Составные части окна Mathcad

ОСНОВЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

ПАКЕТА MATHCAD

Под интерфейсом пользователя понимается совокупность средств графической оболочки Mathcad, которая обеспечивает удобное управление системой как с помощью клавиатуры, так и с помощью мыши.

Интерфейс пакета Mathcad внешне напоминает интерфейсы других приложений Windows, в частности текстового процессора Word.

1. Запуск пакета Mathcad. Запуск пакета Mathcad можно выполнить несколькими способами.

Первый способ:

v щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Пуск (Start) на панели задач для вызова главного меню;

v выберите в главном меню пункт ;

Второй способ:

v на рабочем столе найдите ярлык пакета Mathcad и дважды щелкните по нему левой кнопкой мыши.

После запуска пакета Mathcad на экране появляется основное окно Mathcad (рис. 1).

Рис. 1. Вид основного окна Mathcad с новым документом.

Составные части окна Mathcad

2.1. Строка заголовка. В левой части строки расположен значок управления главным окном , название пакета Mathcad, а также имя текущего файла [Безымянный:1]. В правой части расположены три кнопки управления окном - свернуть, развернуть (свернуть в окно) и закрыть.

2.2. Строка главного меню - строка с пунктами меню, при выборе которых открывается доступ к подменю с различными командами (рис. 2).

Рис. 2. Главное меню пакета Mathcad.

2.3. Стандартная панель инструментов(Standart) - панель с кнопками для быстрого выполнения наиболее важных команд при работе с пакетом (рис. 3.)

Рис. 3. Стандартная панель инструментов.

сохранение файла в текущей папке;

открытие существующего файла;

создание нового файла;

проверка орфографии англоязычного текста;

предварительный просмотр документа перед печатью;

печать документа;

вставка в рабочий документ фрагмента из буфера обмена;

копирование в буфер обмена выделенного фрагмента;

удаление в буфер обмена выделенного фрагмента;

выравнивание выделенных регионов по левому краю;

выравнивание выделенных регионов по верхнему краю;

ручной режим вычисления выражений;

вставить единицы измерения;

вставить встроенные функции пакета.

2.4. Панель форматирования (Formatting) – панель с кнопками для выбора типа и размера шрифта, изменения его начертания, выравнивания текстовых комментариев и др. (рис. 4).

Рис. 4. Панель форматирования.

2.5. Панель инструментов Математика (Math) – панель с кнопками для вызова дополнительных девяти панелей, с помощью которых и происходит непосредственная вставка математических символов и операторов в документ Mathcad (рис. 5).

Рис. 5. Панель инструментов Математические.

2.6. Панель ресурсов (Resources) – для вызова ресурсов Mathcad (рис. 6).

Рис. 6. Панель ресурсов.

2.7. Рабочая область или ”лист” (Worksheet) – для ввода текстовых комментариев, математических выражений и элементов программирования.

В рабочей области виден курсор ввода (визир) в виде небольшого крестика красного цвета , а также вертикальная и горизонтальная линии раздела страниц рабочего листа.

2.8. Строка состояния (Status bar) – для отображения текущего состояния документа. В левой части строки расположена контекстно-зависимая подсказка о готовящемся действии. В правой части строки выводятся:

- режим вычислений: автоматический-Авто(AUTO) или задаваемый вручную – Вычислить F9 (Calc F9);

- текущий режим раскладки клавиатуры – САР (при нажатой клавише Caps Lock);

- текущий режим раскладки малой цифровой клавиатуры – NUM (при нажатой клашише Num Lock);

- номер страницы, на которой находится курсор.

3. Главное меню пакета Mathcad.Главное меню содержит девять пунктов. При щелчке мышью на каждом из них появляется соответстующие падающие меню с перечнем команд:

- Файл (File) – команды для работы с файлами: создание, сохранение, открытие, просмотр, вывод на печать;

- Правка (Edit) – команды, связанные с редактированием документов: удаление, копирование, вставка, замена фрагментов документа;

- Вид (View) – команды для управления внешним видом документа, включение/выключение элементов интерфейса;

- Вставка (Insert) – команды вставки объектов и их шаблонов;

- Формат (Format) – команды форматирования объектов(текста, формул, графики);

- Инструменты (Tools) – команды управления вычислительным процессом;

- Символьные операции (Symbolics) – выбор команд символьных вычислений;

- Окно (Window) – команды управления расположением на экране окон с различными документами пакета;

- Справка (Help) – команды вызова справочной базы данных.

