Пакет MathCAD

Mathcad Express — бесплатный математический редактор, про который мало кто знает

Пакет MathCAD
Прежде всего, приветствую первых посетителей моего блога. Это моя первая статья на Хабре и я надеюсь, что смогу рассказать вам здесь много полезного.

РТС Mathcad – это характерный пример математического ПО, предназначенного для осуществления, как численных, так и аналитических расчетов по формулам и визуализации их результатов в виде графиков.

На протяжении последних лет Mathcad стал очень популярным, и его, на мой взгляд, по праву можно считать математическим пакетом №1 в мире.

Сначала несколько фактов о Mathcad, конечно, известных большинству читателей, т.к. Mathcad у нас уже не один десяток лет используется в ВУЗовском обучении, научных и инженерных расчетах. Скорее всего, вы использовали «старую» версию Mathcad (последняя – за номером 15), мало изменившуюся еще с прошлого века. В наши дни она вполне успешно сосуществует с более молодым семейством Mathcad, которое носит имя Mathcad Prime. Таким образом, разработчики несколько лет назад полностью переписали код программы, но заботиться о 100%-й совместимости не стали. Поэтому сейчас они благополучно поддерживают оба семейства – и «старый» Mathcad, и «новый» Mathcad Prime. Дальше и в этой статье, и в моем блоге, будем говорить именно о Mathcad Prime.

Сразу скажу, что русскоязычный дистрибутив, полнофункциональную 30-дневную версию Mathcad Prime вы можете скачать с сайта русского реселлера РТС. Если вы уже собрались попробовать ее в работе, мой совет – не торопитесь в Мастере установки согласиться с включением тестового 30-дневного периода.

Дело в том, что Mathcad Prime, наряду с мощной полнофункциональной версией (окно которой вы видите сверху) имеет бесплатную ограниченную версию, которая называется Mathcad Express. Особенность Mathcad Express заключается в том, что большинство функций в этой версии выключено и являются недоступными.

Тем не менее, в программе Mathcad Express остается довольно богатый функционал, достаточный, по крайней мере, для того, чтобы изучать математику в школе и на 1-м курсе технического ВУЗа.

Формулы можно вводить в документы либо с клавиатуры (если подходящие символы на ней есть), либо при помощи меню Математика. Давайте ради примера посчитаем интеграл от функции cos(x).

Для этого выбираем символ интеграла, а потом — в соответствующие местозаполнители вводим (с клавиатуры) пределы интегрирования и подынтегральную функцию cos(x).

Остается нажать клавишу «равно», чтобы сразу получить ответ.

Надо хорошо себе представлять, что происходит, когда мы вводим знак равенства. А именно, запускается соответствующий численный алгоритм вычисления интеграла: интервал интегрирования разбивается на некоторое число отрезков, в определенных точках которых вычисляется массив значений подынтегральной функции, который потом пересчитывается в соответствующую аппроксимацию интегральной суммы. Таким образом, большая часть расчетов скрыта и происходит «за кадром», а на экран выводится лишь конечный результат.

Ключевые инструменты Mathcad – это операторы и функции. Например, в наших расчетах мы использовали оператор интегрирования и функцию косинуса. Для выбора нужной встроенной функции удобно использовать меню Функции.

Давайте теперь определим пользовательскую функцию f(t), которая будет зависеть от переменной t. Будем использовать предназначенный для этого в Mathcad оператор присваивания (двоеточие со знаком равно).

Мы определили функцию f(t), как наш интеграл от cos(x) с переменным верхним пределом t. После того, как мы определили функцию f(t), можно посчитать ее значения в точках (для чего достаточно ввести аргумент и нажать клавишу «равно», чтобы вывести в документ ответ). Для ввода константы, например π, используется или меню Символы, или меню Константы.

В качестве аргумента можно использовать не только скалярную, но и векторную переменную. Определить ее можно так: Тогда и результатом вычисления функции будет соответствующий вектор. Наконец, одна из важных возможностей Mathcad Express – это возможность построения в документе графиков. Давайте выделим место в документе и вставим в это место XY-график (т.е. декартов график) нашей функции f(x). Обозначаем на оси абсцисс имя переменной z (чтобы не путать с уже использованными ранее x и t), а на оси ординат – имя функции f(z), функцию, которую, как вы помните, мы определили, как интеграл от косинуса, равный конечно, sin(z). В итоге, получаем график этой функции. Скажу еще, что в Mathcad Express (возможно, по недосмотру разработчика) остаются доступными матричные операции. Поэтому Mathcad Express — довольно мощный инструмент для решения задач линейной алгебры.

Переходя по документу вверх и вниз, мы можем просматривать свои расчеты, а управлять ими можно при помощи меню Расчет. По умолчанию, включена опция автоматического расчета (по мере ввода формул в документ, эти формулы сразу рассчитываются). Если эту опцию отключить, то для того чтобы рассчитать документ вручную, достаточно нажить кнопку Рассчитать.

Давайте я на этом остановлюсь, полагая, что задача знакомства читателя с Mathcad Express решена, и в следующих статьях блога, когда речь пойдет, собственно, о математике, я смогу использовать расчеты в Mathcad, не углубляясь в его интерфейс.

В заключение, адресую заинтересовавшегося читателя к своему видеокурсу по математическому анализу, который в формате МООС прошел на портале ИНТУИТ в 2014 году. Все лабораторные работы выполнены в Mathcad Prime и скачать их можно здесь. Все эти материалы на сайте Nerepetitor.ru бесплатные, регистрация не требуется.

Источник: https://habr.com/post/247999/

MathCad скачать бесплатно

Пакет MathCAD

Практически любая инженерная или физическая задача предполагает под собой большое количество математических расчетов.

Долгое время это было рутиной и занимало огромное количество времени, а если быть более точным, то примерно 80%.

