Основи роботи з системою MathCAD 7. 0 PRO
1. Історія створення і можливості системи
Незабаром після закінчення другої світової війни потреба в автоматизації математичних
розрахунків привела до створення комп'ютерів (computer - в буквальному перекладі "рахункова машина"). Але широкого застосування перше покоління таких
машин на електронних лампах не отримали. Вони були дорогі і громіздкі, а тому доступні лише фахівцям.
З розвитком мікроелектроніки з'явилися спеціалізовані, призначені для
математичних розрахунків мініатюрні комп'ютери особистого користування - програмовані калькулятори [I]. Вони широко застосовуються і зараз. Однак у
останні роки масове розповсюдження отримали набагато могутніші, швидкі та універсальні персональні комп'ютери (ПК), що мають чудові графічні
можливості і використовуються практично у всіх сферах науки, виробництва, бізнесу та освіти.
Однією з основних областей застосування ПК і понині є математичні і науково-технічні розрахунки. Безперечним лідером серед масових ПК стали
IBM-сумісні ПК 486DX/Pentium/Pentium MMX/Pen-tium Pro/Pentium II, названі так по типу використовуваних в них мікропроцесорів. На них і
орієнтовані сучасні математичні системи і, зокрема, що описується в цій книзі новітня система MathCAD 7. 0 PRO, що з'явилася в 1997 р.
Саме по собі поява комп'ютерів не спрощувало математичні розрахунки, а лише
дозволяло різко підвищити швидкість їх виконання і складність вирішуваних завдань. Користувачам ПК, перш ніж починати такі розрахунки, потрібно було вивчати самі
комп'ютери, мови програмування і досить складні методи обчислень, застосовувати і підлаштовувати під свої цілі програми для вирішення розрахункових завдань на
мовами Бейсік [2] або Паскаль. Мимоволі вченому і інженеру, фізику, хіміку і математику доводилося ставати програмістом, на жаль, часом досить
посереднім.
Необхідність у цьому відпала лише після появи інтегрованих математичних програмних
систем для науково-технічних розрахунків: Eureka [З], PC MatLAB [4], MathCAD [5-7, II], Maple V [12], Mathematica 2 або 3 [13] та ін Велика кількість подібних
розробок свідчить про значний інтерес до них в усьому світі і бурхливий розвиток комп'ютерних математичних систем.
Широку популярність і заслужену популярність ще в середині 80-х років набули
інтегровані системи для автоматизації математичних розрахунків класу MathCAD, розроблені фірмою MathSoft (США). До цього дня вони залишаються
єдиними математичними системами, в яких опис розв'язання математичних задач дається за допомогою звичних математичних формул і знаків.
Такий самий вигляд мають і результати обчислень. Так що системи MathCAD цілком виправдовують абревіатуру CAD (Computer Aided Design), яка говорить про
приналежності до найбільш складних і просунутим систем автоматичного проектування - САПР. Можна сказати, що MathCAD - свого роду САПР в
математики [7, 8].
З моменту своєї появи системи класу MathCAD мали зручний призначений для користувача
інтерфейс - сукупність засобів спілкування з користувачем у вигляді масштабованих і переміщуваних вікон, клавіш та інших елементів. У цієї системи є й ефективні
засоби типової наукової графіки, вони прості в застосуванні і інтуїтивно зрозумілі. Словом, системи MathCAD орієнтовані на масового користувача - від учня
початкових класів до академіка.
MathCAD - математично орієнтовані універсальні системи. Крім власне
обчислень вони дозволяють з блиском вирішувати завдання, які важко піддаються популярним текстовим редакторам або електронних таблиць. З їх допомогою можна не тільки
якісно підготувати тексти статей, книг, дисертацій, наукових звітів, дипломних і курсових проектів, вони, окрім того, полегшують набір найскладніших
математичних формул і дають можливість представлення результатів, у вишуканому графічному вигляді.
Останнім часом особливий інтерес проявляється до систем комп'ютерної алгебри,
здатним виконувати не тільки числові, а й аналітичні обчислення. У 80-і роки школа радянського академіка В. М. Глушкова внесла великий внесок у
розробку таких програмних систем (мова Аналітик) і в створення інженерних міні-ЕОМ, апаратно реалізують аналітичні обчислення (серія «Світ»). До
жаль, ці ЕОМ були витіснені спочатку машинами класу ЄС-ЕОМ, а потім і персональними комп'ютерами, і тепер ми спостерігаємо розвиток нового покоління
зарубіжних систем комп'ютерної алгебри, орієнтованих на сучасні масові ПК.
