Mathcad

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Зображення:Mathcad_logo.png Mathcad
скріншот Mathcad 11.2a
Тип система комп'ютерної алгебри
Розробник Mathsoft, Inc.
ОС Windows
Поточна версія 13.1.4 — квітень 2006
Ліцензія власність компанії
Сайт http://www.mathcad.com


MathCad — система комп'ютерної алгебри, подібна Mathematica, орієнтована на підготовку інтерактивних документів з обчисленнями і візуальним супроводженням, відрізнюється легкістю використання і застосування для колективної роботи.

Розробка компанії Mathsoft Inc. (в 2006 році придбана компанією PTC). MathCad має простий і інтуїтивний для використання інтерфейс. Для введення формул і даних можна використовувати як клавіатуру, так і спеціальні панелі інструментів.

Деякі з математичних можливостей Mathcad засновані на підмножині системи комп'ютерної алгебри Maple (MKM, Maple Kernel Mathsoft).

Робота здійснюється в межах робочого аркуша, на якому рівняння і вирази відображаються графічно, на противагу текстовому запису в мовах програмування. При створенні документів-програм використовується принцип WYSIWYG (What You See Is What You Get — "що бачиш, те й отримуєш").

Не зважаючи на те, що ця програма здебільшого орієнтована на користувачів-непрограмістів, Mathcad також використовується в складніших проектах, щоб візуалізувати результати математичного моделювання, шляхом використання поширених обчислень і традиційних мов програмування.

Mathcad ідеально підходить для навчання, обчислень і інженерних розрахунків. Відкрита архітектура додатку у поєднанні з підтримкою технологій .NET і XML дозволяють легко інтегрувати Mathcad практично в будь-які ІТ-структури і інженерні додатки. Є можливість створення електронних книг (e-Book).

Кількість користувачив в світі — біля 1.8 млн.

Зміст

[ред.] Можливості

Збільшити

Mathcad містить сотні операторів і вбудованих функцій для вирішення різних технічних завдань. Прогарма-додаток дозволяє виконувати чисельні і символьні обчислення, проводити операції з скалярними величинами, векторами і матрицями, автоматично переводити одні одиниці вимірювання в інші.

Серед можливостей MathCad є:

  • Розв'язок диференційних рівнянь, в тому числі і числовими методами
  • Побудова двомірних і тривимірних графіків (в різних системах координат, контурні, векторні тощо)
  • Використання грецького алфавіту (верхній і нижній регістр) як в тексті, так і у рівняннях
  • Символьні обчислення
  • Операції з векторами і матрицями
  • Символьний розв'язок систем рівнянь
  • Згладжування кривих
  • Виконання підпрограм
  • Знаходження коренів функцій і поліномів
  • Статистичні функції і розподіли ймовірностей
  • Пошук власних значень і власних векторів
  • Обчислення з розмірностями

За допомогою Mathcad інженери можуть документувати всі обчислення в процесі їх проведення.

[ред.] Розширення функціональності Mathcad

Можливе доповнення Mathcad новими можливостями за допомогою спеціалізованих пакетів розширень і бібліотек, які поповнюють систему додатковими функціями і константами для вирішення спеціалізованих задач:

Пакет для аналізу даних (Data Analysis Extension Pack). Це розширення забезпечує Mathcad необхідними інструментами для аналізу даних.
align=right Пакет для обробки сигналів (Signal Processing Extension Pack). У даному пакеті міститься більше 70 вбудованих функцій для обробки сигналів, за допомогою яких можна здійснювати аналогову і цифрову обробку сигналів, проводити аналіз і представляти результати в графічному вигляді.
Пакет для обробки зображень (Image Processing Extension Pack). Це розширення забезпечує Mathcad необхідними інструментами для обробки зображень, аналізу і візуалізації.
Пакет для роботи з вейвлетами (Wavelets Extension Pack). У даному пакеті містяться сімейства вейвлет-функцій, які можна додати в бібліотеку вбудованих функцій Mathcad Professional. Пакет надає можливість застосувати новий підхід до аналізу сиґналів і зображень, статистичної оцінки сиґналів, аналізу стиснення даних, а також спеціальних чисельних методів.

Функціональність включає одно- і двомірні вейвлети, дискретні вейвлет-перетворення, мультіаналіз роздільної здатності і багато іншого. Пакет об'єднує понад 60 функцій ключових вейвлетів. Включено ортогональні і біортогональні сімейства вейвлетів, серед іншого — вейвлет Хаара, вейвлет Добеші, симлет, койфлет і B-сплайни.

Пакет також містить обширну діалогову документацію по основних принципах вейвлетів, додатки, приклади і таблиці посилань.

Бібліотека розширень для обробки цифрових сиґналів (Digital Signal Processing Extension Library). Включає три пакети розширення: Wavelets Extension Pack, Image Processing Extension Pack, Signal Processing Extension Pack.
Пакет для виконання складних розрахунків і рішення задач оптимізації (Solving & Optimization Extension Pack, раніше - Expert Solver Extension Pack). Цей пакет надає можливості для складних інженерних, фінансових розрахунків в галузі виробництва, бізнесу, дослідження операцій.