Рассмотрим основные команды пунктов главного меню, используемые при выполнении лабораторных работ.

¨ Команды пункта Файл:

-Создать(New) –создать новый документ;

- Открыть (Open) – открыть существующий документ;

- Закрыть (Close) – закрыть активное окно с документом;

- Сохранить (Save) – сохранить активный документ с текущим именем;

- Сохранить как (Save as) – сохранить активный документ с новым именем и/или в другом месте, в другом формате;

- Параметры страницы (Page Setup) – установить параметры страниц документа: размер и способ подачи бумаги, ориентацию ( книжную или альбомную), ширину отступа (поля) со всех сторон листа в миллиметрах;

- Предварительный просмотр (Print Preview) – предварительный просмотр на экране расположения объектов на странице;

- Печать (Print) – печать активного документа;

- Выход (Exit) – завершение работы с пакетом Mathcad.

¨ Команды пункта Правка:

- Вырезать (Cut) – вырезать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена;

- Копировать (Copy) – копировать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена ;

- Вставить (Paste) – вставить в рабочий лист фрагмент из буфера обмена;

- Специальная вставка (Paste Special) - вставить в рабочий лист объект другого приложения;

- Удалить (Delete) – удалить выделенный фрагмент;

- Выделить все (Select all) – выделить всю область рабочего листа;

- Перейти на страницу (Go to Page) – переход к странице, указанной в диалоговом окне Перейти на страницу (Go to Page).

¨ Команды пункта Вид:

- Панели инструментов (Toolbars) – показать/скрыть панели инструментов;

- Строка состояния (Status bar) –показать/скрыть строку состояния;

- Окно трассировки (Trace Window) – показать окно для отображения результатов трассировки программы с помощью отладочных функций;

- Колонтитулы (Headers/Footers) – создание и редактирование колонтитулов;

- Регионы (Regions) – показать/удалить границы регионов;

- Обновить (Refresh) или Ctrl+R–обновить рабочий документ (удаляются лишние символы – “мусор”, которых на самом деле в документе нет);

- Масштаб (Zoom) – вызывает диалоговое окно для изменения масштаба отображения документа.

¨ Команды пункта Вставка:

- График (Graph) – вставить график (тип графика выбирается из подменю команды;

- Матрица (Matrix) - вставить шаблон матрицы или вектора;

- Функция (Function) – вставить встроенную функцию;

- Единица измерения (Unit) – вставить единицы измерения размерной величины;

- Область (Area) – создать скрываемую область;

- Разрыв страницы (Page Break) – начать новую страницу;

- Регион формул (Math Region) или сочетание клавиш Ctrl+Shift+A – создать математический регион в текстовом регионе;

- Регион текста (Text Region) или символ кавычка ( ” ) – создать текстовый регион;

¨ Команды пункта Формат:

- Результат (Result) – форматирование вывода результатов вычислений;

- Текст (Text) - форматирование текста;

- График –(Graph) – форматирование графиков;

- Разделить регионы (Separate Regions) - разделить перекрывающиеся регионы в документе;

- Выровнять регионы (Align Regions) – выровнять выделенные регионы по горизонтали или по вертикали.

¨ Команды пункта Инструменты:

- Защитить документ (Protect Worksheet) – защитить документ от редактирования;

- Вычислить (Calculate) – управление режимом вычисления формул:

ŸАвтоматический расчет(Automatic Calculation) - все вычисления выполняются автоматически по мере ввода выражений; этот режим установлен по умолчанию;

ŸВычислить сейчас (Calculate) (функциональная клавиша F9иликнопка на стандартной панели инструментов) – ручной режим вычислений математических выражений в видимой части экрана;

ŸПересчитать документ (Calculate Worksheet) (сочетание клавиш Ctrl+F9)- ручной режим вычислений всего документа (рабочего листа);

- Отключить вычисление (Disable Evaluation) – отключить вычисление какой-либо формулы;

¨ Команды пункта Окно:

- Каскадом (Cascade) – расположить окна документов каскадом;

- Сверху вниз (Tile Vertical) – расположить окна документов по вертикали.

