Основы работы с системой MathCAD

Инсталляция и запуск системы. Основы пользовательского интерфейса Mathcad. Инсталляция системы не имеет каких- либо особенностей и производится автоматически после установки инсталляционного CD-ROM. В процессе инсталляции осуществляется распаковка архивных файлов системы, так что инсталляция может занять несколько минут.

Запуск Mathcad. После инсталляции Mathcad 8, в рабочем меню ОС Windows вы обнаружите папку с именем «Mathcad 8 Professional», в которой размещены файлы системы и файлы электронных книг. Обычно при запуске системы в центре основного окна появляется меньшее окно – окошко Tip of the Day, которое позволяет пользователям, владеющим английским языком, быстро ознакомиться с избранными возможностями Mathcad.После закрытия Tip of the Day основное окно системы Mathcad вначале будет пустым. На нем будет видна лишь вертикальная черта справа, отделяющая левую рабочую часть документа от правой.

Главное меню системы. Верхняя строка окна системы содержит указание на имя системы или текущего открытого окна. Она называется титульной строкой. Следующая строка содержит позиции главного меню. Перечислим их назначение: File – работа с файлами, сетью Интернет и электронной почтой; File – работа с файлами, сетью Интернет и электронной почтой; Edit – редактирование документа; Edit – редактирование документа; View – изменение средств обзора и включения \ выключения элементов интерфейса; View – изменение средств обзора и включения \ выключения элементов интерфейса; Insert – установка вставок объектов и их шаблонов; Insert – установка вставок объектов и их шаблонов; Format – изменение формата объектов; Format – изменение формата объектов; Math – управление процессом вычислений; Math – управление процессом вычислений; Graphics – работа с графическим редактором; Graphics – работа с графическим редактором; Symbolic – выбор операций символьного процессора; Symbolic – выбор операций символьного процессора; Window – управление окнами системы; Window – управление окнами системы; Books – работа с электронными книгами; Books – работа с электронными книгами; Help – работа со справочной базой данных о системе. Help – работа со справочной базой данных о системе.

Использование инструментальных и наборных панелей. Имеются три такие панели: панель вывода палитр математических знаков и функций, панель инструментов и панель форматирования для выбора типа и размера шрифтов и способ выравнивания текстовых комментариев.

Управление элементами интерфейса. Работать с Mathcad можно различными способами – например, используя инструментальные и наборные панели либо убирая их и пользуясь клавишами клавиатуры, а также «горячими» клавишами. Есть две операции в подменю View главного меню, позволяющие управлять выводимым на экран набором дополнительных элементов пользовательского интерфейса: Toolbar – вывод или скрытие инструментальных панелей; Toolbar – вывод или скрытие инструментальных панелей; Standard – стандартная панель с инструментами; Standard – стандартная панель с инструментами; Formatting – панель форматирования; Formatting – панель форматирования; Math – вызов палитр математических спецзнаков: Math – вызов палитр математических спецзнаков: Arithmetic – арифметических операций и элементарных функций; Arithmetic – арифметических операций и элементарных функций; Evaluation – знаков отношения, шаблонов операторов типа Prefix, Postfix; Evaluation – знаков отношения, шаблонов операторов типа Prefix, Postfix; Graph – шаблонов графиков различного типа; Graph – шаблонов графиков различного типа; Programming - средств программирования. Programming - средств программирования. Status Bar – вывод или скрытие строки состояния системы. Status Bar – вывод или скрытие строки состояния системы.

Работа с окнами. Как и большинства программ, работающих в среде Windows, система Mathcad 8 унаследовала от нее многооконный и удобный пользовательский интерфейс. Mathcad позволяет одновременно работать с многими задачами. Под каждую задачу она отводит свое окно. Одно из них обычно является текущим и активным – то, с которым происходит работа в настоящий момент. Основные операции с окнами сосредоточены в позиции Window главного меню : Cascade – расположить окна документов друг под другом ; Cascade – расположить окна документов друг под другом ; Tile Horizontal – расположить окна документов горизонтально ; Tile Horizontal – расположить окна документов горизонтально ; Tile Vertical – расположить окна документов вертикально. Tile Vertical – расположить окна документов вертикально.

Работа с файлами. Позиция File главного меню служит для работы с файлами документов. Она содержит типичные операции по работе с файлами, которые можно встретить в любом современном Windows – приложении. Открытие и закрытие файлов. Файлом называют имеющую имя упорядоченную совокупность данных или кодов программ, размещенную на том или ином носителе – обычно на жестком или гибком диске или CD-ROM. Файлы документов в Mathcad имеют расширение mcd. Подменю File содержит ряд операций, разбитых на группы. В первую группу входят следующие операции по работе с документами: New Ctrl+N – открыть пустое окно для ввода нового документа; New Ctrl+N – открыть пустое окно для ввода нового документа; Open…Ctrl+O – вывести окно поиска файлов документов и загрузить нужный документ; Open…Ctrl+O – вывести окно поиска файлов документов и загрузить нужный документ; Close – закрыть текущий документ. Close – закрыть текущий документ.

Простейшие приемы работы. Общение пользователя с системой Mathcad происходит на некотором промежуточном математически ориентированном языке визуального программирования – входном языке. По меткому определению одного из классиков информатики Н. Вирта, программы – это алгоритмы плюс структуры данных. Алгоритм есть описание последовательности действий, ведущих к решению заданной математической задачи. Операторы – это специальные символы, указывающие на выполнение тех или иных операций над данными – операндами. Операторы – это специальные символы, указывающие на выполнение тех или иных операций над данными – операндами. Функция – объект входного языка, имеющий имя и параметры, указываемые в круглых скобках.

Операции редактирования. Позиция Edit главного меню выводит подменю, содержащее следующие операции: Undo Alt+Bksp – отменить последнюю операцию редактирования; Redo – повторить последнюю операцию редактирования; Cut Ctrl+X – «вырезать» - переместить выделенное в буфер с удалением; Copy Ctrl+C – скопировать выделенное в буфер без удаления; Paste Ctrl+V – вставить выделенное из буфера в документ; Paste Special… - вставить выделенное из буфера в различном формате; Delete Ctrl+D – стирание выделенных объектов; Select All – выделение всех объектов документа; Find… Ctrl+F5 – найти заданную текстовую или математическую строку; Replace…Shift+F5 – найти и заменить математическую или текстовую строку; Go to Page… - расположить начало указанной страницы в начале рабочего документа Mathcad; Check Speling – проверка орфографии; Links… - задание связи с документом; Object – редактирование вставленного в документ объекта.

Выделения и работа с ними. Простейшим видом выделения выражений или отдельных переменных является указание их маркером ввода – вертикальной синей чертой. Для ее установки достаточно маркером мыши указать нужное выражение или переменную в нем и щелкнуть левой кнопкой мыши. Доступные при этом команды проще всего реализовать с помощью контекстно-зависимого меню, вызываемого нажатием правой клавишей мыши. Выделенные объекты можно перемещать помещать в буфер, удалять и так далее – соответствующие команды есть в позиции Edit главного меню и в контекстно-зависимом меню правой клавишей мыши. Доступные при этом команды проще всего реализовать с помощью контекстно-зависимого меню, вызываемого нажатием правой клавишей мыши. Выделенные объекты можно перемещать помещать в буфер, удалять и так далее – соответствующие команды есть в позиции Edit главного меню и в контекстно-зависимом меню правой клавишей мыши.

Основы работы с блоками документов. Для выделения областей блоков можно проделать следующий эксперимент. Поместить курсор мыши в нерабочую часть экрана и нажмите ее левую клавишу. Перемещая мышь по диагонали при удержанной нажатии клавиши мыши, вы увидите, как на экране пунктирными черными линиями выделяется прямоугольник.

Работа со вставками. Установка любого объекта в окно редактирования называются вставкой(Insert).Mathcad реализует различные механизмы вставки – от вывода шаблона объекта до вставки объекта с помощью связывания с приложением, создавшим объект. При активизации этой позиции появляется подменю со следующими операциями: Graph – вставка шаблонов графики с выбором их из подменю; Graph – вставка шаблонов графики с выбором их из подменю; Matrix…Ctrl +M – вставка шаблонов матриц и векторов; Matrix…Ctrl +M – вставка шаблонов матриц и векторов; Function…Ctrl +F – вставка шаблонов встроенных функций; Function…Ctrl +F – вставка шаблонов встроенных функций; Unit…Ctrl +U – вставка единиц измерения величин; Unit…Ctrl +U – вставка единиц измерения величин; Picture Ctrl +T – вставка шаблона рисунка; Picture Ctrl +T – вставка шаблона рисунка;

Math Region – вставка в текстовую область шаблона математической области для создания исполняемого комментария в виде математической формулы; Math Region – вставка в текстовую область шаблона математической области для создания исполняемого комментария в виде математической формулы; Text Region – вставка текстовой области; Text Region – вставка текстовой области; Page Break – вставка линий обрыва страницы; Page Break – вставка линий обрыва страницы; Hyperlink Ctrl +K – вставка гиперссылки; Hyperlink Ctrl +K – вставка гиперссылки; Reference… - вставка обращения к заданному файлу активизацией кнопки; Reference… - вставка обращения к заданному файлу активизацией кнопки; Component… - вставка других компонентов системы; Component… - вставка других компонентов системы; Object… - вставка объекта с установлением динамической связи с порождающим его приложением. Object… - вставка объекта с установлением динамической связи с порождающим его приложением.

Работа с двумерными графиками. Для создания двумерных графиков в системе Mathcad имеется программный графический процессор. Процессор позволяет строить самые разные графики, например, в Декартовой и полярной системах координат, двумерные поверхности, графики уровней и т.д. Для построения графиков используются шаблоны. Поэтому для начального построения графика того или иного вида достаточно задать тип графика. В подменю Graph имеется список из 7 основных типов графиков, которые были и у предшествующей версии системы. Первые два типа графиков позволяют выполнить следующие действия: X-Y – создать шаблон двумерного графика в Декартовой системе координат; X-Y – создать шаблон двумерного графика в Декартовой системе координат; Polar Plot Ctrl+7 – создать шаблон графика полярных координатах. Polar Plot Ctrl+7 – создать шаблон графика полярных координатах.

Построение трехмерных графиков. Трехмерные, или 3D-графики, отражают функции двух переменных вида Z(X,Y). Поскольку экран дисплея плоский, то для представления таких графиков достаточно в наглядном виде используются следующие приемы: аксонометрическое изображение поверхностей и фигур; построение линий уровня; применение функциональной окраски; применение линий каркаса с удалением невидимых линий; имитация различных световых эффектов.

В позиции Insert главного меню Graph открывает следующий перечень типов трехмерной графики: Surface Plot Ctrl+2 – создать шаблон для построения трехмерного графика; Contour Plot Ctrl+5 – создать шаблон для контурного графика поверхности; 3D Scatter Plot – создать шаблон для графика в виде точек в трехмерном пространстве; Vector Field Plot – создать шаблон для графика векторного поля на плоскости; 3D Bar Chart – создать шаблон для изображения поверхности в виде совокупности столбцов в трехмерном пространстве. 3D Plot Wizard… - вывод Мастера создания 3D-графиков.