текстовые и обрабатываются соотв тремя разными процессорами. По мере создания разных типы объектов (выражения, формулы, тексты, графики) система сама составляет прогу, хранимую в памяти ПК. Есть сквозная передача данных между объектами => изм в любой формуле влечет пересчет результатов в остальной части документа. Можно исп ручной и автоматич режимы вычисления. Входной язык - интерпретирующего типа. Прогр фрагменты могут содерж все элементы (матрицы, векторы и др.) Результ работы (простые или структурир. переменные, значения функции при зад парам) передаются во внешнюю выч область последнее выражение или запись в переменную имя которой в последней строке программы. Запуск символьн проца с пом знака символьного рав-ва, зарезервир ключевого знака, команд меню Simbolics. Символьн команды: операции с выделенными выражениями (упрощение, разложение по степеням, на множители, приближение), операции с выделен. переменными (реш уравн, дифференцирование выр, интегрир выр, разложение в ряд), с матрицами (транспонир, выч определителя, созд обратных матриц).