С изобретением компьютера, а позже и специальных задач, проведение подобных расчетов значительно упростилось. Сегодня одной из самых популярных и простых в использовании считается РТС MathCad.

История создания

Первая версия вышла в 1986 году и на то время была незаменимым помощником инженеров. Уже тогда, помимо простых и сложных алгебраических вычислений, была возможность построения 2d графики. Чуть позже программу научили строить и 3d графику. Впрочем, развитие очень сильно тормозили слабые вычислительные возможность ЭВМ.

Ален Раздов – человек, который придумал и написал первую версию программы, прекрасно понимал, что нужно большинству пользователей и к 5-ой версии реализовал, то что в будущем стало одним из главных преимущества редактора. Это была возможность подключать собственные функции к программе.

Нужную функцию можно было написать на языке С, откомпилировать и прикрепить к программе через DLL-механизм. Для того, чтобы было понятнее, что же в этом такого классного можно привести пример.

Каждый день на работе инженер сталкивается с большим количеством просчетов. Наверняка определенные куски вычислений повторяются из раза в раз.

Да, программа уже дала возможность даже копировать уже написанные формулы и просто изменять входящие значения, но при этом расчеты все равно оставались визуально большими.

Программа дала возможность скрыть всю эту алгебраическую часть через создание функции. В дальнейшем это все заменяется всего лишь одной строчкой. Удобство и комфорт.

Говоря об удобстве, нельзя не упомянуть замечательный дружеский интерфейс. Функции, которые чаще всего используются, выведены  на отдельную панель, которую, к слову, можно изменять под себя. Второй момент это использования принципа “получаешь то, что видишь”.

То есть, работая в программе, вы визуально наблюдаете все так же, как если бы писали все на бумаге. Это же является преимуществом, когда нужно распечатать документ. По факту уже через 30 минут изучения, можно начать полноценно работать в редакторе.

Во всемирной сети, вы также можете MathCad скачать торрент на большой скорости.

Подробно рассматривать ранние версии программы особого смысла нет, а поэтому сразу же перейдем к 2006 году, когда компанию Mathsoft, созданную Аланом Раздовым, купила корпорация PTC. Уже совместными усилиями они начали разрабатывать следующие версии.

Особенности MathCad 14

Главное, что следует отметить, это изменение ядра программы. Используемые ранее подмножества Maple заменили на алгебраическое ядро MuPad. Это повысило точность и качество расчетов, что несомненно является плюсом, но добавило проблем пользователям.

Дело в том, что некоторые файлы, созданные в ранних версиях теперь могли попросту не открываться в MathCad 14 скачать торрент-ом, которую можно на сайте. А если и открывались, то не было уверенности, что все правильно работает.

Поэтому люди, которые долгое время уже работали с редактором, очень неохотно переходили на новую версию.

Изменений в программе было много, например, введение полной поддержки всех шрифтов Unicode или орфографическая проверка на 15 языках мира, но все это мелочи.

Что действительно важно для пользователя, так это  введение тандема операторов «… := … = …». Теперь можно было присвоить переменной выражение и тут же получить решение.

Казалось бы, это вообще не существенно, но это еще один шаг в сторону стандартной и обычной записи расчетов и уход от программной и машинной записи.

Также добавлены три новых алгоритма решения дифференциальных уравнений и несколько новых функций в символьный процессор.

Нельзя сказать, что скачать Маткад 14 хотели очень многие, но решающим для некоторых стала интеграция с пакетом Pro/ENGINEER. Это дало колоссальные возможности в комплексе инженерно-конструкторских работ.

Теперь строить модель по расчетам или вести расчеты с учетом геометрии модели стало значительно проще и легче.

Даже те, кто не особо любил одну или вторую программу перешли на эту связку, просто из-за экономии времени.

MathCad 15

MathCad 15 скачать торрент можно было уже в 2010 году. Были доработаны ряд функций и продолжилась интеграция с различными базами данных, таких как KnovelMath и Truenumbers. То есть корпорация PTC продолжала делать программу как можно более удобной и расширять возможности.

Самое главное, что можно отметить в отличии от предыдущей версии  – это расширение функционала по расчетам для планирования экспериментов. И конечно, добавили поддержку новых на то время Windows 7 и Excel 2007. Скачать Маткад 15 можно прямо на нашем сайте.

MathCad Prime

Следующим значимым этапом в развитии программы после покупки MathSoft корпорацией PTC и замены алгебраического ядра стал выход MathCad Prime.

Можно сказать, что это совершенно новая программа, просто написанная с учетом предыдущего опыта полученного от создания “цифровых версий”.

Новая версия действительно писалась полностью с нуля, имеет обновленный пакет функций в том числе и для планирования экспериментов. Без проблем работает на Windows 7 и поддерживает работу с MS Excel.

Также редактор стал более “живой”. Простой новый интерфейс и текстовые примечания к расчетам очень быстро сделали ее любимой программой высших учебных заведений и небольших компаний. Сложно найти современного студента-инженера, который пренебрегает этой программой.

В ней возможно легко и быстро сделать как прочностные  расчеты, так и решать задачи в основе которых лежит дискретная математика. При этом, если возникают ошибки, а они возникают, то достаточно исправить несколько переменных и не приходиться все заново пересчитывать. Все за тебя меняет программа.

Такой подход значительно облегчает и решение проектировочных задач, в которых присутствует несколько кругов итерации.

