рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Пакет "MathCAD"

Работа сделанна в 1997 году

Пакет "MathCAD" - Реферат, раздел Программирование, - 1997 год - Мо И По Рф Нгту Реферат По Информатике На Тему Пакет Mathcad Факультет Авт Гр...

МО и ПО РФ НГТУ Реферат по информатике на тему Пакет MathCAD факультет АВТ группа А - 514 студент Коваленко С.А. преподаватель Мамонова В.Г. Новосибирск - 1997 Содержание 1. Введение2.1 Возможности системы2.2 Документ 2.3 Графические возможности 2.4 Документ 27 2.5 Документ 2.6 Документ 2.7 Документ 2.8 Работа системы с файлами2.9 Общение с внешними устройствами3. Система MathCAD становится более гибкой 3.1 Система MathCAD версии 3.2 MathCAD PLUS 2.1 Решение алгебраических систем2.2 Великолепная семрка MathCAD2.3 Сортировка2.4 Линейная аппроксимация 16 3.2.5 Дифференциальные уравнения2.6 Программирование4. MathCAD или программирование на языках высокого уровня 1. Введение М атематические и научно - технические расчеты являются важной сферой применения персональных компьютеров . Часто они выполняются с помощью программ , написанных на языке высокого уровня, например Бейсике или Паскале.

Сегодня эту работу нередко выполняет обычный пользователь ПК. Для этого он вынужден изучать языки программирования и многочисленные, подчас весьма тонкие капризные численные методы математических расчетов.

Нередко при этом из под руки способного физика, химика или инженера выходят далкие от совершенства программы.

Это не вполне нормальное положение может изменить к лучшему применение интегрированных программных систем автоматизации математических расчетов Eureka, MathCAD, MatLab и др Здесь рассматриваются возможности и эволюция одной из таких систем - MathCAD. Фирма MathSoft Inc. США выпустила первую версию системы в 1986 г. Главная отличительная особенность системы MathCAD заключается в е входном языке, который максимально приближн к естественному математическому языку, используемому как в трактатах по математике, так и вообще в научной литературе.

В ходе работы с системой пользователь готовит так называемые документы. Они одновременно включают описания алгоритмов вычислений, программы управляющие работой систем, и результат вычислений. По внешнему виду тексты мало напоминают обычной программы . 2. Возможности системы MathCAD объединяет в себе простой текстовый редактор, математический интерпретатор и графический процессор.

Система ориентирована на IBM - совместимые компьютеры. Упомянутые выше документы содержат текстовые, формульные и графические блоки. На экране дисплея они занимают прямоугольные области, границы которых обычно не видны но при введении в блок курсора противолежащие углы прямоугольных областей отмечаются прямоугольниками. Блоки выполняются слева направо и сверху вниз. Подготовка и исполнение документов MathCAD может осуществляется с помощью главного меню и спускающихся подменю для их появления необходимо нажать клавишу F10 , командного режима вводится нажатием клавиши Esc и команд в верхней командной строке, комбинации обычных клавиш, а так же с помощью управляющих клавиш.

В последнем случае, например, нажатие клавиши F1 обеспечивает вызов системы подсказок, F5 - загрузку документов с дискового накопителя, F6 - запись редактируемого документа на диск и т.д. Из режимов работы необходимо особо отметить режимы auto и manual. Режим auto обеспечивает автоматические вычисления сразу после загрузки документа по мере его прокрутки скроллинга на экране дисплея.

В этом режиме скроллинг ощутимо замедлен, особенно при использовании системы на ПК класса IBM PC XT без математического сопроцессора. Режим manual ручной позволяет осуществлять быстрый скроллинг без выполнения документа. Для проведения вычислений от начала документа и до конца видимой на экране дисплея его части нужно нажать клавишу F9 . Текстовые блоки являются не более чем комментариями.

Их назначение - пояснить сухое и лаконичное математическое описание, представленное на входном языке системы. Текстовые блоки могут быть полноформатными на всю длину строки и в виде прямоугольников ограниченных размеров. Если ввести знак кавычки, то на экране дисплея появится пара кавычек, между которыми вводить и редактировать текст в обычном порядке. Текстовый редактор системы не обладает всеми возможностями специализированных редакторов текста, однако позволяет корректировать тексты, выравнивать их по краю, перемещать текстовые блоки в любое место документа и т.д. Весьма удобны средства редактирования документов, позволяющие, в частности, стирать указанный курсором блок клавиша F3 и вставлять блок на новое место клавиша F4 . При необходимости можно использовать два окна системы, перенося блоки из одного окна в другое. Математический интерпретатор системы - наиболее интересная е часть.

