Реферат: Учебное пособие Челябинск Издательство юургу 1999

Министерство общего и профессионального

образования Российской Федерации


Южно-Уральский государственный университет


Златоустовский филиал


Кафедра Технология машиностроения, станки и инструмент


658.51(07)

Д369


И.П.Дерябин, С.П.Пестов, И.Н.Миронова, М.В.Губин


СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ


Учебное пособие


Челябинск

Издательство ЮУрГУ

1999


УДК 658.51252(076.5)+[621:658.512](076.5)


Дерябин И.П., Пестов С.П., Миронова И.Н., Губин М.В. Системы автоматизированного проектирования: Учебное пособие.  Челябинск: ЮУрГУ, 1999. с.


Учебное пособие предназначено для студентов специальности 1201 при изучении по курса «Основы автоматизации проектирования». В учебном пособии приведены основные сведения и приемы работы с программами типа «EXCEL», «MATHCAD» и «CORELDRAW». Знакомство с этими программами необходимо для выполнения лабораторных работ.


Ил. 9, табл. 4, список лит. 6 назв.


Одобрено учебно-методической комиссией Златоустовского филиала.


Рецензенты: Миков Ю.Г., Калинин О.В.


 Издательство ЮУрГУ, 1999.
^ 1. РАБОТА С ЭЛЕКТРОННОЙ ТАБЛИЦЕЙ

Цель работы – ознакомить студентов с основными принципами работы электронной таблицы MS Excel 97 и сформировать навыки использования прикладного программного обеспечения для решения технологических задач.


^ 1.1. Назначение и области применения электронных таблиц


Электронные таблицы представляют собой специальный вид прикладного программного обеспечения и являются универсальными средствами, автоматизирующими процесс экономических, научно-технических и других расчетов в табличной форме.

Визуально любая электронная таблица построена как прямоугольная таблица, организованная таким образом, что изменение значений каких-либо элементов таблицы немедленно влечет за собой автоматический пересчет всех связанных с этими элементами значений. Это позволяет не только автоматизировать расчеты, но и проводить числовое моделирование процесса или объекта, для описания, которых не всегда возможно создать математическую модель, а для их характеристики используется ряд параметров. Часть этих параметров известна, а часть рассчитывается по формулам. Меняя значения исходных параметров, можно наблюдать за изменениями расчетных параметров и анализировать полученные результаты. Электронная таблица позволяет получить множество вариантов решения поставленной задачи и произвести среди них поиск оптимальных.

В составе программного обеспечения современных версий электронных таблиц имеются средства графической обработки, позволяющие строить графики и диаграммы, а также работать с базами данных. Базы данных предназначены для хранения, поиска и редактирования структурированных данных, например, данных технологического оборудования.

Наиболее известной и широко применяемой электронной таблицей является программа MS Excel 97.


^ 1.2. Понятие о программе Excel


При вызове Excel на экране появляется окно, которое аналогично окну программы Word: в верхней части находятся главное меню и панель инструментов. Строка главного меню содержит имена меню программы. Выше этой строки расположена строка заголовка. Под строкой меню обычно размещается панель инструментов из двух строк. Панель инструментов содержит кнопки с пиктограммами, которые предназначены для быстрой активизации команд меню и функцией программы. Под панелью инструментов находится строка формул (строка ввода).

В нижней части окна программы расположена строка состояния (информационная строка), в которой слева отображаются различные сообщения, например, о выбранной команде.

Основное поле окна занимает книга  рабочее место электронной таблицы. Книга является файлом. Каждая книга состоит из одной или нескольких листов. Лист представляет собой большую таблицу, разбитую на строки и столбцы. Строки нумеруются 1, 2, ... 16 354. Столбцы обозначаются буквами А, В, ..., АА, АВ, ..., всего столбцов 256. На пересечении строк и столбцов находятся ячейки. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес (имя) А1, B12, АD243 и так далее. В любой ячейке таблицы может находиться число, текст или формула.

Внизу таблицы имеется строка закладок (Лист 1, Лист 2 и так далее), с помощью которой можно листать книгу, щелкнув кнопкой мыши по соответствующей записи.

Программа MS Excel имеет обширную справочную систему, которую можно вызвать, нажав клавишу F1 или щелкнув по кнопке - Помощник, расположенной на панели инструментов в верхнем правом углу.


