Гурский Д., Турбина Е. - Вычисления в MathCad 12, страница 13

Начальные сведенияПринципы работы с электронными книгами в Mathcad абсолютно идентичны использованию статей Mathcad Resources. Чтобы вспомнить их, перечитайте подразд. 1.7.2.Пакеты расширений (Extension Packs) дополняют Mathcad специализированным набором встроенных функций, использование которых ограничено лишь узкой областью.Так, например, пакет Image Processing Extension Packs содержит функции для обработкиизображений, а пакет Signal Processing Extension Pack добавляет в систему функциисоздания цифровых фильтров и анализа сигналов.

Дополнительные функции, инсталлированные с пакетом расширений, становятся доступными в окне Insert Function(Вставить функцию). Их список приводится в разделе, название которого совпадаетс названием пакета расширений. На данный момент существует пять пакетов расширений, предоставляющих дополнительные возможности для обработки изображений,сигналов, анализа данных, проведения вейвлетных преобразований, комплексных расчетов и оптимизации. За дополнительную плату их можно приобрести на сайте http://www. mathcad.

com/products/extension_packs/.1.9. Mathcad Application Server (Серверприложений Mathcad)Следует признать, что для подавляющего большинства пользователей Mathcad является прежде всего инструментом для решения стандартных задач, а не средой разработки узкоспецифичных алгоритмов.

Так, с помощью Mathcad рядовой студент можетсправиться с любыми поставленными перед ним проблемами, которые, разумеется, невыходят за рамки вузовской программы по высшей математике, например, решить систему уравнений, определить экстремум функции или провести статистическую обработку результатов лабораторной работы.

То же самое касается инженерных, экономических и других задач — каждая отрасль науки базируется на давно отработанныхрасчетных схемах и моделях, которые оказываются эффективными в 90 % случаев и нетребуют каких-либо дополнений или улучшений. Однако, чтобы реализовать их в Mathcad, необходимо, во-первых, знание самой программы, во-вторых, четкое пониманиеалгоритма, лежащего в основе работы той или иной модели. Для некоторых же пользователей стоимость самого пакета может и вовсе оказаться неоправданно высокой дляцелей, ради которых появилась необходимость его приобретения.

Возникает вопросзачем покупать программу, самостоятельно программировать алгоритм и тратить время на его отладку, если для большинства тривиальных задач из различных областейтакие программы давно созданы в Mathcad и протестированы? В данном случае дляпользователя гораздо важнее доступ к ним, чем понимание того, каким способом можно решить поставленную задачу в Mathcad.Именно для обеспечения доступа к интерактивным приложениям Mathcad в Интернете;компания Mathsoft представила в 2003 году пакет Mathcad Application Server. Используястандартный веб-браузер, пользователь может работать с Mathcad-документами, находящимися на сервере Mathcad Application Server, даже если Mathcad не установлен наего собственном компьютере.

По сути, такие рабочие документы, опубликованные насервере другими пользователями, являются одновременно примерами и шаблонамидля решения разного рода задач. Огромное их количество можно найти по ссылкамhttp://twt.mpei.ас.ru/ochkov/VPU_Book_New/mas/index.html и http://mas.mathsoft.com/mas/.

Взаимодействие с приложением осуществляется с помощью сетевых элементовинтерфейса (WebControls) — текстовых полей, кнопок, списков, переключателей и флажков. Рассмотрим подробнее, как это происходит.1.10. Сообщения об ошибках.>55Предположим, перед вами стоит задача определить, принадлежат ли результаты двухсерий экспериментов одной выборке. Для этого зайдите на страницу первого ресурса,указанного выше, в разделе «Аналитическая химия» перейдите по ссылке «Проверкапринадлежности двух серий экспериментов к одной выборке». Перед вами откроетсяокно Mathcad-документа, в текстовых полях которого укажите вместо имеющихсясобственные данные и нажмите кнопку Recalculate (Пересчитать). Запрос будет немедленно обработан сервером Mathcad Application Server аналогично тому, как это сделала бы и сама программа, и результаты вычислений сразу отобразятся в этом же окне.Mathcad Application Server поддерживает все встроенные функции Mathcad и позволяет сохранять исходный алгоритм в неизменном виде, поскольку сторонний пользователь имеет доступ только к тем полям, которые были определены автором документа.Вы также можете поместить собственные Mathcad-разработки на Mathcad ApplicationServer, обеспечив к ним широкий доступ в Интернете.

Чтобы подготовить документк публикации, прежде всего в нем необходимо заменить все операторы присваивания на сетевые элементы управления (WebControls). Для этого задействуйте командуInsert • Control • Web Control (Вставить • Элементы управления • Сетевые элементыуправления).

