39062

Математические пакеты и их применение в науке и производстве

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

От других продуктов аналогичного назначения например Mple Theorist компании Wterloo Mple Softwre и Mthemtic компании Wolf Reserch MTHCD компании Mthsoft отличается ориентация на создание высококачественных документов докладов отчетов статей в режиме WYSIWYG Wht You See Is Wht You Get. Преимущества MTHCD состоит в том что он не только позволяет провести необходимые расчеты но и оформить свою работу с помощью графиков рисунков таблиц и математических формул. В MTHCD`e можно не только совмещать текст и формулы но...

Русский

2013-09-30

34 KB

26 чел.

Математические пакеты и их применение в науке и производстве

MATHCAD - универсальный математический пакет, предназначенный для выполнения инженерных и научных расчетов. Основное преимущество пакета - естественный математический язык, на котором формируются решаемые задачи. Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый документ. Пакет обладает широкими графическими возможностями, расширяемыми от версии к версии. Практическое применение пакета существенно повышает эффективность интеллектуального труда.

От других продуктов аналогичного назначения, например, Maple & Theorist (компании Waterloo Maple Software) и Mathematica (компании Wolf Research), MATHCAD (компании Mathsoft) отличается ориентация на создание высококачественных документов (докладов, отчетов, статей) в режиме WYSIWYG (What You  See Is What You Get). Это означает, что, внося изменения, пользователь немедленно видит их результаты и в любой момент может распечатать документ во всем блеске. Работа с пакетом за экраном компьютера практически совпадает с работой на бумаге с одной лишь разницей - она более эффективна. Преимущества  MATHCAD состоит в том, что он не только позволяет провести необходимые расчеты, но и оформить свою работу с помощью графиков, рисунков, таблиц и математических формул. А эта часть работы является наиболее рутинной и малотворческой, к тому же она и времяемкая и малоприятная.

Интерфейс более дружествен, по сравнению с Mathematica или Maple. Текст, формулы и графики можно свободно сочетать, передвигая их как выделенные штриховой рамкой объекты, и помещать их в произвольной точки экрана; при изменении хотя бы в одном из объектов последовательно пересчитываются все остальные данные.

Все процедуры: возведения в степень, извлечения корня, взятия модуля, интеграла, операции присваивания и многие другие вынесены в пиктограммы. С клавиатуры они набираются интуитивно понятным способом.

В MATHCAD`e можно не только совмещать текст и формулы, но и устанавливать метки табуляции, центрировать и выравнивать напечатанное, а также для наглядности выделять фрагменты текста и проверять орфографию. Также можно экспортировать содержимое рабочей области в Word в формате RTF.

В пакете широко используются встроенные функции. К основным встроенным функциям относятся тригонометрические и обратные, гиперболические и обратные, экспоненциальные и логарифмические, статистические, Фурье, Бесселя, комплексных переменных. Всего в MATHCAD версии 6.0 - 222 встроенных функций. Такой широкий набор функций позволяет решать задачи практически из любой области.

Для тех, кто работает в группах, предусмотрены средства коллективной работы. Возможна поддержка связи с удаленными пользователями по электронной почте: рабочее пространство в стандартном формате, как и электронное сообщение, можно пересылать непосредственно из программы. Так же при интеграции с информационной системой World Wide Web, позволяющая экспортировать и импортировать рабочие документы в Internet, просматривать по WWW- сообщения и осуществлять гипертекстовые переходы для доступа к информации.

При решении задач физики обычно требуется проставления размерности и   такую возможность предоставляет MATHCAD. Всего в среде MATHCAD пять единиц измерения: длина, масса, время, заряд и абсолютная температура. Если же при решении вы будете, к примеру, суммировать секунды с метрами, то MATHCAD честно вам признается, что делать это нельзя и откажется работать.

Пакет MATHCAD предоставляет широкие графические возможности. Кроме того, здесь можно использовать чертежи и рисунки, полученные в других графических системах.

Нажатием буквально одной кнопки можно задать шаблон для генерации двумерного графика, причем в одних и тех же осях может быть несколько графиков одновременно. В MATHCAD`e  представлены следующие виды графиков: декартовый (X-Y plot), полярный (Polar plot), поверхности (Surface plot), карта линий уровня (Contour plot), векторное поле (Vector Field plot), трехмерный точечный (3D Scatter plot), трехмерная столбчатая диаграмма (3D Bar Chart). Все графики являются стандартными объектами MATHCAD`a: их можно редактировать, а при пересчете исходных данных они автоматически перерисовываются. Кроме того, в средствах ‘объемной’ визуализации данных существуют возможность композиции задних планов. Существуют большое  количество опций для работы с осями, а также возможность импортировать графические изображения.

