Основы пользовательского интерфейса

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Основы пользовательского интерфейса»

Содержание

1. Основы пользовательского интерфейса

2. Составные части окна Mathcad

3. Главное меню пакета Mathcad

4. Назначение кнопок панели инструментов Математика

5. Завершение работы с пакетом Mathcad

6. Создание колонтитулов

7. Входной язык

8. Форматирование результатов

9. Математические константы пакета

1. Основы пользовательского интерфейса

Под интерфейсом пользователя понимается совокупность средств графической оболочки Mathcad, которая обеспечивает удобное управление системой как с помощью клавиатуры, так и с помощью мыши.

Интерфейс пакета Mathcad внешне напоминает интерфейсы других приложений Windows, в частности текстового процессора Word.

1. Запуск пакета Mathcad 11. Запуск пакета Mathcad можно выполнить несколькими способами.

Первый способ:

- щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Пуск (Start) на панели задач для вызова главного меню;

- выберите в главном меню пункт Программы (Programs);

- в появившемся всплывающем меню выберите пункт MathSoft Apps для вызова следующего всплывающего меню;

- выберите в нем пункт Mathcad 11 .. . и щелкните по нему левой кнопкой мыши.

Второй способ:

- на рабочем столе найдите ярлык пакета Mathcad и дважды щелкните по нему левой кнопкой мыши.

После запуска пакета Mathcad на экране появляется основное окно Mathcad (рис. 1).



Рис. 1. Вид основного окна Mathcad с новым документом

2. Составные части окна Mathcad

Строка заголовка. В левой части строки расположен значок управления главным окном , название пакета Mathcad, а также имя текущего файла [Без названия:1]. В правой части расположены три кнопки управления окном - свернуть, развернуть на весь экран и закрыть.

Строка главного меню - строка с пунктами меню, при выборе которых открывается доступ к подменю с различными командами (рис. 2).

Рис. 2. Главное меню пакета Mathcad

Стандартная панель инструментов (Standart) - панель с кнопками для быстрого выполнения наиболее важных команд при работе с пакетом (рис. 3.)



Рис. 3. Стандартная панель инструментов

сохранение файла в текущем каталоге;

открытие существующего файла;

создание нового файла;

проверка орфографии англоязычного текста;

предварительный просмотр документа перед печатью;

печать документа;

вставка в рабочий документ фрагмента из буфера обмена;

копирование в буфер обмена выделенного фрагмента;

удаление в буфер обмена выделенного фрагмента;

выравнивание выделенных областей по левому краю;

выравнивание выделенных областей по верхнему краю;

ручной режим вычисления выражений;

вставить единицы измерения;

вставить встроенные функции пакета.

Панель форматирования (Formatting)- панель с кнопками для выбора типа и размера шрифта, изменения его начертания, выравнивания текстовых комментариев и др. (рис. 4).

Рис. 4. Панель форматирования

Панель инструментов Математика (Math) - панель с кнопками для вызова дополнительных девяти панелей, с помощью которых и происходит непосредственная вставка математических символов и операторов в документ Mathcad (рис. 5).

Рис. 5. Панель инструментов Математика

Панель ресурсов (Resources) - для вызова ресурсов Mathcad (рис. 6).

Рис. 6. Панель ресурсов

Рабочая область или ”лист” (Worksheet) - для ввода текстовых комментариев, математических выражений и элементов программирования.

В рабочей области виден курсор ввода (визир) в виде небольшого крестика , а также вертикальная и горизонтальная линии раздела страниц рабочего листа.

Строка состояния (Status bar) - для отображения текущего состояния документа. В левой части строки расположена контекстно-зависимая подсказка о готовящемся действии. В правой части строки выводятся:

- режим вычислений: автоматический-Авто(AUTO) или задаваемый вручную - Рассчитать F9 (Calc F9);

- текущий режим раскладки клавиатуры - САР(при нажатой клавише Caps Lock);

- текущий режим раскладки малой цифровой клавиатуры - NUM (при нажатой клашише Num Lock);

- номер страницы, на которой находится курсор.