Перед вами откроется окно мастера установки сетевых элементов управления Web Control Setup Wizard, позволяющее задавать параметры вводимых в документэлементов. Малопонятные для рядового пользователя алгоритмы можно скрыть (о том,как это делается, рассказано в гл. 19). Не следует забывать и о комментариях, которыепомогут другим пользователям разобраться в сути решения задачи. Связавшись с администратором сайта (например, одного из упомянутых выше), вы сможете поместить Mathcad-документ на сервер. Подробно о том, как создать интерактивное Mathcad-приложение, рассказывается на http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/VPU_Book_New/mas/From_WorkSheet_to_WebSheet.html.1.10. Сообщения об ошибкахЕсли по той или иной причине Mathcad не сможет произвести расчет некоторой формулы, то она будет окрашена в красный цвет и ниже нее появится характерное (желтогоцвета) информационное сообщение о причинах возникшей трудности.

Так, например,если вы попытаетесь произвести неопределенную операцию деления на нуль, Mathcadвыдаст следующее сообщение: Divide by zero in function evaluation (При вычислении функции происходит деление на нуль) (рис. 1.32).х:= ОI Divide by zero in function evaluation. |Рис. 1.32. Сообщение об ошибкеВ большинстве случаев содержащейся в сообщении краткой характеристики причиношибки бывает вполне достаточно, чтобы ее устранить. Однако если вы не сможетеразобраться в смысле того или иного сообщения, то нажмите F1. При этом будет открыта статья справочной системы, посвященная причинам и способам разрешения возникшей ошибки.Глава 2. Вычисления и типы данныхЭта глава посвящена основным принципам задания объектов и проведения вычислений в Mathcad.

При ее написании авторы руководствовались принципом, что изложенной в ней информации должно быть достаточно для изучения большинства последующих специализированных глав независимо друг от друга. Приводимые в ней сведенияявляются базовыми, поэтому от того, как вы их усвоите, во многом зависит успешностьизучения остального материала. По этой причине стоит прочитать данную главу особенно внимательно.2 . 1 .

Типы данных в MathcadВ Mathcad совсем немного типов данных по сравнению с универсальными языкамипрограммирования — всего три. Кратко охарактеризуем их (более детально они будутописаны позже).О Числа (как действительные, так и комплексные). Все числа Mathcad хранит в одном формате (с плавающей точкой двойной точности), не разделяя их на целыеи действительные.

На одно число выделяется 64 бита. При этом десятичная часть(мантисса) не может превышать по длине 17 знаков, а порядок должен лежать между -307 и 307. Комплексные числа на уровне реализации представляют собой парудействительных чисел. При этом во многих видах расчетов число воспринимаетсякак комплексное, даже если у него нет мнимой части. Описанные особенности чисел в Mathcad касаются только численных расчетов. При работе в символьном режиме совершенно другие уровни точности.Строки. В общем случае любой текст, заключенный в кавычки.

На практике строкииспользуются в основном для задания сообщений об ошибках, возникших при работе программ на языке Mathcad.• Массивы. К ним относятся матрицы, векторы, тензоры, таблицы — любые упорядоченные последовательности элементов произвольного типа. К данным этого типаможно отнести и ранжированные переменные. Очень подробно принципы заданиямассивов и особенности работы с ними описаны в гл.

3.В отдельную группу следует выделить так называемые размерные переменные, то естьединицы измерения, имеющие огромное значение в науке и технике.В Mathcad нет логического типа данных. Для обозначения истины и лжи логическимиоператорами и функциями используются числа — 0 и 1.•2.2. Задание переменных и функций •572.2. Задание переменных и функцийВ данном разделе мы рассмотрим основные вопросы, связанные с особенностями задания переменных и функций в Mathcad. Тому, как использовать данные элементы в расчетах, будет посвящен следующий раздел.2.2.1. Задание переменныхПеременная — это именованный объект данных. Используя ее имя, можно обращатьсяк соответствующему объекту из любого участка документа, расположенного ниже илиправее выражения задания переменной.

Переменные помогают делать расчеты болеепростыми, понятными и компактными, поэтому без них не обходится решение ни одной неэлементарной задачи.Чтобы определить некоторую переменную, выполните следующую последовательность действий.1. Наберите имя переменной. В общем случае оно может состоять из произвольногоколичества практически любых символов. Правда, некоторые ограничения при задании имени все же существуют, и их мы обсудим в конце данного подраздела.2.

Введите оператор присваивания. Сделать это можно либо нажатием кнопки Defi nition(Присваивание) панели Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Вычисления) семейства Math (Математические), либо с помощью сочетания клавиш Shift+«;». Второй вариант предпочтительнее с точки зрения быстроты и удобства, поэтому, таккак к присвоению значений вам придется прибегать при решении практически любой задачи, с самого начала используйте лучше его. В том случае, если переменнаяопределяется в документе впервые, вы можете нажать клавишу простого равенства(«=»).

При этом данный оператор, выполняющий в Mathcad функции операторачисленного вывода, будет автоматически заменен оператором присваивания. Впрочем, в некоторых случаях этот вариант может быть неприемлем в связи с тем, чтоотдельные буквы и выражения зарезервированы в Mathcad. Так, например, не получится таким образом присвоить значение переменной, определенной с помощьюгреческой О., так как этой буквой обозначается размерность электрического сопротивления Ом. В случае таких переменных нужно использовать стандартный методопределения.3.