Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании

> t := time():
for i from 1 to 100 do
 evalf(Int(х^i*ехр(-x^i) + add(cos(k*x)/k, k=0..i), x=0..1)):
end do:
TIME=time()-t;

TIME = 2.922

В следующем примере вычисляется время, которое нужно для создания большой матрицы случайных чисел с помощью пакета расширения LinearAlgebra:

> М := LinearAlgebra:-RandomMatrix(500);

> timeconsumed = time(type(M, 'Matrix'(algebraic)));

time_consumed = 0.031

Повышение скорости вычислений обеспечено усовершенствованием алгоритмов численных вычислений (например, GNU) и применением подпрограмм национальной группы алгоритмов NAG — общепризнанных в области быстрых вычислений при решении задач линейной алгебры. Кстати, выше была приведена первая программа на Maple-языке программирования, использующая конструкцию цикла.

Читатели книги [23], описывающей предшествующую реализацию Maple 9, обратят внимание на то, что данные по скорости выполнения операций у Maple 9.5 лишь немного отличаются от приведенных для Maple 9, причем в ту или иную сторону. Это позволяет считать их практически равноценными.

Любопытно отметить, что последний пример в Maple 10 дал при первом пуске время 0.078 с, а при втором 0.015. Это говорит о том, что слишком щепетильно относиться к подобным тестам не стоит. Они дают лишь порядок величин, характеризующих скорость вычислений.

1.3. Интерфейс пользователя Maple 9.5

1.3.1. Окно системы

Как у всех приложений под Windows интерфейс Maple 9.5 имеет ряд характерных элементов, отчетливо видимых на рис. 1.2, 1.3 и 1.4:

• строка заголовка (сверху);

• строка главного меню;

• главная панель инструментов;

• контекстная панель инструментов, вид которой зависит от режима работы с Maple 9.5;

• окно ввода и редактирования документов;

• строка состояния (в самом низу окна);

• панели ввода специальных математических символов (см. ниже).

Пользовательский интерфейс Maple 9.5 позволяет готовить документы, содержащие одновременно текстовые комментарии, команды входного языка (с возможным преобразованием их в естественную математическую форму нажатием кнопки с буквой «х»), результаты вычислений в виде обычных математических формул и графические данные. Это обеспечивает понятное представление исходных данных и результатов вычислений, а также удобство их повторного использования.

Пользователь Maple 9.5 (как и ряда других математических систем) работает с документами, которые являются одновременно описаниями алгоритмов решения задач, программами и результатами их исполнения. Все данные команды и результаты размещаются в соответствующих ячейках. Графические построения выполняются как в ячейках документа, так и в отдельных окнах, и имеют свои меню для оперативного управления параметрами.

1.3.2. Меню системы

Наиболее полные возможности управления предоставляет меню системы Maple 9.5, расположенное под строкой заголовка — см. рис. 1.4 с открытой позицией View меню. Ниже дан перечень позиций меню, доступных при наличии открытого документа и стандартном виде интерфейса (см. рис. 1.2):

File — работа с файлами и печатью документов;

Edit — команды редактирование документа и операции с буфером обмена;

View — управление видом пользовательского интерфейса;

Insert — операции вставки;

Format — операции задания форматов;

Tools — доступ к инструментальным средствам;

Window — управление окнами;

Help — работа со справочной системой.

При классическом интерфейсе позиция Tools меню отсутствует, но есть другая позиция меню:

Spreadsheet — операции задания таблиц.

В позиции Tools меню стандартного интерфейса имеется доступ к ряду новых средства системы Maple 9.5, прежде всего к маплетам (maplets). Это надо учитывать при выборе интерфейса, с которым лучше работать.

В целом меню Maple 9.5 контекстно-зависимое и некоторые команды в позициях меню могут быть не активными. Такие команды представлены нечеткими серыми буквами, тогда как активные команды прописаны четкими черными буквами.

1.3.3. Палитры ввода математических символов

Полезно сразу обратить внимание на возможность модификации интерфейса системы Maple 9.5 с помощью команд меню View (рис. 1.4). Так, в этом меню можно увидеть список палитр Palettes, предназначенных для ввода математических знаков. Установив флажки соответствующих палитр можно вывести их на экран и переместить в любое место. Все четыре палитры математических символов в случае классического интерфейса представлены на рис. 1.4. Команда Zoom Factor позволяет менять масштаб просмотра документов.

Палитры можно выводить как поодиночке, так и все разом. Команда Hide All Palletes позволяет убрать все палитры. Каждую палитру можно убрать, активизируя кнопку со знаком минуса в начале титульной строки палитры.

Следует также отметить, что не всегда введенный на палитре символ буквально повторяет представленный на кнопке. Например, вместо символа Г может быть введено слово Gamma. Так происходит, если установлен действующий по умолчанию Maple-режим представления символов. Любопытно, что при этом это слово вовсе не означает гамма-функцию, которая в Maple обозначается как GAMMA, т. е. большими буквами. Следующие примеры иллюстрируют сказанное:

> Gamma;

Г

> GAMMA(1.1);