MathCad Prime 3.0

Версия представлена публике 16 октября 2013 года. Сами разработчики выделяют следующие особенности и возможности:

  • Глобальное определение переменных. Это значит, что вы можете задать значение переменной в любом месте рабочего листа, не заботясь о последовательности просчетов. Если же схема расчетов не стандартна и программа ее не определяет, то можно воспользоваться программными функциями “if” и “then”.
  • Математика и текст едины. После проведения всех расчетов вам не потребуется оформлять их и доводить до презентабельного вида в какой-то другой программе. Встроен хороший текстовый редактор, которые позволяет добавлять различные заметки, пояснения и записи. На выходе вы получите документ, который не стыдно распечатать и отнести преподавателю на проверку.
  • Создание шаблонов. Когда вы часто пользуетесь программой и занимаетесь одним направлением, то достаточно удобно будет создавать шаблоны, которые уже включают в себя определенный набор формул, текст и т.д. Это освобождает от надобности каждый раз проделывать одну и ту же работу, переходя к другой задаче.
  • Форматирование. Как уже упоминалось выше, в программу встроен текстовый редактор с достаточным набором возможностей. Но с помощью него можно редактировать и форматировать формулы.
  • Интеграция функций. Несмотря на то, что встроено более 3-х тысяч функций, охватить абсолютно все дисциплины невозможно. Поэтому создана возможность программировать и добавлять собственные функции для дальнейшего удобного использования.
  • Интеграция с Excel. Чаще всего большой объем данных после разнообразных замеров или подобного сохраняют в таблицах Excel. Но многих не устраивает функционал построения графиков, которые дает это программное обеспечение. Редактор без труда распознает такие таблицы и дает возможность как их экспорта так и импорта.
  • Символьные расчеты и формулы. Не всегда есть возможность, а иногда и желание проводить все расчет численно. Есть возможность посчитать все посимвольно, ввести начальные данные и только в конце получить силовое значение.
  • Графические инструменты. Нужно построить сложный пространственный график? Вам нужно всего лишь Маткад 15 скачать торрент и сделать это с помощью него легко и быстро.

MathCad Prime 4.0

Можно ли доверять сложные инженерные расчеты электронным таблицам? Ни за что. Поэтому инженеры выбирают это приложение в качестве инструмента для расчетов.

Весной 2017 года компания PTC выпустила самую ожидаемую пользователями версию программного обеспечения, которая упрощает работу с вашими расчетами и их защиту, позволяя безопасно предоставлять их другим участникам.

Основные нововведения в программе коснулись прежде всего безопасности, производительности и удобства использования.

Новая версия позволяет организовывать большие сложные документы и взаимодействовать с ними, предлагает функцию защиты и блокировки областей, чтобы вы могли управлять уровнем доступа, а также теперь можно внедрять содержимое, созданное в других приложениях, в документы. Так почему же стоит выбирать новинку:

  • Защищенная передача конструкторского замысла и проектных знаний.
  • Понятное построение расчетов с использованием стандартного математического представления.
  • Создание документов профессионального уровня с использованием активных математических формул, графиков, текста и изображений.
  • Адаптация стандартных расчетов.
  • Повышение производительности за счет полной поддержки единиц вычисления на всем протяжении расчетов.
  • Ускорение обучения и внедрения за счет мгновенного доступа к электронным обучающим материалам.

С покупкой Mathsoft корпорацией PTC изменился и маркетинг. Не всем нужна полная версия программы. Поэтому было принято разделить на разные пакеты. Далее идет разделение на индивидуальную версию, многопользовательскую и специальную учебную, которая идет по очень заниженной цене, не требует определенных подтверждений и запросов от учебных заведений.

Также разработан специальный веб-интерфейс для которого не нужно покупать или устанавливать саму программу. Впрочем, это не будет лишним, так как с купленной лицензией веб-интерфейс дает более высокий уровень доступа.

Если вы хотите Маткад скачать бесплатно русскую версию, то это можно сделать на сайте в один клик.

MathCad Prime 5.0

Выполнение сложных инженерных расчётов и их визуальное представление – разные задачи, требующие разного специфического программного обеспечения. Однако разработчикам PTC удалось объединить 2 важные функции в одной оболочке: теперь можно просчитывать и создавать 2D-графики одновременно. Все что нужно, чтобы получить новую версию программы – это Маткад скачать торрент-ом на сайте.

Полный список возможностей:

  • Повышенное удобство. Прямо в процессе расчётов уравнения не обрываются на границе, а переносятся на следующую строку с соблюдением всех правил. Точки переноса можно установить самостоятельно или довериться системе.
  • Мгновенная визуализация инженерных расчётов. Комплексное ПО для построения графиков подхватывает инженерные данные на лету, поэтому для построения 2D-модели не придётся ждать.
  • Современное создание 2D-графиков. Гибкая настройка 2-мерных диаграмм и графиков обеспечивает комфортную работу с визуальной составляющей. Каждый график настраивается под определённые нужды.
  • Конфиденциальность данных. Инженерные расчёты – ценный ресурс, доступ к которому должен быть ограничен. Софт устанавливает уровни доступа, отображая определённым пользователям разрешённую информацию.
  • Совместимость с другими приложениями. Старые проекты или проекты, созданные в другом программном обеспечении, переносятся в несколько кликов. Больше не придётся постоянно переключаться между приложениями и координировать других пользователей. Кроме того, все области копируются в MSWord, позволяя создавать отчёты.

MathCad Prime 6.0

Релиз Маткад Прайм 6 был представлен в октябре 2019 года. В новой версии стало проще визуализировать инженерные расчеты, повысилась производительность. Пакет работает только под 64-битными Windows версии 7 и старше, для установки на диске необходимо 2 ГБ свободного места.

Новое в программе:

  • новый символьный механизм;
  • в текстовых областях рабочего листа теперь можно добавлять гиперссылки;
  • список параметров печати расширен, появилась возможность сохранять как API;
  • проверка орфографии теперь поддерживает несколько языков;
  • введена настройка размеров боковых полей и колонтитулов;
  • упростился процесс создания и работы со сложными и большими документами;
  • в приложении Chart стало можно сохранять графики как рисунки, делать масштабирование диаграмм и их шаблоны по умолчанию;
  • добавили поиск/замену текста по документу.

Инсталляцию MathCad Prime 6.0 скачать торрентом или загрузчиком браузера можно с нашего сайта совершенно бесплатно, без отправки смс и регистрации. Мы предлагаем работоспособные инсталляции, готовые к установке и проверенные на вирусы. На сайте вы также найдете руководство для корректной установки программы.

