Cистема компьютерной алгебры Maple

Система Maple работает с документами в стиле notebooks («блокноты» или «записные книжки»). Как было показано в уроке 1, документы содержат текстовые и формульные блоки, результаты вычислений, графики разного типа и другие компоненты. Документы могут готовиться с нуля или существовать в готовом виде — подготовленные кем-то ранее. Хранятся документы на внешних устройствах памяти в виде файлов. Файлом называют имеющую имя упорядоченную совокупность данных, размещенную на том или ином носителе — обычно на жестком, гибком или компакт-диске.

В Maple 7 используются файлы различных форматов, который указывается расширением файла (знак * означает произвольное имя файла):

Файлы документов содержат все необходимые данные для правильного отображения содержимого документа в окне редактирования с указаниями координат расположения блоков, фактического содержания и характера выполняемых операций, форматов предоставления информации и т. д. [Таким образом, файл содержит кроме текста, отображаемого на рабочем листе, специальные команды, адресованные Maple, аналогично файлам HTML, имеющим теги, предназначенные для интерпретации браузером.

Предусмотрена возможность записи документов и в особом формате LaTeX, предназначенном для создания книг и статей по математике. Текстовые файлы (с расширением .txt) можно просматривать и редактировать текстовыми редакторами, работающими с ASCII-кодировкой.

Важно отметить, что даже при записи документов со сложными рисунками используется не прямая запись их растровой или векторной копии, а сохранение данных для построения графиков. Поэтому размеры файлов Maple 7 невелики и их легко передавать по современным средствам телекоммуникаций, например по сети Интернет. Они требуют небольшого свободного пространства на дисках для записи. Тем не менее, чем сложнее график, содержащийся в документе, тем больше объем памяти, необходимой для хранения файла. Помимо обычных операций по работе с файлами (запись „а диск и загрузка с диска) предусмотрены возможности распечатки документов принтерами различного типа.

Меню File содержит основные операции для работы с файлами документов (рис, 3.1).

Рис. 3.1. Меню File и пустое окно нового документа

Меню содержит ряд операций, разбитых на группы. В первую группу входят следующие операции по работе с документами (в скобках приведены горячие клавиши):

Вторая группа команд относится к печати документов:

Вторая из этих команд позволяет распечатать весь текст документа с комментариями, математическими формулами, таблицами и графиками. Печать производится принтерами в графическом режиме, поэтому и не очень быстро. Зато печатаются все шрифты и математические спецзнаки. Можно напечатать и отдельные части документа.

После этой группы команд имеется список документов (файлов с расширением .ms), которые были загружены в систему в предшествующие сеансы работы. Выбрав в этом списке название одного из файлов, можно быстро загрузить его, не тратя времени на открытие файла через команду Open. Последняя группа представлена единственной командой:

Если вы работаете в русифицированной версии Windows, то горячие клавиши могут содержать вместо латинских букв русские эквиваленты. Например, команда New имеет горячие клавиши Ctrl+N, тогда как в меню они могут быть обозначены как Ctrl+T (см. рис. 3.1). На самом деле, как обозначать клавишу: русской буквой или латинской — дело вкуса.

Вернемся к широко используемым операциям первой группы и рассмотрим их более подробно. Заметим, что к некоторым из них можно быстро обратиться с помощью «горячих» клавиш (они указаны в скобках после названия команды). Команда New используется для создания нового документа. Она открывает новое пустое окно редактирования и переводит Maple в режим редактирования (рис. 3.1).

При создании нового документа в его начале появляется ячейка со знаком приглашения >, после которой виден мигающий маркер ввода в виде вертикальной черты |. Ячейка ввода обрамляется открывающей квадратной скобкой. Созданный документ приобретает имя Untitled (N) (в вольном переводе — «Безымянный под номером N», где N — целое число). Следуя приглашению программы, можно приступать к работе в Maple.

Операция New дублируется кнопкой со значком в виде чистого листа, размещенной на панели инструментов. Разумеется, нажать ее вы сможете, только если панель инструментов выведена на экран.

Команда Open служит для открытия созданного ранее документа. Вначале открывается диалоговое окно выбора файла (рис. 3.2). Для быстрого доступа к команде служит значок в виде открывающейся папки на панели инструментов.

В окне Открытие файла вам нужно найти нужный файл, а затем дважды щелкнуть на его имени или на кнопке ОК. Данное окно — пример единых диалоговых окон для всех приложений Windows.

Maple 7 — далеко не первая из версий системы компьютерной алгебры. Каждая очередная версия может иметь модифицированные элементы Maple-языка. Поэтому иногда возникает проблема частичной несовместимости документов, подготовленных в разных версиях системы Maple. Разработчики системы по мере возможностей учли это и предусмотрели автоматическое определение версии Maple, в которой был создан документ. Если выбранный документ был сохранен в старой версии программы, то перед его загрузкой появляется окно, представленное на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Окно с предупреждением о загрузке документа другой версии Maple

Нажмите кнопку ОК, и документ будет открыт. Не следует думать, что загруженный документ старой версии Maple непременно будет полностью работоспособен. К сожалению, это не так — некоторые документы требуют коррекции, прежде чем Maple 7 сможет их исполнить.

