10.1. Общие положения

Ученый, инженер или студент может считать, что он полностью изучил тот или иной процесс, аппарат или технологию, только после того, как он рассчитает их - построит математическую модель и реализует ее. В настоящее время такой расчет (реализация математической модели) немыслим без привлечения средств вычислительной техники.

Поэтому авторы сочли возможным и даже необходимым выделить вопросы, связанные с компьютерными расчетами процессов водоподготовки, в отдельную главу. Если расчеты в настоящее время немыслимы без компьютера, то сам компьютер немыслим (будет неполноценен) без глобальной компьютерной сети Интернет. Исходя из этих посылок, данная глава книги построена как некая аннотация электронной версии книги, хранящейся в Интернете по адресу www.vpu.ru. Все компьютерные программы, описанные в книге, можно "скачать" с данного сайта. Поэтому авторы не стали помещать в книге тексты программ. Описание же алгоритмов решения многих задач даны в главах книги, где описаны соответствующие процессы, аппараты и технологии. В данной главе дано описания пакета компьютерных программ для расчета процессов водоподготовки [16] в средах математической программы Mathcad (www.mathcad.com, www.mathcad.ru, [18, 19, 20, 21, 22, 23]) и табличного процессора Excel (www.microsoft.com, www.excel.com). Описанные программы, как уже было отмечено, лежат по адресам: www.vpu.ru и http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/VPU_Book_New/Mathcad.html.

Mathcad - это зарегистрированная торговая марка фирмы MathSoft Education and Engineering, Inc. (www.mathsoft.com), представляющая собой сокращение английской фразы: Mathematical Computer Aided Design - математическое проектирование (САПР) с помощью компьютера.

Пакет Mathcad создавался как некое программное средство, альтернативное традиционным языкам программирования. Многие специалисты в конкретных областях науки и техники (физика, химия, биология, машиностроение и т.д.), а также студенты технических вузов не могли эффективно использовать компьютер из-за трудностей в освоении языков программирования. Пакет Mathcad позволяет решать широкий круг научных, инженерно-технических и учебных задач без обращения к традиционному программированию.

В настоящее время ситуация изменилась в том плане, что многие студенты, приступая к изучению своей будущей профильной специальности, как правило, довольно хорошо знают один из языков программирования и готовы решать свои задачи с помощью уже изученных программных средств. В этой ситуации пакет Mathcad становится как бы лишним. Но у Mathcad есть еще ряд свойств, позволяющих ему не только "выжить", но и завоевать новых поклонников даже среди асов программирования.

Дело в том, что пакет Mathcad позволяет в несколько раз (на порядок) ускорить процесс постановки и решения задачи. Такой рывок наблюдался, когда переходили от работы в машинных кодах к работе с языками программирования высокого уровня (fortran, Pascal, BASIC и т.д.). При переходе от работы с этими языками к работе в среде Mathcad между специалистом и компьютером не возникает лишнего звена в лице программиста.

Mathcad легок в изучении и это выгодно отличает его от других программ компьютерной математики. (Maple, MatLab, Mathematica и др.). Для работы с ним не требуется специальных навыков программирования, а значит, ускоряется и постановка и решение задачи. Рабочий лист (Mathcad-документ) легко компоновать - не составит труда поместить рядом с математическими формулами или программой поясняющий текст, рисунок, анимационный клип. Если на какое-то время прекратить пользоваться пакетом, то впоследствии можно легко вернуться к работе с ним. В других же программах компьютерной математики часто используется сложный синтаксис, который быстро забывается, если не работать с ними постоянно. При этом пакет Mathcad позволяет решать широкий круг научных, инженерных и учебных задач. Mathcad обладает мощными графическими средствами, которые позволяют наглядно показать результаты расчетов. Кроме того, эта среда является относительно доступным инструментом, в целом наиболее "демократичным" из всех известных математических программных пакетов.

Работа в среде Mathcad - это третья (и пока высшая) ступень в использовании вычислительной техники при решении физико-математических, инженерно-технических, а также учебных задач. Две предыдущие ступени - это работа с машинными кодами (c ассемблером, например) и с языками программирования (BASIC, Pascal, C, fortran и т.д.).