Математические формулы, подлежащие интерпретации, записываются в общепринятом виде. Например, вычисление квадратного корня из двух в системе MathCAD задатся как 2 , а не в виде PRINT SQR 2 , как это делается, скажем, на Бейсике.

Для ввода формул используются шаблоны, вводимые определнными комбинациями клавиш. Имеется возможность изменения формата представления чисел, например числа знаков после разделительной точки, погрешности вычислений и обозначения мнимой единицы i на j и наоборот при операциях с комплексными числами. Чтобы вывести на экран дисплея графический блок, необходимо установить курсор на место левого верхнего будущего графика и ввести знак. На экране дисплея появится прямоугольник - шаблон будущего графика.

Начиная с версии 2.0, масштаб можно и не указывать - он вычисляется автоматически. Возможности системы поясняют следующие конкретные примеры. Название операции Задание операции Численный пример 2 Возведение в степень XY 3 9 Вычисление факториала X 4 24 Вычисление квадратного корня X 9 3 Вычисление абсолютного значения X -5 5 Сложение XY 2 3 5 Умножение XY 23 6 12 Деление XY 3 4 Присваивание значений переменной XY X 8 Вывод значения переменной X X 8 Задание циклической переменной i N1 N2 i 1 5 Суммирование членов ряда i X X 2i i i 3 Перемножение членов ряда i X X 3.8410 i i 1 Вычисление определнного интеграла xfx 2xdx 0.93 0 Задание функции пользователя fX fx sin x Инициализация переменной х x 1, f x 0.841 dfx 0.54 Вычисление производной x f x dx Задание и проверка неравенства X Y 5 4 1, 4 5 0 Вычисление специальных функций Jnx Jn1 5 0. 242 Бесселя и интеграла вероятности J1x J1.5 0.242 erfx erf1 0.843 Документ 1. Примеры выполнения математических операций. Документ 1 иллюстрирует задание и исполнение в системе MathCAD ряда математических действий.

Среди них вычисление алгебраических, тригонометрических и гиперболических функций, сумм и произведений рядов, определнного интеграла и производной.

В MathCAD предусмотрены средства для решения нелинейных уравнений, не имеющих аналитических решений.

Так, функция root fx, y,z x ищет значение переменной x, при котором fx, y,z 0. Более сложные вычисления решение систем нелинейных уравнений, минимизация функций нескольких переменных и др. обеспечиваются организацией вычислительного блока, открываемого словом Given. Документ 2 показывает решение актуальной для садовода или любителя баньки задачи как, сгибая железный лист, получить ящик заданного объма. Оказывается, есть три решения. Ящик может быть неглубоким, но с дном большой площади или глубоким, но с дном малой площади.

Третье решение физически нереально. Во второй части документа показано решение задачи о конструировании ящика максимального объма, ещ более актуальной при нашем дефиците строительных материалов. Специалистов в электротехнике и радиотехнике наверняка привлечт способность системы MathCAD выполнять все предусмотренные в ней вычисления как с действительными, так и с комплексными числами. В документе 3 приведены примеры операций с комплексными числами, начиная от простых и кончая сложными.

К последним относится вычисление комплексного кругового интеграла, в ходе которого выполняется численное интегрирование и дифференцирование с комплексными аргументами. Начиная с версии 2.0 в MathCAD введн функционально полный набор векторных и матричных операций. Это существенно облегчает решение задач линейной алгебры. В качестве примера в документе 3 датся решение системы линейных уравнений с комплексными коэффициентами, в ходе которого производится обращение комплексной матрицы. К таким уравнениям приводит анализ электрических и электронных цепей на переменном токе. Весьма привлекательны средства линейной и сплайн-интерполяции и экстраполяции данных.

Линейная интерполяция графически означает просто соединение узловых точек графика отрезками прямых. В отличии от не сплайн-интерполяция напоминает соединение этих точек с помощью гибкой линейки. Строго математически это означает проведение через каждые три точки линии, описываемой кубическим полиномом. При этом во всех стыкуемых точках обеспечивается непрерывность как первой, так и второй производной каждого из полиномов.