1.3. Основные приемы работы с программой Excel

^ Ввод данных с клавиатуры

С клавиатуры в соответствующие ячейки электронной таблицы вводят текст, числовые данные, формулы, ссылки на объекты других программ и тому подобное. При вводе данных с клавиатуры Excel пытается автоматически определить тип данных: текст, числа, даты, дроби и так далее. Тип данных также можно изменить или определить заранее. Для этого отмечается необходимая ячейка, нажимается правая кнопка мыши, выбирается команда Формат ячеек и указывается нужный вариант формата.

Для набора текста следует отметить ячейку, в которую будет осуществляться ввод данных (щелкнуть по ней мышью), и начать набирать текст как в обычном текстовом редакторе. Набираемый текст будет отображаться в строке формул, а также в самой ячейке, Завершается ввод данных в ячейку нажатием клавиши Enter. После этого курсор ввода автоматически переместится в следующую ячейку, далее ввод можно продолжить в новой строке.

В отдельных случаях удобно заполнять таблицу не по столбцам (сверху вниз), а по строкам (слева направо). Для смены направления заполнения таблицы достаточно выполнить команду Сервис/Параметры/Правка и в строке переход к другой ячейке задать необходимое направление.

При наборе только цифр, результатом набора будет число. Когда набирается десятичное число, то в качестве разделителя надо применять запятую. В ячейках Excel можно хранить и рациональные дроби типа 5/8 ; их так и надо вводить с клавиатуры. В ячейках также хранятся и проценты, для чего после числа необходимо набрать знак процента.

Отрицательные числа должны начинаться со знака "" (минус). Если заключить при вводе число в круглые скобки, то оно также будет считаться отрицательным.

Кроме чисел или текста, в ячейки электронной таблицы можно вводить формулы. Программа Excel произведет вычисления по этой формуле и покажет в ячейке полученный результат. Признаком формулы является указание первым символом при вводе знака равно (=). В некоторых случаях удобнее включать формулы в ячейку, используя подсказку программ  мастер функций (смотрите ниже).


^ Вычисления в Excel


Простейшие вычисления в Excel можно производить как в калькуляторе, например, набрав = 2*3 и нажав Enter, на экране в ячейке и в строке формул отобразится результат вычисления 6.

Операции в Excel обычно производят со значениями, содержащимися в ячейках, вводя ссылку на нужную ячейку. Например, в ячейку А1 ввести число 4, а в ячейку А2  число 6, то поместить в ячейку А3 их сумму можно, введя в нее формулу = А1+А2. После нажатия клавиши Enter в ячейке А3 появится результат 10. Если заменить число в ячейке А1, например, на 5, то в ячейке А3 появится новый результат 11. Таким образом, Excel автоматически пересчитывает результаты во всех ячейках, значение которых зависит от данной измененной ячейки, причем, делает это сразу после изменения значения в исходной ячейке.

При вводе формул на экране может отражаться либо результат вычисления по формуле, либо сама формула. Для вывода формул на экран следует включить режим их отображения: Сервис/Параметры/Вид/Параметры окна  поставить галочку напротив строки формулы.

Формулы могут содержать операторы, которые приведены в табл. 1.

Операции в формулах выполняются слева направо в порядке убывания их приоритета при вычислениях (возведение в степень, умножение и так далее). При наличии скобок, в том числе вложенных, операции выполняются сначала в них. Пример: = ((F4+C5)/E6)(B2D2)+C4^2.

Результатами вычисления формул, включающих арифметические операторы, являются числовые значения, а формул с операторами сравнения  логические значения Истина или Ложь.

При наборе формул постоянно приходится вводить ссылки на ячейки. Для ввода в формулу ссылки на какую-нибудь ячейку надо выделить ее мышью. При этом в формулу автоматически вставится ссылка на ячейку в виде, например, С34. Затем ссылку при необходимости можно отредактировать. Для ввода ссылки на диапазон ячеек следует выделить их с помощью мыши (нажать на клавишу мыши и расширить область выделения перемещением мыши).

С целью удобства формирования таблицы часто используют текст совместно с формулой. При этом вводимый текст заключают в двойные кавычки и между текстом и формулой включают оператор контактации &. Например: "Всего за месяц: " &А5С4 .