- Слева направо (Tile Horizontal) – расположить окна документов по горизонтали;

¨ Команды пункта Справка:

- Справка по Mathcad (Mathcad Help) – получение справочной информации;

- Что это? (What's This?) – быстрая интерактивная справка об элементах интерфейса;

- Шпаргалки (QuickSheets) – быстрые шпаргалки (доступ к электронным книгам Быстрых шпаргалок).

4. Назначение кнопок панели инструментов Математика.

вызов панели инструментов Калькулятор(Calculator)-для вставки шаблонов основных математических операций, цифр, знаков математических операций;

вызов панели инструментов График (Graph) – для вставки шаблонов графиков разных типов;

вызов панели инструментов Матрица (Matrix) - для вставки шаблонов матриц и матричных операторов;

вызов панели инструментов Вычисление (Evaluation) – для вставки операторов управления вычислениями;

вызов панели инструментов Математический анализ (Calculus) – для вставки операторов интегрирования, дифференцирования, суммирования и др;

вызов панели инструментов Булева алгебра (Boolean) – для вставки логических (булевых) операторов;

вызов панели инструментов Программирование (Programming) – для программирования средствами Mathcad;

вызов панели инструментов Греческий (Greek) – для вставки греческих символов;

вызов панели инструментов Символьные (Symbolic) – для вставки символьных операторов.

На рис. 7 показаны математические панели инструментов.

При наведении указателя мыши на любую из кнопок математических панелей, появится всплывающая подсказка в виде текста, поясняющего назначение кнопки. Чтобы вставить в документ тот или иной символ с математических панелей достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши по соответствующей кнопке. Для большинства кнопок в подсказке содержится также сочетание ”горячих клавиш”, нажатие которых приведет к аналогичным действиям.

Рис. 7. Математические панели инструментов.

5. Завершение работы с пакетом Mathcad. Выход из пакета Mathcadможно осуществить несколькими способами.

Первый способ:

- в главном меню Файл (File) выберите команду Выход (Exit).

Второй способ:

- щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Закрыть в строке заголовка пакета.

Третий способ:

- с помощью комбинации клавиш Alt+F4 или Ctrl+Q.

Внимание!Если перед выходом Вы сохранили документы, с которыми работали, с помощью команды Сохранить (Save) или Сохранить как (Save as), то все активные окна последовательно закроются при завершении работы с пакетом.

Если Вы забыли сохранить какой либо документ, то пакет Mathcad сообщит об этом в диалоговом окне. Нужно ответить , если нужно сохранить изменения в данном документе, и , если сохранение не требуется.

6. Создание колонтитулов. Колонтитул представляет собой область в верхнем и нижнем поле страницы документа, в которой можно разместить справочную информацию: имя документа, дату и время создания, номер страницы и пр. Эта информация автоматически появится на каждой странице документа.

Колонтитулы бывают верхними и нижними. Создание и редактирование колонтитулов выполняется в окне диалога работы с колонтитулами.

Порядок вставки колонтитула в документ:

1. Выберите в меню Вид (View) команду Колонтитулы (Headers/Footers);

2. В окне диалога в зависимости от типа колонтитула (рис.8) выберите одну из вкладок: Верхний колонтитул или Нижний колонтитул;

3. Щелкните левой кнопкой мыши в одном из текстовых полей, в зависимости от того, куда Вы хотите поместить колонтитул: слева, в центр или справа;

4. Введите текст колонтитула, комбинируя его с информацией, которая будет вставлена автоматически при щелчке по одной из соответствующих кнопок, находящихся в нижней части диалогового окна в секции Инструменты.

В случае необходимости повторите пп 3 – 4.

Назначение кнопок, с помощью которых осуществляется автоматическая вставка информации в колонтитул приведено ниже. В фигурных скобках отображен символ, который однозначно определяет соответствующую информацию в поле колонтитула.

-Имя файла (File Name ) - {f}

- Путь к файлу (File Path) - {p};

- Номер страницы (Page Number) - {n};

- Число страниц (Number of Pages) - {nn};

- Дата последнего сохранения (Date Last Saved) - {fd};

- Время последнего сохранения (Time Last Saved) - {ft};

- Текущая дата (Date) - {d};

- Текущее время (Time) - {t}.

Рис. 8. Установка колонтитулов.

Нумерацию страниц можно начать с любой цифры в поле Начать со страницы (Start at page number) окна диалога.

На рис. 9. показан внешний вид результатов установки верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы.

Рис. 9. Внешний вид верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы.

