Говорухин В., Цибулин Б. Компьютер в математическом исследовании (1185927), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Цель данной главы состоит в том, чтобы познакомить читателя с пакетом МАТЮКАВ, описав его возможности и предоставив сведения, достаточные для самостоятельной работы с пакетом. В главе ощ~саны интерфейсы реализации МАТЮКАВ 5.3 и новой версии — 6.0, примеры выполнены для обеих версий, а результаты представлены для версии 5.3, поскольку язык МАТ1.АВ практически не изменился. ГЛАВА Работа в МАТЮКАВ Среда МАТ[.АВ включает интерпретатор команд на языке высокого уровня, графическую систему, пакеты расширений и реализована на языке С.
МАТ|АВ постоянно модернизируется, при этом расширяются возможности системы меню, совершенствуются старые и добавляются новые команды. Меню частично дублируют ряд команд и облегчают взаимодействие с многочисленными инструментами МАТ1.АВ. По-прежнему вся работа организуется через командное окно (Сопипапд ЪПпс1ои ), которое появляется при запуске программы юа[Ы.ехе. В процессе работы данные располагаются в памяти (Жогхзрасе), создаются графические окна для изображения кривых, поверхностей и других графиков. Рассмотрим на простых примерах функционирование вычислительной среды МАТЮКАВ. Командное окно В командном окне в режиме диалога проводятся вычисления и активируются элементы среды МАТЮКАВ. Пользователь вводит команды или запускает на выполнение файлы с текстами на языке МАТ) АВ.
Интерпретатор обрабатывает введенное и выдает результаты: числовые и строковые данные, предупреждения и сообщения об ошибках. Начнем с элементарных операций, чтобы проиллюстрировать интерактивный режим работы. Знаком (») в тексте будем помечать строки ввода команд МАТЮКАВ, а результат будет располагаться на последующих строках. Введем матрицу второго порядка и присвоим ее переменной А: »АП2;34] А 1 2 3 4 Найдем обратную матрицу: Ь 1пасл) апа- 288 Глава 11. Работа в МАТЮКАВ -2.0000 1,0000 1.5000 -0.5000 Поскольку не было указано, к чему относится результат последней операции, то МАТЮКАВ присвоил полученную квадратную матрицу стандартной переменной апв (сокращение от Апвхег). Умножим обратную матрицу на квадрат матрицы А: » апв»А"2 апв = 1 2 3 4 Вычислим определитель матрицы А: » а=беЫА1 а- -2 Окно с результатами проделанных вычислений представлено на рис.
11,1. Рнс. 11.1. Осковкое окно МАТЮКАВ Чтобы просмотреть список используемых в текущем сеансе имен переменных, достаточно выполнить команду ипо. Команда ивов выводит список переменных вместе с информацией о размерности, плотности заполнения и типе переменных: » »П05 Маее Бые Вуеев 01авв А гкг 32 бооЫе аггау а 1к1 8 бооЫе аггау 2»2 32 бооЬ1е аггау 6гапб 1ота1 вв 9 е1евепвв овбпо 72 Ьуьев Командное окно 289 Заметим, что результат вычисления определителя представлен в списке переменных как массив размерности 1х1. Туже информацию получим, обратившись к пункту меню г( (е/5йомг Фо(Ьрасе или к значку гк(огЬрасе Вгочгзег.
Появляется специальное окно для просмотра перечня данных рабочей области, см. рис. 11.2. Рис. 11.2. Окно Иогырасе Вгоикег Если затем в окне Фо(Ьрасе Вгочгзег щелкнуть два раза на идентификаторе нужной переменной, то в МАТ).АВ Е(11(от/ПеЬпййег (программа тейт.ехе, см. рис.
11.3) появится содержимое этой переменной и станет доступным для изменения. Такое редактирование возможно для матриц (двумерных массивов), но не распространяется на многомерные массивы и структуры. Рис. 11.3. Окно редакгара Ееиог/Веьиддег Те же вычисления можно выполнить, подготовив ю-файл, называемый также файлом-сценарием или зспр1-файлом, и запустив его на выполнение. Наберем в любом редакторе файл йгзт.гп следующего содержания: АП2: Зл] (пч(А> апе А"2 а-Оек(А) 290 Глава 11. Работа в МАТ).АВ и поместим его в подкаталог МАТ) АВ ~аког)с или ~Ып. Теперь в строке ввода наберем слово » Г1г51 В командном окне появится знакомые нам строки с результатами выполнения записанных в файле команд.
