A3- 命令和程序包

Part 3：命令和程序包 西希安工程模拟软件（上海）有限公司，2008 3.0 介绍 第三部分：命令和程序包，学习如何使用Maple的顶层命令和程序包中的命令，以及学习如何 使用帮助系统。 为了获得更好的学习效果，请打开一个空白Maple文件。按照格左侧中的操作步骤描述，在 表格右侧空白处完成操作。 3.1 使用命令和程序包 Maple内置4,000多个计算命令，深度覆盖广泛的数学和编程主题。在前面的两节教程中，您 已经体验了一些Maple命令，包括 sin, taylor, int, exp, dsolve, solve, fsolve, rhs, 和 eval，并且您 已经通过关联菜单使用了更多的命令。 Maple中的命令分为两类：主函数库（main library）和程序包（packages）。 主函数库包含最常用的Maple命令，也称为顶层（top-level）命令。 其他的命令，按照领域打包成不同的程序包，如微积分、统计、微分几何、等。例 如，Optimization 程序包收集了数值求解优化问题的命令。 使用顶层Maple命令 一些常用的命令归类为顶层命令，如前面介绍的 sin, taylor, int, exp, dsolve, solve, fsolve, rhs, eval, factor, expand, simplfiy 等。您可以随时使用顶层命令，更多信息，请参阅Maple的顶 层命令列表 Index of Functions。 使用顶层命令： 如果您希望交互式使用Maple命令，仅需要使用2-D数学输入命令。注意，这些命令和变量 名显示为斜体。Maple命令的结构类似于 command(arguments)，具体的命令名和调用格式取 决于您使用的命令。 举例，对表达式因式分解，输入： 表达式的微分，输入： 求表达式在范围 [ 上的积分，输入： 绘制表达式的图形，输入： 提示：绝大部分Maple命令使用Maple语言编写的，但一部分融入到Maple内核中。但效率 是您项目中的重要因素，使用内置命令而不是库程序是一个更好的主意，使用内置程序通 常能够更快地完成计算。前面您看到的一些命令就是内置代码，例如 sin, taylor, exp, rhs, 和 eval. 其他一些有用的内置命令显示在下面的表格中。 命令 例子 evalf - 使用浮点算法求值 = = 0.6931471806 evalb - 求解一个布尔表达式 = false = true sort - 值或多项式的排序 = = seq - 创建一个序列 = = map - 映射一个程序到表达式中的所有算 子 zip - 通过应用程序到两个数据集上的元 素，将两个数据集拉链在一起 函数 iquo 返回两个整数的商。 = = select, remove, 和 selectremove - 从表达式 中选择或移除。 = indets - 发现表达式的变元 = = 教程 6-Data Structures 包含更多使用这些命令的范例。关于如何识别一个命令是否执行在 内核中，参阅 type/builtin。 使用Maple程序包中的命令 更多的命令分类为不同的程序包。 Maple中一些常用的程序包有： 参看完整的Maple程序包，参阅 Index of Packages. 如何使用程序包中的命令，有两种调用格式：长格式和短格式。 长格式: PackageName[CommandName]，任何情况都可以使用这种格式。 例如 CurveFitting[PolynomialInterpolation](表达式，参数项)。 短格式: 首先在当前工作表中调用程序包 with(PackageName) ，然后直接用 CommandName 完成计算。 例如：with(CurveFitting); PolynomialInterpolation(表达式，参数项)。 操作步骤 结果 例子: 使用Optimization程序包中的Minimize命令 求 的最小值，给出初始点 . 首先，我们将使用下面的长格式调用 Optimization[Minimize]. 结果显示最小值，后面是最小值处时 的 值。 ( 2 . 2 . 1 ) 现在，输入 with(Optimization). 返回程序包中的所有命令。（如果您不希 望显示冗长的命令列表，可以在这个命令 后加上冒号 (:) 隐藏输出） 现在，这个程序包中的所有命令都可以直 接通过输入命令名使用，如同短格式。 