Вас не должно удивлять появление в отдельных случаях элементов интерфейса с русскоязычными надписями — например, окно открытия файла (рис. 3.2). Они обусловлены тем, что Maple использует некоторые типовые элементы интерфейса операционной системы Windows. И если последняя русифицирована, то вполне возможно появление элементов интерфейса с русскоязычными надписями.

После загрузки документа его содержимое появляется в новом окне (см., например, рис. 1.16 или 1.17) и можно приступать к работе с ним. Во многих системах открытие нового окна командой New или Орел отменяет все предыдущие действия (значения переменных, функции и т. д.). Но в Maple 7 это не так — поскольку система предполагает совместную работу в нескольких окнах, каждое новое окно будет «знать» о происходившем в других окнах. Если же вы хотите начать с нуля в новом окне — исполните в нем команду restart. Maple 7 позволяет работать и с документами, представленными в HTML формате и имеющими URL-адрес. Для загрузки таких документов служит команда Open URL. Она открывает простое окно с полем для ввода URL-адреса. Работа с ним очевидна.

Команда Save записывает содержимое активного в данный момент окна в виде файла на диск с использованием его текущего имени. Исключением будут документы, созданные командой New и не переименованные, тогда действие команды будет аналогично выполнению команды Save as, обсуждаемой ниже. Следует с осторожностью пользоваться командой Save в том случае, когда вы модернизируете какой-либо документ, но желаете сохранить оригинал в неизмененном виде, ведь содержимое модернизированного файла будет записано «поверх» оригинала. Чтобы этого не произошло, для сохранения файла следует воспользоваться командой Save as, описанной в следующем разделе. При подготовке сложных документов рекомендуется периодически (в некоторых ситуациях довольно часто) давать команду Save, сохраняя сделанные изменения. Это позволяет избежать потери хотя бы части проделанной работы в случае сбоя компьютера. (Не важно, чем будет вызвано выключение или зависание компьютера — халтурной работой электрика или программиста или шалостью вашего ребенка — если вы лишний раз сохраните файл, вам придется меньше сил потратить на его восстановление.) Выполнение команды Save не приводит к выдаче сообщений и окон (кроме уже упомянутого исключения), и поэтому ее не обременительно дать лишний раз, особенно если вы запомните «горячие» клавиши для нее — Ctrl+S.

Команда Save As отличается от предыдущей тем, что перед записью файла на диск в появившемся диалоговом окне вы можете изменить имя файла (рис. 3.4).

Таким образом можно сохранить доработанный документ и в то же время оставить неизменным оригинал.

Рис. 3.4. Диалоговое окно для записи файла с указанием его имени

В списке Папка нужно найти папку, в которую вы хотите поместить файл, а в поле Имя файла вам нужно указать новое имя. Впрочем, не обязательно новое — если вы выберете другую папку, то можете сохранить и ее старым именем — оригинал не пострадает. , Maple позволяет сохранить файл в следующих форматах (список внизу окна):

Формат HTML — новый для Maple формат, позволяющий записывать файлы документов в виде web-страниц. .

Команда Save as особенно полезна при доработке и модификации файлов, например входящих в комплект поставки системы, когда надо сохранить оригинальные файлы в неприкосновенности. Для этого достаточно записать измененные файлы под новыми именами.

Maple 7 имеет возможность экспорта файлов в различные форматы. Команда Export As открывает подменю, содержащее форматы, запись в которых поддерживает Maple После выбора нужного формата в подменю появляется окно, аналогичное окну для сохранения файла.

Графики Maple может записывать в следующих форматах: DFX, EPS, GIF, JPEG, POV, WMF и BMP.

Команда Close закрывает окно вместе с текущим документом, и система переходит к работе со следующим окном (либо к пустому серому окну, если был закрыт последний документ).

Если закрываемый документ подвергался модификации, то система спросит, надо ли сохранять изменения (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Диалоговое окно, появляющееся при закрытии модифицированного документа

Следует помнить, что каждое окно, будучи сложным графическим объектом, занимает определенный и вовсе не малый объем памяти. Поэтому команда Close является эффективным средством освобождения оперативной памяти, особенно когда закрывается большой документ. Однако надо помнить, что бывшие в нем определения (например, значения переменных, введенные функции пользователя и т. д.) сохраняются в памяти, даже когда документ закрыт, естественно, пока вы не дадите команду restart.

Быстро закрыть документ можно, нажав клавиши Ctrl+F4.

Для записи сделанных настроек Maple в меню File предусмотрены две команды: Save Settings и Auto Save Settings. Последняя команда — это флажок, при установке которого новая настройки Maple будут записываться автоматически при завершении работы.

Команда Exit служит для выхода из Maple. Тогда при использовании операции Exit можно наблюдать последовательное исчезновение окон документов. Если пользователь забыл записать какой-либо документ на диск, система сообщит об этом, выдав запрос. Нужно ответить Yes (Да), если документ нужно сохранить, и No (Нет), если сохранение не требуется. Однако стоит сохранить документы, подвергавшиеся редактированию и модификации, заранее — вдруг вы по ошибке нажмете не ту кнопку.