Источник: https://stylingsoft.com/sapr/mathcad

Пакет

Пакет MathCAD

MATHCAD.

Общая характеристика.

Первый взгляд.

Построение графиков.

Вычислительные способности.

Интеграция.

Языки программирования.

Электронные книги.

Заключение.

MATHCAD

Одна из задач ЭВМ – автоматизация труда, повышение эффективности научных исследований. Основная особенность ЭВМ – ориентация на применение пользователями, не владеющими языками программирования.

Такой подход позволяет преодолевать языковой барьер, отделяющий человека от машины. С этой целью разрабатываются пакеты прикладных программ, рассчитанные на широкие круги специалистов.

К подобным пакетам относится MATHCAD.

MATHCAD – универсальный математический пакет, предназначенный для выполнения инженерных и научных расчетов. Основное преимущество пакета – естественный математический язык, на котором формируются решаемые задачи.

Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый документ. Пакет обладает широкими графическими возможностями, расширяемыми от версии к версии.

Практическое применение пакета существенно повышает эффективность интеллектуального труда.

От других продуктов аналогичного назначения, например, Maple & Theorist (компании Waterloo Maple Software) и Mathematica (компании Wolf Research), MATHCAD (компании Mathsoft) отличается ориентация на создание высококачественных документов (докладов, отчетов, статей) в режиме WYSIWYG (What You  See Is What You Get). Это означает, что, внося изменения, пользователь немедленно видит их результаты и в любой момент может распечатать документ во всем блеске. Работа с пакетом за экраном компьютера практически совпадает с работой на бумаге с одной лишь разницей – она более эффективна. Преимущества  MATHCAD состоит в том, что он не только позволяет провести необходимые расчеты, но и оформить свою работу с помощью графиков, рисунков, таблиц и математических формул. А эта часть работы является наиболее рутинной и малотворческой, к тому же она и времяемкая и малоприятная.

Первая версия пакета MATHCAD появилась в 1986г., вторая (2.01) – в 1987г.  Пакет постоянно совершенствуется. В настоящее время существуют версии MATHCAD, работающие под Windows. В августе 1995г.

вышла последняя, известная на сегодняшний день, шестая 32-битная версия MATHCAD`a  под Windows. Вышла она в двух вариантах: MATHCAD 6.

0 SE (Standard Edition) и версия для профессионального пользователя – MATHCAD

PLUS 6.0. 

Первый взгляд

Рассмотрим версию MATHCAD`a 6.0. Так как устаревшие версии, такие как 2.52 и другие, уже практически не используются, а все реализованные в них возможности существуют и в более поздних версиях. К тому же предыдущие версии были под DOS, а версия 6.0 под Windows и она может использовать все преимущества Windows.

Для начала рассмотрим интерфейс.

Интерфейс более дружествен, по сравнению с Mathematica или Maple. Текст, формулы и графики можно свободно сочетать, передвигая их как выделенные штриховой рамкой объекты, и помещать их в произвольной точки экрана; при изменении хотя бы в одном из объектов последовательно пересчитываются все остальные данные.

Все процедуры: возведения в степень, извлечения корня, взятия модуля, интеграла, операции присваивания и многие другие вынесены в пиктограммы. С клавиатуры они набираются интуитивно понятным способом.

Рассмотрим на примере некоторые из них, они понятны любому, кто хоть чуть-чуть знаком с математикой, не говоря уже об инженерах.

Возможности работы с текстом. В MATHCAD`e можно не только совмещать текст и формулы, но и устанавливать метки табуляции, центрировать и выравнивать напечатанное, а также для наглядности выделять фрагменты текста и проверять орфографию. Также можно экспортировать содержимое рабочей области в Word в формате RTF.

В версии 6.0 есть так называемые QuickSheets – интерактивные средства автоматизации выбранных пользователем операций им в соответствие «горячих» клавиш. QuickSheets является полноценным рабочим пространством с собственными функциональными возможностями.

Также в версии 6.0 появилась анимация; описанные с помощью формул изображения какого-либо объекта могут быть представлены в динамике в отдельном окне. При этом созданный «мультфильм» можно сохранить в Windows – совместимых AVI – файлах.

В пакете широко используются встроенные функции. К основным встроенным функциям относятся тригонометрические и обратные, гиперболические и обратные, экспоненциальные и логарифмические, статистические, Фурье, Бесселя, комплексных переменных. Всего в MATHCAD версии 6.0 – 222 встроенных функций. Такой широкий набор функций позволяет решать задачи практически из любой области.

Приведем обозначения основных из [Dm1] них:

1.  Тригонометрические и обратные функции:

sin(z), cos(z), tan(z), asin(z), acos(z), atan(z)

z – угол в радианах

2.  Гиперболические и обратные функции:

sinh(z), cosh(z), tanh(z), asinh(z), acosh(z), atanh(z)    

3.  Экспоненциальные и логарифмические:

exp(z)  – ez

ln(z)       – натуральный логарифм

log(z)    – десятичный логарифм

4.  Cтатистические функции:       

mean(x) – среднее значение   

var(x)     – дисперсия       

stdev(x) – среднеквадратическое отклонение

cnorm(x)- функция нормального рапределения        

erf(x)     – функция ошибки       

Г(x)  – гамма-функция Эйлера

5.  Функции Бесселя:

J0(x), J1(x), Jn(n,x)    – функции Бесселя первого порядка

Y0(x), Y1(x), Yn(n,x) – функции Бесселя второго порядка

6.  Функции комплексного переменного:

Re(z)     – вещественная часть комплексного числа

Im(z)      – мнимая часть комплексного числа

arg(z)     – аргумент комплексного числа

7.  Преобразование Фурье:

U:=fft(V)          – прямое преобразование (V- вещественное)       

