URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Штыков В.В. MathCAD. Руководство по решению задач для начинающих
Id: 125048
 
339 руб.

MathCAD. Руководство по решению задач для начинающих

URSS. 2013. 168 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-02389-4. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.

 Аннотация

Настоящая книга представляет собой практическое руководство по решению задач в среде MathCAD. В ней содержатся примеры решения некоторых достаточно простых задач, с которыми встречаются начинающие пользователи пакета MathCAD. Отличие книги от других пособий состоит в том, что основной акцент в ней делается не на инструментарий пакета, а на решение конкретных задач средствами пакета. Материал излагается в форме 15 уроков, расположенных в порядке возрастания сложности и сгруппированных в два раздела --- основной цикл и факультативный цикл. Каждый урок содержит задания для самостоятельного решения. В пособии уделяется внимание и математической стороне задач. Кроме того, даются рекомендации по правильной организации текста с инструкциями пакета. В книгу также включены материалы по графике пакета, однако они представлены исключительно как инструментарий для решения конкретных прикладных задач.

Пособие ориентировано на студентов технических университетов, которые проходят подготовку по широкому кругу направлений, связанных с техникой и технологиями, в частности: "Приборостроение и оптическая техника", "Биотехнические системы и технологии", "Электронная техника, радиотехника и связь", "Информатика и вычислительная техника". Оно будет также полезно для студентов более широкого круга специальностей, как технических и естественнонаучных вузов, так и гуманитарных, а также для всех, кто желает освоить пакет MathCAD.


 Содержание

Предисловие
ОСНОВНОЙ ЦИКЛ
 Урок № 1.Типы данных и простейшие операции
 Урок № 2.Вектора и матрицы
 Урок № 3.Описание функций и построение графиков
 Урок № 4.Анализ функций по их графическому представлению
 Урок № 5.Функции, оперирующие матрицами
 Урок № 6.Решение системы линейных алгебраических уравнений
 Урок № 7.Дифференцирование и интегрирование
 Урок № 8.Решение обыкновенных дифференциальных уравнений
 Урок № 9.Решение нелинейных уравнений
ФАКУЛЬТАТИВНЫЙ ЦИКЛ
 Урок № 10.Преобразование Фурье и спектральный анализ86

 Урок № 11.Эмпирические формулы и обработка результатов экспериментов
 Урок № 12.Сглаживание и фильтрация
 Урок № 13.Статистическая обработка данных
 Урок № 14.Решение дифференциальных уравнений частных производных
 Урок № 15.Специальные графические возможности
Предметный указатель
Литература

 Предисловие

Математический пакет "MathCAD" (в дальнейшем пакет) по существу является языком программирования высокого уровня, ориентированным на решение некоторого набора конкретных математических задач. Этот набор очень обширен, но конечен и конкретен.

Язык пакета относится к языкам-интерпретаторам или языкам инструкций. Как это ни покажется для Вас неожиданным, но текстовый редактор “Word” также должен быть отнесен к этому классу языков программирования Другой класс -- это языки-компиляторы (С++, “Fortran” и др.).

Специализация языка позволила создать очень удобные и понятные правила орфографии и синтаксиса. Эти правила настолько близки к принятым в математике, что общение с пакетом становится простым, понятным, а подчас даже приятным. Поэтому пакет "MathCAD" очень популярен среди студентов и даже специалистов Следует иметь в виду, что за удобства всегда приходится расплачиваться ограничением возможностей. Однако, как правило, при работе с пакетом рядового пользователя даже имеющиеся возможности остаются не востребованными полностью.

Поскольку пакет является языком программирования, в нем можно обнаружить много общего с другими языками. Если Вы еще не владеете каким-либо из языков программирования высокого уровня, то общение с пакетом "MathCAD" позволит приобрести первичные навыки программирования. При этом важно придерживаться выработанных практикой правил. Следует избегать бессистемного, беспорядочного написания текста. Пакет "MathCAD" почти все простит, но эта привычка доставим Вам массу хлопот в будущем.

Читатели должны помнить, что, несмотря на внешнюю привлекательность, пакет имеет ограниченную область применения. Вы обязательно должны освоить более совершенные языки программирования. Дело в том, что, вообще говоря, пакет "MathCAD" не лучшее средство для вычислений С одной и той же задачей языки-компиляторы справляются раз в 10 быстрее, чем языки-интерпретаторы. Поэтому Вы обязательно должны освоить более совершенные языки программирования.