Не следует применять команду Exit, если вам необходимо временно переключиться в окно другой программы, так как повторная загрузка Maple занимает много времени.

Команда Print служит для печати документа. Она имеет кнопку с изображением принтера на панели инструментов для быстрого доступа.

После того как отдана команда Print, появляется диалоговое окно, показанное на рис. 3.6, — стандартное окно печати в Windows.

Нажатие кнопки Свойства в окне печати открывает окно свойств выбранного принтера. Вид окна зависит от типа принтера, функции его элементов достаточно очевидны, поэтому мы воздержимся от обсуждения работы с ним.

Таким образом, в списке вверху окна печати прежде всего следует установить принтер. Можно просто оставить установленный по умолчанию. В диалоговом окне также можно указать диапазон страниц для печати и число копий, а также установить флажок для разбора страниц по копиям. В целом диалог с компьютером при осуществлении операции печати прост и нагляден.

Даже одна страница документа может не поместиться на экране монитора. Поэтому перед печатью полезно просмотреть расположение элементов документа на странице. Для этого служит команда Print Preview, которая выводит окно' с изображением текущей страницы (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Предварительный просмотр страницы, предназначенной для печати

У окна просмотра имеется ряд элементов управления. Прежде всего это полосы прокрутки для перемещения изображения документа в окне просмотра. Кроме того, имеется ряд кнопок, назначение которых указано ниже:

Использование команды Print Preview может сэкономить не один лист читой бумаги и картридж краски.

Печать документов — одна из основных функций любой среды подготовки документов. В общем случае она предполагает установку параметров принтера. Для этого служит команда Printer Setup, приводящая к открытию диалогового окна, показанного на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Диалоговое окно настройки параметров принтера

Следует отметить, что вид этого окна будет варьироваться в зависимости от принтера и может существенно отличаться от приведенного на рисунке. Однако большинство параметров, которые требуют пользовательского вмешательства, очевидны.

Как видно из рис. 3.9, меню Edit содержит различные операции редактирования. Они делятся на ряд групп. Первая группа содержит следующие операции:

Операции первой группы используют буфер обмена (Clipboard). Так называется специально организованная и динамически изменяющаяся область памяти в операционной системе Windows. В нее могут помещаться различные (обычно предварительно выделенные) объекты, документы и даже файлы. Буфер можно использовать для обмена объектами как в пределах текущего документа, так и между различными документами и даже приложениями.

Очень часто некоторые операции меню Edit будут недоступны — они отображены серым шрифтом это означает, что в данный момент не существует объекта, к которому может быть применена команда. Однако в демо-версии Maple команды копирования и вставки будут недоступны всегда — таково ограничение создателей.

Несколько следующих групп представлены одной операцией:

Последняя команда позволяет менять режим строк ввода — они могут содержать математические выражения или неисполняемые текстовые комментарии. Именно благодаря текстовым комментариям документы Maple 7 приобретают достаточно наглядный вид. Наглядность документов дополнительно повышается благодаря возможности представления результатов вычислений (а иногда и вводимых выражений) в естественной математической форме. Восьмая группа команд открывает подменю, содержащие команды с ячейками и секциями документа:

Команды подменю Split or Join позволяют легко модифицировать вид документов путем разделения и объединения строк и секций.

Команда Undo Delete служит для отмены последней операции редактирования. Она позволяет удалить до 5 последних операций. Если вы случайно удалили нужный текст — вам придет на помощь команда Undo. В меню, а также во всплывающей подсказке указывается название последней операции редактирования — той, которую вы собрались отменить.

Команда Redo позволяет вернуть отмененную операцию, если в этом возникает необходимость. Действие этой команды, естественно, тоже распространяется не более чем на пять операций. Команды Undo и Redo имеют кнопки (с изображением стрелок) на панели инструментов для быстрого доступа к себе.

Команда Cut копирует выделенный объект в буфер обмена и удаляет его из документа. Выделить объект или группу объектов можно, обведя его мышью при нажатой левой кнопке. Можно также использовать клавиши перемещения курсора при нажатой клавише Shift. Выделенный фрагмент отмечается черным фоном и инверсией цвета входящих в него символов (на рис. 3.9 выделена первая строка).

Графические объекты не инвертируют свои цвета при выделении, к тому же их можно вырезать и копировать, когда на них находится маркер ввода. Вырезанный командой Cut объект поступает в буфер обмена, а его изображение в окне редактирования исчезает. Эта команда выполняется также комбинациями клавиш Shift+Del и Ctrl+X (в зависимости от настроек операционной системы). На рис. 3.10 показан результат выполнения команды Cut — видно исчезновение выделенного на предыдущем рисунке фрагмента в документе.

Рис. 3.10. Документ с рис. 3.9 после выполнения команды Cut

Щелчок левой кнопкой мыши за пределами выделенных объектов снимает все выделения.