Однак минуло багато років, перш ніж серйозні системи символьної математики (комп'ютерної алгебри) з'явилися на масових IBM-сумісних ПК. До них і
відноситься нове покоління систем MathCAD під Windows [8, 11] і ряд інших математичних систем, таких, як Derive [10], Maple V і Mathe-matica 2 і 3.
Застосування їх полегшує найскладніші математичні, статистичні і фінансово-економічні розрахунки, для проведення яких раніше доводилося
залучати наукову еліту - математиків-аналітиків.
Користувачі, що працюють з математичними програмами, особливо в області символьної математики,
у недалекому минулому не були розпещені зручними і красивими інтерфейсами цих програм. Вся увага була приділена математичної коректності програм і
багатства їх функціональних можливостей.
Багато відомих математичні програми для ПК класу IBM PC - від колись популярного мови символьних обчислень Reduce [18] до потужної, швидкої і легко
що розвивається системи MatLAB під MS-DOS - мали примітивний інтерфейс, запозичений з досвіду початківців програмістів та любителів «дідуся» Бейсіка,
в нових версіях шанованого і понині. А системи з більш сучасним (наприкінці 80-х років) багатовіконний інтерфейсом, наприклад Eureka фірми Borland [3],
серйозного математику здавалися примітивними.
На жаль, нашим користувачам поки дуже мало відомі можливості систем символьної математики, оскільки відповідної літератури до недавнього
часу майже не було. Нарешті, в 1996 р., через три роки після оголошення про майбутній вихід, була видана книга автора [10] за системою символьної
математики Derive під MS-DOS. Тим часом за кордоном кожної системи символьної математики вже присвячені десятки книг.
Непогано б поєднати приємне з корисним! До такого висновку прийшла перша фірма MathSoft
(США), розробник справжнього шедевра серед математичних систем - MathCAD. З оглядів автора [7, 8] та його довідкової книги [5] багато читачі вже знають, що
відмітною рисою інтегрованих математичних систем MathCAD є підготовка документів, які об'єднують завдання вихідних даних,
математичний опис їх обробки і результати обчислень (у вигляді числових даних, таблиць і графіків). Вид документа в MathCAD майже нічим не відрізняється
від виду наукової статті. Вдало вирішена в MathCAD проблема передачі змін числових даних у формулах по всьому ланцюжку обчислень.
На початку 90-х років сталося давно очікувана подія: серйозна математика "в особі" інтегрованої системи MathCAD 3. 0 прорвалася до вікна
системи Windows [11]! Тріумфальна хода останньої почалося з того, що корпорація Microsoft заполонила ринок графічних операційних систем своєї
багатовіконний і багатозадачного системою Windows 3. 0/3. 1 з її прекрасною графікою і зручним для користувача інтерфейсом. Після цього майже всі фірми --
розробники програмних засобів наввипередки кинулись допрацьовувати свої програми під Windows.
На час випуску MathCAD 3. 0 під Windows далеко не кожен наш користувач мав
під рукою ПК класу 386 або 486 зі встановленою на ньому операційною системою Windows. Однак огляд західної літератури з інформатики та тенденцій розвитку
обчислювальної техніки переконливо показував, що система Windows стрімко вийшла на роль лідера серед сучасних операційних систем для
персональних комп'ютерів. Більшість серйозних програмних продуктів було перероблено під Windows 3. 1/3. 11, а зараз вже під 32-розрядну (в основному)
операційну систему Windows 95. У той же час кількість програм для MS-DOS стрімко скорочується.
На Заході вже давно припинений серійний випуск ПК на мікропроцесорах 286 і 386,
згортається виробництво ПК на процесорах класу 486. У Росії ситуація також змінилася. Нове покоління ПК - це машини серії Pentium/Pentiun
MMX/Pentium Pro/Pentium II. Вартість їх постійно знижується, і ПК цього класу стають доступними не тільки для організацій, але і для домашніх
користувачів.
Зараз найбільш часто можна придбати ПК вже стають машини з мікропроцесорами
класу Pentium MMX 166/200, що підтримують 57 нових команд для реалізації засобів мультимедіа. Останнім часом парк ПК тільки в Росії щорічно
зростає приблизно на мільйон машин, а загальна кількість IBM-сумісних ПК перевищила 200 мільйонів.