Таким образом, в МАТБАВ можно приготовить файл с программой, протестировать его при помощи редактора-отладчика и выполнить, указав в строке ввода командного окна имя файла. О разработке и)-файлов и удобном редакторе-отладчике п)еЖ, входящем в состав пакета, подробнее говорится в главе «Программирование в МАТ|АВ», а пока, чтобы представить еще один злемент среды МАТБАВ, вернемся в командное окно и выполним команду построения графика функции ехр(-О. 2х) з) п(хг) » Гр)от Секр(-0.2*х)*а1п(х"2)", ГО 4*РП) В квадратных скобках указан интервал изменения переменной х, а функция задана как строковая переменная (в апострофах) для синтаксического анализа интерпретатором МАТБАВ.
В результате выполнения графической команды Гр) оС появится отдельное окно с графиком (рис. 11.4). Рис. 11.«. Графическое окно Это окно имеет свою систему меню, речь о котором пойдет в главе 14 «Графика МАТ) АВ». Пока же рассмотрим основное (командное) окно МАТ|АВ и его систему меню. Система меню Представленное на рис. 11.1 меню для МАТ1.АВ 5.3 состоит нэ пяти пунктов, назначение которых описано в табл. 11.1.
Система меню достаточно проста. Бодьше всего строк в меню Рйе, которое состоит из стандартных для чх'1пс)о)оз (йео), Ореп, Рпот) и ряда специфических пунктов, см. табл. 11.2. Справочная система 291 Таблица 11.1. Система меню основного окна Пункты Назначение П!е Ебй Чаем Удпдои Не!р Команды работы с фвйлаии, свойствами окон, печать Операции правки, команда очистки рабочей области Включение/отключение строки состояния Список окон Справка, примеры и демонстрации Таблица 11.2.
Пункты меню Ейе Назначение Пункты Орел 5е!есцоп Меню Еб)! содержит стандартные возможности (0пбо, Сцт, Сору, Раз!е, С!еаг, 5е!ес! Ай) и команду очистки всех переменных в сеансе (С!еаг 5еээ!оп). Меню Чэетг состоит из одного пункта-переключателя (Тоо!Ьаг). Меню ЧУ!пбош позволяет переключаться от одного окна к другому, причем основ- ное окно имеет номер О, а нумерация графических окон начинается с 1.
Меню Не!р и работу справочной системы рассмотрим в следующем разделе. Панель основного окна содержит значки часто используемых операций: создание нового и открытие существующего лэ-файла, операции правки, команда отмены ввода (Опдо), просмотр рабочей области (эуог!сврасе Вгошэег), подключенные ката- логи (Рафй Вгошвег) и справка (Не!р гУ!пбош).
Справочная система В справочной системе МАТ!.АВ имеется несколько способов получения информации о командах и работе с ними: СЭ команда Ье1р; сэ меню Не!р; о гипертекстовая система Не!р Пей. йцл эснл! Соей 'гуогхэрвсе... 5аче ЧГог!гэрасе Аэ... 5ьош Укогцэрасе 5ьоиг Огарц!сэ РгорегГу ебйог 5ьош 601 СвуоитТоо! 5е! Рвтц РгеЕегелсеэ Открытие файла, соответствующего выделенной функции, в окне редактора Запуск е-файла Считывание данных в рабочую область Сохранение данных рабочей области Просиотр данных в рабочей области Свойства графического редактора Свойства графического интерфейса Подключение каталогов Назначение шрифтов, форматов и др.
292 Гпаеа11. Работа в ИАТЕАВ Список разделов, объединяющих близкие по тематике команды МАТВАВ, можно получить, набрав в строке ввода Ье1р Список всех команд раздела с именем ТОР1С выводится по команде Пе1 р ТОЩЕ Наконец, описание команды с именем СОММАМО будет получено, если набрать Пе1р СОММАМР Например, справка о команде вычисления определителя (детерминанта) квадратной матрицы выглядит следующим образом (пустые строки пропускаем): » Пе1р Оет РЕТ Регега~папг.