В Excel имеется специальная подпрограмма, содержащая множество функций и которую можно использовать при создании формул и в вычислениях. Эта подпрограмма называется мастером функций и позволяет при вводе шаг за шагом правильно записать в ячейку искомую функцию. Мастер функций имеет набор следующих функций: функции управления базами данных и списками; функции даты и времени; инженерные функции; финансовые функции; информационные функции; логические функции; функции работы со ссылками и массивами; математические и тригонометрические функции; статические функции; текстовые функции.
Таблица 1
Операторы и их значение

Оператор

Значение

Пример

Арифметические операторы



Процент

=С3



Возведение в степень

=А12^С3

*

Умножение

=А15

/

Деление

=В4/D6

+

Сложение

=А1+1



Вычитание

=С5В6

Операторы сравнения

=

Равно

=А2=А3

<

Меньше

=А2<С3

>

Больше

=А2>С3

<=

Меньше или равно

=А2<=А3

>=

Больше или равно

=А2>=

<>

Не равно

=А2<>А3

Операторы связи

:

Диапазон

=СУММ(А1:А2)

;

Объединение

=СУММ(А1;С10;D4)

Текстовый оператор

&

Объединение текстов

=”Цена”&A5&”руб.”


Мастер функцией запускается автоматически при нажатии кнопки на панели инструментов или по команде ^ Вставить функцию. После этого на экране появится окно с набором функций. Далее необходимо выбрать соответствующую функцию, а в последующем окне задать аргументы для этой функции.

^ Форматирование чисел

Для большей выразительности электронной таблицы, введенные в ячейки данные, рекомендуется отформатировать. Независимо от формата (вида, в котором числа и данные отображаются на экране) Excel использует в вычислениях точную, введенную или полученную в результате вычислений, величину числа, а не урезанную (например, путем округления). Точность представления чисел в Excel  15 разрядов.

По умолчанию для текстовых и числовых данных в Excel применяется ^ Общий формат. В этом случае числа отображаются в ячейках так, как их вводят с клавиатуры, причем, текст выравнивается по левому краю ячеек, а числа, даты  по правому.

Для назначения ячейке другого формата, ячейку сначала выделяют, щелкнув по ней мышью. Можно при необходимости выделить и несколько ячеек. Далее выполняется команда Формат/Ячейки и в появившемся окне устанавливаются различные параметры оформления ячейки.

В Excel существует и другой способ форматирования ячеек посредством кнопок панели инструментов. Рассмотрим некоторые из них.

С помощью кнопки можно уменьшить число цифр, отображаемых после десятичной запятой, а с помощью кнопки  увеличить.

Кнопка устанавливает разделитель тысяч, благодаря чему легче читается слишком длинное число.

Кнопка задает процентный формат представления числа, сразу подставляя наименование % и попутно увеличивая число в сто раз: если в ячейке было 1,25 , то станет 125.

С помощью кнопки можно скопировать формат числа и оформление (шрифт, цвет, фон и тому подобное) ячейки. Осуществляется эта операция точно так же как в программе Word: выделить ячейку, щелкнуть по кнопке с кисточкой, а потом  по той ячейке, которую надо оформить. Если щелкнуть по кисточке дважды, можно оформить копирование нескольких ячеек. Для выхода из операции копирования формата, вновь щелкнуть по кнопке .

^ Адресация ячеек

Для обращения к ячейке (группе ячеек) таблицы необходимо указать ее адрес или имя, например, А10. Кроме того, каждый лист имеет свое имя, по умолчанию  Лист 1, Лист 2 и так далее. Имена листов можно изменить, щелкнув дважды мышью по имени. Затем в поле имени набирается новое имя листа.

В Excel используется несколько способов адресации, то есть обращения к конкретным ячейкам таблицы: 1) абсолютные ссылки; 2) относительные ссылки;

ссылки с использованием имен.

При относительных ссылках программа может самостоятельно изменить их, в соответствии с операциями в электронной таблице. Относительные ссылки назначаются по умолчанию.

При абсолютных ссылках значение ее не будет меняться при копировании формул. По написанию абсолютная ссылка отличается от относительной тем, что перед названием столбца и номером ряда ставится знак $.

В формулах можно использовать данные из ячейки с другого листа. Для этого надо набрать перед названием ее столбца и ряда название листа книги и поставить восклицательный знак, например, Лист3!В4.