Это тем более надо сделать, т.к пакет "MathCAD" -- коварен. Его справочная система не содержит полного описания реализованных в нем процедур. Поэтому границы их применимости не только не указаны, но часто нет никакой возможности установить их самостоятельно. Хорошей иллюстрацией, например, является вычисление следующего интеграла:

y:=0ʃ exp(-x2)dx.

Пакет дает ответ y = 0,886226925453369, но как именно получен результат, неизвестно. Расчет средствами пакета точной величины 0,5π0,5 дает число 0,886226925452758. Ошибка в последних четырех цифрах на первый взгляд не вызывает особых опасений, однако она может оказаться роковой при вычислении разностей, например, для определения производной. Особенно много проблем возникает при решении уравнений.

Этот пример лишний раз подтверждает, что пользователи, полагающие, что владение математикой при работе с пакетом (да и с компьютером вообще) не требуется, глубоко заблуждаются. Ответ вычислительной процедуры должен быть более или менее известен. Результат решения конкретной прикладной задачи нужно сверить со здравым смыслом. И если в результате Вашего расчета оказалось, что поезд прибудет в пункт назначения через 1016 секунд, то неплохо бы вспомнить, что астрофизики оценивают время существования нашей Вселенной величиной порядка 109 -- 1010 лет (1016 -- 1017 с).

Следует также взять за неукоснительное правило прежде чем обращаться к пакету (или любой другой вычислительной программе) подготовить расчетные соотношения (и алгоритм в целом), проведя алгебраические преобразования и, самое главное, нормировки всех используемых величин и переменных. При расчете полета космического аппарата к Луне бессмысленно выражать расстояния в метрах, а при решении задачи о распаде элементарных частиц выражать время в секундах. Особенно тщательно надо провести нормировки. Все это требует определенного времени, но избавляет от многих проблем на стадии программирования и особенно при поиске ошибок в программе.

Все приведенные в пособии примеры могут быть выполнены с использованием версии пакета не старше "MathCAD-11". Многие сюжеты примеров и задач навеяны дисциплинами электротехнического и радиотехнического профиля. Это вовсе не означает, что пособие не может быть использовано студентами других специальностей. Более того, знакомство с задачами и моделями, используемыми в другой области практической деятельности, методами их решения и трактовкой полученных результатов обогатит ваше мировоззрение и расширит арсенал доступных вам средств.

Для освоения материала рекомендуется к каждому разделу создать файл пакета "MathCAD" и затем, следуя тексту раздела, воспроизвести все операции.

В конце пособия, как это и положено, приведен список литературы. Пока Вы будете осваивать приемы работы с пакетом, он вам практически не понадобится. Если все-таки возникнут технические вопросы по использованию пакета, можно обратиться к [1 -- 4]. Наиболее дотошные из читателей, покончив с последним уроком и обратившись к этому списку, смогут найти в приведенных книгах много полезного, несмотря на то, что подбор литературы в определенной мере отражает пристрастия автора. Особенно полезным, и не только в связи с освоением пакета, будет знакомство с книгой Зельдовича Я Б. и Яглома И. М. "Высшая математика для начинающих физиков и техников" [7], а также книгой А. Анго "Математика для электро- и радиоинженеров" [15].


Желаю успехов в освоении пакета "MathCAD".

Автор

 Об авторе

Штыков Виталий Васильевич
Виталий Васильевич ШТЫКОВ

Кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры основ радиотехники Московского энергетического института. Окончил радиотехнический факультет МЭИ в 1963 г. и остался преподавать на кафедре. Стаж научно-преподавательской деятельности — 45 лет. Читал различные варианты курсов теоретических основ радиотехники, радиотехнических цепей и сигналов, электродинамики. Подготовил курсы и прочел лекции по специальной физике, радиофизике, функциональной электронике, акустоэлектронике, квантовой электронике, физическим основам радиотехники, биофизике. Автор около 200 научных и учебно-методических публикаций. Среди них около 80 статей в отечественных и зарубежных научных журналах, более 30 статей в трудах МЭИ и материалах различных конференций, более 30 отчетов по НИР. Имеет 21 авторское свидетельство. В числе последних работ — учебное пособие «Квантовая радиофизика» (2009), имеющее гриф УМО по образованию в области автоматики, электроники, микроэлектроники и радиотехники. На работы В. В. Штыкова есть ссылки в отечественной и зарубежной литературе. Его научные труды связаны с изучением новых физических принципов регистрации и обработки сигналов. Он проводил исследования по квантовой электронике, нелинейным явлениям в плазме газового разряда и полупроводников, в ферримагнитных средах, а также в области акустоэлектроники и акустических волн. Активно занимается программированием.


 Страницы

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце