Предисловие

Миллионы людей занимаются математическими расчетами, иногда в силу влечения к таинствам математики и ее внутренней красоте, а чаще в силу профессиональной или иной необходимости, не говоря уже об учебе. Ни одна серьезная разработка в любой отрасли науки и производства не обходится без трудоемких математических расчетов.

Вначале эти расчеты выполнялись на программируемых микрокалькуляторах [1] или с помощью программ на универсальных языках программирования, таких, как Бейсик [2] или Паскаль. Постепенно для облегчения расчетов ' были созданы специальные математические компьютерные системы [3—14].

Настоящая книга посвящена одной из самых мощных и эффективных математических систем — MathCAD 7.0. Она существует в двух вариантах:

стандартном MathCAD 7.0 Standard и профессиональном MathCAD 7.0 Professional Edition (PRO). Стандартная версия ориентирована на большинство пользователей, а профессиональная — на профессионалов, серьезно занимающихся математическими расчетами.

Системы MathCAD традиционно занимают особое место среди множества таких систем (Eureka, Mercury, MatLAB, Mathematica 2 и 3, Maple V R3 и R4 и др.) и по праву могут называться самыми современными, универсальными и массовыми математическими системами. Они позволяют выполнять как численные, так и аналитические (символьные) вычисления, имеют чрезвычайно удобный математико-ориентированный интерфейс и прекрасные средства графики [6, 15,16]. Системы начиная с версии 3.9 работают под управлением графических операционных систем Windows 3.1/3.11 [16,17], а новая версия MathCAD 7.0 - под Windows 95/NT.

Системы класса MathCAD предоставляют уже привычные, мощные, удобные и наглядные средства описания алгоритмов решения математических задач. Преподаватели и студенты вузов получили возможность подготовки с их помощью наглядных и красочных обучающих программ в виде электронных книг с действующими в реальном времени примерами. Новейшая система MathCAD PLUS 7.0 PRO настолько гибка и универсальна, что может оказать неоценимую помощь в решении математических задач как школьнику, постигающему азы математики, так и академику, работавшему со сложнейшими научными проблемами. Система имеет достаточные возможности для выполнения наиболее массовых символьных (аналитических) вычислений и преобразований [18, 19].

Более 600 000 только зарегистрированных пользователей владеют ранними версиями системы MathCAD во всем мире, а с выходом новых версии системы это число наверняка заметно увеличится. Ну а незарегистрированных пользователей, пожалуй, еще больше. О системе с такой вычислительной мощью, как у MathCAD 6.0/7.0 PRO, еще пару десятков лет назад не могли мечтать даже разработчики уникальной научной и космической аппаратуры. Но эта мощь нисколько не затрудняет удивительно простое и интуитивно предсказуемое общение с системой на общепринятом языке математических формул и графиков.

Исключительно велика роль систем класса MathCAD в образовании. Облегчая решение сложных математических задач, система снимает психологический барьер при изучении математики, делая его интересным и достаточно простым. Грамотное применение систем в учебном процессе обеспечивает повышение фундаментальности математического и технического образования, содействует подлинной интеграции процесса образования в нашей стране и наиболее развитых западных странах, где подобные системы применяются уже давно. Новые версии MathCAD позволяют готовить электронные уроки и книги с использованием новейших средств мультимедиа, включая гипертекстовые и гипермедиа-ссылки, изысканные графики (в том числе анимационные), фрагменты видеофильмов и звуковое сопровождение.

Шестая версия системы MathCAD русифицирована и получила широкое распространение в нашей стране, тогда как версия системы MathCAD 7.0 PRO пока существует только в англоязычном варианте, что, однако, вовсе не мешает готовить с ее помощью документы на русском языке.

В настоящее время существует острый дефицит в литературе по системам класса MathCAD. А по новой версии MathCAD 7.0 PRO, появившейся в середине 1997 г., книг у нас вообще не издавалось, хотя она резко отличается от предшествующей версии 6.0 [6, 14].

Данная книга восполняет этот пробел. Она продолжает серию справочных книг [1—6] и обзоров [7—13] автора, посвященных современным средствам автоматизации математических расчетов. В книге впервые в нашей литературе описаны оба варианта новейшей оригинальной (англоязычной) версии системы MathCAD 7.0.

