Mathcad — это программный продукт, который предоставляет возможность выполнения математических операций, а также является общепринятым стандартом исполнения и сохранения расчетов
Общие сведения о программе Mathcad
Mathcad был создан как программное приложение компьютерной алгебры, которое принадлежит к классу систем автоматизированного проектирования и служит для создания интерактивной документации, а также имеет вычислительные процессы и видимое отображение. Это приложение является достаточно простым в использовании и его можно применять для коллективной обработки.
Данную программу задумал и реализовал Аллен Раздов, сотрудник Массачусетского технологического института. Она имеет очень удобный и несложный интерфейс пользователя. Для того чтобы выполнить ввод формулы или других данных, можно использовать клавиатуру или специальную инструментальную панель. Все процедуры осуществляются в пределах рабочего листа, где все формулы могут отображаться в виде графиков, в отличие от текстовых форм в языках программирования.
Mathcad предназначается в основном для тех пользователей, которые не знакомы с основами программирования, но вместе с тем его используют в больших проектах с целью обеспечить наглядность отображения результатов математического моделирования путем использования разных вычислительных операций и стандартных языков программирования. Помимо этого, Mathcad используется в таких проектах, в которых главным аспектом считается возможность проследить связи компонентов и исполнение стандартов.
Mathcad используется также в процессах обучения и при реализации вычислительных и инженерных расчетов. Он имеет открытую архитектуру, что предоставляет возможность его легкого внедрения практически в любую систему информационных технологий и специализированных проектных программных продуктов. С помощью Mathcad можно даже формировать электронные книги. Данной программой во всем мире пользуются примерно два миллиона пользователей.
Функциональные возможности программы Mathcad
В составе программы Mathcad имеется большое число операторов и специальных функций, которые позволяют решать разнообразные инженерные проблемы. Это приложение предоставляет возможность проводить численные и символьные вычислительные операции, осуществлять операции со скалярными величинами, векторными и в матричном формате, а также в автоматическом режиме реализовать перевод из одних единиц в другие измерения. К числу основных достоинств программы Mathcad необходимо отнести:
- возможность решения дифференциальных уравнений, в том числе и при помощи численных методов,
- возможность построения двумерных и трехмерных графиков функций в разных координатных системах,
- использование символов греческого алфавита и в текстовых записях, и в форме уравнений,
- возможность выполнения вычислений в символьном режиме,
- возможность осуществления векторных и матричных операций,
- возможность в символьном формате решать системы уравнений,
- возможность выполнения аппроксимации кривых,
- возможность выполнения подпрограмм,
- возможность определения корня многочлена или функции,
- возможность осуществления статистических расчетов и операций с определением вероятности,
- возможность обнаружения собственных чисел и векторов,
- возможность осуществлять вычисления с единицами измерения.
- возможность объединяться с системами автоматического проектирования и использовать результаты расчетов в качестве параметров управления,
- возможность использования Mathcad для документирования всех вычислительных операций при их исполнении.
Mathcad может считаться системой компьютерной алгебры, то есть системой, которая способна автоматизировать выполнение математических расчетов. В этой категории программ имеется много программных продуктов, имеющих различные направления и структурную организацию. Наиболее часто программу Mathcad сравнивают с такими программными приложениями как Maple, Mathematica, MATLAB, а также с их модификациями типа MuPAD, Scilab, Maxima и иными. Однако необходимо отметить, что достаточно непросто объективно сравнивать достоинства таких программ, поскольку они обладают различным предназначением и идеологическими принципами их использования.
Например, программное приложение Maple предназначено главным образом для выполнения аналитических вычислений аналитики в символьной форме и имеет самый мощный в своей категории набор специализированных операций, количество которых составляет более трех тысяч. Подобная оснащенность для некоторых пользователей, которые сталкиваются с осуществлением средних по уровню сложности математических вычислений, является, скорее всего, избыточной.
По своим параметрам приложение Maple предназначено для профессиональных специалистов в сфере математики, то есть, для того чтобы решить какую-либо задачу в данном приложении, мало уметь использовать какой-либо функционал, необходимо еще владеть методикой решения, заложенной в нем. Большинство встроенных функции Maple имеют аргументы, которые могут задавать способы решения задачи. Аналогичные аспекты могут быть отнесены и к приложению Mathematica, которое считается одним из самых мощных, обладающих очень большим наполнением специальными функциями (включая синтез звука). Данная программа имеет необычайно большую скорость вычислений, но у нее есть и весьма своеобразные формы программного языка.
У создателей программы Mathcad основной упор был сделан на оснащение системы всем тем, что, прежде всего, необходимо пользователям. Были созданы дополнительные библиотеки и пакетные расширения, которые могут приобретаться по отдельности, и имеют дополнительные функции, встраиваемые при выполнении инсталляции программы. Помимо этого, можно купить электронные книги, где приведена методология решения различных специальных задач, и где имеются примеры работающих алгоритмов и документов, которые можно использовать непосредственно в своих вычислениях.