Ймовірно, вже в найближчі рік-два ПК з процесорами Pentium MMX і Pentium II (спрощена
варіант Pentium PRO з мультимедіа-командами) стануть основним типом персональних комп'ютерів навіть вдома. Їх продуктивність в сотні разів перевищує
продуктивність перший ПК IBM PC XT. Саме на машини цього класу й орієнтовані версії MathCAD 7. 0 і PLUS 7. 0 PRO, хоча, в принципі, цілком
можлива їх робота і на ПК з мікропроцесором 486 (з частотою роботи не менше 66 МГц).
Все це створює передумови до масового переходу на старші версії системи MathCAD
під Windows. Тим більше, що користувачі, що працюють з системою MathCAD під MS-DOS, завжди відчували певний дискомфорт через притаманних їй принципових
вад, успадкованих від операційної системи MS-DOS. Наприклад, при альтернативної кодуванні символів знакогенератора дисплея та принтера пропадала
більша частина грецьких літер, які широко використовуються в математичних формулах. Багато непорозумінь виникало при друку документів на принтерах, перекручувалися
деякі математичні спецзнаки, порушувалися формати таблиць і т.д. Якість друку також залишала бажати кращого. Шрифти не мали змінних наборів стилів,
їх розміри були фіксованими.
Не тільки професіонали-аналітики, а й просто любителі і шанувальники математики
швидко втрачали інтерес до системи, як тільки виникала необхідність у виконанні навіть найпростіших символьних обчислень: потрібних для цього коштів
версії системи MathCAD під MS-DOS були попросту позбавлені. Та й набір математичних формул (не кажучи вже про їх пошуку в довідкових книгах) був
заняттям далеко не самим легким і приємним, оскільки вимагав знання десятків різних комбінацій клавіш.
Досвід роботи автора навіть з першою системою MathCAD під Windows (версія 3. 0) дозволяє зробити висновок, що студенти, аспіранти, інженери та вчені отримали
чудовий інструмент для повсякденної роботи. Тепер для написання наукової статті або дисертації вони можуть обійтися тільки системою MathCAD під Windows і
вбудованими в Windows засобами.
До засобів нових версій MathCAD відносяться налаштування під будь-який хоч трохи відомий тип друкуючого пристрою, багатий набір шрифтів, можливість
використання всіх інструментів Windows, прекрасна графіка і сучасний багатовіконний інтерфейс. А у версію MathCAD 7. 0 PRO включені ефективні
кошти колірного оформлення документів, створення анімаційних (рухомих) графіків і звукового супроводу. Тут же текстовий, формульний і графічний
редактори, об'єднані з потужним обчислювальним потенціалом. Передбачена і можливість об'єднання з іншими потужними математичними і графічними
системами для вирішення особливо складних завдань. Звідси й назва таких систем - інтегровані системи.
математики, фізики та вчені з інших, суміжних галузей науки давно мріяли про математично
орієнтованої мови програмування для запису алгоритмів вирішення математичних і науково-технічних завдань в найбільш зручною, компактною і
доступною для розуміння формі. Для цього вони намагалися пристосувати різні мови програмування високого рівня - Фортран, Алгол, Бейсік, Паскаль і ін
Але їхні спроби так і не увінчалися успіхом: програми на цих мовах, на жаль, нічим не нагадували звичні математичні та фізичні символи та формули, за
якими всі звикли працювати і за допомогою яких описуються рішення математичних задач.
Випустивши за якісь три роки цілу серію систем MathCAD, орієнтованих під Windows і
що мають деякі засоби для виконання символьних операцій комп'ютерної алгебри, фірма MathSoft наочно показала своє безперечне лідерство у швидкій
розробці популярних математичних систем. Цьому сприяло залучення до розробок систем MathCAD відомої компанії Waterloo Maple Software --
створювачки однією з найбільш потужних та інтелектуальних систем комп'ютерної алгебри Maple V [12].
Зовсім недавно лідером серед систем комп'ютерної алгебри визнавалася система
Mathematica 2 фірми Wolfram [13]. Але сьогодні їй на п'яти наступає вже згадана система Maple V R3 з реалізацією під Windows [12]. З'явилася й нова
версія цих систем - Maple V R4. Втім, вже є і нова потужна версія системи Mathematica 3. Однак всі ці системи мають явний надлишок коштів
символьної математики, що зручно для математиків вищої кваліфікації, але аж ніяк не для масового користувача.
Роль головної математичної системи для більшості користувачів як і раніше
залишилася за MathCAD. Системи цього класу відрізняє простота, зручний для користувача інтерфейс і ретельно продумані, відібрані і
орієнтовані на потреби більшості користувачів математичні можливості. До того ж системи орієнтовані на ПК різних класів з різними апаратними
ресурсами - від звичайних AT 386 з пам'яттю 2 Мб до машин Pentium/Pentium MMX/Pentium PRO/Pentium II з ОЗУ не менше 12 Мб.
