Приложение п2

В данной приложении рассмотрены методы математического моделирования процессов в электрических цепях, которые потребуются при выполнении лабораторных работ. Для более углубленного изучения методов работы с программой MathCAD необходимо воспользоваться [9,10]. Представленные методы работы в программе MathCAD носят рекомендательный характер и не всегда являются общепринятыми. Студент может получить идентичный конечные результаты поставленных задач, используя другие, неописанные в данной работе, методы.

Ниже рассмотрены следующие направления :

1. Интерфейс программы.

2. Простые операции над числами и константами.

3. Представление функций (дискретных и непрерывных).

4. Способы описания рядов.

5. Решение уравнений.

6. Решение системы уравнений.

7. Операции с комплексными числами.

8. Изображение данных на графиках.

9. Импорт и экспорт данных из других приложений.

Рассмотрим более детально указанные направления.

1. Интерфейс программы

Рис. П2.1. Интерфейс программы

На рис. П2.1. цифрами обозначены следующие элементы :

1. Рабочая область ;

2. Курсор (красный крестик) ;

3. Панель главного меню;

4. Панель «стандартные»;

5. Панель «форматирование»;

6. Панель «математика»;

7. Панель «арифметика»;

8. Панель «графики»;

9. Панель «матрицы»;

10. Панель «вычисления»;

11. Панель «матанализ»;

12. Панель «логические операторы»;

13. Панель «программирование»;

14. Панель «греческий алфавит»;

15. Панель «символы».

Рабочая область (рис. П2.1. поз.1) предназначена для размещения всех элементов математической модели (вычислений). Порядок обработки элементов осуществляется сверху вниз и слева направо. Это означает, что, если описание какой-либо константы (функции и т.п.) располагается ниже выражения, где она должна использоваться, то система выдаст ошибку о несуществующем параметре (см. пример на рис. 2.2). Описание ошибки появляется при установке курсора на место ее возникновения (см. рис.2.2 г). Рабочая область не ограничивается расположением элементов ни в ширину, ни в высоту.

Идентификаторы описываемых функций не должны в точности совпадать с зарезервированными словами в системе MathCAD (например, при объявлении идентификатора “sin:=” произойдет ошибка, а указание идентификатора “sin_p:=” будет корректным).

а)	б)	в)	г)
Рис. П2.2. а) корректно; б) не корректно; в) не корректно; г) сообщение об ошибке.

Расположение очередного объекта осуществляется с места расположение курсора (рис. П2.1. поз.2). Позицию курсора можно выбрать с помощью мышки, а также перемещать его с помощью клавиш «вверх», «вниз», «влево», «вправо».

Панель главного меню (рис. П2.1. поз.3) содержит основные подменю, характерные практически для любого текстового редактора, используемого в операционной системе «Windows», а также некоторые подменю дублируют элементы других панелей. С помощью элементов главного меню можно запускать процедуры создания нового компонента программы, открывать ранее созданный документ, сохранять изменения в уже открытом документа, осуществлять вставку содержимого буфера обмена, производить печать документа и т.д.

Панель «стандартные» (рис. П2.1. поз.4) содержит пиктограммы наиболее часто используемых элементов главного меню.

Панель «форматирование» (рис. П2.1. поз.5) содержит инструменты для настройки форматирования текста на рабочей области.

В зависимости от режима редактирования (редактирование обычного текста, редактирование формулы, редактирование графика и т.д.) пункты главного меню , панели «стандартные» и панели «форматирование» могут становиться неактивными, если данная операция не характерна для данного режима.

Панель «математика» (рис. П2.1. поз.6) представляет собой контейнер пиктограмм для быстрого вызова панелей, обозначенных на рис.П2.1. позициями 7…15.

Панель «арифметика» (рис. П2.1. поз.7) содержит элементы, используемые в формулах в основном для арифметических операций. Каждый элемент имеет клавишу (сочетание клавиш) быстрого вызова. Для определения сочетания клавиш быстрого вызова необходимо навести курсор мышки на необходимый элемент, после чего появляется всплывающая подсказка с указание символа необходимой клавиши. Полный список клавиш быстрого вызова можно получить в разделе «Keyboard help» справки программы MathCAD. Использование клавиш быстрого вызова значительно ускоряет текстовый набор компонентов математической модели.

Функционирование клавиш быстрого вызова также реализовано во всех панелях программы MathCAD.

Панель «графики» (рис. П2.1. поз.8) содержит элементы, используемые для интерпретации функций и числовых значений в графическом виде. Доступные типы графиков : график в декартовых координатах, график на комплексной плоскости, график , поверхность в 3D-координатах, гистограмма в 3D-координатах, векторное поле в 3D-координатах и др.

Панель «матрицы» (рис. П2.1. поз.9) содержит элементы, используемые для создания матриц и операций над ними.

Панель «вычисления» (рис. П2.1. поз.10) содержит элементы, используемые для определения типа вычислений (обычное вычисление, присваивание значения, тождество, графы и др).

Панель «матанализ» (рис. П2.1. поз.11) содержит элементы, используемые для нахождения производных различного порядка, интегралов, суммирования, произведения, пределов.

Панель «логические операторы» (рис. П2.1. поз.12) содержит элементы, используемые для реализации операций булевой логики (больше, меньше, равно, сложение по модулю 2, вычитание по модулю 2 и др.).

Панель «программирование» (рис. П2.1. поз.13) содержит элементы, используемые для реализации алгоритмических вычислений (операций условия с пост и предпроверкой, задания циклов и др.).

Панель «греческий алфавит» (рис. П2.1. поз.14) содержит буквы греческого алфавита, которые могут быть использованы в именах идентификаторов переменных, функций, констант и др.

Панель «символы» (рис. П2.1. поз.14) содержит элементы, используемые для реализации вычислений с рядами.