Сплайн-интерполяция - это мощное средство представления данных, заданных небольшим числом узловых точек. Документ 4 демонстрирует задание в виде векторов напряжений и токов N - образной вольт - амперной характеристики туннельного диода. Затем проводиться интерполяция-экстраполяция этой характеристики описанными в документе способами. Можно заметить, что сплайн- интерполяция в данном случае предпочтительнее линейной. MathCAD имеет обширный набор статических операторов и функций, обеспечивающих генерацию случайных чисел, а также вычисление среднего, дисперсии и вариации, коэффициентов линейной регрессии, ряда специальных математических функций. Документ 5 организует генерацию 200 случайных чисел, их представление на плоскости, вычисление ряда статистических параметров и построение гистограммы распределения. Графические возможности системы.

Мы уже отмечали графические возможности системы.

MathCAD позволяет строить самые разнообразные графики в декартовой и в полярной системе координат, с масштабной сеткой и без не, с линейным и логарифмическим масштабом, с отметкой линий прямоугольниками, крестами, ромбами и т.д. Задание вида и размера графика осуществляется вводом соответствующего формата. Для задания формата можно ввести внутрь шаблона графика курсор и нажать клавишу F .В верхней строке появятся данные о формате заданного графика, например logs 0,0 subdivs 1,1 size 5,15 type 1 Если параметры logs - нули, график строится с линейным масштабом, иначе- с логарифмическим в этом случае параметры указывают число делений шкалы в пределах декады. Параметры subdivs задают число делений шкалы, а параметры size - размеры графика, выраженные в знакоместах.

Во всех этих случаях первый параметр относится к оси Y графика, второй - к оси Х. Параметр type описывает указание о типе графика в виде малой или большой латинской буквы.

Например, указание L задат сплошной график, d строит точки в узлах и т.д. Возможна комбинация таких указаний. Конструирование железного ящика заданного объма VO 7.5 Заданный объм ящика W 4 Ширина листа L 8 Длина листа X 0,0.2 5 Расстояние от линии отгиба листа VX L - 2XW - 2XX Объм ящика FX VX -VO Основное уравнение Графическое решение задачи 60 FX, 0 20 0 X 5 Решение задачи численным методом Инициализация Решение Комментарий X 0 rootVX - VO, X 0.297 Плоский ящик X 1 rootVX - VO, X 1.5 Глубокий ящик X 4 rootVX - VO, X 4.203 Решение физически нереально X W2 Конструирование железного ящика максимального объма X 1 Инициализация Given Начало блока решения VX L - 2XW - 2XX Основное уравнение VX 100 Объм, заведомо превышающий требуемый X M minerr X Поиск оптимального значения Х X M 0.848 Найденное оптимальное значение Х VX M 12.317 Максимально возможный объм ящика Документ 2. Задача о конструирование железного ящика заданного и максимального объма Задание мнимой единицы i -1 Арифметические операции Z1 2 3i Z2 4 5i Z Z1 Z2 Z 6 8i Re Z 6 Im Z 8 sin Z1 9.154 - 4. 169i Вычисление комплексных корней квадратного уравнения х 0 3i Инициализация первого корня 2 rootx 2x 15, x - 1 3.742i Первый корень x 0 - 3i Инициализация второго корня 2 rootx 2x 15, x - 1 3.742i Второй корень Решение систем линейных уравнений с комплексными коэффициентами 10 200i 0 - 200i 5 0i А B 0 - 200i 0 170i 0 0i -1 X A B Решение с помощью матричных операторов 0.037 0.131i Х Вектор решения 0.044 0.154i Вычисление комплексного кругового интеграла 1 fx zt cost sint x -4 te 6.2832 TOL 10 Погрешность te d fzt zt dt 6.283 х dt 0 Документ 3. Примеры операций с комплексными числами.