Команада Сору аналогична Cut, но с одним существенным отличием — выделенный объект (или блок объектов) не удаляется в окне редактирования. Эта команда обычно используется в том случае, когда нужно перенести заданный объект в другое место, сохранив при этом оригинал, — продублировать объект. Особенно полезна операция Сору при составлении документа из частей других документов, в том числе страниц справочной системы Maple (рис. 3.11). Переключаясь между окнами с помощью команд Сору и Paste, описанных ниже, можно с легкостью составить достаточно большой документ, не написав ни строки.

Рис. 3.11. Пример переноса выделенной в одном документе строки в окно другого документа

В данном случае титульная надпись, удаленная командой Cut, перенесена в другой, пустой, документ.

Перенос и копирование объектов перетаскиванием

В Maple 7 имеется возможность переноса объектов из одного окна в другое методом перетаскивания (Drag and Drop). Для этого на группу выделенных объектов надо навести указатель мыши и при нажатой левой кнопке начать перенос объектов в новое место или новое окно. Отпустив левую кнопку мыши, можно наблюдать перенос объектов на новое место. Если все время держать нажатой клавишу Ctrl, то переносимый блок объектов будет сохранен и на старом месте.

Копирование в буфер обмена в формате Maple-текста

Команда Copy As Maple Text используется в тех случаях, когда необходимо, чтобы скопированная в буфер информация была представлена в текстовом формате. При этом в буфер копируются выражения как из строк ввода, так и строк вывода — все в текстовом формате. Используя в этом случае команду Paste можно вывести из буфера все выражения как из входных, так и из выходных строк в текстовом формате (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Пример использования операций Copy as Maple Text и Paste

Обратите внимание, что графическое представление интеграла в строке вывода превратилось в его отображение в текстовом формате. То же имеет место в отношении представления производных, сумм, произведений и т. д. Обратите также внимание на то, что текстовый комментарий в данном случае выводится стандартным шрифтом. Атрибуты (признаки) стиля, цвета и размера символов теряются.

Команда Paste копирует содержимое буфера обмена, помещенное туда командами Сору или Cut, в место, указанное маркером ввода. При этом сохраняются форматы всех объектов документа, если они были скопированы (рис. 3.13).

Как видно из рис. 3.13, возможно применение этой операции не только в пределах окна одного документа, но и при переносе данных из одного окна в другое.

Надо отметить, что при копировании в буфер обмена математической формулы из ячейки вывода и вставке ее в строку ввода формат формулы меняется — она автоматически превращается в текстовое выражение. Это иллюстрирует рис. 3.14.

Рис. 3.13. Пример использования операций Сору и Paste

Рис. 3.14. Пример копирования формулы из ячейки вывода одного документа в ячейку ввода другого документа

Различные варианты преобразования форматов при использовании операций копирования и вставки надо учитывать при подготовке сложных документов.

Вставка из буфера обмена в формате Maple-текста

Операция Paste As Maple Text служит для вставки данных из буфера обмена с одновременным их преобразованием в текстовый формат.

Если данные в буфер обмена поступили в результате выполнения операции Сору as Maple Text, то при операции Paste Maple Text в документ будут скопированы только данные из строк ввода в формате Maple-текста. Это показано на рис. 3.15.

Рис. 3.15. Пример использования операций Copy as Maple Text и Paste Maple Text

Любопытно сравнить две пары операций, действие которых демонстрируют рис. 3.12 и 3.15.

Команда Delete Paragraph служит для уничтожения блока ввода, на котором расположен курсор. При этом в буфер обмена удаленный текст не заносится. В отличие от операции вырезания Cut ее применение не загружает буфер и предотвращает нехватку оперативной памяти. Если вы случайно удалите нужную строку — есть время спохватиться — дайте команду Undo.

Команда Select All выделяет все объекты документа. Это полезно, например, для вставки всего документа в другой документ.

Команда Find служит для поиска указанного фрагмента в тексте документа. Она открывает окно Find, в котором можно указать искомую фрагмент-подстроку (рис. 3.16). При нажатии кнопки Next будет производиться поиск следующего вхождения (ниже по тексту), а при использовании Previous — предыдущего. Если искомое слово не найдется, выводится окно с сообщением (слева на рис. 3.17).

При обнаружении указанного фрагмента он выделяется, и маркер ввода устанавливается в начало найденной подстроки. После этого можно приступить к ее редактированию.

С помощью команды Find возможна также замена подстроки. Для этого надо указать текст замены в нижнем поле окна. Чтобы заменить найденную подстроку, надо нажать кнопку Change, чтобы заменить все подстроки, — Change All.

Рис. 3.17. Пример замены одной подстроки другой

Maple 7 позволяет вводить в ячейки текст комментариев и исполняемые математические выражения (для того чтобы ввести в одну ячейку комментарий и функцию Maple, надо воспользоваться командами меню Insert). Операция Input mode служит для переключения между режимами ввода. Горячая клавиша команды — F5. Если режим ввода текста комментария включен, приглашение в виде знака > исчезает. Если этот режим отменен, то можно вводить исполняемые математические выражения, придерживаясь синтаксиса языка Maple.