При включении в формулу ссылки на ячейку из другой книги надо использовать следующий синтаксис: Путь _ к _ файлу _ книги \ [Имя _ файла _ книги]

Имя _ листа _ книги  Ссылка _ на _ ячейку _ или _ диапазон.

Для ссылки в формулах на диапазон ячеек (например, при суммировании нескольких ячеек) сначала указывается ссылка на левую верхнюю ячейку, затем ставится двоеточие и потом  ссылка на правую нижнюю ячейку диапазона, например, В7 : В44.

Применение обозначений ячеек типа А43 иногда неудобно. Excel предоставляет возможность присвоить ячейке или диапазону ячеек имя и в дальнейшем использовать его как ссылку. В качестве имени годится любое сочетание прописных или строчных букв, цифр, точек и символов подчеркивания длиной не более 256 знаков. Например, ячейке А57 можно дать имя Moloch. Для ввода имени следует выделить ячейку (или диапазон ячеек), слева в строке формул в поле имени ввести желаемое имя и нажать Enter.


^ Правка в Excel


Редактирование или правка в Excel аналогична редактированию в программе Word. Стандартным образом выполняется Отмена последней команды (всего одной) и повторное ее выполнение; операции. Вырезать, Копировать, Вставить, Найти и Заменить. К специфическим относят следующие команды.

Команда Заполнить по листам позволяет скопировать выделенные ячейки в другие листы рабочей книги по тем же адресам. Предварительно надо выделить мышью нужные листы  щелкнуть по первой закладке, а потом (с клавишей Shift) по последней. Если листы  вразбивку, то щелкнуть по ним надо с клавишей Ctrl.

Команда Очистить позволяет вычистить из ячеек только содержимое, только форматирование, только примечания или все это вместе.

Команды Удалить, Удалить лист и Переместить/скопировать особых пояснений не требуют.

^ Построение диаграмм

Результаты вычислений можно представить в графическом виде. Для этого Excel позволяет строить с помощью подпрограммы мастер диаграмм различные диаграммы и графики по данным листа книги.

Сначала надо ввести на лист Excel данные, по которым будет строиться диаграмма. Эти данные вводят в смежные строки и столбцы; их рекомендуется отделить пустыми строками и столбцами от других данных листа. Чтобы использовать в диаграмме подписи к значениям столбцов и строк, то надо набрать в первом столбце название строк, а в первой строке  название столбцов.

Далее надо активизировать область данных диаграммы, отделенной от остальной части листа пустыми строками и столбцами, для чего курсор помещается в одну из ячеек этой области. Если требуется построить диаграмму на часть списка данных, то курсором выделяется именно эта область.

Вызов мастера построения диаграмм осуществляется командами Вставка/Диаграмма или нажатием кнопки мастера диаграмм на панели инструментов.

На первом шаге появится предложение по выбору типа диаграммы. После выбора типа диаграммы на следующем шаге можно подкорректировать область данных, используемых при построении диаграммы.

Третий шаг мастера диаграмм определяет вид построенной диаграммы. Здесь даются ее названия, вводятся необходимые подписи и тому подобное.

На последнем шаге определяется местоположение диаграммы. Диаграмму допускается строить на новом листе книги Excel или поместить ее на уже имеющемся. Если выбран второй вариант, то для изменения месторасположения диаграммы надо щелкнуть курсором по рамке, ограничивающей диаграмму так, чтобы граница стала мерцающим пунктиром и мышью переместить на новое место.

Диаграмма динамически связана с исходными данными: при их изменении диаграмма будет обновлена.

Кроме создания диаграмм, которые иллюстрируют связи между числами в рабочие листы Excel можно включать также графические объекты (рисунки, схемы, фото и тому подобное) из существующих файлов или создавать собственную графику.

^ Работа с базами данных

Электронная таблица Excel дает возможность выполнять действия, характерные для работ с базами данных (БД). При выполнении таких действий столбцы таблицы называются полями, а строки  записями (как это принято в БД).

С БД можно выполнять следующие работы: 1) сортировку; 2) поиск записей по принятому критерию; 3) действия с записями, удовлетворяющими принятому критерию.

Под сортировкой понимается упорядочение записей по возрастанию или убыванию принятого признака в назначенном столбце. Для сортировки элементов столбцов необходимо вызвать на экран БД и установить курсор в любую ячейку. Выполнить команды Данные/Сортировка и ввести имена полей и направление сортировки, которые отображаются в диалоговом окне.

