Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
The paper reviews the main functions of the MathCad software package, the program interface, the advantages and disadvantages of the program, and the scope of the program. The program allows you to perform a variety of mathematical and engineering tasks that are necessary for the user. This program has an easy-to-learn and informative interface in which it is easy to process mathematical formulas, numbers, and build graphs.
MathCad, work in the MathCad program, MathCad mathematical calculations, graphs, advantages and disadvantages of the MathCad program
Mathcad − это программное обеспечение, предназначенное для проведения различных необходимых вычислений на компьютере, а именно математических и инженерных задач. ПО оснащено информативным и одновременно простым в изучении графическим интерфейсом. Программа позволяет пользователям проводить операции с формулами, числами, строить необходимые графики. Mathcad включает в себя более сотни операторов и функций. С помощью этих операторов и логические функции можно решать все возможные математических задач и инженерно-технических расчетов различной сложности (численного и символьного решения).
Широкий спектр функций программы позволяет пользователям создавать сложные математические модели и анализировать результаты расчетов с помощью интуитивно понятного интерфейса.
Преимущества программы Mathcad:
- Простота в использовании − MathCad обладает интуитивно понятным интерфейсом, которым могут пользоваться даже новички в математике и программировании.
- Удобство в использовании −программа позволяет легко производить сложные математические выражения и использовать их для выполнения операций.
- Возможность создания отчетов − MathCad позволяет использовать математические вычисления и диаграммы для создания качественно оформленных отчетов и документов.
- Интеграция с другими приложениями − MathCad имеет хорошую интеграцию со многими другими программами, что упрощает обработку данных и расчет результатов.
Недостатки Mathcad:
- Ограниченные возможности для решения сложных задач − MathCad функционально ограничен и может не подходить для выполнения сложных математических задач.
- Высокая стоимость − программа MathCad является коммерческим продуктом с относительно высокой ценой и может быть недоступна многим пользователям.
- Ограниченная поддержка форматов файлов − MathCad может столкнуться с проблемами при открытии и сохранении файлов в определенных форматах, что может привести к повреждению во время работы.
- Ограниченный выбор графических инструментов − программа может иметь ограниченный выбор графических инструментов для создания графиков, что может ограничить возможность визуализации данных.
ПО MathCad состоит из трех компонентов связанных между собой:
- текстовый редактор. Он позволяет форматировать текст, а также проводить операции с математическими выражениями;
- Процессор вычислений обрабатывает на основе встроенного программного обеспечения с использованием интегрированных цифровых методов;
- символьный процессор, который является системой искусственного интеллекта.
Поверхность главного окна MathCAD похож на окна приложений всеми известного офисного пакета MS Office (Word, Excel, Access и т. д.).
Рисунок 1 – Рабочее окно MathCad
Одной из главных панелей программы является математическая панель, она содержит палитру, которую для удобства можно перемещать в любое место экрана. В ней представлены символы используемые в математике, условными обозначениями, функции, шаблоны, операторы.
Математическая понель содержит 9 функций:
- Calculator − эта палитра привычна всем пользователям, стандартный калькулятор, необходим для ввода арифметических данных.
- Graph – палитра которая необходима для построения графиков (содержит 7 типов графиков);
- Matrix − палитра для построения матриц и векторов, а также различных операций над ними (сложение, вычитание и т.д;
- Evaluation − с помощью этой палитры можно вставлять пользовательские функции. Основная задача палитры вставка операторов управления вычислениями ;
- Calculus – служит для вычисления основных математических функций, а именно: определенные и неопределенные интегралы, пределы, производные и т.д.;
- Boolean − для вставки знаков отношений, операций сравнения;
- Programming – палитра вставки программных блоков (следование, ветвление, цикл и т.п.);
- Greek − греческий алфавит, буквы которого необходимые для вычислений ;
- Symbol – работа с символьными вычислениями.
Рисунок 2 – Палитры математических знаков MathCad
На ранних версиях программы возможности программирования практически не было, но с появлением последних версий эта возможность появилась. На палитре программирования список операторов ограничен:
Разделительная линия Add Line, присваивание (¬);условный оператор if, циклы for, while, операторы continue, break, return, оператор иного выбора который обычно применяется с if (otherwise), on error – оператор обработки ошибок.
Также в программе Mathcad можно осуществлять графическое представление данных. Для этого есть 7 типов графиков. Еще есть возможность строить диаграммы и таблицы. Для этого нужно ввести данные в виде массива или переменных, после выбрать необходимую функцию на палитре «График». В редакторе имеется возможность добавления различные элементов, такие как точки данных, линии тренда и подписи осей. Необходимо использовать другие параметры функции graph или специальные инструменты для редактирования графика.
Вызвав в палитре Graph «График X-Y» появится шаблон построения двумерного графика, где необходимо ввести данные (оси абсцисс и ординат, а так же имя функции).
Рисунок 3 – Палитра Graph
Также для построения графика в программе реализована возможность форматирования графика функции. Вызвав окно форматирования у пользователя появляется широкий спектр возможностей настройки графика, а именно форматирование осей, добавление сетки, нанесение меток , изменять толщину, цвет линий и др.).
Рисунок 4 – Форматирование графика
В MathCAD при выполнении в виде выражений (аналитических), результат этих вычислений выводятся в символьной форме. Такие вычисления являются символьными вычислениеми. Отличие таких аналитических выражений в том, что они обладают большой обобщенностью результатов. Численные вычисления в свою очерьдь дают конкретный результат (численный).
Палитра Symbolic содержит символьные преобразования, на палитры они представлены в виде кнопки с названием преобразования. Эти функции вводятся после уже вычесленного выражения и заканчивается оператором вывода символов "→". Также может иметь пустое поле команды, которое разделенно запятыми. В это пустое поле вводится переменная, относительно которой будет применено преобразование.
Рисунок 5 – Палитра Symbolic
В целом, работа в программах MathCad помогает повысить производительность и качество математических вычислений, способствует созданию и анализу математических моделей, а также упрощает взаимодействие с коллегами и клиентами. Таким образом, использование MathCad необходимо экспертам, занимающимся математическими расчетами и построением.
1. Novikovskiy, E. A. Uchebnoe posobie «Rabota v sisteme MathCAD» / E. A. Novikovskiy. – Barnaul: elektronno-bibliotechnaya sistema. – URL: https://portal.tpu.ru/SHARED/s/STO/Method/Tab4/Novikovskiy (data obrascheniya: 05.03.2024)
2. Osnovy vychisleniy i programmirovaniya v pakete MathCAD : ucheb. posobie / Yu. E. Voskoboynikov [i dr.] ; pod red. Yu. E. Voskoboynikova ; Novosib. gos. arhitektur.-stroit. un-t (Sibstrin). – Novosibirsk : NGASU (Sibstrin), 2012. – 212 s. elektronnyy // Novosibirsk : elektronno-bibliotechnaya sistema. — URL: http://www.sibstrin.ru/files/kis/MathCAD_2012.pdf (data obrascheniya: 05.03.2024)
3. Osnovy raboty v programme MathCad. – URL: https://studfile.net/preview/5535262/page:2/ (data obrascheniya: 05.03.2024)
4. Osnovy raboty v v matematicheskom pakete MathCad. – URL: https://site-e1fab4c.1c-umi.ru/lekcii/lekciya_1/ (data obrascheniya: 05.03.2024).
5. Poluektov A.V., Makarenko F.V., Yagodkin A.S. Ispol'zovanie storonnih bibliotek pri napisanii programm dlya obrabotki statisticheskih dannyh // Modelirovanie sistem i processov. – 2022. – T. 15, № 2. – S. 33-41.