V:=ifft(U)         – обратное преобразование (V- вещественное)   

U:=cfft(V)        – прямое преобразование (V- комплексное)

V:=icfft(U)       – обратное преобразование (V- комплексное)      

8.  Корреляционная функция – позволяет рассчитывать коэффициент корреляции двух векторов vx и vy и определить уравнение линейной регрессии:

corr(vx,vy)                – коэффициент корреляции         

slope(vx,vy)             – коэффициент наклона линии регрессии

intercept(vx,vy)        – начальная координата линии регрессии

9.  Линейная интерполяция:

linterp(vx,vy,x)

vx,vy      – векторы значений аргумента и функций         x    – значение аргумента, для которого проводится интерполяция

10.Функция для определения корней алгебраических и трансцендентных уравнений:

root(уравнения, переменная) – значение переменной, когда уравнение равно нулю

11.Датчик случайных  чисел:

rnd(x) – случайное число с равномерным распределением от 0 до x

12.Целая часть переменной:

floor(x) – ближайшее наименьшее целое число

ceil(x)    – ближайшее наибольшее целое число

13.Выделение остатка:

mod(x,y)- остаток от деления x на y  

14.Остановка итерации:

until(x,y) – когда x0. То функция равна 1, иначе 0

17.Логические выражения и операции. Простейшими видами логических выражений являются следующие: логическая константа, логическая константа, логическая константа, логическая переменная, выражение отношения. Например, при x:=0.5 операции отношения присваивают L истину или ложь (1 или 0):

L := x£1  L=0

L := x³1  L=0

L := x»1  L=0

L := x1  L=0

18.Функции, определяемые пользователем. Пользователь может самостоятельно определить необходимые ему функции, отсутствующие среди встроенных функций пакета.                      

Для тех, кто работает в группах, предусмотрены средства коллективной работы.

Возможна поддержка связи с удаленными пользователями по электронной почте: рабочее пространство в стандартном формате, как и электронное сообщение, можно пересылать непосредственно из программы.

Так же при интеграции с информационной системой World Wide Web, позволяющая экспортировать и импортировать рабочие документы в Internet, просматривать по WWW- сообщения и осуществлять гипертекстовые переходы для доступа к информации.

При решении задач физики обычно требуется проставления размерности и   такую возможность предоставляет MATHCAD. Всего в среде MATHCAD пять единиц измерения: длина, масса, время, заряд и абсолютная температура. Если же при решении вы будете, к примеру, суммировать секунды с метрами, то MATHCAD честно вам признается, что делать это нельзя и откажется работать.

Построение графиков

Пакет MATHCAD предоставляет широкие графические возможности. Кроме того, здесь можно использовать чертежи и рисунки, полученные в других графических системах.

Нажатием буквально одной кнопки можно задать шаблон для генерации двумерного графика, причем в одних и тех же осях может быть несколько графиков одновременно.

В MATHCAD`e  представлены следующие виды графиков: декартовый (X-Y plot), полярный (Polar plot), поверхности (Surface plot), карта линий уровня (Contour plot), векторное поле (Vector Field plot), трехмерный точечный (3D Scatter plot), трехмерная столбчатая диаграмма (3D Bar Chart). Все графики являются стандартными объектами MATHCAD`a: их можно редактировать, а при пересчете исходных данных они автоматически перерисовываются. Кроме того, в средствах ‘объемной’ визуализации данных существуют возможность композиции задних планов. Существуют большое  количество опций для работы с осями, а также возможность импортировать графические изображения.

Пример построения двухмерной графики:

 Пример построения трехмерной столбчатой диаграммы:

Вычислительные способности

Кроме работы с десятичными числами существуют возможность работы с восьми – и шестнадцатеричными числами.

Так же есть набор процедур для возможности функционирования не только над числами, векторами или матрицами, но и над более сложными объектами, таких как деревья, списки или наборы.

  При вычислениях в символах, так называемая символьная математика (или аналитические преобразования), существуют три группы инструментов:

1.   Команды символьной математики из меню (Symbolic);

2.   Режим непрерывных символьных преобразований (Life Symbolics);

3.   Оптимизация численных вкладок через символьные преобразования (Optimize).

Они позволяют вычислять неопределенные интегралы, интегрировать по переменой, дифференцировать по переменой, упрощать и разлагать по степеням и на множители выражения, находить полиномиальные коэффициенты, решать относительно переменой, разлагать в ряд, матричные преобразования, преобразования Фурье, Лапласа и Z, находить пределы и т.д. Вывод числового значения возможен с точностью до 4000 знаков.

 Но в символьной математике пакета MATHCAD существует один недостаток. Она  оперирует некоторыми встроенными функциями, которых в самом пакете MATHCAD нет, либо они там есть, но называются по-другому.

Это объясняется тем, что символьный процессор вместе с некоторыми функциями был приобретен у фирмы MAPLE. В пакете MAPLE V в вычисления возможны 500000 знаков (профессиональная версия).

Поэтому нередко в MATHCAD`e при символьных преобразованиях, ответ получается настолько громоздким, что не вмещается в рамки экрана и по разрешению пользователя заносится в Буфер Обмена Clipboard.   

Для удобства статистических расчетов  в MATHCAD включены 16 наборов типовых распределений в MATHCAD PLUS и 7 в базовой версии, которые можно использовать при анализе, моделировании и проверке статистических гипотез (к примеру, можно смоделировать развитие эпидемии или финансовой пирамиды).

Интеграция

MATHCAD 6.0 работает под Windows и естественно использует все его преимущества.

Можно экспортировать рабочие документы MATHCAD`a в другие Windows- приложения и импортировать из других приложений в стандартах динамического обмена данными (DDE) и связывания – внедрения объектов (OLE).

Кроме того, MATHCAD может воспринимать и создавать файлы с ASCII- кодировкой, а также за счет своих 32- битных возможностей подсоединять к программе функции С и С++.