Сортировку как по столбцам, так и по строкам можно выполнять также с помощью кнопок , расположенных на панели инструментов. Эти кнопки задают сортировку выделенных ячеек соответственно по возрастанию или убыванию. В качестве ключа сортировки программа назначает столбец, где стоит курсор (в выделенной области, закрашенной черным, активная ячейка - белая), и в соответствии с ним меняет местами строки таблицы.

При поиске или фильтрации находят в БД такие записи, которые удовлетворяют заданными требованиям, вводимым для полей. Эти требования называются критерием поиска (фильтрации). В Excel предусмотрено два вида поиска: автофильтром и расширенным фильтром.

Режим поиска автофильтром осуществляется в следующей последовательности. Сначала вызывается на экран БД, затем курсор устанавливается в любую ячейку БД и выполняются команды Данные/Фильтр/Автофильтр. После этого щелкнуть кнопкой мыши по полю, где производится поиск и вводится значение, по которому необходимо выполнить поиск. Если требуется выполнить поиск по такому значению, которого нет ни в одной записи, то следует задать команду Условие, после чего ввести необходимый критерий поиска.

Режим поиска расширенным фильтром позволяет произвести следующие действия: 1) одновременный поиск по нескольким полям; 2) поиск по вычисляемому критерию.

При поиске расширенным фильтром необходимо сначала вызвать БД и сформировать критерий поиска, затем определить координаты ячеек, в которых сформирован критерий, и определить ячейки в БД для представления результатов поиска. Далее, установив курсор в любую ячейку БД, выполнить команды Данные/Фильтр/Расширенный фильтр и ввести необходимые данные.

Если поиск производится по вычисляемому критерию, то он может включать формулы, в которых аргументами являются поля БД. Формулы бывают двух видов: формулы, составленные пользователем и формулы, включающие функции Excel.

В электронной таблице Excel также имеется возможность поиска с помощью функции управления базами данных и списками из мастера функций.

Кроме того, в Excel есть возможность доступа к данным, которые хранятся в документах, созданных средствами других приложений (например, MS Access Data Base, dBase, FoxPro, Paradox и других). Для этих целей используется интегрированная в Excel программа Microsoft Query, которая представляет собой отдельное приложение.

Программа Microsoft Query позволяет сформировать запрос к базе данных, получить данные и перенести их в электронную таблицу. Для запуска программы из Excel надо выполнить команду Данные/Внешние данные/Создать запрос.

^ Окончательное оформление таблиц

Для того чтобы электронная таблица лучше выглядела и читалась, ее необходимо окончательно оформить.

При оформлении таблиц рекомендуется отделять заголовки строк и колонок от данных фоном или линейками, начертанием шрифта. Не следует делать слишком узкие колонки и слишком низкие строки. Соседние строки таблиц, особенно больших, хорошо визуально отделяются друг от друга, если они через одну закрашены фоном, отделены линеечками или когда используется объемный стиль оформления.

Для изменения высоты строки и ширины столбца служат команды ^ Строка, Столбец и Ячейка в меню Формат, а также команда Автоформат.

Задать гарнитуру, кегль и начертание, определить размещение текста и чисел для выделенных ячеек можно с помощью кнопок на панели инструментов (операции с ними аналогичны операциям в программе Word).

Кнопка  Центровать по столбцам. Она задает центрирование текста внутри не одной ячейки, а выделенной группы ячеек. Таким образом, можно, например, расположить заголовок по центру таблицы: выделить строку с заголовком (не всю строку, а только те ячейки, которые входят в таблицу) и щелкнуть по кнопке, после чего заголовок встанет точно посередине.

Справа на второй линейке панели инструментов находятся еще три оформительских кнопки: ^ Границы, Цвет и Цвет шрифта.

Нажав кнопку  Границы можно украсить выделенный участок таблицы линейками или рамочками. Если щелкнуть мышью не в кнопку, а в стрелочку правее ее, то Excel покажет двенадцать типов линеек и рамок, то есть свой типовой ассортимент. Текущий тип рамки всегда изображен на самой кнопке, а в диалоговом окне Формат ячеек можно на странице Граница найти еще некоторые виды линеек, например, пунктирную. Для отмены всех рамок и линеек выделенного фрагмента надо выбрать левый верхний квадратик, пустой.