Інсталяція пакету розширення дає можливість скористатись понад 1000 констант, функцій і змінних; багатьма шаблонами стандартних задач.

Пакет додає:

  • розширені процедури оптимізації, квадратичне програмування;
  • можливість застосування квадратичного програмування у розв'язанні складних задач інженерії і фінансів;
  • оптимізаційні процедури лінійного та нелінійного програмування;
  • усунення деяких обмежень на використання констант і змінних у чисельних розрахунках і оптимізації
(Communication System Design Pack)
(Steam Tables Extension Pack) — зараз не поставляється
(Numerical Recipes Extension Pack) — зараз не поставляється

Додаток має 3 електронних бібліотеки:

Електротехнічна бібліотека (Electrical Engineering Library). У цій бібліотеці містяться сотні стандартних обчислювальних процедур, формул і довідкових таблиць, для вжитку в електротехніці. Текстові пояснення і приклади допоможуть отримати всю необхідну інформацію у будь-який момент. Кожен заголовок має гіперпосилання на зміст і покажчик, і його можна знайти в системі пошуку.

Бібліотека машинобудування (Mechanical Engineering Library). Бібліотека машинобудування включає додаток Roark's Formulas for Stress and Strain, обчислювальні процедури з довідника McGraw-Hill і метод кінцевих елементів. Наявні текстові пояснення, приклади, і пошукова системою для отримання потрібної інформації. У бібліотеці також є електронна книга, написана інженером і викладачем Девідом Пінтуром, «Введення в метод кінцевих елементів».

Бібліотека будівництва (Civil Engineering Library). У бібліотеці будівництва є додаток Roark's Formulas for Stress and Strain, шаблони для будівельного проектування, що настроюються, і приклади теплових розрахунків.


Існує також величезна кількість електронних книг, орієнтованих на вирішення специфічних задач, а також освітньої спрямованості. Багато з них розповсюджуються безкоштовно (доступно на сайті Mathcad).

Mechanics of Materials
Збільшити
Mechanics of Materials
Electronic Engeneering Problem Solving
Збільшити
Electronic Engeneering Problem Solving
College Physics
Збільшити
College Physics

[ред.] Взаємодія з іншими програмами

Mathcad інтегрується з такими програмами як SmartSketch і VisSim/Comm PE.

Додаток SmartSketch заснований на новітніх технологіях Windows, і дозволяє інженерам, дизайнерам, архітекторам, креслярам, системним і мережевим адміністраторам працювати з точними кресленнями і графіками.

VisSim/Comm PE — це Windows-додаток для моделювання аналогових, цифрових або змішаних систем повідомлення на сигнальному або фізичному рівні.

[ред.] Використання компонентів

В документах-програмах Mathcad є можливість вставлення модулів (component) інших додатків для розширення можливостей візуалізації, аналізу даних, виконання спеціфічних обчислень.

Для розширеної візуалізації даних призначений компонент Axum Graph. Для роботи з таблічними даними - Microsoft Excel.

Компоненти Data Acquisition, ODBC Input дозволяють скористатись зовнішніми базами даних.

Пропонуються також безкоштовні модулі (add-in) для інтеграції Mathcad з програмами Excel, AutoCAD.

Для статистичного аналізу призначений компонент Axum S-PLUS Script.

Значне розширення можливостей пакету досягається при інтеграціїї з надпотужним додатком - MATLAB.

Пропонуються також безкоштовні модулі (add-in) для інтеграції Mathcad з програмами Excel, AutoCAD.

[ред.] Історія версій, варіанти комплектації

Версії Mathcad можуть відрізняться комплектацією і ліцензією користувача. В різні часи поставлялись версії Mathcad Professional, Mathcad Premium, Mathcad Enterprise Edition (відрізняються комплектацією). Для академічних користувачів призначена версія Mathcad Academic Professor (має повну функціональність, але відрізняється ліцензією користувача і має в декілька разів нижчу вартість).

Деякий час випускались також спрощені і помітно "урізані" студентські версії програми.

[ред.] Розвиток

Подальший розвиток технологія Mathcad отримала при створенні Mathcad Application Server (MAS). Суть технології MAS — в реалізації віддаленого доступу до програмного забезпечення Mathcad, або вже готових Mathcad-документів через веб-інтерфейс (технологія Web Calc). Користувач MAS не має потреби купувати Mathcad, скачувати і запускати exe-файли (але це не виключається і визначається рівнем доступу).

[ред.] Системні вимоги

  • Процесор: Pentium/Celeron з тактовою частотою 400 МГц або вище (рекомендується 700 МГц)
  • 256 МБ оперативної пам'яті (рекомендується 512 МБ).
  • 550 МБ вільного дискового простору (250 МБ для установки Mathcad, 100 МБ для роботи, 200 МБ для зберігання тимчасових файлів під час установки)
  • Операційна система: Windows 2000 SP4, Windows XP SP2 або пізнішій версії
  • Привід CD-ROM або DVD (для установки з диска)
  • Графічна карта SVGA і монітор
  • Миша або інший сумісний вказівний пристрій

[ред.] Посилання

[ред.] Корисні матеріали

[ред.] Література

[ред.] Профільне використання Mathcad