Операции разделения и объединения объектов

Команда Split or Join служит для разделения или объединения объектов документа, она открывает подменю со следующими операциями:

Исполнение выделенных ячеек или всего документа

Команда Execute служит для запуска вычислений во всех выделенных ячейках или во всех ячейках документа. Соответственно она имеет подменю с двумя командами:

Заметим, что альтернативой является нажатие клавиши Enter для каждой исполняемой строки документа, что при больших документах довольно нудное занятие.

Команда Remove Output служит для удаления из документа всех ячеек вывода. Это полезно для редактирования ячеек ввода, поскольку объем документа при этом заметно сокращается. Она открывает подменю с двумя командами:

Рассмотрим, к примеру, документ, который был представлен на рис. 3.16. После выполнения для него команды Remove Output From Worksheet документ принимает вид, показанный на рис. 3.18.

Заметим, что документ с рис. 3.18 можно вернуть к исходному виду, выполнив команду Execute Worksheet, описанную выше. Однако в данном конкретном случае исполнение команды value(") даст сообщение об ошибке, поскольку в версиях Maple 6 и 7 данная команда должна быть записана в виде valueU).

Рис. 3.18. Документ после удаления всех ячеек вывода

Документ системы Maple 7 состоит из различных объектов — текстовых областей, областей ввода, ячеек, абзацев, секций, подсекций и т. д. Некоторые из них формируются автоматически по мере ввода и исполнения документа. Но, кроме того, в меню Insert (рис. 3.19) сосредоточены основные команды по обеспечению вставки различных объектов в редактируемый документ. Это позволяет быстро модифицировать документ и добиться его большей выразительности.

Следует отметить, что меню Insert является контекстно-зависимым. К примеру, оно исчезает, если выделен график.

Меню вставки разделено на две группы. В первой группе содержатся следующие команды:

Во второй группе содержатся следующие команды:

Перейдем к более подробному рассмотрению этих команд.

Команда Text приводит к исчезновению знака приглашения , после чего можно сразу же начинать ввод текста комментария. Данная команда позволяет формировать ячейку, содержащую текст комментария и исполняемые функции.

Команда Standard Math выводит в строке ввода вопросительный знак. После этого в поле ввода строки форматирования можно начинать ввод неисполняемого математического выражения (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Ввод математического выражения по команде Standard Math

По завершении ввода надо нажать клавишу Enter, и выражение появится в строке ввода (рис. 3.21). При этом выражение будет выделено.

Рис. 3.21. Завершение ввода по команде Standard Math

Команда Maple Input в меню Insert превращает текущую строку в строку ввода исполняемых математических выражений. В начале строки появляется приглашение ко вводу в виде значка , после чего можно начинать ввод выражения. Кнопка со знаком х в начале контекстной панели позволяет представить вводимое выражение в естественной математической форме, если таковая возможна. В таком случае ввод выражения осуществляется в поле на контекстной панели инструментов.

Команда Standard Math Input выводит новую строку ввода со знаком вопроса в ней. После этого ввод начинается в поле ввода строки форматирования. По завершении ввода нажимается клавиша Enter и введенное выражение появляется в строке ввода (обычно с выделенной последней частью).

Вставка исполняемых ячеек до и после курсора

Команда Execution Group обеспечивает вывод подменю с двумя командами:

Напоминаем, что признаком исполняемых ячеек является знак приглашения . Данные команды позволяют ввести в любом месте документа новые входные ячейки, что часто бывает нужно при модификации документов.

Электронные таблицы были впервые введены в реализацию Maple V R5. В системе Maple 7 для вставки электронных таблиц используется команда Insert Spreadsheet. Она выводит шаблон пустой таблицы, показанный на рис. 3.22. Как видно из рис. 3.22, электронная таблица представляет собой двумерный массив ячеек, имеющих адресацию по строкам и столбцам. Номера строк задаются цифрами, а номера столбцов — латинскими буквами. Верхняя левая ячейка имеет адрес А1, где А - номер столбца и 1 - номер строки. Если одиночные буквы в номерах столбцов заканчиваются, происходит переход на двухбуквенные адреса (АА, АВ, АС и т. д.). Такая адресация используется в функциях обработки табличных данных.

Рис. 3.22. Вставка шаблона электронной таблицы

По команде Insert Spreadsheet вставляется пустая электронная таблица, во всех ячейках которой нет никаких данных. Однако помимо заполнения таблицы с помощью соответствующих операций можно провести заполнение вручную. Для этого достаточно мышью выделить ячейку, щелкнув в ней левой кнопкой. Ячейка обводится черным контуром (ячейка А1 на рис. 3.22), и появляется контекстное меню с полем для ввода выражения. Во время ввода выражения ячейка покрывается серой сеточкой. Если после набора выражения нажать клавишу Enter, то числовое значение выражения будет помещено в ячейку А1 таблицы. К примеру, на рис. 3.23 показано введенное выражение 2+3. Однако в поле редактирования сохраняется исходное выражение (рис. 3.23).

Если маркер ввода находится в одной из ячеек электронной таблицы, становится доступным меню Spreadsheet (рис. 3.23).