Залишаючись як і раніше потужною системою для чисельних розрахунків, MathCAD починаючи з версії 3.
0 набула можливості виконання деяких символьних операцій, тобто стала системою комп'ютерної алгебри. Для цього за ліцензією фірми Maple в систему
MathCAD було введено кілька урізане ядро символьних операцій від системи Maple V. Число таких операцій, що доступні користувачеві з меню, ретельно
оптимізувати і було обмежене тим розумним мінімумом, який необхідний масовому користувачу. Тим не менше символьні можливості систем розширювалися
від версії до версії, найбільш повно вони представлені у версії MathCAD 7. 0 PRO.
Починаючи з версії 4. 0 система MathCAD стала 32-розрядної. Це означає, що для її
роботи задіяні самі швидкі та ефективні команди сучасних мікропроцесорів, перш за все класу Pentium і Pentium Pro. В результаті,
не дивлячись на помітне збільшення математичних можливостей і поліпшення для користувача інтерфейсу, швидкість роботи системи не тільки не зменшилася, але і помітно
зросла.
Заради об'єктивності треба зазначити, що мультимедійні команди нових процесорів типу ММХ в
MathCAD 7. 0 PRO поки не задіяні, так що застосування в ПК процесорів цього класу дає лише незначний виграш в продуктивності в порівнянні
з роботою на ПК, оснащених звичайними процесорами Pentium. Цей виграш становить близько 7-10% і досягається за рахунок більшої ємності кеш-пам'яті у
процесорів типу ММХ та деяких архітектурних поліпшень.
Крім орієнтації на Windows 95 нові версії системи MathCAD містять безліч
удосконалень: зручне і просте управління мишею, більш досконалий редактор документів, можливість виконання найбільш поширених
символьних обчислень, об'єднані в єдиний центр ресурсів вбудовані електронні книги, потужна довідкова система і численні приклади
застосування - шпаргалки QuickSheets.
Системи реалізують типові і досить великі можливості Windows, включаючи доступність
безлічі шрифтів, підтримку всіх типів принтерів, одночасне виконання декількох різнохарактерних завдань і (в останніх версіях) реалізацію механізмів
обміну об'єктами OLE2. У режимі редагування можлива одночасна робота з вісьмома документами (точніше, з вісьмома вікнами, з яких лише одна є активним).
Передбачений імпорт будь-яких графічних зображень - від простих і спеціальних графіків
функцій до багатобарвних репродукцій художніх творів. Введені засоби анімації малюнків і програвання відеофайлів зі звуковим
стереофонічним супроводом. Це значно покращує візуалізацію самих складних розрахунків.
Довідкова база даних про систему в MathCAD 7. 0 PRO набагато повніше і витонченішими, ніж у ранніх
версіях. Вона дозволяє ознайомитися з основними можливостями MathCAD, зрозуміло, якщо користувач добре володіє англійською мовою. На жаль, на відміну
від русифікованих версій MathCAD PLUS 6. 0 PRO довідкова база даних у версії 7. 0 реалізована англійською мовою (як і вся інша документація),
що і стало головним спонукальним мотивом до підготовки цієї книги. В систему вбудовані прекрасні довідники з математичних формул і таблиці з
фізичними та хімічними характеристиками різних речовин.
Особливий інтерес представляють вбудовані в систему електронні книги, що містять довідки
(математичні формули), ілюстрації і приклади застосування системи з ряду розділів математики, механіки, фізики, електротехніки та радіотехніки, а також
по інтерфейсу системи. Можна виділити потрібну довідку - формулу або малюнок - і перенести її в текст документа. У поєднанні з можливістю імпорту графічних
файлів з інших графічних систем (таких, як VISIO, AutoCAD, PCAD, TurboCAD тощо) це дозволяє готувати документи, в яких поряд з розрахунковою частиною
будуть і високоякісні ілюстрації.
Істотно поліпшені графічні можливості системи. У ранніх версіях при побудові
графіків функцій перерахування їх функцій йшло в один рядок. Це призводило до зміщення графіка від лівій частині екрана вправо. Крім того, було неясно
(особливо при монохромному дисплеї і роздруку документів не кольоровим принтером), до якої функції належить та чи інша крива.
