Глава 1. Основы работы с системой MathCad

MathCAD – программное средство, среда для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов, предоставляющая пользователю инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами, снабженная простым в освоении графическим интерфейсом.

В среде MathCAD доступны более сотни операторов и логических функций, предназначенных для численного и символьного решения математических, технических и прочих задач различной сложности. MathCAD содержит:

• обширную библиотеку встроенных математических функций;

• инструменты построения графиков различных типов;

• средства создания текстовых комментариев и оформления отчетов;

• конструкции, подобные используемым в языках программирования, позволяющие создавать программы для решения задач, которые невозможно или очень сложно решить стандартными инструментами пакета;

• удобно организованную интерактивную систему получения справки и оперативной подсказки.

Программные средства такого типа в литературе называют универсальными математическими пакетами, системами или средами.

При проектировании MathCAD ставилась цель – создать мощное, гибкое и простое в использовании средство для проведения математических расчетов, поэтому в среде реализованы следующие соглашения:

• используется традиционный для математической литературы способ записи функций и выражений;

• пользователю предоставляется интерфейс WYSIWYG^* (не существует скрытой информации – все показывается на экране, напечатанные документы выглядят на бумаге так же, как на экране);

• простые выражения для последующей обработки вводятся с клавиатуры;

• для облегчения работы предусмотрены панели инструментов;

• построение графиков, вычисление интегралов, суммирование рядов и другие относительно сложные операции выполняются заполнением в рабочем документе помеченных позиций;

• для реализации приближенных вычислений отобраны самые надежные стандартные алгоритмы;

• наиболее часто используемые процедуры MathCAD оформлены в виде набора легко доступных текстов – так называемых шпаргалок (Quick Sheets), содержание которых легко «перетаскивается» в рабочий документ пользователя;

• в течении всего сеанса работы пользователю предоставлена обширная и логично организованная справочная система, снабженная собственным простым интерфейсом и гипертекстовыми ссылками;

• доступен «настольный» справочник, содержащий множество полезных формул, математических и физических констант;

• MathCAD предоставляет пользователю оперативные возможности электронной таблицы и текстового процессора;

• все версии MathCAD позволяют работать как с латинскими буквами, так и с кириллицей (буквами русского алфавита), греческим алфавитом, а также с любыми символами, доступными в Windows.

При этом важно отметить, что MathCAD – не только средство для решения математических задач. Это, по существу, мощная математическая система автоматического проектирования (САПР), позволяющая готовить на высочайшем полиграфическом уровне любые относящиеся к науке и технике материалы: документацию, научные отчеты, книги и статьи, диссертации, дипломные и курсовые проекты и т. д. При этом в них одновременно могут присутствовать тексты сложного вида, любые математические формулы, графики функций и различные иллюстративные материалы. Также MathCAD позволяет готовить и высококачественные электронные книги с гипертекстовыми ссылками.

Основное отличие MathCAD от других программных средств этого класса состоит в том, что математические выражения на экране компьютера представлены в общепринятой математической нотации.

Записав в привычной форме математическое выражение, можно выполнить с ним самые разнообразные символьные или численные математические операции: вычислить значение, выполнить алгебраические преобразования, решить уравнение, продифференцировать, построить график и т.п. Также можно снабдить вычисления текстовыми комментариями и иллюстрациями.

Хотя интерфейс системы сделан интуитивно понятным и типовым, начинающему изучать MathCAD пользователю все же необходимо знакомство с его основными деталями и элементами.