Для работы с таблицами в Maple 7 появилось отдельное меню Spreadsheet (рис. 3.23). Оно содержит набор команд, обеспечивающих работу с табличными данными:

Рис. 3.23. Шаблон электронной таблицы и меню Spreadsheet

Если таблица активизирована (курсор находится внутри таблицы), то нажатие правой клавиши мыши вызовет появление контекстного меню. Его вид аналогичен виду описанного выше меню Spreadsheet.

Возможности Maple 7 в обработке табличных данных намного превосходят возможности обычных табличных процессоров. В частности, наряду с текстовыми и численными данными электронные таблицы Maple 7 могут работать с символьными данными — формулами.

Для ввода данных в ячейку таблицы достаточно щелкнуть на ней мышью. После этого можно вводить нужные данные в поле ввода контекстной панели (она видна на рис. 3.22 и 3.23 под панелью инструментов). Контекстная панель в режиме редактирования таблиц имеет четыре кнопки. Их назначение (слева направо) следующее:

Основным способом ввода данных является активизация ячейки таблицы мышью и ввод данных (объектов) в поле ввода контекстной панели. Нажатие третьей кнопки (Accept the input and evaluate it) или нажатие клавиши Enter приводит к вводу данных в ячейку и их исполнению.

Имеется ряд возможностей для автоматического заполнения ячеек таблицы. Например, можно заполнить ряд ячеек, примыкающих к заданной ячейке, предварительно наметив направление заполнения. Для этого курсор помещается в заданную ячейку, а затем мышь перемещается в нужном направлении при нажатой левой кнопке. На рис. 3.24 показан случай, когда в заданную ячейку А1 помещено число 2 и затем мышью выделены первые ячейки столбца А. Теперь, нажав первую кнопку (Fill a range of cells) на контекстной панели форматирования (или исполнив команду Spreadsheet Fill Down в меню), можно вывести окно автоматического заполнения ячеек таблицы — Fill. Это окно также показано на рис. 3.24. В этом окне можно задать направление заполнения (обычно по умолчанию задано уже направление заполнения при выделении ячеек) и указать шаг изменения аргумента и значение, которого он не должен превышать. Например, на рис. 3.24 заданы шаг 3 и конечное значение 21. Нажав кнопку ОК, можно увидеть автоматическое заполнение таблицы. При этом она принимает вид, показанный на рис. 3,25.

В ячейки таблиц можно вносить различные математические формулы в соответствии с синтаксисом языка Maple 7. При этом возможно сослаться на любую другую ячейку. Такая ссылка указывается значком тильда (-) перед адресом ячейки. Так, обозначение ~А1 означает, что будут подставлены данные из ячейки А1.

В качестве примера составим таблицу значений n, интеграла int(x^n.x) и производной diff (x^n, x) для n = 1.. 9. В готовом виде эта таблица представлена на рис. 3.26.

Подготовка такой таблицы проходит в три этапа. Вначале формируется первый столбец вводом в ячейку А1 имени переменной n, а в ячейку А2 — значения 1. После этого выделяются ячейки от А2 до А10 и с применением автоматического заполнения они заполняются числами от 1 до 9.

Рис. 3.24. Подготовка к автоматическому заполнению ячеек под заданной ячейкой

Рис. 3.25. Электронная таблица с рис. 3.24 после автоматического заполнения ячеек первого столбца

Рис. 3.26. Электронная таблица с символьными данными

Затем во втором столбце в ячейку В1 вводится инертная формула Int(x^-Al.x), a в ячейку В2 — исполняемая формула int(x*~A2.x). После этого выделяются ячейки от В2 до В10 и исполняется команда Spreadsheet Fill Down. В результате формируется столбец с символьными значениями интегралов. Аналогично (третий этап) задается формирование столбца с символьными значениями производной от x^n (рекомендуем сделать это самостоятельно для закрепления навыков работы с электронными таблицами в среде Maple 7).

Выше описаны лишь основы работы с электронными таблицами в среде Maple 7. Для более полного знакомства с техникой применения электронных таблиц нужно обратиться к справочной системе Maple 7.

Для вставки строки текстовой области служит операция Paragraph. Она создает строку без приглашения >, в которую можно вводить текст. Единственным отличием этой команды от команды Text является то, что она вставляет новую строку, не меняя статуса имеющихся строк. При вводе длинных текстов число строк ввода автоматически увеличивается.

Команда Section служит для установки кнопки, указывающей начало секции (см. рис. 2.6 с такой кнопкой) и служащей для открытия/закрытия секции. Секция может состоять из различных объектов: текстовых комментариев, строк ввода, строк вывода, графиков и других секций (подсекций).

Как и в операционной системе Windows, значок *+» указывает на закрытую секцию, значок «-» — на открытую. Секции предоставляют дополнительную свободу управления документом.

Подсекцией называют секцию, размещенную внутри другой секции. Создавая подсекции, можно строить документы со сложной древообразной структурой, напоминающей разделы книги с хорошей рубрикацией. Это может оказать большую помощь в создании электронных вариантов книг и обучающих программ в среде Maple 7.

Команда Subsection создает кнопку секции внутри уже созданной секции. Все, сказанное о секциях, распространяется и на подсекции!