Ці недоліки в основному усунені у версії 6. 0 і практично повністю у версії
7. 0. Тепер імена перераховуються функцій розташовуються один під одним разом з вказівками на тип лінії, її колір (у вигляді короткого відрізка відповідних
кольору і типу) та наявність міток того чи іншого типу (кружки, хрестики, квадратики і т. д.). Суттєво спрощено процес переміщення малюнків та зміни їх
розмірів (за допомогою миші), підвищена точність позиціонування малюнків. Новою в системах MathCAD під Windows є і можливість керування за допомогою миші,
яка у версіях під MS-DOS просто була відсутня.
Користувачі будуть приємно здивовані тим, що всі версії MathCAD під Windows дозволяють
працювати як з латинськими літерами, так і з кирилицею (літерами російського алфавіту), грецьким алфавітом і взагалі з будь-якими символами, доступними Windows.
Більше того, завдяки застосуванню масштабованих TTF-шрифтів можна керувати як розміром символів, так і їх стилем (роблячи букви прямими або похилими, тонкими
або жирними). Все це дає можливість готувати документи та електронні книги високої якості як англійською, так і російською мовами. При цьому така
можливість є і в русифікованих, і в англомовних версіях MathCAD.
Втім, не варто забувати, що це гідність - результат роботи системи в середовищі
Windows, яка може бути русифікованою. Грецькі символи та математичні спецзнаки раніше були недоступні в текстових коментарях,
тепер же і цей недолік цілком усунутий.
Останні версії системи MathCAD дають нові засоби для підготовки складних документів. У
них передбачено барвисте виділення окремих формул, багатоваріантний виклик одних документів з інших, можливість закриття "на замок" окремих
частин документів, гіпертекстові і гіпермедіа-переходи і т.д. Це дозволяє створювати чудові навчальні програми та цілі книги з будь-яких курсів,
що базуються на математичному апараті. Тут же реалізується зручне і наочне об'єктно-орієнтоване програмування найскладніших завдань, при
якому програма складається автоматично за завданням користувача, а саме завдання формулюється на природному математичному мовою спілкування з системою.
1997 порадував шанувальників системи MathCAD виходом новітньої версії 7. 0. Вона не
тільки увібрала в себе всі можливості попередніх версій, але й збагатилася низкою нових. І без того хороший інтерфейс версії 6. 0 став тепер чудовим.
З першого погляду він навіть дещо простіше, але ця простота явно оманлива. Можливості введення складних математичних виразів і текстів з самими
різноманітними виділеннями помітно розширилися.
У цю версію MathCAD додана функція завдання деяких типів графіків без визначення ранжируваних (що мають діапазон значень) змінних, що різко
спростило побудову таких графіків для початківців користувачів. Значно покращилася довідкова система і загальне управління нею. Організована зв'язок з
іншими математичними системами і використання їх можливостей. З системою поставляється повне (але англомовне) опис у форматі файлів популярного
Internet-браузера Acrobat Reader. Введено і принципово новий засіб - MathConnex - для симулювання систем, представлених що складається з блоків
функціональною схемою.
Новітня версія, як і попередня, випущена в двох основних варіантах:
MathCAD 7. 0 STANDARD - спрощена версія, зручна для більшості користувачів і застосування в навчальних цілях;
MathCAD 7. 0 PRO - професійна версія, орієнтована на математиків і науково-педагогічних працівників,
зацікавлених в автоматизації своїх досить складних і трудомістких розрахунків.
При цьому особливо важливо відзначити, що MathCAD не лише засіб для вирішення математичних завдань. Це, по суті, могутня математична САПР, що дозволяє
готувати на високому поліграфічному рівні будь-які відносяться до науки і техніки матеріали: документацію, наукові звіти, книги та статті, дисертації,
дипломні та курсові проекти і т. д. При цьому в них одночасно можуть бути присутніми тексти складного виду, будь-які математичні формули, графіки
функцій і різні ілюстративні матеріали. Дозволяє MathCAD 7. 0 готувати і високоякісні електронні книги з гіпертекстовими посиланнями.
З виходом цієї книги зацікавлений читач отримує досить повну
інформацію про MathCAD 7. 0 PRO - і про практику її застосування в масових загальнотехнічних і математичних розрахунках. З книги виключені докладні
відомості про ранніх версіях систем класу MathCAD.
Надалі скорочення ради ми будемо вживати коротку назву системи MathCAD 7. 0 PRO просто як MathCAD (оскільки в даній книзі описана тільки
ця версія системи), а під Windows будемо мати на увазі операційні системи Windows 95 і Windows NT, що мають практично ідентичний інтерфейс користувача.
З точки зору роботи в них системи MathCAD 7. 0 різниці між цими операційними системами немає.