Задание ВАХ туннельного диода 0 0 .2 50 Векторы исходных данных, .4 20 содержащие координаты U .6 I 3 семи узловых точек ВАХ .8 4 1.0 14 1.2 55 Линейная интерполяция ВАХ linterpU, I, 0.15 37.5 Примеры интерполяции ВАХ linterpU , I, 0.5 11.5 JV linterpU, I, V Задание функции JV ВАХ V -0.05 0.025 1.2 40 На графике ВАХ при линейной интерполяции отчтливо видны отрезки прямых, и кривая В АХ JV,0 неестественно -40 -0.05 V 1.2 Интерполяция кубическими сплайнами IS csplineU ,I Векторы вторых производных interp IS, U, I, 0.15 49.493 Примеры сплайн - интерполяции interp IS, U, I, 0.5 8.191 JV interp IS, U, I, V Задание функции JV ВАХ V -0.05 0.025 1.2 40 Кривая ВАХ при сплайн - интерполяции отличается плавностью и похожа на JV,0 реальную кривую ВАХ -40 -0.05 V 1.2 Документ 4. Линейная и сплайн - интерполяция N - образной вольтамперной характеристики ВАХ туннельного диода. Генерация 200 случайных чисел с равномерным распределением i 1 200 x rnd 10 i Графическое представление случайных чисел 10 х График наглядно показывает i равномерность распределения случайных чисел 0 1 i 200 Вычисление основных статистических параметров массива х meanx 4.619 varx 8.869 max x 9.95 min x 0 stdev x 2.978 Подготовка данных к построению гистограммы N 10 j 0 N k 0 N - 1 10 intervals 1 j P hist intervals, x j N Гистограмма распределения чисел в массиве х 30 P k 0 0 intervals 10 k Документ 5. Генерация случайных чисел и характеристики их распределения.

Графики можно перемещать в любое место документа, указанное положением курсора, они могут иметь любые размеры.

На одном графике можно строить несколько кривых для этого в формате после слова type нужно перечислить параметры кривых, разделяя их запятыми.

Версия 2.50 системы обеспечивает возможность построения поверхностей и фигур.

При этом необходимо задать функцию двух переменных и сформировать матрицу с условным именем М - массив узловых точек.

Работа с файлами Реализован и импорт файлов, содержащих сложные графические построения из других систем, таких, как AutoCAD и TurboCAD. Для этого с помощью специальной программы mostrans, входящей в систему, нужно преобразовать импортируемый файл с расширением mcd. Такой файл после загрузки командой Load вызывает построение графика, верхний левый угол которого задатся положением курсора.

Общение с внешними устройствами

Система MathCAD обладает обширными возможностями для общения с внешним... Поддерживаются все основные типы дисплеев монохромный Hercules, CGA, E... Это позволяет использовать систему для обработки данных, поступающих о... Последние версии системы начиная с 2.50 поддерживают работу почти с 40... Общение с внешними устройствами.

Система MathCAD становится более гибкой

Система MathCAD становится более гибкой

Система MathCAD версии

Система включает теперь встроенную программу, которая контролирует еди... Система MathCAD версии. Нравится и то, что можно уравнения в том виде, в каком они обычно изоб... И во - вторых, качество изображения графиков оставляет желать лучшего.... Имеются, однако, два момента, которые наверняка не понравятся е пользо...

Решение алгебраических систем

Пакет MathCAD в этом смысле расточителен - он присваивает всем числовы... Но через знак в среде MathCAD можно присвоить переменной не только кон... Конструкция Given Find Дано Найти использует расчтную методику, основа... MathCAD в такой ситуации выдаст сообщение Did not find solution Решени... Но тем не менее все перечисленные ухищрения часто остаются тщетными из...

Великолепная семрка MathCAD

В шестую версию MathCAD встроены средства анимации, позволяющие оживит... Графики можно расцветить так, чтобы более высокие зоны имели тплые цве... В заготовке есть и другие чрные квадратики, которые можно не заполнять. Это приходится делать из-за того, что некоторые функции MathCAD отказы... Его главное отличие от графиков, отображающих прямоугольные матрицы, в...

Линейная аппроксимация

Линейная аппроксимация. Встроенные функции intercept to intercept по-а... Найденные значения коэффициентов а и b аппроксимирующего уравнения yx ... В-третьих, график сам по себе ценен. И в том, и в другом случае сумма квадратов отклонений двух точек одной... В функцию rkfixed заложен широко распространнный метод Рунге - Кутта.

Программирование

В MathCAD, по сути, не встроен язык программирования, а просто снято о... Otherwise - позволяет превратить неполную альтернативу в полную C D if... Break - кнопка досрочного выхода из программы или цикла. MathCAD или программы на языках высокого уровня Итак система MathCAD п... Для ПК без сопроцессоров класса IBM PC XT медлительность системы вполн...

