Управление вычислениями

В MathCAD и код программы, и результат их выполнения объединены в документе. Тем не менее, функции редактирования формул и их расчеты разделены, и пользователь имеет возможность управлять всеми важнейшими опциями вычислений.

Вообще говоря, имеется два режима вычислений:

- автоматический режим (automatic mode) - все вычисления проводятся автоматически по мере ввода формул;

- ручной режим (manual mode) - старт вычислений каждой формулы или всего документа производится пользователем.

Режим вычислений можно выбрать с помощью команды Math / Automatic Calculation (Математика / Считать автоматически). Если в этой строке меню установлен флажок проверки, значит включен автоматический режим, если флажка нет, то редактируется документ в ручном режиме вычислений. Чтобы сменить режим, просто выберите этот пункт меню.

Преимущества и недостатки каждого режима очевидны. С одной стороны, автоматические вычисления упрощают работу с документом, поскольку результаты расчетов появляются в реальном времени, и пользователь имеет возможность анализировать их сразу. С другой стороны, если вычисления сложные, то они могут отнимать много времени (что особенно заметно на компьютерах с не слишком мощным процессором и небольшим объемом оперативной памяти). Поэтому зачастую, чтобы продолжить редактирование документа, требуется довольно длительное ожидание завершения расчетов. В частности, если поменять какое-либо выражение в начале большого документа, которое влияет на последующие вычисления, то все они пересчитываются заново. В таких случаях часто удобнее редактировать текст в ручном режиме, а вычисления включать по мере необходимости.

Отличительная черта новых версий MathCAD - улучшенные возможности ускорения численных вычислений за счет применения элементов символьной математики. Непосредственно перед численным расчетом MathCAD автоматически пытается упростить выражение, используя символьный процессор. Это называется оптимизацией. За счет того, что от версии к версии качество работы символьного процессора улучшается, символьное преобразование зачастую существенно ускоряет расчеты. Режим оптимизации включается либо в документе целиком, либо для отдельных формул. Чтобы включить или отключить режим оптимизации всех выражений в активном документе, выберите команду Math / Optimization (Математика / Оптимизация). Чтобы изменить режим оптимизации для отдельной формулы, не меняя выбранного режима для остальных формул документа, выберите элемент Optimize (Оптимизация) контекстного меню.

Типы данных

Наиболее простой и распространенный ввод-вывод данных в MathCAD реализован присваиванием и выводом (либо численным, либо символьным) непосредственно в документе. Переменные и функции, посредством которых осуществляется ввод-вывод, могут иметь значения различных типов (числовые, строковые и т. д.). Перечислим основные типы данных, которые обрабатываются процессорами системы MathCAD:

- числа (в том числе, действительные, комплексные, а также встроенные константы) - MathCAD хранит все числа в формате двойной точности с плавающей точкой (не разделяя их на целые, булевы и т. д.);

- строки - любой текст, заключенный в кавычки;

- массивы (в том числе, ранжированные переменные, векторы и матрицы) - упорядоченные последовательности чисел или строк.

Рассмотрим более подробно типы данных и то, как осуществляется их непосредственный ввод в документ с помощью присваивания значения переменным.

Любое выражение, начинающееся с цифры, MathCAD интерпретирует как число. Поэтому для ввода числа просто начните его набирать на клавиатуре. Несмотря на то, что MathCAD хранит все числа в одинаковом формате, вводить их можно в наиболее подходящем представлении (notation), исходя из контекста документа:

- как целое число;

- как десятичное число (decimal notation) с любым количеством десятичных цифр после точки;

- в представлении с порядком (exponential notation) - в так называемом научном формате или представлении (scientific notation), для чего после ввода числа напечатайте символ умножения и введите 10 в нужной степени;

- как число в другой системе счисления. После ввода последнего символа числа введите b (для двоичного числа), о (для восьмеричного числа), или h (для шестнадцатеричного).