1. 2. Інсталяція і запуск системи
Системи MathCAD 7. 0 PRO поставляються на CD-ROM (можливе постачання мінімальних версій і
на 3, 5-дюймових дискетах). При цьому повна інсталяційна версія MathCAD 7. 0 PRO з документацією та демонстраційної версією програми Axum 5. 0 (Технічна
графіка та аналіз даних) займає трохи більше 100 Мб. Система орієнтована на операційні системи Windows 95 і Windows NT і має можливості підготовки
документів у форматі, прийнятому для глобальної мережі Internet.
Для установки системи MathCAD 7. 0 PRO потрібен ПК класу 486 і вище (бажаний Pentium/Pentium MMX/Pentium Pro/Pentium II) з ємністю ОЗУ не менше 12 Мб
(рекомендується 16 Мб і вище). Інсталяція в мінімальному обсязі вимагає 18 Мб на жорсткому диску, а типова - навіть 55 Мб. Для повного використання системи повинні
бути проинсталлировать програми, з якими вона може працювати спільно: Microsoft Internet Explorer 3. 02, Excel, MatLAB 4. 02 і Axum 5. 0.
Як зазначалося, нові версії MathCAD доповнені можливістю виведення анімаційних
зображень, що одержали назву "живого" відео. Для реалізації звукового супроводу "живого" відео необхідне оснащення ПК
аудіоадаптер, сумісним із звуковими картами класу Sound Blaster, і звуковими колонками.
Таким чином, повноцінне використання MathCAD 7. 0 можливе тільки на самих
сучасних 32-розрядних ПК, оснащених новітніми засобами мультимедіа. Зрозуміло, відмовившись від мультимедійних засобів, ви зможете використовувати всі
основні можливості системи MathCAD.
З урахуванням зазначених особливостей інсталяція системи не викликає яких-небудь проблем і проходить досить гладко. Якщо виникають специфічні труднощі (як
правило, при невдалою і нетиповий конфігурації ПК), слід ознайомитися з досить детальною інструкцією з інсталяції, наведеною у файлі readme.
Після інсталяції в робочому вікні системи Windows ви виявите вікно з піктограмами
системи. Піктограма із зображенням рахунків і написом MathCAD PLUS 7. 0 служить для запуску системи. Однак це вікно існує недовго, і закрилася, більше не
з'являється, переходячи в робочий меню операційної системи. На рис. 1. 1 показано розкрите робоче меню операційної системи Windows 95 з позиціями, в яких
видно значки та найменування їх для програми MathCAD 7. 0 PRO.
Те, що система MathCAD 7. 0 PRO призначена для професіоналів, зовсім не означає, що для звичайних користувачів робота з системою буде в чомусь
складніше, ніж із спрощеною версією MathCAD 7. 0 STANDARD. Ці версії мають однаковий користувальницький інтерфейс і відрізняються лише повнотою набору
вбудованих операторів і функцій та об'ємом супровідної документації Так що всупереч логіці робота саме з версією PRO простіше для будь-якого користувача, адже
саме ця версія містить найбільш потужний довідково-інформаційний розділ і найширші можливості не повільного застосування
Рис. 1. 1 Група значків MathCAD 7. 0 PRO в робочому меню операційної системи Windows 95
У колишніх версіях MathCAD під Windows піктограма запуску мала вигляд калькулятора
Деякі користувачі мимоволі через це ототожнювали MathCAD з мікрокалькулятором в Windows Однак вони відрізняються приблизно так само, як
космічний "човник" відрізняється від паперового голубка Мабуть, зваживши на це, MathSoft змінила піктограму, зобразивши її у вигляді рахунків, - навряд чи
будь-хто запідозрить, що MathCAD 7 Про PRO уподібнюється таким собі великим електронних рахунків
Запустивши MathCAD з Windows, ви на якийсь час (залежить від швидкодії ПК)
побачите досить скромне титульне вікно (рис 1 2)
Воно незабаром зміниться основним вікном системи (рис 1 3) Останнє являє собою
якийсь гібрид типового вікна Windows програм і діалогового вікна, такого звичного для користувачів попередніх версій MathCAD
Зазвичай при першому завантаженні системи її вікно з'являється не повністю відкритим і навколо
нього видно піктограми інших додатків менеджера програм Windows 95 Однак на рис 1 3 основні вікно MathCAD розкрито на весь екран, користувачі Windows
95 знають, що для розкриття вікна треба активізувати середню з трьох кнопок, розташованих у правому верхньому кутку основного вікна системи
При запуску системи в центрі основного вікна зазвичай з'являється менше вікно - Tip of
the Day, - що дозволяє швидко ознайомитися з можливостями MathCAD Однак для наших користувачів користь від цього вікна досить сумнівна, оскільки
опис дано на англійській мові Для перемикання тим служить кнопка Next Tip, а для переходу до роботи з MathCAD - кнопка ОК можна вимкнути
поява цього віконця, видаливши мишею галочку в прямокутнику в нижньому лівому кутку віконця Tip of the Day
Рис. 1. 2 Титульна заставка системи MathCAD PLUS 6. 0
PRO
Рис. 1. 3 Вікно системи MathCAD PLUS 7. 0
Як відомо, Windows 95 дозволяє швидко переключатися з рішення однієї задачі на
рішення іншого (зокрема, шляхом одночасного натиснення клавіш Alt й Tab). Можливо також управління вікнами різних додатків. Для цього в правому
верхньому кутку вікна MathCAD поміщено три кнопки у вигляді маленьких квадратів.