Кроме работы с десятичными числами существуют возможность работы с восьми - и шестнадцатеричными числами. Так же есть набор процедур для возможности функционирования не только над числами, векторами или матрицами, но и над более сложными объектами, таких как деревья, списки или наборы.  При вычислениях в символах, так называемая символьная математика (или аналитические преобразования), существуют три группы инструментов:

  1.  Команды символьной математики из меню (Symbolic);
  2.  Режим непрерывных символьных преобразований (Life Symbolics);
  3.  Оптимизация численных вкладок через символьные преобразования (Optimize).

Но в символьной математике пакета MATHCAD существует один недостаток. Она  оперирует некоторыми встроенными функциями, которых в самом пакете MATHCAD нет, либо они там есть, но называются по-другому. Это объясняется тем, что символьный процессор вместе с некоторыми функциями был приобретен у фирмы MAPLE. В пакете MAPLE V в вычисления возможны 500000 знаков (профессиональная версия). Поэтому нередко в MATHCAD`e при символьных преобразованиях, ответ получается настолько громоздким, что не вмещается в рамки экрана и по разрешению пользователя заносится в Буфер Обмена Clipboard.   

MATHCAD 6.0 работает под Windows и естественно использует все его преимущества. Можно экспортировать рабочие документы MATHCAD`a в другие Windows- приложения и импортировать из других приложений в стандартах динамического обмена данными (DDE) и связывания - внедрения объектов (OLE). Кроме того, MATHCAD может воспринимать и создавать файлы с ASCII- кодировкой, а также за счет своих 32- битных возможностей подсоединять к программе функции С и С++.

И так, перечислим основные достоинства  MATHCAD`a.

Во-первых, это универсальность пакета MATHCAD, который может быть использован для решения самых разнообразных инженерных, экономических, статистических и других научных задач.

Во-вторых, программирование на общепринятом математическом языке позволяет преодолеть языковой барьер между машиной и пользователем. Потенциальные пользователи пакета - от студентов до академиков.

И в-третьих, совместно применение текстового редактора, формульного транслятора и графического процессора позволяет пользователю в ходе вычислений получить готовый документ.   


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14308. Измерение скорости звука в твёрдых телах 35 KB
  Отчет по лабораторной работе №9 Тема: Измерение скорости звука в твёрдых телах. Задача Измерить скорость распространения продольной волны сжатия в образце. Измерить скорость распространения сдвиговой волны в образце. Блоксхема экспериментальной уст...
14309. Исследование электрических процессов в переходных цепях. Явления дифференцирования и интегрирования 73.11 KB
  Отчет по лабораторной работе №10в Тема: Исследование электрических процессов в переходных цепях. Явления дифференцирования и интегрирования. Задача Исследовать электрические процессы в переходных цепях. Познакомиться с явлениями дифференцирования и интег
14310. Многократные прямые измерения физический величин и обработка результатов наблюдения 218 KB
  Отчет по лабораторной работе №1.а Тема: Многократные прямые измерения физический величин и обработка результатов наблюдения Задача Освоить методику использования измерительного прибора для многократного прямого измерения физической величины. Выполнить пр
14311. Многократные прямые измерения физических величин и обработка результатов наблюдения 225 KB
  Отчет по лабораторной работе №1.а Тема: Многократные прямые измерения физических величин и обработка результатов наблюдения Задача Освоить методику использования измерительного прибора для многократного прямого измерения физической величины. Выполнить п
14312. Измерение теплопроводности газа 120.5 KB
  Отчет по лабораторной работе №8 Тема: Измерение теплопроводности газа Задача Исследовать температурную зависимость коэффициента теплопроводности воздуха Схема установки Измерения Rобр=1Ом R1=0.1 mm R2=4 mm L1=180 mm L2=30mm Таблица №1 ...
14313. Исследование электрических процессов в переходных цепях. Явления дифференцирования и интегрирования 67.5 KB
  PAGE 1 Отчет по лабораторной работе №10в Тема: Исследование электрических процессов в переходных цепях. Явления дифференцирования и интегрирования. Задача Исследовать электрические процессы в переходных цепях. Познакомиться с явлениями диф
14314. Молекулярна фізика. Термодинаміка 1.32 MB
  Молекулярна фізика. Статистична фізика. Дослідні газові закони. Закони для суміші газів. Внутрішня енергія газу та перший закон термодинаміки. Приклади розвязання задач. Запитання для самоконтролю. Задачі для роботи в аудиторії. Задачі для самостійної роботи. Колові процеси та реальні гази...
14315. Визначення вологості атмосферного повітря 81 KB
  Лабораторна робота №10 Визначення вологості атмосферного повітря Мета роботи: Визначити абсолютну і відносну вологість повітря психрометром Августа. Обладнання: 1 .Психрометр Августа колба з дистильованою водою таблиця тиску насиченої водяної пари при різ
14316. Визначення коефіцієнта поверхневого натягу методом відриву краплі 54.5 KB
  Лабораторна робота №9 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу методом відриву краплі Мета роботи : 1. Вивчити явище поверхневого натягу; 2. Визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідині. Прилади та обладнання : Скляна бюретка з краном. К