Языки программирования

Кроме работы с функциями языка С и С++, есть встроенный язык программирования.

Пользователь может создавать свой собственные приложения к MATHCAD`у: процедурные операции позволяют определять локальные переменные, циклы, ветвления, вложенные структуры данных, рекурсию и т.д.

к тому же язык программирования внедрен в пользовательский интерфейс пакета: его операторы функционируют как полноправные объекты MATHCAD`a, а при изменениях хотя бы одном из объектов приводят к автоматической модификации зависимых выражений.   

 Электронные книги

Для решения стандартных задач в различных областях знаний MathSoft выпускает специальные электронные книги – приложения к MATHCAD. Они представляют совокупность рабочих пространств, организованных в гипертекстовую структуру с оглавлением, индексами и ключевыми словами.

Все математические формулы со “страниц” этих книг могут быть перенесены в любую точку рабочей области. На сегодняшний день написано более 40 электронных книг по технике, физическим наукам, астрономии, математики, статистике, финансам и другим областям применения MATHCAD`a.

   

 

И так, перечислим основные достоинства  MATHCAD`a.

Во-первых, это универсальность пакета MATHCAD, который может быть использован для решения самых разнообразных инженерных, экономических, статистических и других научных задач.

Во-вторых, программирование на общепринятом математическом языке позволяет преодолеть языковой барьер между машиной и пользователем. Потенциальные пользователи пакета – от студентов до академиков.

И в-третьих, совместно применение текстового редактора, формульного транслятора и графического процессора позволяет пользователю в ходе вычислений получить готовый документ.  

Но, к сожалению, популярный во всем мире пакет MATHCAD фирмы MathSoft, в России распространен еще слабо, как и все программные продукты подобно рода. 

Наверное, это оттого, что люди, живущие в России, ещё не привыкли к тому, что решить систему дифференциальных уравнений из пяти переменных шестого порядка можно не только с помощью карандаша и бумаги, но и с помощью компьютера и MATHCAD`a.

Зачем человеку с высшим образованием, который знает и может решить эту систему, решать её на бумаге, когда можно переложить эту рутинную работу на плечи мощных вычислительных машин. Другое дело учащиеся учебных заведений.

Они конечно же, решат эту систему, но получив в ответе массу чисел и выражений, не будут знать, где ответ и  правильный ли он. Потому что они не понимают смысла того, что делают. Поэтому, компьютеры в учебных заведениях безусловно, нужны, но только для студентов старших курсов.

Ну а студентам младших курсов они нужны лишь для того, что бы учится на них работать и программировать, а использование готовых программных продуктов возможно лишь только при понимании задач и знания принципа её решения.

Приятно быть сильным физически, но быть сильным интеллектуально не менее приятно. Именно эти чувства испытываешь при работе с MATHCAD`ом.

Стр: 3
 [Dm1]

Пакет “MathCAD” Реферат Антикризисный менеджмент
20451
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Пакет “MathCAD”

Источник: http://diplomba.ru/work/3427

Mathcad – описание продукта и расширений

Пакет MathCAD

Mathcad позволяет создавать корпоративные и отраслевые средства сертифицированных расчётов в различных отраслях науки и техники, обеспечивающие единую методологию для всех организаций, входящих в корпорацию или отрасль.

Что такое Mathcad?

Mathcad – это приложение для математических и инженерных вычислений, промышленный стандарт проведения, распространения и хранения расчетов. Mathcad – продукт компании PTC – мирового лидера разработки систем САПР, PDM и PLM. Mathcad является универсальной системой, т.е. может использоваться в любой области науки и техники – везде, где применяются математические методы.

Документы Mathcad представляют расчеты в виде, очень близком к стандартному математическому языку, что упрощает постановку и решение задач.

Mathcad содержит текстовый и формульный редактор, вычислитель, средства научной и деловой графики, а также огромную базу справочной информации, как математической, так и инженерной.

Редактор формул обеспечивает естественный «многоэтажный» набор формул в привычной математической нотации (деление, умножение, квадратный корень, интеграл, сумма и т.д.). Мощные средства построения графиков и диаграмм сочетают простоту использования и эффектные способы визуализации данных и подготовки отчетов.

Вычислительные средства Mathcad обеспечивают расчеты по сложным математическим формулам, включая численные методы и аналитические преобразования.

Mathcad имеет большой набор встроенных математических функций, позволяет вычислять ряды, суммы, произведения, интегралы, производные, работать с комплексными числами, решать линейные и нелинейные уравнения, а также дифференциальные уравнения и системы, проводить минимизацию и максимизацию функций, выполнять векторные и матричные операции, статистический анализ и т.д. Автоматически ведётся контроль размерностей и пересчёт в разных системах измерения (СИ, СГС и др.).

Mathcad – промышленный стандарт

Mathcad является мировым стандартом для инженерных вычислений. На данный момент его используют более 250 000 инженеров по всему миру.

С помощью простого и понятного интерфейса в виде «волшебной» электронной доски инженеры могут комбинировать текст, «живые» вычисления и графики на одном рабочем листе.

Mathcad обеспечивает непревзойденный диапазон вычислительных возможностей, включая более 400 встроенных функций и автоматизированное управление единицами измерения.

Mathcad обеспечивает уникальную, интуитивную инженерную среду, которая позволяет быстро осуществлять важные инженерные вычисления, в том числе и разработку технического задания, анализ исходных данных, выбор методов решения, уравнений, обоснование допущений, а также обмениваться этими вычислениями.

Текущие версии Mathcad

Приобретая Mathcad сейчас, вы, фактически, получите две программы:

  • Mathcad Prime 3.0 – новая редакция программы;
  • Mathcad 15 – традиционная редакция (будет поддерживаться PTC до выхода версии Mathcad Prime 4.0 + еще два года).

Программы имеют примерно схожий функционал, но существенно различаются строением интерфейса (в частности, Mathcad Prime содержит ленту и располагает расширенными средствами представления расчетов).

В чем отличие Mathcad от другого математического ПО?

Mathcad – это первое и единственное решение для ведения инженерных вычислений, которое одновременно позволяет вести сами вычисления и документировать их, существенно снижая риск появления дорогостоящих ошибок.

В отличие от классического инструмента программирования или электронных таблиц интерфейс Mathcad отображает на дисплее естественную математическую нотацию, понятную даже людям, далеким от компьютеров.

Так как рабочие листы содержат вычисления в реальном времени, то одно единственное нажатие клавиши, изменяющее входные данные или вид уравнения, немедленно возвращает обновленный результат.

В случае изменения значения переменной происходит немедленный пересчет результата и обновление двумерных или трехмерных графиков, что избавляет от необходимости пересчета вручную. Результаты вычислений сохраняются в рабочих листах, которые могут использоваться повторно и легко преобразуются в целый ряд форматов.

В новой версии Mathcad Prime 3.

0 появилась долгожданная возможность внешнего программирования: теперь вы можете создать программу на C++ или Fortran-е за пределами Mathcad (например, в Microsoft Visual Studio).

Внутри Mathcad эта программа будет работать, как пользовательская функция, причем передать в нее и из нее параметры можно в той же форме, что и для обычной встроенной функции Mathcad.

Mathcad интегрируется с другими продуктами

Формат файлов XML и поддержка стандартных интерфейсов облегчают совместное использование рабочих листов, методов или числовых значений с другими пользователями и системами, включая управление документооборотом, автоматизированным проектированием (CAD) и решениями по управлению сведениями об изделии (PDM). Mathcad бесшовно интегрируется с другими продуктами PTC: Creo® (ранее Pro/ENGINEER®) – лидер рынка ПО для трехмерного автоматизированного проектирования (CAD), автоматизированного управления (CAM) и автоматизированного конструирования (CAE).

Мощная взаимная интеграция обеспечивает уникальные возможности высокопроизводительной инженерии.

Mathcad может использоваться для прогнозирования поведения проектируемой конструкции, а результаты могут быть использованы для определения параметров и размеров в объектах Creo.

Параметры и размеры моделей Creo также могут быть возвращены в Mathcad для дальнейшего анализа конструкции. Кроме того, рабочие листы Mathcad могут храниться и обрабатываться в системе PTC Windchill.

Это гарантирует, что все критически важные инженерные вычисления будут централизованно архивироваться и могут повторно использоваться в будущих совместных проектах. Mathcad легко интегрируется с огромным количеством баз данных и ПО сторонних производителей, включая Microsoft Excel®, MATLAB® от MathWorks и др.

Почему в ведущих компаниях Mathcad используется в качестве стандартной программы?

Mathcad позволяет инженерам заниматься проектированием, выполнять вычисления и документировать работу в легко читаемом формате, удобном для совместного и повторного использования.

Все это улучшает проверку, сертификацию, публикацию и совместную работу на всех этапах разработки.

Результатом является ускорение разработки изделий, повышение их качества, лучшее соответствие стандартам и интеграция Mathcad в существующие инженерные приложения.

В новой версии Mathcad Prime 3.

0 рабочие формулы можно размещать в пределах текста, что позволяет добиться идеальной читаемости и целостности документа и использовать один и тот же файл для проведения вычислений, хранения, распространения и подготовки отчетов.

 

Семейство продуктов Mathcad позволяет компаниям автоматизировать инженерные вычисления и их документирование, а также быстрее создавать более качественные продукты. Mathcad используется более чем в 90% компаний из списка Fortune 1000, представляющих множество промышленных вертикалей.

Пакеты расширений Mathcad

Пакеты расширений представляют собой набор дополнительных функций, встроенных автоматически в Mathcad Prime. Доступ к ним находятся в главном меню программы, в меню “Функции”. Всего для расширения возможностей Mathcad по отдельным научным дисциплинам компания PTC предлагает четыре пакета расширений Mathcad.

Пакет расширений Mathcad для обработки данных
Дает возможность инженерам в Mathcad легко импортировать, анализировать структуры данных и их взаимозависимость, и управлять ими.

Пакет расширений Mathcad для обработки сигналов
Предлагает более 70 встроенных функций обработки сигналов для обработки аналоговых и цифровых сигналов, их анализа и визуализации.

Пакет расширений Mathcad для обработки изображений
Реализует алгоритмы сглаживания, повышения четкости, определения границ, размывания и расширения для цветных и черно-белых изображений. Применим в медицине, астрономии, метеорологии, геофизике, геологии, эхолокации и в целом ряде других областей.

Пакет расширений Mathcad для работы с вейвлетами
Реализует современный подход вейвлетного анализа сигналов, изображений и временных рядов. Пакет будет полезен инженерам, которым требуется сжатие очень больших объемов данных (например, дактилоскопических данных или кодов магнитного резонанса).

Обучение и внедрение, проводимые компанией PTS

Mathcad – широко распространенное приложение, на основе которого изучают технические науки студенты во многих университетах мира. Опыт компании PTS позволит максимально быстро внедрить Mathcad и другие продукты PTS в работу вашего предприятия или учебного заведения.

Компания PTS сертифицирована для проведения обучения по программам и методике компании PTC. Обучение проводится как по стандартным курсам PTC, так и по адаптированным в соответствии с потребностями конкретных заказчиков.

Все курсы переведены на русский язык компанией PTS и соответствуют актуальным версиям. Курсы обычно проводятся на территории заказчика.

По окончании обучения слушатели, успешно освоившие курс, получают стандартный сертификат компании PTC.

Руководитель направления Mathcad в PTS – к.ф.-м.н. Дмитрий Кирьянов, имеющий 15-летний опыт работы с Mathcad, автор нескольких десятков курсов и книг, опубликованных в России и США. Некоторые из ресурсов доступны онлайн и помогут вам, если вы планируете самостоятельное обучение работе в Mathcad.

Купить MathCad

Источник: http://pts-russia.com/products/mathcad/mathcad-info

Математический пакет MathCAD

Пакет MathCAD

Математические 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 далёкие от совершенства программы.

Это не вполне нормальное положение может изменить к лучшему применение интегрированных программных систем автоматизации математических расчетов (Eureka, MathCAD, MatLab и др.). Рассматрим возможности и эволюция одной из таких систем – MathCAD.

MATHCAD – универсальный математический пакет, предназначенный для выполнения инженерных и научных расчетов. Основное преимущество пакета – естественный математический язык, на котором формируются решаемые задачи.

Объединение текстового редактора с возможностью использования общепринятого математического языка позволяет пользователю получить готовый итоговый документ. Пакет обладает широкими графическими возможностями, расширяемыми от версии к версии.

Практическое применение пакета существенно повышает эффективность интеллектуального труда.

От других продуктов аналогичного назначения MATHCAD отличается ориентация на создание высококачественных документов (докладов, отчетов, статей) в режиме WYSIWYG (What You See Is What You Get). Это означает, что, внося изменения, пользователь немедленно видит их результаты и в любой момент может распечатать документ во всем блеске.

Работа с пакетом за экраном компьютера практически совпадает с работой на бумаге с одной лишь разницей – она более эффективна. Преимущества MATHCAD состоит в том, что он не только позволяет провести необходимые расчеты, но и оформить свою работу с помощью графиков, рисунков, таблиц и математических формул.

А эта часть работы является наиболее рутинной и мало творческой, к тому же она и время емкая и малоприятная.

MathCAD является интегрированной системой программирования, ориентированной на проведение математических и инженерно-технических расчетов.

Система MathCAD содержит текстовый редактор, вычислитель и графический процессор.

Текстовый редактор – служит для ввода и редактирования текстов. Тексты являются комментарии и входящие в них математические выражения не выполняются. Текст может состоять из слов, математических выражений и формул, спецзнаков. Отличительная черта системы – использование общепринятой в математике символики (деление, умножение, квадратный корень).

Вычислитель – обеспечивает вычисление по сложным математических формулам, имеет большой набор встроенных математических функций, позволяет вычислять ряды, суммы, произведения, определенный интеграл, производные, работать с комплексными числами, решать линейные и нелинейные уравнения, проводить минимизацию функции, выполнять векторные и матричные операции и т.д.. Легко можно менять разрядность чисел и погрешность интеграционных методов.

Графический процессор – служит для создания графиков. Он сочетает простоту общения с пользователем с большими возможностями графических средств. Графика ориентирована на решение типичных математических задач.

Возможно быстрое изменение размеров графиков, наложение их на текстовые надписи и перемещение их в любое место документа. MathCAD автоматически поддерживает работу с математическим процессором.

Последний заметно повышает скорость расчетов и вывода графиков, что существенно в связи с тем, что MathCAD всегда работает в графическом режиме.

Это связано с тем, что только в этом режиме можно формировать на экране специальные математические символы и одновременно применять их вместе с графиками и текстом. MathCAD поддерживает работу со многими типами принтеров, а так же с плоттерами.

MathCAD – система универсальная, т.е. она может использоваться в любой области науки и техники, везде, где применяются математические методы. Запись команд в системе MathCAD на языке, очень близком к стандартному языку математических расчетов, упрощает постановку и решение задач.

ОСНОВНЫЕ МЕНЮ СИСТЕМЫ

Основное меню содержит следующие позиции:

File, Edit, Window, Help– эти группы команд стандартны для всех windows-приложений, на них останавливаться не будем.

View –Наряду со стандартными пунктами имеются команды «Animate»и «Playback»позволяющие создавать и проигрывать анимации.

В пункте «Preferences» можно задать параметры подключения программы к интернет и настройки проверки правописания (только английский язык)

Insert – группа команд по управлению вставкой в документ различных объектов.

Graph– позволяет вставлять в документ графики в 2-х, 3-х, и полярной системах координат

Matrix –позволяет вставлять в документ числовой массив

Function –позволяет вставлять в документ функции (причем как обычные математические – синус, косинус, так и специфические матсадовские – работа в изображиниями например)

Unit –позволяет вставлять в документ единицы измерения (метры, градусы и т.п.)

Picture –позволяет вставлять в документ картинки

Math Region/Text Region –позволяет помечать: где вводятся просто текст, а где – формулы

Page Break –позволяет вставлять в документ принудительный переход на следующую страницу

Hyperlink –позволяет вставлять в документ гиперссылку

Reference –позволяет вставлять в документ ссылку на другой файл

Component –позволяет вставлять в документ другой файл из расчетных программ Например из Excel-я, из MathLab.

Object –позволяет вставлять в документ вообще любой файл, например Flash.

Format – группа команд по форматированию документа

Команды задают шрифт, цвет, единицы измерение, отступы для Equation– математических формул;

Results– результатов;

Text– текста;

Paragraph– параграфа;

Tabs– табуляции;

Properties– выделенного объекта;

Graph– формат графиков;

Color– цветовые настройки;

Separate regions/Align regions –разбиение и выравнивание областей

Area –блокировка/разблокировка области

Headers/Footers –заголовок и «подвал» страницы

Repaginate now –переразбить страницы

Math – группа команд по калькуляции формул

Calculate– вычислить выражение;

Calculate Worksheet– вычислить все на листе;

Automatic Calculation– автоматическое вычисление;

Options– точность вычислений;

Symbolics – группа команд для алгебраических вычислений

Evaluate– вычислить (алгебраически/с плав. точкой/комплексные числа);

Simplify– упростить;

Variable, Matrix– работа с переменными и матрицами;

Понятие о документах

Источник: https://poisk-ru.ru/s59151t1.html

Vse-referaty
Добавить комментарий