Ліва кнопка згортає вікно, зберігаючи MathCAD активним. При цьому в рядку завдань
Windows 95 (внизу екрану) з'являється кнопка з піктограмою системи та її назвою. Якщо завантажені і інші додатки Windows 95, то і їх кнопки будуть
видні в рядку завдань; активізуючи їх, можна робити активним ту чи іншу програму.
Середня кнопка, як зазначалося, виконує функції перемикання розмірів вікна: вона
розкриває вікно на весь екран або задає вікно у зменшеному розмірі. При цьому вікно можна розтягувати в різних напрямках, вчепившись за його обмежувальні
лінії або кути курсором миші. У цьому випадку курсор набуває вигляду тонких двосторонніх стрілок, що вказують на напрям, в якому можна розтягувати
або звужувати вікно.
Третя кнопка (з жирним похилим хрестиком) служить для закриття вікна. При цьому робота
з додатком (MathCAD або іншим) завершується у відповідності з певними правилами. Звичайно, якщо у додаток був завантажений файл і він модифікований, то
при закритті програми з'являється тимчасове вікно з пропозицією зберегти файл.
За допомогою клавіш Alt і Tab (табуляція) в Windows можна швидко переключатися з
однієї програми до іншої, наприклад з текстового редактора або програми AutoCAD в MathCAD. При цьому (що є принциповою відмінністю від роботи в
середовищі MS-DOS) робота кожного додатка тимчасово припиняється у тому стані, яке було перед перемиканням вікон. З цього ж стану додаток починає
працювати, як тільки його вікно знову робиться активним. Переключення програм зручно здійснювати з рядка завдань операційної системи, звичайно розташованої
внизу екрану.
1. 3. Основи призначеного для користувача інтерфейсу
Під інтерфейсом користувача мається на увазі сукупність засобів графічної
оболонки MathCAD, що забезпечують легке управління системою як з клавішного пульта, так і за допомогою миші. Під управлінням розуміється і просто набір необхідних
символів, формул, текстових коментарів і т. д., і можливість повної підготовки в середовищі MathCAD документів (Worksheets) та електронних книг з
подальшим їх запуском в реальному часі.
для користувача інтерфейс системи створений так, що користувач, що має елементарні навички
роботи з Windows-додатками, може відразу почати роботу з MathCAD. Інтерфейс системи зовні дуже нагадує інтерфейс широко відомих текстових
процесорів Word 7. 0/8. 0 під Windows 95. Це, зокрема, дозволило дещо скоротити опис загальноприйнятих для Windows-додатків деталей роботи з ними.
Вікно редагування
Відразу після запуску система готова до створення документа з необхідними користувачеві
обчисленнями. Перша ж кнопка панелі інструментів (із зображенням чистого листка паперу) New Worksheet дозволяє почати підготовку нового документа.
Відповідне йому вікно редагування отримує назву Untitled: N, де N - порядковий номер документа, який починається з цифри 1. Спочатку вікно
редагування очищено (рис. 1. 4). Завдання різних стилів нових документів ми розглянемо в наступному розділі.
Якщо до системи з другого кнопки (у вигляді відкривається жовтої папки) завантажений
файл документа, то останній з'явиться у вікні редагування (мал. 1. 5). На цьому малюнку екран системи показаний з прихованими панелями інструментів (Tool
Bar), форматування (Format) та завдання палітр математичних символів і операторів (Math Pallete). При цьому вид екрану майже не
відрізняється від того, який знайомий користувачам старих версій системи MathCAD під MS-DOS Для усунень панелей служать опції в головному меню, що знаходяться в
підменю позиції View
Якщо всі вікна редагування закриті, то екран системи набуває вигляду, показаний
на рис 1 6 деякі деталі інтерфейсу (порівняйте з рис. 1. 4 і 1. 5) можуть бути відсутні, навіть коли панелі інструментів, форматування і математичних
символів і операторів виведені. Нерізке зображення ряду елементів інтерфейсу показує, що в даному випадку їх функції недоступні На це ж вказує і зникнення
окремих позицій головного меню. Саме вікно редагування відсутня, на його місці - просто сірий фон.
