Введение
Mathcad – необычная программа. Она относится к классу приложений, называемых PSE (problem solution environment – программная среда для решения задач). Это подразумевает, что ее работа не определяется однозначно действиями пользователя (как, например, в текстовых редакторах и т. п.), а является (в большей степени) результатом работы встроенных алгоритмов, недоступных взору исследователя.
Введя в редакторе Mathcad выражение, даже довольно простое, например, df (x)/dx=, и получив некоторый ответ, многие даже не задумываются о том, что для его вычисления проделывается довольно сложная работа, результат которой заранее не предопределен и зависит от целого ряда факторов, не представленных непосредственно на рабочей области документа (свойств функции f, параметров численного алгоритма дифференцирования, значения системных констант и т. д.). Поэтому, проводя даже очень простые расчеты, вам придется иногда сталкиваться с неочевидным поведением программы, которое нельзя понять без ясного представления об основах работы соответствующих алгоритмов, встроенных в Mathcad.
Приложение Mathcad компании MathSoft – самый популярный из компьютерных математических пакетов, остающийся, бесспорно, на протяжении многих последних лет лидером в своем классе математического и образовательного программного обеспечения (ПО). С его помощью можно решать самые разные математические задачи и оформлять результаты расчетов на высоком профессиональном уровне, и сейчас уже сложно представить современного ученого, не пользующегося Mathcad. При помощи этого пакета осуществляются не только простые и вспомогательные вычисления, но и довольно сложные расчеты и научные исследования, использующие комбинации самых разных численных алгоритмов и аналитических преобразований.
Суммируя сказанное, мне хочется отметить четыре основные цели, которые преследует эта книга (первые две из них являются главными).
- Привести примеры решения в Mathcad стандартных задач и, по возможности, объяснить действие наиболее важных встроенных алгоритмов.
- Предложить читателю не совсем очевидные приемы решения актуальных задач современной вычислительной науки (многие из которых разработаны автором в ходе научной и учебной деятельности), чтобы читатель мог использовать их в качестве идиом для своей работы.
- Обозначить все новые возможности и отличительные черты новой версии Mathcad 12.
- Дать обширную справочную информацию, которая поможет читателю (уже накопившему опыт) быстро и эффективно работать в среде Mathcad.
Книга может использоваться как самоучитель, позволяющий "с нуля" освоить самые главные возможности вычислительной системы Mathcad и научиться с ее помощью решать все основные задачи математики. Тем не менее ее главная цель – изложить материал, делая акцент на решении конкретных математических проблем.
Хочется сделать еще несколько замечаний по строению книги. Все листинги автономны и работают вне каких-либо дополнительных модулей. В листингах умышленно, чтобы не загромождать их, нет текстовых полей, – они содержат только расчеты по формулам. Все комментарии к ним находятся в тексте. Почти все графики вынесены в рисунки, причем, если они являются продолжением листингов, это помечено в подрисуночной подписи.