РЕТ(Х) ~е ЕПе Оеоепп1папт от Еье зроаге ваггпх Х. Рее СОМР ~петеаб ог ОЕТ Ео сеет Гог аатю х ю при1аг~гу. Еее а1ео СОМО. Отег1оасес аеьпосе Пе1р еуащет,а Заметим, что команда Пе1р при описании функции выводит имя функции большими буквами, чтобы выделить имя из остального текста, Однако все функции пакета пишутся строчными буквами, которые и нужно использовать при написании команд. Вообще же, пакет различает большие и малые буквы, так что переменные АЬ и аВ различны. Для Ъг)пх)ов з окно справки (Не!р Фпдоту) становится доступно через меню Не!р при нажатии соответствующего значка, а также прн запуске в строке ввода команды Пе1 рю и Для того чтобы получить информацию по разделу ТОР1С, следует выполнить команду Ье!рув и ТОР!С Приведем список разделов, сопроводив их краткими пояснениями.
По этому перечню можно судить о возможностях, предоставляемых пакетом. Команды общего назначения и функции, реализующие взаимодействие пользователя со средой МАТ!.АВ, находятся в разделе Вепега!. Все, относящееся к языку, — операторы, символы, конструкции, а также наборы команд работы со строками, временем и другим — содержится в шести разделах, которым соответствуют одноименные каталоги в директории агро!ЬохХтаг!аЬ (см. табл. 113).
Следующая группа разделов представляет графику МАТЕ.АВ (см. табл. 11А). В них сосредоточены команды двумерной и трехмерной графики, презентационная графика, а также базисные команды, дающие полный доступ ко всем возможностям графической системы и позволяющие создавать для приложений графический пользовательский интерфейс (6(11 — 6тарЬ(с Озег 1пгег(асе). Математические разделы содержат стандартный набор математических функций, библиотеку специальных функций и богатую коллекцию команд работы с матрицами, численного анализа и пр. (см.
табл. 11.5). Команды пакета аналитических Справочная система 293 преобразований Мар)е также доступны из среды МАТВАВ. Чтобы посмотреть их перечень, нужно выполнить команду Ье1р 5001Ьох15уасо11с Таблица 11.3. Разделы команд языка и среды ИАТСАВ Группа Описание ОР5 1ап9 сагагурез 1оГОО 5сгтцп Ыметоп Таблица 11.е. Разделы графических команд Группа Описание Таблица 11.В. Разделы математических команд Группа Описание е1ГОО 5РесГОО е1мат Гцптол еастоп ро1утоп пагатоп зрагтцп Поскольку МАТВАВ имеет множество команд, то бывает трудно вспомнить точ- ное написание команды. В таких случаях можно обратиться к справочной системе и организовать поиск команды с предполагаемым именем, скажем АМОКО, или вос- пользоваться командой 100втог НОНО В результате поиска будет выведена информация о всех командах, где имеются включения данного слова.
9гарп1сз 9гарп10 9гарп30 5ресогарп 0150015 Операторы и специальные символы Языковые конструкции и команды отладки Типы данных и структуры Низкоуровневые функции ввода-вывода Коианды обработки строк и сииволов Коианды работы со временем и датаии Графические коианды Команды двумерной графики Команды трехмерной графики Специализированная графика Команды пользовательского интерфейса Элементарные математические функции Специальные математические функции Элементарные матрицы и преобразования матриц Функции функций (минимизация, интегрирование и др.) Матричные функции и линейная алгебра Команды интерполяции и работы с полиномами Анализ данных и преобразование Фурье Команды работы с разреженными матрицаии 294 Глава 11. Работа в НАТ1АВ МАТ1.АВ Не1р Оей содержит большой обьем всевозможной информации.
Многие из имеющихся в этой системе документов используют НТМ1.-язык и доступны для просмотра через один из броузеров, например Ыегзсаре Сопипип1сагог или М1сгово1г Ехр!огег. Систему МАТЮКАВ Не1р 0ей можно запустить из меню или набрать в строке ввода Ле1раеяс В результате появится окно, представленное на рис. 11.5, воспользовавшись гиперссылкамн которого можно узнать новости данной реализации, организовать просмотр команд по темам, запустить поиск н т. д. Рнс.
11.5. Тиауяьная страница Не1р Оеан В Не!р Оей описаны все команды и функции МАТ1.АВ, причем более детально, чем в справочной системе, а также даны примеры их использования. Имеются поисковая система и НТМ1:версии некоторых руководств из комплекта документации. Чтобы обратиться к документации для функции РОИСТ10М, достаточно в строке ввода основного окна набрать сяас ГОМСТ1пй Комплект поставки МАТ1.АВ содержит справочную информацию, которую можно распечатать, и в виде РРГ-файлов. Кроме того, группа файлов-демонстраций МАТЮКАВ находится в подкаталоге тьгоо1Ьох~лаат1аЬ\с1еаов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
