Донской государственный технический университет
Программы для выполнения различных видов математических задач
Мартыщенко Д.О.
В мире, насыщенном различными технологиями, нельзя не обратить внимание на то, какую роль играет компьютер и его составляющие в наши дни. Кому как не современному человеку знать об их востребованности в учебе и работе, сегодняшние программы существенно облегчают нам жизнь.
Рассмотрим несколько программ для решения математических задач. Одной из самых распространённых и широко известных является MathCAD, которая предназначается исключительно для всевозможных вычислений и, конечно, ориентирована в большей части на получение численного решения, которые скорее пригодится обычному инженеру. Прежде всего, MathСAD - программный инструмент для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов, оснащенных простым в освоении и легким в использовании графическим интерфейсом, который предоставляет пользователю инструменты для работы с формулами, цифрами, графиками и текстами [1]. Под пользовательским интерфейсом подразумевается набор графических инструментов для оболочки MathCAD, которые обеспечивают легкое управление системой как с клавиатуры, так и с мыши. Управление представляет собой набор необходимых символов, формул, текстовых комментариев и т. д., а также возможность полной подготовки в среде документов MathCAD и электронных книг и их последующего запуска в режиме реального времени. Пользовательский интерфейс системы разработан таким образом, что пользователь с базовыми навыками работы с приложениями Windows может сразу начать работу с MathCAD, что крайне важно, так как не осложняет работу и позволяет быстро приступить к выполнению нужных задач. MathCAD имеет специализированный язык программирования ввода на очень высоком уровне, ориентированный на математические вычисления. Поэтому, учитывая входной язык системы как язык программирования, можно выделить в ней типичные понятия и объекты. К ним относятся идентификаторы, константы, переменные, массивы и другие типы данных, операторы и функции, структуры управления и т. д. [2]. Четкое понимание их возможностей и правил приложения (синтаксис) очень полезно при решении задач средней и высокой сложности. Алфавит языка ввода системы определяет набор символов и слов, которые используются при указании команд, необходимых для разрешения интересных пользователю задач. Алфавит системы MathCAD содержит:
? строчные и прописные латинские буквы;
? строчные и прописные греческие буквы;
? арабские цифры от 0 до 9;
? системные переменные;
? операторы;
? имена встроенных функций;
? особые приметы;
? строчные и прописные буквы кириллицы (при работе с русифицированными документами.
MathCAD обладает элементарными встроенными математическими функциями, такими как гиперболические, тригонометрические, показательные и логарифмические функции и множество других, которые позволяют быстро вычислять не всегда простые выражения. Для выполнения арифметических действий над численными величинами и конструирования математических выражений существуют различные арифметические операторы (логические операторы, арифметические операторы, программные операторы и т.п.) [3].
Системы компьютерной алгебры оснащены специальным процессором для выполнения аналитических (символических) вычислений. Его основой является ядро, в котором хранится весь набор формул и формальных преобразований, с помощью которых выполняются аналитические вычисления. Чем больше этих формул в ядре, тем надежнее работа процессора символов и, более вероятно, проблема будет решена, конечно, если такое решение существует в принципе. Ядром символического процессора MathCAD является слегка упрощенная версия ядра известной системы Maple V от Waterloo Maple Software, в которой MathSoft (разработчик MathCAD) приобрела лицензию на ее использование, поэтому MathCAD стала (начиная с версии 3.0) - система символической математики. Введение в систему символических вычислений MathCAD предоставляет качественно новые функции, недоступные в предыдущих версиях системы. Там, где более важно, что символические вычисления в конечном счете так же просты (для пользователя), как, скажем, вычисление квадрата x. Именно поэтому так просто и легко использовать данную программу на практике ежедневно. вычисление математический программа задача
Существует большое количество и других не менее полезных программ и приложений, многие из которых не требуют огромного количества места на устройстве, что позволяет использовать их даже при помощи смартфона.
Таким образом, человек, живущий в двадцать первом веке должен уметь использовать ресурсы, которые предоставляют ему на сегодняшний день технологии, потому что главная задача таких программ облегчить все возможные вычисления и создать рабочий прогресс.
Список литературы
1. Панферов Ф. И., Лопарев А. В., Пономарев В.К. Применение MathCAD в инженерных расчетах, учебное пособие, СПбГУАП. СПб., 2004.
2. Фаддеев, Д. К. Вычислительные методы линейной алгебры. М.: Лань, 2002.
3. Кудрявцев, Л. Д. Краткий курс математического анализа: учеб. для вузов / Л. Д. Кудрявцев. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 2005.