3. Главное меню пакета Mathcad

Главное меню содержит девять пунктов. При щелчке мышью на каждом из них появляется соответстующие падающие меню с перечнем команд:

- Файл (File) - команды для работы с файлами: создание, сохранение, открытие, просмотр, вывод на печать;

- Редактирование (Edit) - команды, связанные с редактированием документов: удаление, копирование, вставка, замена фрагментов документа;

- Вид (View) - команды для управления внешним видом документа, включение/выключение элементов интерфейса;

- Вставить (Insert) - команды вставки объектов и их шаблонов;

- Формат (Format) - команды форматирования объектов(текста, формул, графики);

- Инструменты (Tools) - команды управления вычислительным процессом;

- Символы (Symbolics) - выбор команд символьных вычислений;

- Окно (Window) - команды управления расположением на экране окон с различными документами пакета;

- Справка (Help) - команды вызова справочной базы данных.

Рассмотрим основные команды пунктов главного меню, используемые при выполнении лабораторных работ.

Команды пункта Файл:

- Новый (New) - создать новый документ;

- Открыть (Open) - открыть существующий документ;

- Закрыть (Close) - закрыть активное окно с документом;

- Сохранить (Save) - сохранить активный документ с текущим именем;

- Сохранить как (Save as) - сохранить активный документ с новым именем и/или в другом месте, в другом формате;

- Параметры страницы (Page Setup) - установить параметры страниц документа: размер и способ подачи бумаги, ориентацию ( книжную или альбомную), ширину отступа (поля) со всех сторон листа в миллиметрах;

- Предварительный просмотр (Print Preview) - предварительный просмотр на экране расположения объектов на странице;

- Печать (Print) - печать активного документа;

- Выход (Exit) - завершение работы с пакетом Mathcad.

Команды пункта Редактирование:

- Вырезать (Cut) - вырезать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена;

- Копировать (Copy) - копировать выделенный фрагмент и поместить его в буфер обмена ;

- Вставить (Paste) - вставить в рабочий лист фрагмент из буфера обмена;

- Удалить (Delete) - удалить выделенный фрагмент;

- Выделить все (Select all) - выделить всю область рабочего листа;

- Перейти к странице (Go to Page) - переход к странице, указанной в диалоговом окне Перейти к странице (Go to Page).

Команды пункта Вид:

- Панели инструментов (Toolbars) - показать/скрыть панели инструментов;

- Строка состояния (Status bar) -показать/скрыть строку состояния ;

- Верхние/Нижние колонтитулы (Headers/Footers) - создание и редактирование колонтитулов;

- Границы (Regions) - показать/удалить границы областей;

- Обновить (Refresh) или Ctrl+R-обновляет рабочий документ (удаляет лишние символы - “мусор”, которых на самом деле в документе нет);

- Масштаб (Zoom) - вызывает диалоговое окно для изменения масштаба отображения документа.

Команды пункта Вставить:

- Графики (Graph) - вставить график (тип графика выбирается из подменю команды;

- Матрица (Matrix) - вставить шаблон матрицы или вектора;

- Функции (Function) - вставить встроенную функцию;

- Единицы измерения (Unit) - вставить единицы измерения размерной величины; интерфейс пользователь графическая оболочка mathcad

- Разрыв страницы (Page Break) - начать новую страницу;

- Область математики (Math Region) - создать математическую область в тексте;

- Область текста (Text Region) или символ кавычка ( ” ) - создать текстовую область (регион);

Команды пункта Формат:

- Результат (Result) - форматирование вывода результатов вычислений;

- Текст (Text) - форматирование текста;

- Графики -(Graph) - форматирование графиков;

- Отделить области (Separate Regions) - разделить перекрывающиеся области в документе;

- Выровнять области (Align Regions) - выровнять выделенные области по горизонтали или по вертикали.