Рис. 1. 4 Екран системи MathCAD з очищеною вікном редагування
Рис. 1. 5 Екран системи MathCAD з завантаженим документом
Рис. 1. 6 Екран системи MathCAD з усіма закритими вікнами документів
Пізніше буде описано, як модифікується інтерфейс системи. А поки що варто звернути
увагу на деякі типові приклади обчислень в середовищі системи MathCAD. Перше, що кидається в очі (див. рис. 1. 5), - природність запису
математичних виразів та результатів їх обчислень, що є головною відмінною рисою систем класу MathCAD.
Основну частину екрану займає вікно редагування, спочатку пусте. Смуги
прокручування на нижній і правій кромці поточного вікна (іноді звані слайдери) призначені для переміщення зображення на екрані по горизонталі і вертикалі.
Для це?? про досить встановити курсор-стрілку мишки на рядку прокрутки (квадратик зі стрілкою, що вказує напрямок переміщення) і натиснути ліву
клавішу миші. При цьому буде забезпечено плавне, але повільне переміщення зображення у вікні. Можна переміщати зображення набагато швидше, встановивши
курсор-стрілку в полі повзунка і також натиснувши клавішу миші. При цьому довжина повзунка відповідає повній довжині документа, так що курсором можна відразу
приблизно вказати на частину документа, виведену у вікно.
Вгорі вікна на рис. 1. 4 видно кілька рядків з типовими елеменгамі інтерфейсу.
Верхній рядок - титульна. Вона відображає назва завантаженого або що вводиться з клавіатури документа. У лівій частині рядка поміщена стандартна кнопка
управління вікном, а в правій частині - три маленькі кнопки для згортання вікна, розгортання його на весь екран і закриття. Учепившись курсором миші за
титульну рядок і тримаючи натиснутою ліву кнопку миші, можна з її допомогою пересувати вікно (якщо він не розкритий на весь екран) з робочого столу Windows
95.
Якщо використовується русифікована версія Windows, то ліва кнопка титульної рядка
виведе на екран меню з російськими назвами позицій. Користувачам англомовної версії MathCAD не варто цьому дивуватися, як і назв у меню, розташованої
нижче кнопки. Справа в тому, що ці кнопки типові для всіх Windows-додатків. Вони відносяться не до системи MathCAD як такої, а до всієї системи Windows.
Корисно врахувати, що натискання правої клавіші миші викликає поява контекстно-залежного меню. Позиції цього меню можуть сильно відрізнятися від того,
в якому режимі працює система і в якому місці було встановлено курсор миші перед натисканням правої її клавіші. Зауважимо, що це також не властивість MathCAD --
така можливість передбачена як елемент користувацького інтерфейсу Windows.
Головне меню
Другий рядок вікна системи - головне меню. Воно буде описано надалі, поки ж
відзначимо, що робота з документами MathCAD зазвичай не вимагає обов'язкового використання можливостей головного меню, так як основні з них дублюються
кнопками швидкого управління. Панелі (рядки) з ними знаходяться під рядком головного меню. Їх можна виводити на екран або прибирати з нього за допомогою відповідних
опцій позиції View (Вид) головного меню Windows.
Зазвичай є дві такі панелі: панель інструментів (дублююча ряд найбільш
поширених команд і операцій) і панель форматування для вибору типу і розміру шрифтів і способу вирівнювання текстових коментар. Ці панелі видно
на рис. 1. 3 і 1. 4.
Набірні панелі
Замість Столбикова перемикача математичних знаків, що застосовується в ранніх версіях
MathCAD, в сьомій версії використовуються більш зручні переміщувані складальні панелі (в оригіналі Palletes - палітри) з такими знаками. Вони служать для виведення
заготовок - шаблонів математичних знаків (цифр, знаків арифметичних операцій, матриць, знаків інтегралів, похідних і т. д.).
Кнопки виведення складальних панелей займають п'яте зверху рядок вікна системи. На рис. 1. 7
показано призначення цих кнопок. Набірні панелі з'являються у вікні редагування док