Еще одна возможность сделать документы более удобными в работе заключается в создании гиперссылок. Гиперссылка — это текстовая надпись, подчеркнутая снизу, при щелчке на которой Maple перейдет к сопоставленному с ней объекту. Гиперссылку можно связать со следующими объектами:

Для создания гиперссылки надо установить на место будущей ссылки маркер ввода и выполнить операцию HyperLink. При этом появится окно связывания гиперссылки с объектом, показанное на рис. 3.27.

В окне надо задать заголовок гиперссылки (в виде короткой текстовой надписи) и выбрать одно из трех положений переключателя, перечисленных выше. Если вы намерены сослаться на документ, то следует использовать кнопку просмотра Browse для поиска нужного файла. Появляющееся окно показано на рис. 3.27 справа.

Как уже говорилось, гиперссылка выглядит как надпись, подчеркнутая снизу. Активизируя ее, можно вызвать объект, связанный с ней, — в нашем случае другой документ, файл которого находится на жестком диске. Использование гиперссылки на другой документ в Maple 7 реализовано не очень удачно. Дело в том, что в этом случае исходный документ по умолчанию закрывается. Если последние изменения в нем не были сохранены, то появляется окно с предупреждением об этом.¹ Оно показано на рис. 3.28.

Можно избежать закрытия документа, щелкнув на кнопке New Window; Maple предоставит открывающемуся документу новое окно. Это иллюстрирует рис. 3.29. В нем также показано контекстное меню гиперссылки. Это меню содержит три команды:

Рис. 3.28. Окно с предупреждением о закрытии документа при переходе по гиперссылке и необходимости сохранения изменений

Рис. 3.29. Результат активизации гиперссылки

Гиперссылки позволяют создавать сложные структуры документов, содержащие множество объектов, вызываемых в произвольном порядке. Например, для возврата в исходный документ можно организовать обратную гиперссылку в вызываемом документе. Лучшим примером такого применения гиперссылок является справочная система Maple 7. Гиперссылки также широко используются при создании web-страниц. Maple 7 позволяет сохранять документы в виде web-страниц (формат HTML), которые без каких-либо преобразований можно публиковать в сети Интернет.

Весьма привлекательной кажется возможность организации гиперссылок на разделы справочной системы. Она позволяет создавать учебные программы со ссылками на справки системы Maple 7.

Операции форматирования служат для придания отдельным объектам и документу в целом определенного стиля путем изменения как общего вида объектов, так и ряда их частных характеристик, например цвета и размера надписей, выбранного набора шрифтов и т. д. При этом возможна подстройка под вкус любого пользователя и подготовка документов высокого полиграфического качества. Стиль является центральным понятием для современных документов, будь то документы текстового процессора класса Word или системы символьной математики Maple 7.

Команды форматирования в меню Format разбиты на шесть подгрупп. В первой подгруппе содержатся две команды:

Во второй подгруппе имеются три наиболее распространенные команды изменения начертания надписей:

Заметим, что все они дублируются кнопками на панели инструментов и горячими клавишами. При редактировании документов использование кнопок и горячих клавиш более удобно.

В третью группу попали команды выравнивания текста:

В четвертой группе находятся следующие команды:

В последнюю группу попала еще одна команда, не имеющая непосредственного отношения к форматированию символов:

Рассмотрим применение команд форматирования.

Команда Styles является основной, поскольку позволяет задать стиль текста — определенный набор значений доступных параметров: размещение на странице, выравнивание, шрифт, начертание, цвет, размер и т. д. Единство стилей документов важно при включении их в отчеты, курсовые и дипломные проекты, диссертации и иные документы. Придерживаться определенных стилей — это правило хорошего тона при работе как с текстовыми процессорами, так и с математическими системами. Именно поэтому ориентация на определенный стиль подготовки документов стала неотъемлемой частью пользовательского интерфейса системы Maple 7.

Операция Styles выводит диалоговое окно Style Management, в котором можно как изменить уже существующий стиль, так и создать новый (рис. 3.30).

Рис. 3.30. Окно задания и модернизации стилей

В большинстве случаев пользователя Maple 7 вполне удовлетворят стили, заданные по умолчанию. Более того, надо помнить, что задание своего стиля неизбежно означает повышение риска несовместимости при обмене документами Maple 7. Поэтому без особой на то необходимости изменять стандартный стиль не рекомендуется.

Однако бывают принципиальные обстоятельства, когда изменение стиля необходимо. Например, при выводе титульных надписей для графиков Maple 7 используют стандартный англоязычный шрифт Courier New. При вводе русскоязычных надписей Maple 7 воспринимает их вывод как ошибку, поскольку набор символов при вводе не соответствует набору символов, заданному в стиле. Таким образом, для организации вывода русскоязычных надписей необходимо сменить набор символов (шрифт), то есть изменить стиль. Покажем, как это делается. Вначале в списке стилей надо выбрать наименование Title, после чего нажать кнопку Modify. Появится окно Paragraph Style с параметрами стиля Title (рис. 3.31).

В этом окне надо нажать кнопку Font. Появится новое окно (оно также показано на рис. 3.31) для выбора шрифта. В нашем случае достаточно заменить шрифт по умолчанию Courier New на шрифт Courier New Cyr. Он содержит символы кириллицы, то есть буквы русского языка. После этого задание титульных надписей для графиков на русском языке перестает быть проблемой.

Рис. 3.31. Окна установки параметров абзацного стиля для абзаца и для выбора шрифта

Разумеется, в понятие стиля входит не только шрифт, но и размер, начертание, цвет и т. д. Все это можно настраивать, используя описанные выше окна. При необходимости изменения стиля можно записать его в специальный файл, используя кнопку Save As Default. При этом измененный стиль становится принятым по умолчанию. Кнопка Revert As Default позволяет вернуться к типовым стилям, которые заданы разработчиками системы. Если стили подверглись небольшим изменениям, то можно сохранить их с помощью кнопки Merge Existing.

Для форматирования абзацев служит команда Paragraph. Она сразу выводит окно установки параметров абзаца. Это окно было показано на рис. 3.31. Правила работы с этим окном уже были описаны выше, так что нет смысла их повторять.

Команда Character открывает окно задания стиля символов: шрифта, размера, начертания и цвета.

Ранее описывалась операция вставки кнопки секции. При выполнения вставки сама секция еще пуста и ее надо заполнять. Команда Indent (или комбинация клавиш Ctrl+.) позволяет оформить в виде секции уже введенные ячейки. На рис. 3.32 показано такое оформление для ячейки документа с вычислением интеграла. Кнопка при этом имеет знак «минус», что указывает на ее открытое состояние.

Рис. 3.32. Применение операции Indent для одной из ячеек документа

Если щелкнуть на кнопке со знаком «минус», то секция свернется и вместо нее останется только кнопка со знаком «плюс» (рис. 3.33).

Команда Outdent (или комбинация клавиш Ctrl+,отменяет оформление ячейки в виде секции. Она действует в том случае, если маркер ввода стоит внутри секции.

Рис. 3.33. Пример документа с закрытой секцией

Хотя данная книга посвящена одной Maple 7, надо особо отметить, что эта программа способна взаимодействовать с рядом других программ, например с текстовым процессором Word, табличным процессорам Excel и даже с другими системами компьютерной математики, например, MATLAB. Это может быть копирование через буфер обмена или связь с применением механизма OLE. В роли объектов могут выступать ячейки из данного или других документов, текстовые фрагменты и файлы, рисунки в различных форматах и т. д. Работа с объектами существенно расширяет возможности пользователя по части создания полноценных и удобных в работе документов.

Для организации вставки объекта используется команда Insert > Object. Она выводит окно со списком тех приложений, с которыми возможна связь с применением механизма OLE. Это окно показано на рис. 3.34. Maple 7 использует стандартное окно вставки объектов из операционной системы Windows, поэтому если она русифицирована, то окно имеет русскоязычные надписи.

Если оставить переключатель в первом положении, то объект может быть создан заново с помощью подходящего приложения, например редактора Paint. Этот процесс показан на рис. 3.35.

Рис. 3.35. Подготовка объекта в графическом редакторе Paint

После того как объект готов, достаточно выйти из приложения, в котором он создавался, — в нашем случае из редактора Paint. Для этого в меню редактора имеется команда File > Exit. Окно Paint исчезнет, а сам объект появится в той ячейке Maple 7 (рис. 3.36), в которой был установлен маркер ввода в момент дачи команды вставки объекта.

Рис. 3.36. Пример документа со вставленным объектом-рисунком

Вместо рисунка (или другого объекта) можно поместить в документе Maple 7 значок — гипермедиа-ссылку. Для этого в окне на рис. 3.34 надо установить флажок В виде значка. Щелчок на вставленном в документ значке вызовет появление объекта. Этот способ удобен, когда объекты, например рисунки, имеют большой размер и их постоянное присутствие на экране нецелесообразно.

Необязательно каждый раз создавать объект с нуля — можно загрузить его из файла, в этом случае следует установить положение переключателя Создать из файла. Для поиска нужного файла пригодится кнопка Обзор. После выбора файла надо решить, какой вид будет иметь значок связи с файлом — вид стандартного значка или уменьшенной копии изображения.

Если объект выделен (как обычно, щелчком мыши), то команда Edit > Object становится активной и может даже модифицироваться в зависимости от вида объекта, с которым установлена связь. Например, если объектом является .рсх-файл, то эта строка меню открывает подменю с тремя командами:

Редактирование объекта производится в среде того приложения, с которым объект связан. Естественно, что изменение файла повлечет за собой отражение в документе его измененного варианта. Следует отметить, что в некоторых копиях программы Maple 7 операция Object не работает. Однако сохраняется возможность редактирования объекта в создавшей его программе после двойного щелчка на нем.

Знаете ли Вы, что имитационное моделирование, simulation - это распространенная разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством процессов-аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций реального сложного процесса в памяти компьютера в режиме "имитации", выполнить оптимизацию некоторых его параметров.

Работа с файлами и документами