Команды пункта Инструменты:

- Защитить документ (Protect Worksheet) - защитить документ от редактирования;

- Вычисления (Calculate) - управление режимом вычисления формул:

- Автоматическое вычисление (Automatic Calculation) - все вычисления выполняются автоматически по мере ввода выражений; этот режим установлен по умолчанию;

- Вычислить сейчас (Calculate) (функциональная клавиша F9 или кнопка на стандартной панели инструментов) - ручной режим вычислений математических выражений в видимой части экрана;

- Вычислить таблицу (Calculate Wrksheet) (сочетание клавиш Ctrl+F9)- ручной режим вычислений всего документа (рабочего листа);

- Запретить вычисления (Disable Evaluation) - отключить вычисление какой-либо формулы;

Команды пункта Окно:

- Упорядочить (Cascade) - расположить окна документов каскадом;

- Разделить по горизонтали (Tile Horizontal) - расположить окна документов по горизонтали;

- Разделить по вертикали (Tile Vertical) - расположить окна документов по вертикали.

Команды пункта Справка:

- Справка по Mathcad (Mathcad Help) - получение справочной информации;

- Что это? (What's This?) - быстрая интерактивная справка об элементах интерфейса;

- QuickSheets - быстрые шпаргалки (доступ к электронным книгам Быстрых шпаргалок).

4. Назначение кнопок панели инструментов Математика

вызов панели инструментов Арифметика (Calculator) - для вставки основных математических операций;

вызов панели инструментов Графики () - для построения графиков разных типов;

вызов панели инструментов Матрицы (Matrix) - для вставки матриц и матричных операторов;

вызов панели инструментов Вычисления (Evaluation) - для вставки операторов управления вычислениями;

вызов панели инструментов Матанализ (Calculus) - для вставки операторов интегрирования, дифференцирования, суммирования и др;

вызов панели инструментов Булево (Boolean) - для вставки логических (булевых) операторов;

вызов панели инструментов Программирование (Programming) - для программирования средствами Mathcad;

вызов панели инструментов Греческий алфавит (Greek) - для вставки греческих символов;

вызов панели инструментов Символы (Symbolic) - для вставки символьных операторов.

На рис. 7 показаны математические панели инструментов.

При наведении указателя мыши на любую из кнопок математических панелей, появится всплывающая подсказка в виде текста, поясняющего назначение кнопки. Чтобы вставить в документ тот или иной символ с математичесих панелей достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши по соответствующей кнопке. Для большинства кнопок в подсказке содержится также сочетание ”горячих клавиш”, нажатие которых приведет к аналогичным действиям.

Рис. 7. Математические панели инструментов

5. Завершение работы с пакетом Mathcad

Выход из пакета Mathcad можно осуществить несколькими способами.

Первый способ:

- в главном меню Файл (File) выберите команду Выход (Exit).

Второй способ:

- щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Закрыть в строке заголовка пакета.

Третий способ:

- с помощью комбинации клавиш Alt+F4 или Ctrl+Q.

Внимание! Если перед выходом Вы сохранили документы, с которыми работали, с помощью команды Сохранить (Save) или Сохранить как (Save as), то все активные окна последовательно закроются при завершении работы с пакетом.

Если Вы забыли сохранить какой либо документ, то пакет Mathcad сообщит об этом в диалоговом окне. Нужно ответить , если нужно сохранить изменения в данном документе, и , если сохранение не требуется.

6. Создание колонтитулов

Колонтитул представляет собой область в верхнем и нижнем поле страницы документа, в которой можно разместить стравочную информацию: имя документа, дату и время создания, номер страницы и пр. Эта информация автоматически появится на каждой странице документа.

Колонтитулы бывают верхними и нижними. Создание и редактирование колонтитулов выполняется в окне диалога работы с колонтитулами.

Порядок вставки колонтитула в документ:

1. Выберите в меню Вид (View) команду Заголовок и нижний колонтитул (Headers/Footers);

2. В окне диалога в зависимости от типа колонтитула (рис.8) выберите одну из вкладок: Верхний колонтитул или Нижний колонтитул;

3. Щелкните левой кнопкой мыши в одном из текстовых полей, в зависимости от того, куда Вы хотите поместить колонтитул: слева, в центр или справа;

4. Введите текст колонтитула, комбинируя его с информацией, которая будет вставлена атоматически при щелчке по одной из соответствующих кнопок, находящихся в нижней части диалогового окна в секции Инструменты.

