Решение и вывод результатов

Модель данных MathCAD (структурная часть)

 

1. Формулы

2. Текст

3. Графики

4. Компоненты

5. Рисунки

6. Объекты других приложений

 

Типы данных

Числа

· целые десятичные 1234 -557 и т.д.;

· действительные десятичные с фиксированной точкой 2.5 -123.45 и т.д.;

· действительные десятичные с порядком 12.5 × 10^-5 -67.89 × 10⁹ 33.3 × 10¹⁵ и т.д.;

· целые двоичные 11111111b 1010b и т.д. (последний символ b);

· целые восьмеричные 377o 12o и т.д. (последний символ o);

· целые шестнадцатеричные ffh ah и т.д. (последний символ h);

· комплексные 5 i 3-2 i и т.д. (мнимая единица i или j вводится непосредственно за коэффициентом).

 

2. Встроенные константы:

 

3. Системные переменные:

 

TOL точность численных методов

CTOL точность выполнения операций

=, <>, >=, <=, >, <

ORIGIN номер начального индекса массива

PRNPRECISION установка формата данных при выводе в файл

PRNCOLWITH установка формата столбца при выводе в файл

CWD строковое представление пути к текущей рабочей папке

Интерактивная настройка по команде меню

Math|Options|Built-in-Vaiables

 

4. Размерные величины.

Доступ по команде меню Insert|Units

 

 

5. Массивы (векторы и матрицы).

Доступ по команде меню Insert|Matrix

Вектор – одностолбцовая матрица.

 

Обращение к элементам

 

Модель данных MathCAD (процедурная часть)

1. Создание и редактирование рабочих областей

1.1. Ввод

1.2. Редактирование

1.3. Выделение

1.4. Выравнивание

1.5. Перенос

1.6 Копирование.

2. Обработка (решение и вывод)

2.1. Символьные преобразования

2.1.1. Под управлением оператора вывода символьного результата

2.1.2. Под управление команд меню Symbolics

2.2. Вычисления

2.2.1. Вычисления по формулам при помощи оператора присваивания :=

2.2.2. Вывод численного результата при помощи оператора =

2.2.3. Использование специальных операторов

2.2.4. Использование встроенных функций по команде меню Insert|Function

2.2.5. Использование единиц измерения

2.3 Работа с внешними файлами данных

3. Работа с графическими объектами по команде меню Insert|Graph.

Ввод формул и выражений

MathCAD допускает размещение в любом месте рабочего документа формул, текста и графиков, которые являются рабочими областями (regions). Их место вставки задается мышью при помощи крестообразного курсора, который может располагаться только в свободном пространстве между областями. Взаимное расположение областей имеет принципиальное значение. Рабочий документ формируется и редактируется в соответствии с тем, как MathCAD просматривает и обрабатывает его - в последовательности сверху вниз и слева направо. Поэтому переменные или формулы, определенные где-либо в документе, могут использоваться везде ниже и правее места их определения. Вокруг каждой области MathCAD создает невидимый прямоугольник - выделяющую рамку. Чтобы определить взаимное расположение областей, нужно сравнить их точки привязки. Выделение областей возможно мышью или по команде Edit | Select All. Области могут перекрываться. Их разделение возможно вручную мышью или по команде Format | Separate Regions, а взаимное выравнивание:

· мышью;

· по горизонтали - по команде Format | Align Regions | Across;

· по вертикали - по команде Format | Align Regions | Down.

 

 

Ввод и редактирование формул и выражений осуществляются под управлением формульного редактора MathCAD. Ввести математическое выражение можно в любое пустое место документа MathCAD. Для этого следует поместить крестообразный курсор ввода в соответствующее место документа, щелкнув по нему мышью, и просто начать вводить формулу, нажимая клавиши на клавиатуре. При этом в документе создается формульная область, которая предназначена для хранения формул, интерпретируемых процессором MathCAD.

 

 

Ввод и редактирование математических выражений в MathCAD осуществляется по следующим правилам.

1. Ввод чисел и имен переменных выполняется непосредственно с клавиатуры.

