8. Решение уравнений и систем 22
 Скачать 1.52 Mb.
|
3. Концепция построения документа системыДокумент системы MathCAD строится из областей, которые делятся на вычислительные, графические, текстовые и обрабатываются соответственно тремя различными процессорами системы: вычислительным (математическим), графическим и текстовым. Области создаются средствами формульного, текстового и графического редакторов пакета. Общение пользователя с системой происходит на промежуточном математически ориентированном языке визуального программирования – входном языке системы. Этот язык максимально приближен к обычному математическому языку, что практически не требует программирования, нужно лишь точное описание алгоритма решения задачи. Подготовка вычислительных блоков облегчается благодаря вводу шаблонов. Для этого служат панели (палитры) с набором шаблонов различных математических символов. При наборе выражений, следует придерживаться следующих рекомендаций: с помощью курсора редактирования (синий уголок), можно вставлять и удалять отдельные символы в выражениях, для появления курсора редактирования нужно указать курсором мыши на нужный символ в математическом выражении, расширение области редактирования выполняется клавишей "пробел"; в формульной области рамка объекта может быть правосторонней и левосторонней в зависимости от того, справа или слева срезан верхний угол рамки, изменение вида рамки выполняется с помощью клавиши Insert; Для ввода и редактирования текстов в системе существует специальный текстовый редактор. Он обрабатывает два вида текстовой информации – текстовые области и текстовые параграфы. Текстовая область создается выбором команды Create Text Region из Insert или нажатием клавиши " (двойные кавычки). На поле документа появляется черная текстовая рамка и текстовый курсор, с помощью которого можно вводить и редактировать текстовую информацию. Длина текстовой области ограничена длиной наибольшей строки, каждая из которых заканчивается нажатием клавиши Enter. Над текстовой областью можно выполнять такие операции редактирования, как удаление, копирование, перемещение, вставка, причем выделение области может выполняться как с помощью пунктирной рамки, так и построчного выделения мышью. Создание текстового параграфа выполняется с помощью команды Text Region меню Insert из меню работы с текстами. Над текстовым параграфом выполняются операции выделения, копирования, удаления и вставки, причем выделение той части текстовой информации над которой нужно сделать преобразование, выполняется долговременным нажатием левой кнопки мыши и перемещением текстового курсора от начальной к конечной точке выделения. Для текстового параграфа можно выполнять ряд установок, таких как установка полей, установка абзацев, тип выравнивания строки и т.д. По мере того, как пользователь создает различные типы объектов – выражения, формулы, тексты, графики система сама составляет программу, которая хранится в памяти компьютера и сохраняется на диск в виде файла с расширением mcd. Именно эта программа обрабатывается системой для получения результатов вычислений. В MathCAD решена проблема сквозной передачи данных от одного объекта к другому, например, от одного выражения к другому, к матрицам и графикам и т.д. Поэтому изменение в любой формуле или исходных данных ведет к пересчету результатов всего документа по цепи взаимодействия объектов. Объектами в системе MathCAD называют элементы, которые можно выделить курсором (матрицы, графики выражения, текстовые области) и их отдельные элементы этих областей. Конструирование выражений облегчается средствами выделения отдельных фрагментов выражений. Все, что попадает в ходе выделения в уголки курсора, оказывается операндом для следующего вводимого оператора. Как правило, удобно сочетать отметку начала выделения мышью, поскольку она позволяет сразу и точно указать место выделения, с последующим расширением или сужением места выделения с помощью управляющих клавиш. В процессе работы с документом используется ручной и автоматический режим вычислений. В автоматическом режиме вычисляются все видимые на экране области документа. При просмотре документа вновь появившиеся области вычисляются автоматически, что не всегда удобно при выполнении громоздких расчетов. В ручном режиме вычисления производятся нажатием кнопки со знаком = на панели инструментов или клавиши F9. 4. Типы данных. Входной язык системыВходной язык системы MathCAD – интерпретирующего типа. Документ обрабатывается сверху вниз, а в пределах строки слева направо, как только система распознает объект, автоматически запускается внутренняя подпрограмма, выполняющая необходимые действия. Например, вычисление выражения, вывод таблицы и т.д. MathCAD прежде всего требует от пользователя корректного описания алгоритма решения математической задачи на входном языке, очень напоминающем общепринятый язык описания математических и научно-технических расчетов. Рассматривая входной язык системы как язык программирования, мы можем выделить в нем типичные понятия и объекты, такие, как идентификаторы, константы, переменные, массивы и другие типы данных, операторы и функции, управляющие структуры и т.д. Алфавит входного языка системы определяет совокупность символов и слов, которые используются при задании команд. Алфавит системы MathCAD содержит: строчные и прописные буквы латинского и греческого алфавитов; арабские цифры от 0 до 9; системные переменные; операторы; имена встроенных функций; спецзнаки; К укрупненным элементам языка относятся типы данных, операторы, функции пользователя и управляющие структуры. Типы данных системы MathCAD.
Константы – поименованные объекты, хранящие некоторые значения, которые не могут быть изменены. Переменные – поименованные объекты, имеющие некоторое значение, которое может изменяться по ходу выполнения программы. В MathCAD тип переменной определяется значением и предварительно не задается. Переменные могут быть числовыми, строковыми, символьные и т.д. Имена констант, переменных и иных объектов называют идентификаторами. Идентификаторы в системе MathCAD могут иметь практически любую длину, и в них могут входить любые латинские и греческие буквы, а также цифры. Однако начинаться идентификатор может только с буквы. Кроме того, идентификатор не должен содержать пробелов. Некоторые спецсимволы (например, знак объединения _) могут входить в состав идентификаторов – недопустимы. Нельзя использовать для идентификаторов буквы русского языка. Строчные и прописные буквы в идентификаторах различаются. Идентификаторы должны быть уникальными, т.е. они не должны совпадать с именами встроенных или определенных пользователем функций. В MathCAD содержится небольшая группа особых объектов значения которых определены сразу после запуска программы. Их правильнее считать системными переменными. Изменение значений системных переменных производят во вкладке Built-In Variables диалогового окна Math – Options. Обычные переменные отличаются от системных тем, что они должны быть предварительно определены пользователем, т.е. им необходимо присвоить значение. К базовым операторам системы относятся:: = – локальное присваивание, = – оператор вычисления, – глобальное присваивание. Локальное присваивание (: =) распространяет свое действие на область документа расположенную ниже места присваивания. Пример – значение переменной b на момент вычисления с неопределенно.  Глобальное присваивание () не зависит от места присвоения и распространяет свое действие на весь документ.  Переменные могут быть размерными, т.е. характеризоваться не только своим значением, но и указанием физической величины, значение которой они хранят. Для присваивания значений таким переменным используется знак . Проведение расчетов с размерными величинами и переменными особенно удобно при решении различных физических задач.  В версии MathCAD 7.0 допустимо при первом присваивании переменной вводить знак = (например, х=123), при этом система сама заменит его на знак на: =. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||