В случае необходимости повторите пп 3 - 4.

Назначение кнопок, с помощью которых осуществляется автоматическая вставка информации в колонтитул приведено ниже. В фигурных скобках отображен символ, который однозначно определяет соответствующую информацию в поле колонтитула.

- Размещено на http://www.allbest.ru/

Имя файла (File Name ) - {f}

- Путь к файлу (FileРазмещено на http://www.allbest.ru/

Path) - {p};

- Номер страницы (PageРазмещено на http://www.allbest.ru/

Number) - {n};

- ЧислоРазмещено на http://www.allbest.ru/

страниц (Number of Pages) - {nn};

- Дата последнего сохранения (DateРазмещено на http://www.allbest.ru/

Last Saved) - {fd};

- Время последнего сохранения (TimeРазмещено на http://www.allbest.ru/

Last Saved) - {ft};

- Текущая дата Размещено на http://www.allbest.ru/

(Date) - {d};

- Текущее время Размещено на http://www.allbest.ru/

(Time) - {t}.



Рис. 8. Установка колонтитулов

Нумерацию страниц можно начать с любой цифры в поле Старт на номере (Start at page number) окна диалога.

На рис. 9. показан внешний вид результатов установки верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы.

Рис. 9. Внешний вид верхнего колонтитула в режиме предварительного просмотра страницы

7. Входной язык

Алфавит входного языка. В пакете MathCad используются следующие наборы символов и слов:

- прописные и строчные буквы латинского и греческого алфавита;

- арабские цифры от 0 до 9;

- спецсимволы;

- специальные знаки - операторы;

- системные переменные;

- имена встроенных функций;

- все, что находится в палитрах математической панели;

- буквы кириллицы.

Имена переменных и функций. Имена констант, переменных функций называют идентификаторами. Длина идентификатора не ограничена. Для записи идентификатора используются:

- прописные и строчные буквы латинского и греческого алфавита;

- арабские цифры от 0 до 9;

- символ подчеркивания " _";

- точка (используется для ввода поясняющего текста - "псевдоиндекса"; на экране не отображается);

Ограничения на имена переменных и функций:

- первым символом имени может быть только буква;

- все буквы в имени должны иметь один стиль и шрифт;

- имена не могут совпадать с именами встроенных функций, констант и размерностей.

Примеры записи идентификаторов:

Верная запись	Неверная запись
V_1 abc A_B f100 tau д	5f d-s 00A i·k·c cos TOL

Операторы присвоения. Предназначены для определения переменных и функций пользователя.

Присваивание значений переменным.

Название	Обозначение	Ввод	Шаблон	Зона действия
Обычное	:=	Клавиша <:>, на панелях Арифметика и Вычисления	? := ?	Слева направо и сверху вниз
Глобальное	?	Клавиша <~>, на панели Вычисления	? ? ?	В любой части документа
Локальное		Сочетание клавиш Shift+[, на панели Программирование	? ?	В программном блоке

Примеры записи операторов присвоения:

Верная запись	Неверная запись
X:=2.6 abc:=-t+2 A_B?A-B f0:=ln(x)	5:=f d-s:=z |A|?B i:=sin·(x)

Операторы вывода. Используется для вывода значений переменных и функций.

Название	Обозначение	Ввод	Шаблон	Пример
Численный	=	Клавиша <=>, кнопка на панелях Арифметика и Вычисления	? = ??	+=6.28
Символьный		Кнопка на панелях Вычисления и Символы	?	+2·

Функции.

В общем случае функция - это выражение, согласно которому проводятся определенные вычисления с заданными аргументами и определяется результат.

В MathCAD можно использовать функции двух типов:

- встроенные функции;

- функции, определенные пользователем.

Применение функций обоих типов в расчетах совершенно одинаково, с тем исключением, что любую встроенную функцию можно сразу использовать в любом месте документа, а пользовательскую функцию необходимо предварительно определить в документе до момента вычисления ее значения. Некоторые наиболее часто используемые встроенные функции можно ввести с панели Арифметика (sin, cos, ln, log…).

Любую встроенную функцию можно ввести с помощью команды Вставить/Функции… или с помощью кнопки на панели инструментов. Определение функции пользователя. Для определения функции пользователя используется оператор присвоения. В левой части оператора записывается имя функции, вслед за которым в круглых скобках - список аргументов. В правой части оператора присвоения записывается выражение, соответствующее данной функции.

Имя_функции (Список аргументов) := Выражение

Имя_функции задается по тем же правилам, что и имена переменных.

Список аргументов - введенные через запятую имена переменных, от которых зависит функция. Выражение может содержать константы, переменные, операторы, встроенные функции и другие функции пользователя.

При определении функции аргументы называют формальными, а при обращении - фактическими. Значения формальным аргументам предварительно не присваиваются.

Конкретные значения формальным аргументам, которые используются в математическом выражении, задаются при вызове функции.

Внимание!

Все переменные, присутствующие справа в выражении определения функции, либо должны входить в список параметров функции (в скобках, слева после имени функции), либо должны быть определены ранее. В противном случае будет выведено сообщение об ошибке, причем имя неопределенной переменной будет выделено красным цветом.

Вызов функции пользователя.

Вызов функции осуществляется одним из двух способов:

1) в операторе вывода;

2) в операторе присвоения.

В первом случае записывается имя функции, в скобках фактические параметры и знак равно (=).

Имя_функции (список факт. параметров) =

Если результат работы функции далее используется в документе, то целесообразно вызов функции записать в операторе присвоения, присвоив результат вызова функции некоторой переменной.

Имя_переменной := Имя_функции(список факт. параметров)

Внимание!

- Во время вызова функции количество и порядок следования фактических аргументов обязятельно должен соответствовать количеству и порядку следования формальных.

- Фактическим аргументом может быть или числовое значение, или некоторая заданная переменная или математическое выражение.

Пример.

Определение функций: ,

Вызов функций: ,

8. Форматирование результатов

В пакете Mathcad ввод и вывод числовых данных возможен в двух основных представлениях:

- десятичном, например 12345.6789;

- с порядком, например 1.23410⁴.

Имеется возможность изменять формат отображения числа. Параметры формата, в котором выводятся числовые значения, можно установить как для всех областей документа (глобально) так и для отдельных областей (локально).

Для глобальной установки формата необходимо выполнить следующие действия:

- установить визир () на пустом месте документа;

- в меню Формат (Format) выбрать команду Результат (Result).

Чтобы установить формат локально для конкретной области, в которую осуществляется вывод числового значения, необходимо:

- установить маркер ввода справа от оператора вывода (=), т.е. там, где уже выведен результат или будет выводиться (при вычислениях в ручном режиме);

- в меню Формат (Format) выбрать команду Результат (Result) или выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши.

В обоих случаях на экране появится диалоговое окно Формат Результата (Result Format), в котором параметры формата будут иметь вид, установленный в пакете Mathcad по умолчанию или установленный перед этим пользователем (рис. 10).



Рис. 10. Диалоговое окно Формат Результата (страница Формат номера)

Диалоговое окно имеет четыре страницы с закладками:

- Формат Номера (Number Format) - для представления чисел в различных форматах.

- Параметры экрана (Display Options) - для изменения стиля отображения массивов, выбора обозначения мнимой единицы и задания системы счисления.

- Толерантность (Tolerance) -для установки порогового значения округления (в степенях 10) для действительной и мнимой части числа. Числа, по модулю меньшие установленного порога, отображаются в виде нуля.

- Отображение размерности (Unit Display) - для работы с размерными переменными.

Более подробно рассмотрим использование страниц с закладками Формат Номера и Параметры экрана.

Страница Формат Номера (Number Format). Здесь можно выбрать формат выводимого числового результата:

- Общий (General) - числа отображаются в десятичном представлении или в представлении с порядком;

- Десятичный (Decimal) - числа отображаются только в десятичном представлении;

- Научный (Scientific) - числа отображаются только с порядком;

- Инженерный (Engineering) - числа отображаются только с порядком, кратным 3-м;

- Дробный (Fraction) - число отображается в виде дроби.

В каждом из этих форматов допускается изменение параметров представления числа.

При выводе чисел по умолчанию принят формат Общий. При работе с этим форматом можно управлять количеством отображаемых десятичных знаков, задавая их количество (от 0 до 15) в поле Число десятичных мест (Number of decimal places). В поле Показательный порог (Exponential threshold) задается порог (от 0 до 15), т.е. показатель степени 10, после достижения которого, число отображается с порядком. Опция Показать конечные нули позволяет отображать или скрывать незначащие нули.

В таблице 1 приведены примеры вывода числа 123.45678 в формате Общий с разными значениями показательного порога и различным количеством десятичных знаков. Для чисел, отображенных в строках № 4 и № 7 был установлен флажок Показать конечные нули.

Таблица 1. Примеры отображения числа 123.45678 в формате Общий.

№ п/п	Отображение числа	Число десятичных мест	Показательный порог
1	123.457	3	3
2	123.45678	5	3
3	123.45678	6	3
4	123.456780	6	3
5	1.235102	3	1
6	1.23457102	5	2
7	123.45678000	8	4

Страница Параметры экрана (Display Options). Общий вид этой страницы представлен на рис. 11.



Рис. 11. Диалоговое окно Формат Результата (страница Параметры экрана)

В пакете Mathcad существуют два стиля отображения массивов: в виде матрицы и в виде таблицы (рис. 12).

Для изменения стиля отображения массива необходимо в списке Стиль отображения (Matrix display style) выбрать один из предлагаемых стилей:

- Automatic ( Авто) - стиль выбирается пакетом Mathcad;

- Matrix (Матрица);

- Table (Таблица).

Рис. 12. Отображение массива в виде матрицы (а) и таблицы (б)

На рис. 13 показано отображение матрицы А, элементами которой являются вектора а1, а2, а3 и а4. Вывод матрицы А приведен в двух вариантах.

а) Вложенные массивы отображены в свернутой форме. При этом в фигурных скобках через запятую указаны количество строк и столбцов в соответствующих векторах.

б) Вложенные массивы отображены в развернутой форме. Для этого установлен флажок Развернуть вложенные массивы.

Для записи комплексных чисел в пакете Mathcad используется мнимая единица i. По определению, . Можно мнимую единицу выводить не как i , а как j. Изменение обозначения мнимой единицы осуществляется в списке Мнимое значение (Imaginary Value).

Рис. 13. Отображение матрицы в свернутом (а) и развернутом (б) виде

Результаты вычислений можно представить не только в виде десятичного, но и в виде двоичного, восьмеричного или шестнадцатеричного.

Чтобы задать систему счисления необходимо выбрать соответствующий элемент списка Единица измерения (Radix):

- Decimal - десятичная;

- Binary - двоичная;

- Octal - восьмеричная;

- Hexadecimal - шестнадцатеричная.

На рис. 14 приведены примеры вывода числа 12 в различных системах счисления.

Рис. 14. Вывод числа в различных системах счисления

ВНИМАНИЕ! Чтобы просмотреть число с максимальной точностью, необходимо установить курсор ввода в область вывода результата и нажать клавиши Ctrl+Shift+N. При этом в левой части строки состояния окна Mathcad будет выведено точное представление числа.

9. Математические константы пакета

- символ бесконечности (машиная бесконечность) (Ctrl+Shift+<z>, на панели Матанализ);

- основание натурального логарифма е (клавиша <е>);

- число (Ctrl+Shift+<p>, кнопка панели Арифметика или Греческий алфавит);

- i, j - мнимая единица- (клавишами <1>, <i> или <1>, <j>);

- символ процента % (клавиша <%>).

Значения математических констант, действующие в пакете "по умолчанию":

10. Системные переменные пакета.

- TOL - погрешность численных методов;

- ORIGIN - значение начального индекса (номера элемента) в массивах;

- PRNPRECISION - установка формата данных (количество выводимых цифр) при выводе в файл;

- PRNCOLWIDTH - установка формата (ширины) столбца при выводе в файл;

- CWD - строковое представление пути к текущей рабочей папке.

Значения системных переменных, действующие в пакете "по умолчанию":

Размещено на Allbest.ru