Справочник написан в том же стиле, что и другие справочники автора, посвященные применению математических систем. Из них взяты и некоторые примеры для настоящей книги. Изложенный в ней материал является результатом многолетней работы автора со всеми версиями системы MathCAD, начиная от версий под MS-DOS [5]. При этом книга составлена так, что пользователи, работающие с более ранними версиями системы (MathCAD 3.0/4.0/5.0/PLUS 5.0/6.0/PLUS 6.0), получат не мало информации и о них, поскольку новые возможности седьмой версии оговорены особо.

Что в книге нового

Приступая к работе, автор вначале наивно полагал, что все сведется в основном к замене слов MathCAD 6.0 на MathCAD 7.0 в его недавно изданной книге [б], разве что придется сделать небольшие и непринципиальные дополнения. Но, увы (а может, к счастью?), этот номер не прошел! Версия MathCAD 6.0 подверглась настолько серьезной переработке, что даже рубрикацию книги пришлось серьезно изменить.

В справочник вошли новые материалы об интерфейсе пользователя системы, новых возможностях символьной математики, описаны центр информационных ресурсов MathCAD 7.0 PRO, системный интегратор MathConnex, язык его программирования Connex Script и др. Тем не менее опыт подготовки предыдущей книги [6] позволил в сжатые сроки создать данное руководство по версии MathCAD.

Итак, перед вами книга, посвященная версии 7.0 популярной системы MathCAD. Автор постарался написать ее так, чтобы она была полезна и владельцам ранних версий этой системы под Windows. Но различие в пользовательском интерфейсе новой и прежних версий настолько велико, что обучение работе со старыми версиями по данной книге едва ли целесообразно. Лучше для этого взять книгу по предыдущей версии [б]. Однако на уровне описания документов и примеров применения новая версия MathCAD мало чем отличается от старой (MathCAD 6.0).

Адреса для общения

Книга написана в рамках инициативных работ кафедры физической и информационной электроники Смоленского государственного педагогического института (СГПИ) и научно-исследовательской части Смоленской военной академии. Автор будет признателен всем читателям и организациям за отзывы о книге и пожелания. Их следует направлять по адресу издательства "СК ПРЕСС" или по месту работы автора: 214000, Смоленск, ул. Пржевальского 4, СГПИ.

О шрифтовых выделениях в книге

Для облегчения чтения книги в ней используются следующие шрифтовые выделения:

• обозначения скалярных величин (х, X, у, z и т. д.) и математические формулы в описании алгоритмов и математических методов даются курсивом;

• обозначения векторов, матриц (V, М, m и т. д.) и операций управления системой выделяются полужирным прямым шрифтом;

• имена встроенных функций и системных переменных [sin(x), ln(x), TOL и т. д.] выделяются также полужирным прямым шрифтом;

• полужирным прямым шрифтом выделяются и названия операций (только на языке оригинала), позиций подменю главного меню и основных кнопок управления в диалоговых и информационных окнах;

• примеры записей в документах MathCAD даются прямым шрифтом без какого-либо выделения.

Предупреждения

Автор и издательство сделали все возможное, чтобы материал книги был доступен, актуален, объективен и точен. Однако компьютерная алгебра — еще новое направление, терминология которого пока не устоялась, а это может привести к погрешностям и неточностям перевода отдельных терминов. Кроме того, MathCAD 7.0 PRO очень мощная и обширная система и нет гарантии того, что при подготовке книги в ее описании что-то не было упущено, так как эта книга не является прямым переводом фирменной документации по системе, а представляет собой авторское произведение.

В связи с этим автор и издательство предупреждают о том, что они не несут никакой ответственности за неправильное истолкование каких-либо терминов и положений, относящихся к системе MathCAD, и за невозможность ее применения при решении каких-то конкретных задач пользователя.

Об использовании диска с примерами программ для MathCAD 6.0

К книге [6] прилагалась дискета (3,5 дюйма) с десятью пакетами применений системы MathCAD PLUS 6.0 PRO. Все они могут быть использованы, причем без какой-либо доработки, и пользователями новой версии MathCAD 7.0 PRO.

Приложение дискеты с примерами к настоящей книге было признано нецелесообразным по следующим причинам:

• для обучения работе с MathCAD все же полезнее набрать описанные примеры и отладить их самостоятельно, чем просто загрузить с диска и просмотреть в готовом виде;

• наиболее интересные примеры из содержащихся на диске описаны в Главе 14 данной книги и (частично) в других главах;

• изготовление дискеты увеличивает стоимость книги и отдаляет сроки ее выхода в свет.