2. Ввод функций осуществляется непосредственно вручную или при помощи мастера по команде Insert | Function главного меню.

3. Ввод специальных математических операторов осуществляется при помощи соответствующих панелей инструментов.

 

Математические панели инструментов

		Математические операции и функции
		Построение графиков
		Матричные и векторные операции
		Операции управления вычислениями
		Операции интегрирования, дифференцирования и суммирования
		Логические операции
		Программные структуры
		Греческие буквы
		Символьные преобразования

 

 

При вводе математических операторов MathCAD создает в рабочем документе в месте ввода шаблоны, подобные ниже приведенным с полями ввода в виде небольших черных прямоугольников, в которые следует вводить числа или выражения, например:

Для ввода и редактирования формул в MathCAD используется еще один элемент интерфейса – линия редактирования, которая имеет вид угла синего цвета. Ключевым шагом в редактировании формул в MathCAD является заключение соответствующей части выражения в линию редактирования. Действует следующее правило: то, что является операндом очередного математического оператора, должно быть обрамлено линией редактирования.

Рассмотрим в качестве примера сценарий построения формулы

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Чтобы изменить формулу, следует щелкнуть по ней мышью, поместив, таким образом, в ее область линию редактирования, и перейти к месту исправления. Перемещение линии редактирования в пределах формулы возможно одним из двух способов:

· щелчком в нужном месте мышью;

· при помощи клавиш - со стрелками, пробел и <Ins>.

Клавиши со стрелками имеют естественное назначение перевода линии редактирования вверх, вниз, влево или вправо; клавиша <Ins> переводит вертикальную линию редактирования с одного конца горизонтальной линии редактирования на противоположный; пробел предназначен для выделения различных частей формулы.

Решение и вывод результатов

Решение задач в MathCAD возможно:

· в режиме вычислений;

· в режиме символьных (аналитических) преобразований.

Если режим вычислений выполняется под управлением вычислительного процессора MathCAD и представляет собой «запрограммированный» расчет по формулам и численным методам, скрытый от глаза пользователя, то режим символьных преобразований осуществляется в результате работы системы искусственного интеллекта, встроенного в MathCAD и называемого символьным процессором.

Символьные преобразования могут выполняться:

· в автоматическом режиме под управлением операторов вывода символьного результата, доступных на математической панели Symbolic;

· в интерактивном режиме под управлением меню Symbolics.

Основной оператор вывода символьного результата имеет вид стрелки (®) и доступен на математических панелях Symbolic и Evaluation. Он может быть вставлен также по нажатии «горячих» клавиш < Ctrl > <. >.

 

 

Основными операторами в режиме вычислений являются оператор присваивания и оператор вывода численного результата.

Оператор присваивания используется для определения переменных, массивов, функций и имеет вид :=. Он доступен на математических панелях Calculator или Evaluation, а также по нажатии «горячей» клавиши <: >. Справа от оператора присваивания появляется поле ввода в виде черного прямоугольника, куда следует ввести значение переменной или массив, или формулу для переменной или функции по образцу:

Для вывода результатов вычислений выражений (в частности, констант, переменных, массивов, функций) используется оператор вывода численного результата, имеющий вид =. Он доступен на математических панелях Calculator или Evaluation, а так же по нажатии «горячей» клавиши < = >. Оператор вывода численного результата означает, что все вычисления проводятся с числами, а различные встроенные алгоритмы реализуются соответствующими численными методами. Результат вывода может иметь вид:

Вычисления и символьные преобразования могут сочетаться в пределах одной и той же задачи. Например, точно так же, как рассчитываются численные значение функций, можно вычислять их и с помощью символьного процессора. Сравните соответствующие результаты, которые представлены ниже. Точно так же можно символьно выводить значения переменных. Например, можно присвоить некоторой переменной значение функции или сложного выражения и затем вывести значение переменной в символьном виде. В правой части оператора присваивания можно использовать результаты символьного преобразования (например, при нахождении коэффициентов полинома или разложении выражения на множители):

 

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: