Обзор главного меню системы

Общение пользователя с системой MathCAD происходит на некотором промежуточном математически ориентированном языке визуального программирования – входном языке. Многие математические записи в этом языке вводятся просто выводом шаблонов соответствующих операторов и функций. Необходимо лишь точное описание алгоритма решения задачи на привычном математическом языке. MathCAD ориентирован на автоматическое составление программ сложных математических вычислений вводом и заполнением шаблонов математических операций. Сама программа при этом генерируется автоматически.

Операторы – специальные символы, указывающие на выполнение тех или иных операций над данными – операндами. Последние могут быть константами или переменными – объектами с именами, хранящие данные определенного типа и значения. Наиболее известны арифметические операторы, например, сложения +, вычитания -, умножения *, деления / и др.

Функция – объект входного языка, имеющий имя и параметры, указываемые в круглых скобках. Имя функции отождествляется с соответствующей математической функцией – например, sin(x) – это функция вычисления синуса аргумента x. Отличительной чертой функции является преобразование данных, представленных в виде входных параметров, и возврат значения (результата вычисления функции) в ответ на обращение к ней.

Операторы и функции используются для создания математических выражений – формул, которые могут вычисляться в численном или символьном виде.

Рассмотрим окно MathCAD. Верхняя строка содержит указание на имя пакета и название документа в котором вы работаете. Далее идет главное меню, кнопки быстрого управления и окно редактирования, в котором можно создавать документ, представляющий собой набор формул для математических расчетов, текстовых областей и графических объектов.

Пункты главного меню:

File – работа с файлами, сетью Интернет и электронной почтой;

Edit – редактирование документов;

View – изменение средств обзора и включения/выключения элементов интерфейса;

Insert – установка вставок объектов и их шаблонов (включая графику);

Format – изменение формата (параметров) объектов;

Math – управление процессом вычислений;

Graphics – работа с графическим редактором;

Symbolic – выбор операций символьного процессора;

Window – управление окнами системы;

Books – работа с электронными книгами;

Help – работа со справочной базой данных о системе.

       Основные возможности главного меню дублируются кнопками быстрого управления, размещенными в панелях. Их можно выводить на экран или убирать с него с помощью соответствующих опций позиции View главного меню. Имеются три такие панели: 1) панель вывода палитр математических знаков и функций, 2) панель инструментов дублирует наиболее распространенные команды и операции, 3) панель форматирования для выбора типа размера шрифтов и способа выравнивания текстовых комментариев.

¿ - вызвать на экран все палитры математических символов, для чего выбрать команду меню ViewÞToolbars и «включить» каждую палитру:

Arithmetic – арифметические операции и элементарные функции;

Evaluation – знаки отношений, шаблоны операторов;

Graph – шаблон графиков различного типа;

Matrix – шаблон векторов и матриц и действий над ними;

Calculus – операторы производных, интегралов, сумм, произведений и др.;

Programming – средства программирования;

Greek – греческие буквы;

Symbolic – ключевые слова и операторы символьных вычислений;

Modifier – дополнительные операции палитры Symbolic.

¿ Закрыть все панели, кроме Math, нажать каждую из кнопок с пиктографическим изображением на этой панели.

& С помощью таких наборных панелей можно вводить в документы практически все известные математические символы и операторы. Для установки с их помощью необходимого шаблона (объекта) достаточно поместить курсор (красный крестик) в желаемое место окна редактирования и затем активизировать пиктограмму нужного шаблона, установив на нее курсор мышки и нажав ее левую клавишу. В составе сложных шаблонов присутствуют шаблоны, указывающие места ввода отдельных параметров и данных. Они имеют вид небольших черных прямоугольников.

¿ Используя наборные панели вывести шаблоны .

Работа с формульным редактором. Система MathCAD интегрирует в себе три редактора: формульный, текстовый и графический. Для запуска формульного редактора достаточно установить курсор мыши в любом свободном месте окна редактирования и щелкнуть левой клавишей. Появится визир в виде маленького красного крестика. Его можно перемещать клавишами перемещения курсора. Не путать визир с курсором мыши! Визир указывает место, с которого можно начинать набор формул – вычислительных блоков. В области формул визир превращается в синий уголок, указывающий направление и место ввода. При вводе бинарного оператора по другую сторону знака операции автоматически появляется заполнитель в виде черного прямоугольника. В это место вводят очередной операнд. Для управления порядком операций используют скобки. Чтобы выделить элементы формулы, которые в рамках операции должны рассматриваться как единое целое, используют клавишу ПРОБЕЛ. При каждом ее нажатии уголковый курсор «расширяется», охватывая элементы формулы, примыкающие к данному.

       Блоки документа и порядок их выполнения. Каждое математическое выражение, график или текстовая область с комментариями образуют блоки. Блоки имеют обычно невидимые границы.

& Опираясь на понятие блока можно сформулировать важный принцип работы системы MathCAD – блоки выполняются строго поочередно с просмотром их слева – направо и сверху – вниз. В ходе исполнения документа блоки просматриваются в указанном порядке, распознаются, компилируются и затем уже исполняются. Если в каком-то блоке N используются данные, получаемые в блоках N_i, то все блоки N_i при просмотре должны располагаться так, чтобы они были прочитаны и выполнены до обнаружения блока N. Каждая формула образует отдельный блок, обозначенный рамкой!

Пусть необходимо вычислить определенный интеграл.

1) Установить визир в то место экрана, где должен быть помещен шаблон.

2) Вывести панель операторов математического анализа и выбрать пиктограмму с изображением знака определенного интеграла.

3) В шаблоне определенного интеграла 4 черных прямоугольника: для ввода верхнего и нижнего пределов интегрирования, для задания подынтегральной функции и для указания имени переменной по которой идет интегрирование.

4) Для ввода данных необходимо установить указатель мыши на нужный шаблон и ввести данные.

5) Установите знак равенства после полученного выражения и увидите результат вычисления.

Задача_1. Вычислить а) ; б) ;       в) .

Задача_2. Вычислить . Необходимо помнить о различиях между имеющимися математическими формулами и правилами, существующими в среде MathCAD: для разделения целой и дробной части используется точка; для возведения функции в степень, выражение функции берется в скобки, например, .

       Работа с текстовым редактором. Текстовый редактор позволяет задавать текстовые комментарии, что делает документ с формулами и графиками более понятным В простейшем случае для ввода текстового редактора достаточно ввести символ “ (кавычка) (на англ.яз.). В появившийся прямоугольник можно начать вводить текст. В текстовом блоке визир имеет вид красной вертикальной черты. Текст можно редактировать общепринятыми средствами. Рекомендуется выбрать нужный тип, начертание и размер шрифта перед началом ввода текста сразу после появления красной вертикальной черты - это можно сделать с помощью команды FORMATÞText. Для редактирования текста или отдельной его части необходимо предварительно выделить требуемый фрагмент.

         ¿ - Написать заголовок лабораторной работы шрифтом зеленого цвета, размером 14 пт, выбрав начертание – полужирный курсив.

           Работа со вставками – Insert. Установка любого объекта в окно редактирования называется вставкой (Insert). MathCAD реализует различные механизмы вставки – от выводов шаблона объекта до вставки объекта с помощью связывания с приложением, создавшим объект. При активизации команды меню Insert появляется подменю со следующими операциями:

Graph – вставка шаблонов графики с выбором их из подменю;

Matrix... – вставка шаблонов матриц и векторов;

Function... – вставка шаблонов встроенных функций;

Unit... – вставка единиц измерения размерных величин;

Picture... – вставка шаблона рисунка;

Math Region – вставка в текстовую область шаблона математической области для создания неисполняемого комментария в виде математической формулы;

Text Region – вставка текстовой области;

Page Break – вставка линии обрыва страницы (горизонтальная черта);

Hyperlink – вставка гиперссылки;

Reference... – вставка обращения к заданному файлу;

Component.. – вставка других компонентов системы;

Object... – вставка объекта с установлением динамической связи с порождающим его приложением.

         ¿ - Используя опцию Text Region набрать заголовок лабораторной работы шрифтом красного цвета, размером 12 пт.

        & Вставка функций из окна с перечнем функций гарантирует синтаксически верное написание функции. Для вставки функции необходимо выбрать команду меню INSERTÞFunction. В появившемся окне в разделе Function Category (категории функций) выбрать нужный вам раздел. После чего выбрать нужную функцию из предложенной библиотеки в окне Function Name. В нижнем окне описывается формат выбранной функции. Например, для вычисления логарифмической функции необходимо набрать в круглых скобках вначале аргумент, а затем через запятую основание.

           Задача_3. Вычислить

а) ; б) ;         в) .

           Для вычисления предела использовать вместо знака равенства знак ®. Для набора символа ¥ использовать сочетание клавиш Shift+Ctrl+Z.

                ¿    Установите границы ваших блоков, используя команду меню VIEWÞRegion. Если ваши блоки перекрываются, устраните перекрытия командой меню FORMATÞSeparate Region (разделить области).

             ¿   Сохранить лабораторную работу в своей папке под именем Лаб_1.mcd.