Макрокалькулятор

Эта статья входит в число готовых статей
Эта статья прошла проверку экспертом
Материал из «Знание.Вики»
Макрокалькулятор
Тип система компьютерной алгебры
Автор Дмитриев Вячеслав Михайлович
Разработчик научная группа "РЕВИКОМ" (каф. КСУП ТУСУР)
Разработчики Дмитриев В. М.,
Ганджа Т. В.,
Ерошкин М. А.,
Истигечева Е. В.
Написана на Microsoft Visual C++
Интерфейс графический
Операционная система Microsoft Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Windows 11
Языки интерфейса русский
Первый выпуск 2002
Аппаратная платформа x86
Последняя версия 1.0 (01.01.2023)
Состояние актуальное
Лицензия проприетарное программное обеспечение
Сайт Группа в социальной сети "ВКонтакте", посвящённая научной группе "РЕВИКОМ"

Макрокалькулятор — программный пакет, система компьютерной алгебры, разработанная коллективом научной группы «РЕВИКОМ» под руководством доктора технических наук, профессора Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники Дмитриева Вячеслава Михайловича.

Система «Макрокалькулятор» предназначена для автоматизации сложных математических вычислений (для школьников и студентов высших учебных заведений технического профиля)[1].

Основные возможности программы

«Макрокалькулятор» является системой автоматизации математических вычислений, позволяющей проводить разнообразные научные и инженерные расчёты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов. Пользователи «Макрокалькулятора» — это школьники и студенты. Благодаря простоте применения, наглядности математических действий, обширной библиотеке встроенных функций и численных методов, а также превосходному аппарату представления результатов (графикам, таблицам и средствам подготовки печатных документов), «Макрокалькулятор» призван облегчить процесс обучения рядового школьника или студента. Кроме того, «Макрокалькулятор» обладает встроенным средством контроля ответов, которые автоматически сравниваются с правильными ответами, занесенными преподавателем в память системы и выдает сообщение в случае ошибки.

Вычислительной основой системы «Макрокалькулятор» является универсальный вычислитель, который используется в среде моделирования МАРС для анализа компонентных цепей физически неоднородных технических объектов. Для его использования в данной системе необходим аппарат, который позволяет преобразовать математические выражения, написанные в редакторе математических выражений, к виду компонентных цепей. Таким аппаратом в общей структуре системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор» является их интерпретатор.

Система «Макрокалькулятор» представляет собой отечественных программный продукт, ориентированный на импортозамещение дорогостоящей, но получившей широкое распространение программы MathCAD, а также других пакетов компьютерной математики (MATLAB, Mathematica и др.).

На базе системы «Макрокалькулятор» реализован тренажёр для подготовки школьников к ЕГЭ. За счёт встроенных средств контроля ответов пользователя, которые автоматически сравниваются с вычисленными правильными ответами, пользователю выдаётся сообщение о правильности или его ошибке.

Будучи написанной на языке объектно-ориентированного программирования, система «Макрокалькулятор» может быть реализована как приложение под операционную систему «Android» и использоваться на планшетных компьютерах и смартфонах.

Обладая дружественным пользовательским интерфейсом, система «Макрокалькулятор» позволяет вводить математические выражения в их естественном виде и автоматизировать решение математических задач школьного и студенческого уровней:

  1. Выполнение арифметических операций с целыми, вещественными и комплексными числами.
  2. Определение и использование переменных в выражениях, определение и вычисление функций, их производных в заданных точках и определенных интегралов.
  3. Решение линейных, дробно-рациональных, полиномиальных, иррациональных, показательных, логарифмических и тригонометрических уравнений.
  4. Решение линейных и нелинейных неравенств, систем линейных и нелинейных уравнений.
  5. Математические действие с векторами и матрицами.
  6. Решение системы линейных алгебраических уравнений методом Крамера.
  7. Исследование функций многих переменных.
  8. Решение задачи Коши для дифференциального уравнения первого порядка.
  9. Построение графика функции и его исследование (вертикальные и горизонтальные сканеры, увеличение выделенной части графика, сплайн-аппроксимация).

Преимущества программы

В отличие от многих существующих систем компьютерной математики, система «Макрокалькулятор» позволяет:

  1. вводить и редактировать математические выражения на естественно-математическом языке;
  2. решать линейные и нелинейные уравнения без предварительного введения начальных условий и начальных приближений (что затруднительно для школьников);
  3. по возможности находить все корни уравнений, если их не бесконечное множество, как в случае с тригонометрическими уравнениями;
  4. осуществлять решение линейных и нелинейных неравенств, что не позволяют названные Вами системы.

Интерфейс системы «Макрокалькулятор» сделан интуитивно понятным любому пользователю, так, чтобы школьники могли им пользоваться. Для этого разработаны разнообразные интерфейсные окна и панели инструментов, которые содержат кнопки и другие инструменты ввода и редактирования выражений.

Системы Maple и MATLAB для ввода математических выражений используют свои языки, отличающиеся от их естественной записи, что затрудняет использование этих программных продуктов в школах. К тому же они могут использоваться только как решатели, а в системе «Макрокалькулятор» предусмотрен режим компьютерного тренажёра.

Основываясь на едином со средой моделирования МАРС программно-алгоритмическом аппарате, эти две системы совместно образуют единую расчетно-моделирующую систему (РМС), направленную на автоматизацию вычислительного и натурного экспериментов над техническими объектами различной физической природы.

Основные аналоги программы

Основными аналогами системы «Макрокалькулятор» являются: Maxima, Maple, MATLAB, Mathcad и Wolfram Mathematica.

Архитектура программы

Система «Макрокалькулятор» состоит из следующих модулей:

  • алгебро-геометрический редактор для автоматизации решения задач из школьного курса геометрии;
  • модуль статистической обработки данных;
  • модуль построения и исследования поверхностей;
  • модуль решения задач оптимизации;
  • модуль аналитического преобразования математических выражений.

Типы данных в программе

Типы данных, которыми оперирует система «Макрокалькулятор»:

Системные требования

Программное обеспечение

См. также

Примечания

  1. ↑ Дмитриев В. М., Ганджа Т. В., Ганджа В. В. Принципы построения и реализации автоматизированного учебно-методического комплекса по техническим дисциплинам // Доклады ТУСУР. — 2010. — № 2(22). – Ч. 2. — С. 266–270.

Литература

  1. Ерошкин М. А., Ганджа Т. В. Язык представления математических выражений для реализации редактора Макрокалькулятора // Компьютерные технологии в образовании / Под ред. Дмитриева В. М. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. — Вып. 2.- C. 29-39.
  2. Ганджа Т. В. Комплекс программ автоматизации вычислительного эксперимента в расчётно-моделирующей среде МАРС: диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.18. — Томск, 2005. — 178 с.
  3. Дмитриев В. М., Ганджа Т. В. Алгоритм формирования и вычисления математических выражений методом компонентных цепей // Математические машины и системы. — 2010. — № 3. — С. 9-21. ISSN 1028-9763

Ссылки

Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Макрокалькулятор&oldid=1095728