Литература 1. Мир ПК 8 91 стр43 2.Мир ПК 8 91 стр48 3.Очков В.Ф MathCAD PLUS 6.0 для студентов и инженеров М. ТОО фирма Компьютер Пресс,1996. MATHCAD. Общая характеристика. Первый взгляд. Построение графиков. Вычислительные способности. Интеграция. Языки программирования. Электронные книги. Заключение. MATHCAD MATHCAD. MATHCAD Maple Theorist Waterloo Maple Software Mathematica Wolf Research, MATHCAD Mathsoft WYSIWYG What You See Is What You Get MATHCAD MATHCAD 1986 2.01 - 1987 MATHCAD, Windows. 1995 32- MATHCADa Windows.

MATHCAD 6.0 SE Standard Edition - MATHCAD PLUS 6.0 MATHCADa 6.0 2.52 DOS, 6.0 Windows Windows Mathematica Maple MATHCADe Word RTF. 6.0 QuickSheets QuickSheets . 6.0 Windows - AVI MATHCAD 6.0 - 222 1. sinz, cosz, tanz, asinz, acosz, atanz z - 2. sinhz, coshz, tanhz, asinhz, acoshz, atanhz 3. expz - ez lnz - logz - 4. C meanx - varx - stdevx - cnormx- erfx - x 5. J0x, J1x, Jnn, x - Y0x, Y1x, Ynn, x - 6. Rez - Imz - argz - 7. UfftV - V- VifftU - V- UcfftV - V- VicfftU - V- 8 vx vy corrvx, vy - slopevx, vy - interceptvx, vy - 9. linterpvx, vy, x vx, vy - x 10. root 11. rndx - 0 x 12. floorx - ceilx - 13. modx, y- x y 14. untilx, y - x 0 15. if, x,y x, y 16. x - x 0. 1, 0 17 x0.5 L 1 0 L x1 L0 L x1 L0 L x1 L0 L x 1 L1 L x 1 L0 18 World Wide Web, Internet, WWW MATHCAD. MATHCAD MATHCAD MATHCAD MATHCADe X-Y plot, Polar plot, Surface plot, Contour plot, Vector Field plot, 3D Scatter plot, 3D Bar Chart. MATHCADa 1. Symbolic 2. Life Symbolics 3. Optimize Z, 4000 . MATHCAD MATHCAD , MAPLE. MAPLE V 50 . MATHCADe Clipboard.

MATHCAD 16 MATHCAD PLUS 7 MATHCAD 6.0 Windows. MATHCADa Windows- DDE - OLE MATHCAD ASCII 32 MATHCAD MATHCADa MathSoft - MATHCAD 40 MATHCADa MATHCADa. MATHCAD MATHCAD MathSoft MATHCADa MATHCAD.

– Конец работы –

Используемые теги: Пакет, MathCAD0.05

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Пакет "MathCAD"

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Основы работы с математическим пакетом MathCAD
Основы работы с математическим пакетом MathCAD Основные сведения... Простые... Вычисления с переменными Определение...

Оптимизация расчета аналоговых ФНЧ с использованием функции цели и встроенных функций пакета программы Mathcad
Оптимизация расчета аналоговых ФНЧ с использованием функции цели и встроенных функций пакета программы Mathcad... Цель работы...

Обзор возможностей математических пакетов MathCAD 2000, MathLAB 5.0, Mathematica
Обзор пакета MathCAD... Введение в MathCAD...

Габаритный расчет пакета и металлические материалы для пакетов магнитострикционных преобразователей
Количественно характеризуется коэффициентом объемной магнитострикции . (2) Объемная магнитострикция значительно меньше линейной магнитострикции у… Магнитострикционный эффект у разных материалов проявляется по-разному. … Это значит, что знак деформации сердечника не меняется при перемене поля на обратное. Частота деформации в два раза…

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА MathCAD
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ... ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ... Государственное образовательное учреждение...

Изучение командных меню пакета программ Mathcad
Изучение командных меню пакета программ Mathcad... Цель знакомство с рабочим окном пакета программ Mathcad...

Основы работы с математическим пакетом MathCad
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ... ПГУПС ЛИИЖТ... МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ...

Методическое пособие по MathCad по учебной дисциплине «Математические пакеты программ»
Среднее профессиональное образование... Методическое пособие по MathCad по учебной дисциплине Математические пакеты программ Наименование специальности СПО Информационные системы по отраслям...

Расчет аналоговых фильтров с использованием пакеты программы MATHCAD
Расчет аналоговых фильтров с использованием пакеты программы MATHCAD... Цель работы...

Руководство пользователя графическим пакетом RusPlan 5.0
Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут... Кафедра обчислювальної техніки та програмування...

0.033
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам