Maple — это символьная и числовая вычислительная среда, которая охватывает несколько областей технических вычислений, таких как численный анализ ,символьная математика, обработка данных, визуализация и другие.
Введение
Maple является одним из самых мощных математических пакетов. Возможности этой программной среды способны охватить очень большое количество разделов математики и могут с пользой использоваться на различных уровнях, в том числе и уровень серьезных научных исследований.
Работать с Maple возможно как в режиме интерактивного диалога, так и путем формирования и отладки программ на специализированном Maple-языке, который ориентирован на усложнённые математические вычисления. Основой пакета считается специальное ядро, то есть, программа символьных преобразований. Помимо этого, присутствует набор из нескольких тысяч специальных функций, которые хранятся в подгружаемых к ядру пакетах и библиотеках. Общая ориентация пакета на символьные преобразования, то есть, компьютерную алгебру, вовсе не означает, что при помощи Maple невозможно решать задачи численными методами.
Maple способна не только осуществлять вычисления, но также имеет и богатые возможности графического отображения математических объектов и процессов.
Работа в среде Maple
Окно Maple включает в свой состав многие атрибуты, которые являются понятными пользователям других приложений Windows, а именно:
- Заголовочная часть.
- Строку ниспадающих меню.
- Панель управления.
- Линейка вертикальной прокрутки.
- Строка состояния и так далее.
В главной части основного окна расположено еще одно окно, в котором обычно помещаются один или несколько рабочих документов (Maple worksheet). В этом же окне могут находиться также окна помощи. Состояние ниспадающих и контекстного меню и клавиш на панели управления определяются тем обстоятельством, какое именно окно является активным на текущий момент и месторасположением курсора в окне Maple worksheet.
Рассмотрим самый типичный случай, а именно, работу пользователя над рабочим документом в режиме непосредственного диалога с программой. В данном случае на рабочем документе может представляться текстовая информация трех типов, а также объекты двумерной и трехмерной графики.
Выполняемые команды должны вводиться после специального приглашения «>», красным цветом и обязаны оканчиваться точкой с запятой или двоеточием. Как правило, команды заносятся в строчном формате, но у пользователя также есть возможность перехода к специальному математическому формату, который по умолчанию используется при выводе. В одной строчке могут располагаться несколько команд. Когда после команды стоит двоеточие, то итоговый результат ее исполнения не отображается на дисплее. Когда же после команды поставлена точка с запятой, то после её исполнения на мониторе отобразится результат. Если Maple не смогла выполнить вычисление введенного выражения, то результатом станет перевод заданного выражения в математический формат, который принят для вывода. Выходные данные отображаются по умолчанию синим цветом. Выполнение Maple-команды может быть инициировано нажатием клавиши ввод.
Команды могут объединяться в исполняемые группы. Все такие группы выделяются слева общей для всех содержащихся в ней строк квадратной скобкой. Группа может быть запущена на выполнение одним нажатием клавиши Enter и считается, по сути, самой простой Maple-программой. Для того чтобы не выполнять каждую строку отдельно, а выбрать целую исполняемую группу, достаточно выполнить перевод строки при помощи комбинации клавиш Shift+Enter.
Объединить исполняемые группы возможно путём нажатия функциональной клавиши F4, а разбить группы можно нажатием клавиши F3. Естественно, что все эти операции можно исполнить путём выбора соответствующих пунктов в верхнем меню.
Текст, написанный черным цветом, применяется для комментариев, и он не подлежит обработке системой. Для ввода такого текста, достаточно, находясь в командной строке, нажать клавишу «Т» на панели управления, или выполнить вставку параграфа, путём выбора соответствующего пункта раздела «Insert» в ниспадающем меню.
Рабочий документ Maple может быть структурирован путём создания вложенных друг в друга секций. Эти секции могут быть свёрнуты. В свернутом формате все секции представлены только своими заголовками и признаками секций, а именно, кнопкой, которая снабжена знаком «+». Чтобы развернуть или свернуть секции достаточно нажать на данную кнопку указателем мышки.
При помощи пункта меню «HyperLink...» из подраздела «Insert» имеется возможность создания ссылок на необходимые разделы других рабочих документов и требуемую помощь. Это означает, что Maple-документ способен обладать структурой гипертекста.
Задачи, которые решаются в линейной алгебре, считаются самыми распространёнными в научной и технической областях, а также в образовательной сфере. Решение подобных задач может быть реализовано также при помощи программного приложения Maple.
Ещё одним достоинством системы компьютерной алгебры Maple считается возможность реализации процедур аналитики в символьном формате над матрицами и векторами. Прежде чем осуществить исполнение символьной операции с векторами и матрицами следует сделать очистку памяти от предыдущих определений с помощью команды restart. Когда отдельные элементы вектора или матрицы были определены ранее, то это может привести к значительным изменениям вида итоговых результатов. Но если выполнена предварительная очистка памяти, то вероятность такой ошибки полностью исключена.
Основным достоинством системы компьютерной алгебры Maple считается способность решать задачи линейной алгебры с использованием символьного формата. Но необходимо отметить, что решение в таком формате применяется больше в теории, чем при решении практических задач.