При нажатии кнопки можно закрасить выделенный участок таблицы текущим цветом фона. Чтобы поменять цвет, следует нажать на стрелочку правее кнопки и выбрать один из доступных цветов. Квадратик, изображенный на самой кнопке, всегда окрашен в текущий цвет.

При нажатии кнопки можно окрасить шрифт в выделенном участке таблицы в текущий цвет. Чтобы поменять цвет, надо выбрать необходимый из списка, нажав справа на стрелочку.


1.4. Примеры работы в программе Excel


Пример 1.

Расчет режимов резания для операции отрезки на токарном станке.

Уравнение скорости резания при отрезке имеет вид



где S  поперечная подача, мм/об;

Т  стойкость резца, мин;

Сv  коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала;

Кv коэффициент.

Из этого уравнения можно получить уравнение для определения частоты вращения n

.

В расчетах используется это уравнение без учета изменения диаметра d в процессе обработки.

Задача: определить частоту вращения заготовки при заданных условиях (табл.2). Коэффициент Кv=1.


Таблица 2
Условие обработки

Обрабатываемый материал

Материал режущей части резца

d,

мм

S,

мм/об

Т,

мин

Сv

Y

M

Серый чугун

НВ 190


Р18


40


1,16


70


22,5


0,4


0,15


На рис.1 показан пример решения задачи с вводом заданных условий и пояснений.




Рис. 1. Пример 1


Алгоритм решения примера 1 следующий.

1. Ввести условия и пояснения для примера набором текста в свободные ячейки.

2. Отобразить формулу в виде объекта (для описания условия и пояснений) после команды в меню: Вставка/Объект/MS Equation 3.0.

3. Выделить блок А19:Н20 и обвести его для наглядности изображения таблицы, воспользовавшись кнопкой Границы и функцией Все границы.

4. Записать ячейки А19:Н19 названием соответствующих столбцов таблицы.

5. Заполнить ячейки А20:Н20 исходными данными.

6. Выделить ячейку С22 и записать в нее расчетную формулу в виде 1000F20((3,14C20(E20^H20)D20^G20)). При завершении расчета в ячейке С22 будет выводиться значение рассчитанной при заданных условиях частоты вращения. При изменении исходных данных в ячейках А20:Н20 будет автоматически изменяться результат вычислений в ячейке С22.

Для записи файла на диск в главном меню ^ Файл задать команду Сохранить... (любую) с указанием имени файла или на панели инструментов нажать кнопку Сохранить.


Пример 2.

Задать в табличном виде зависимость n=f(d) (по примеру 1) и построить график.

На рис. 2 приведен пример выполнения данной задачи.




Рис.2. Пример 2


Алгоритм решения примера 2 следующий.

1. Ввести условия и пояснения для примера набором текста в свободные ячейки.

2. Отобразить формулу в виде объекта командой Вставка/Объект/MS Equation 3.0.

3. Задать таблицу значений d для функции n=f(d).

4. Для построения графика выполнить команды из главного меню Вставка/Диаграмма/График/Вид 2/Далее/В столбцах/Далее/Готово.

Пример 3.

Спроектировать базу данных промышленных роботов (ПР) и выполнить с ней операции: сортировка, поиск записей. В табл. 3 указаны модели ПР и их технические характеристики.
Таблица 3
Технические характеристики ПР


Модель ПР

Грузоподъемность,

Кг

Число степеней подвижности

Погрешность позиционирования, мм

Ритм 01.01

МП9

Циклон 3.01

Универсал 5.02

МП 20П.40.01

МП 40П.05.01

0,1

0,2

3

5

10

40

5

3

6

6

5

5

0,2

0,4

0,2

2,0

1,0

2,0


На рис. 3 показан пример решения задачи с вводом заданных условий и пояснений.


^ Рис.3. Пример 3

Алгоритм решения примера 3 следующий.

1. Ввести условия и пояснения для примера набором текста в свободные ячейки.

2. Создать таблицу аналогично пунктам 3, 4, 5 примера 1.

3. Поиск по таблице осуществляется по командам из главного меню Правка/Найти/По строкам (По столбцам).