Входной язык

7.1 Алфавит входного языка. В пакете MathCad используются следующие наборы символов и слов:

- прописные и строчные буквы латинского и греческого алфавита;

- арабские цифры от 0 до 9;

- спецсимволы;

- специальные знаки – операторы;

- системные переменные;

- имена встроенных функций;

- все, что находится в палитрах математической панели;

- буквы кириллицы.

7.2. Имена переменных и функций.Имена констант, переменных функций называют идентификаторами. Длина идентификатора не ограничена. Для записи идентификатора используются:

- прописные и строчные буквы латинского и греческого алфавита;

- арабские цифры от 0 до 9;

- символ подчеркивания " _";

- точка (используется для ввода поясняющего текста – "псевдо индекса"; на экране не отображается);

Ограничения на имена переменных и функций:

- первым символом имени может быть только буква;

- все буквы вимени должны иметь один стиль и шрифт;

- имена не могут совпадать с именами встроенных функций, констант и размерностей.

Внимание! Прописные и строчные буквы в идентификаторах различаются.

Примеры записи идентификаторов:

Верная запись	Неверная запись
V_1 abc AВ_SR f100 Xmin δ_α_3c	5f d-s 00A i·k·c cos TOL

7.3. Операторы присваивания.Предназначены для определения (или переопределения) переменныхи функций пользователя.

Общий вид записи оператора присваивания:

Имя переменной Выражение

Здесь в фигурных скобках показаны возможные обозначения символов присваивания, в зависимости от вида оператора присваивания.

Правило выполнения оператора присваивания:

1. Вычисляется выражение.

2. Результат вычисления присваивается переменной с заданным именем.

Виды операторов присваивания и зона их действия в документе.

Название оператора присваивания	Обозна чение	Ввод	Шаблон	Зона действия в документе
Обычное	:=	Клавиша <:>, на панелях Калькулятор и Вычисление		Слева направо и сверху вниз
Глобальное	≡	Клавиша <~>, на панели Вычисление		В любой части документа
Локальное		Сочетание клавиш Shift+[, на панели Программирование		В программном блоке

Примеры записи операторов присваивания:

Верная запись	Неверная запись
X:=2.6 abc:=-α+2 A_B≡A-tan(x)2 f0:=ln(x)	5:=f d-s:=z |A|≡B i:=sin3·(x)

7.4 Операторы вывода. Используется для вывода значений переменных и функций.

Название	Обозна чение	Ввод	Шаблон	Пример
Численный	=	Клавиша <=>, кнопка на панелях Калькулятор и Вычисление		p+p=6.28
Символьный	®	Кнопка на панелях Вычисление и Символьные	®	p+p®2·p

Функции.

В общем случае функция – это выражение, согласно которому проводятся определенные вычисления с заданными аргументами, и определяется результат.

В MathCAD можно использовать функции двух типов:

- встроенные функции;

- функции, определенные пользователем.

Применение функций обоих типов в расчетах совершенно одинаково, с тем исключением, что любую встроенную функцию можно сразу использовать в любом месте документа, а пользовательскую функцию необходимо предварительно определить в документе до момента вычисления ее значения.

Любую встроенную функцию можно ввести с помощью команды Вставка/Функция… или с помощью кнопки на панели инструментов. Некоторые наиболее часто используемые встроенные функции можно ввести спанелиКалькулятор( sin, cos, ln, log…).

7.5.1 Определение функции пользователя.Для определения функции пользователя используется оператор присвоения. В левой части оператора записывается имя функции, вслед за которым в круглых скобках - список аргументов. В правой части оператора присвоения записывается выражение, соответствующее данной функции.

Имя_функции(Список аргументов) := Выражение

Имя_функции задается по тем же правилам, что и имена переменных.

Список аргументов – введенные через запятую имена переменных, от которых зависит функция.

Выражение может содержать константы, переменные, операторы, встроенные функции и другие функции пользователя.

При определении функции аргументы называют формальными, а при обращении – фактическими. Значения формальным аргументам предварительно не присваиваются. Конкретные значения формальным аргументам, которые используются в математическом выражении, задаются при вызове функции.

Внимание! Все переменные, присутствующие справа в выражении определения функции, либо должны входить в список аргументов функции (в скобках, слева после имени функции), либо должны быть определены ранее. В противном случае будет выведено сообщение об ошибке, причем имя неопределенной переменной будет выделено красным цветом.