4. Сортировка по таблице осуществляется по командам из главного меню Данные/Сортировка/Сортировка по /Ok.

2. РАБОТА С ПРОГРАММОЙ MathCad


2.1. Основные сведения


Mathcad может выполнять вычисления любой степени сложности, по своему объему допустимые, на персональном компьютере. Помимо привычных численных расчетов Mathcad способен делать символьные преобразования, например, такие как



Mathcad обладает широкими графическими возможностями. Множество типов графиков облегчают визуализацию и анализ данных.

Mathcad содержит внутри себя текстовый редактор WYSIWYG со стандартными функциями. Это позволяет готовить отчеты, статьи и техническую документацию типографского качества, не выходя из Mathcad.

Mathcad является новой уникальной системой для работы с формулами, числами, текстами и графиками.

Mathcad позволяет записывать на экране компьютера формулы в их привычном виде. В каком-либо языке программирования формула выглядит примерно так:

x=(B+SQRT(B24AC))/(2A)

В Mathcad та же самая формула выглядит как на доске или в справочнике:



Но формулы Mathcad могут значительно больше, чем просто хорошо выглядеть. С их помощью можно решить почти любую мыслимую математическую задачу символьно либо численно. Можно размещать текст в любых местах вокруг уравнений, чтобы документировать процесс решения. Можно рисовать двумерные и трехмерные графики. Можно пользоваться иллюстрациями из других приложений Windows.

Mathcad имеет свою собственную справочную систему. Электронные Книги Mathcad делают доступными для использования в рабочем документе множество полезных формул, справочных данных и диаграмм простым нажатием кнопки.

Объединяя в одном рабочем листе текст, графику и математические выкладки, Mathcad облегчает понимание самых сложных вычислений. Печатая рабочие документы в точности в таком же виде, как они выглядят на экране, Mathcad обеспечивает аккуратную запись хода работ.


^ 2.2. Пример простых вычислений


Напечатайте 158/104.5=.

После набора знака = Mathcad вычисляет выражение и выводит результат.



^ Определение переменных

Для того, чтобы стереть предыдущее выражение и определить переменную t, нужно:

 щелкнуть в набранном ранее уравнении и нажимать клавишу [] до тех пор, пока выделяющая рамка не окружит все выражение. Затем нужно вызвать пункт Вырезать из меню Правка.




 для того, чтобы определить t , нужно ввести t: (символ t, сопровождаемый двоеточием). Mathcad показывает двоеточие, сопровождаемое символом присваивания :=

t:= ;

 напечатать 10 в пустом поле, чтобы завершить определение t

t:=10 .

Если при вводе была допущена ошибка, нужно выделить выражение мышью и нажимать клавишу [] до тех пор, пока выделяющая рамка не окружит все выражение, как ранее. Затем его можно удалить, использовав пункт Вырезать из меню Правка.

Чтобы определить переменную необходимо:

 напечатать имя переменной, которую нужно определить;

 напечатать двоеточие, чтобы ввести символ определения;

 напечатать значение, присваиваемое переменной. Значение может быть одиночным числом, как в вышеприведенном примере, или более сложным сочетанием чисел и ранее определенных переменных.

Mathcad читает рабочий документ сверху вниз и слева направо. Определив переменную, например, t, ее можно использовать в вычислениях везде ниже и правее равенства, которым она определена.


^ 2.3. Определение функции


Еще большей гибкости вычислений можно достичь, используя определения функций.

Начните определение функции d(t), напечатав d(t):

d(t) : = 

Завершите определение, напечатав выражение:

1600+асс/2[Space]t^2[]




Определение функции завершено. Имя функции  d, аргумент функции  t. Можно использовать эту функцию, чтобы вычислить значение выражения  ее правой части  для произвольных значений t. Для этого нужно подставить вместо t соответствующее число.


^ 2.4. Создание графика


Чтобы создать график в Mathcad, нужно щелкнуть мышью на том свободном месте, где его нужно разместить, и выбрать пункт Декартов график из меню Графика или нажать клавишу @. Появляется пустой график с полями ввода для выражений, отображаемых по осям графика. Множества точек, из которых состоит график, определяются дискретными аргументами: Mathcad строит одну точку графика для каждого значения дискретного аргумента, задающего график.

Пример того, как создать график d(t) с одной точкой для каждого значения t, приведен ниже.

Щелкните мышью ниже формулы для d(t) и выберите пункт ^ Декартов график из меню Графика (клавиша @). Mathcad создаст пустой график.

Поле ввода возникнет под осью абсцисс. В него нужно ввести имя переменной t, поставив таким образом в соответствие этой оси переменную t.

Теперь нужно щелкнуть в поле напротив середины оси ординат и ввести здесь d(t), указав Mathcad откладывать значения d(t) по этой оси. Остающиеся поля предназначены для ввода границ на осях  максимального и минимального значений, откладываемых на оси. Если оставить их пустыми, Mathcad автоматически заполнит их при создании графика.

После щелчка вне графика Mathcad вычисляет и строит точки графика, как показано на рис.4. Под d(t) появляется образец линии, которой нарисован график. Это помогает идентифицировать различные кривые, если на одно поле выводятся несколько графиков. По умолчанию Mathcad соединяет точки прямыми линиями и устанавливает пределы по осям.






Рис.4. График d(t)

^ Изменение размеров графика

Размер графика, показанного на рис. 4, установлен по умолчанию. В Mathcad можно установить любой размер графика: достаточно выделить график и растянуть его до желаемого размера.

Для изменения размера графика следует:

 щелкнуть мышью вне графической области. Это закрепит один угол выделяющего прямоугольника (он отмечается пунктиром);

 при нажатии левой кнопке мыши охватите выделяющим прямоугольником область графика;

 отпустите левую кнопку мыши;

 переместите указатель мыши к правому или нижнему краю выделяющего прямоугольника. Указатель превратится в двойную стрелку;

 переместите указатель при нажатой кнопке мыши, растягивая графическую область в желаемом направлении;

 по достижении желаемого размера отпустите кнопку мыши;

 щелкните мышью вне графической области, чтобы отменить ее выделение.

На рис. 5 показан результат: увеличенный график.
^ Р
ис. 5. Вид графика после изменения размеров 2.5. Операторы вычисления сумм и произведений

Оператор суммирования вычисляет сумму выражений по всем значениям индекса. Оператор произведения работает аналогичным образом  вычисляет произведение выражений по всем значениям индекса.

Чтобы создать оператор суммирования в рабочем документе:

 щелкните в свободном месте, затем нажмите клавиши [Ctrl] [Shift] 4. Появляется знак суммирования с четырьмя пустыми полями

;

 в нижнем поле слева от знака = введите имя переменной. Эта переменная  индекс суммирования, она определена только внутри оператора суммирования, вне оператора может существовать другая переменная с тем же именем

;

 в поле справа от знака = ведите целое число или любое выражение, принимающее целое значение



 в поле под знаком суммы введите целое число или любое выражение, принимающее целое значение

;

 в оставшемся поле введите выражение, которое необходимо просуммировать.

Обычно это выражение будет включать индекс суммирования



^ 2.6. Условные операторы

Mathcad выполняет операторы программы в порядке сверху вниз. Могут встретиться случаи, в которых какой-нибудь оператор нужно выполнить только в случае выполнения некоего условия. Этого можно добиться с помощью оператора "if". Ниже приводится пример определения функции, задаваемой разными аналитическими соотношениями на разных участках области определения

 ведите левую часть определения функции и знак равенства ":=" и удостоверьтесь в том, что появилось поле ввода

f(x):= ;

 нажмите кнопку "Add Line" на панели программирования или клавишу ], появится вертикальный столбец с полями ввода для операторов программы

f(x):= 

 ;

 перейдите в верхнее поле ввода и щелкните по кнопке "if" на панели программирования, либо нажмите клавишу}

f(x):=  if 

 ;

 правое поле ввода предназначено для булевого выражения, левое поле ввода предназначено для значения, которое будет иметь выражение, если логическое выражение в правом поле истинно

f(x):= 0 if x>2

 ;

 выделите оставшееся поле ввода и нажмите кнопку "otherwise" на панели программирования

f(x):= 0 if x>2

 otherwise ;

 введите в оставшееся поле значение, которое программа должна возвратить в случае, если логическое выражение ложно

f(x):= 0 if x>2

otherwise .

2.7. Циклы

Mathcad предлагает два вида циклов, отличающихся по способу определения условия завершения цикла.

Если заранее точно известно необходимо число выполнений цикла, то целесообразно использовать