例子: 用短格式重做上面的问题. 注: 也可从工具菜单加载程序包。 ( 2 . 2 . 2 ) ( 2 . 2 . 3 ) 关于如何使用程序包的帮助信息，参考 Using Packages. 3.2 获得帮助 Maple系统提供了一个非常好的帮助系统，帮助系统是最重要的资源，您可以学习和掌握 Maple命令的语法和功能。 进入帮助系统 这里有几种途径进入Maple帮助系统： 从帮助菜单，选择帮助文件 点击工具栏上的图标 如果已经知道希望阅读的主题词，可以直接从工作表访问帮助页面，办法是执行命令 ? topic，例如，输入 ?LinearAlgebra，回车后就可阅读相应的页面。 Maple帮助系统打开一个独立的窗口，包含两个窗格。左侧的窗格包含您开始检索和浏览 的内容，右侧的窗格显示最后的检索结果，例如一个特定的帮助页。 Maple中的帮助页面列出了命令的调用格式、参数、和使用说明，并在帮助页的后面列举 了使用范例。一些帮助页面中还提供了超链接，使用户可以阅读相关的页面和字典定义。 链接帮助页的超链接显示为绿色，链接到字典定义的超链接显示为暗红色。 使用帮助导航 您可在帮助系统导航中输入要搜索的主题或关键词，内容表选项卡提供了帮助系统所有主 题的列表。 某些时候，在解决某个数学问题时不知道应该使用Maple的什么命令，您可从数学问题本 身出发，推测在这些命令的帮助页面应当包含某些特定单词，此时就要用到全文查找的方 法（选择搜索文本）。例如我要解一个微分方程，但是不知道应该用什么命令，我们可以 推测，在这个命令的帮助中应该包含solve，differential和equation等关键词，此时可以在 Help 菜单中选择搜索文本，在搜索区域输入要查找的关键词，例如solve differential equation等，然后单击搜索按钮，通知Maple开始检索。 搜索帮助系统： 1. 在左侧窗格的搜索区域输入字符。 2. 默认情况下，完成主题检索。为了完成文字检索，选择文字按钮。 3. 输入关键字，回车后开始检索。 Maple 将列出匹配的主题，并附带数值，表明匹配的程度，用户可从列表中选择最感兴趣 的主题。 文字检索将列出匹配的主题，基于主题中关键词的使用频率。 通过选择资源下拉菜单，您可以检索所有的帮助系统或指定的资源，例如帮助页、任 务、向导、和手册。 检索结果排列在左侧窗格的检索结果选项卡内，点击内容表选项卡，查看帮助系统中的所 有主题。 为了在右边面板内显示可能的匹配内容，点击前面带图标的主题。表 1.9 描述了不同图标 的信息。 表 1.9：帮助页图标 图标 描述 文件夹图标，显示在内容表制表符内，表示这个主题可以展开为子主题。 指向帮助页的问号图标，但选择这个图标时，相关的帮助页将出现在右侧面 板中。 WS 图标，表示这是一个工作表例子。如果点击这个图标，相应的工作表例 子将打开在一个新的Maple文件中。 D 图标，表示这是一个定义，当点击这个图标时，右侧面板显示相关的字典 定义。 T 图标，表示这是一个任务，当点击这个图标时，右侧面板将显示相关 的任务模板。 M 图标，表示这是一个手册，手册将被打开在Maple文件的新制表符中。 以文件方式浏览帮助页 帮助页中的范例是不能直接执行的。您可以通过点击工具栏上工具图标在Maple文件中打 开当前帮助页，执行帮助页中的Maple命令。 以文件或工作表形式打开帮助页： 从“视图”菜单，选择“在工作表中打开帮助页”，我们可以看到一个新的工作表将 在Maple中打开，作为可执行文件显示帮助页的内容。 可选操作。在帮助系统的工具栏，点击这个图标可以实现“在工作表中打开 当前帮助页”，作用与上面的菜单相同。 以 2-D 数学格式浏览范例 对于Maple帮助系统中大部分帮助页，您可以选择以一维数学（Maple Input）或二维数学格 式显示数学内容，默认格式是一维数学。 改变数学格式： 在Maple帮助系统中： 从“视图”菜单，选择“以2D格式显示范例”。 或者点击工具栏2-D数学图标 。 提示：有些帮助页显示为1-D数学，而不管您选择哪种选项。对Maple程序或其它代码而 言，1-D数学是最好的格式。更多信息，请参考 ?helpnavigator 帮助页。 复制范例 如果您仅希望复制帮助页的范例部分，而不是整个帮助页。 复制范例： 1. 从帮助系统“编辑”菜单选择“复制例题”。 2. 关闭或最小化帮助导航器，返回到Maple文件。 3. 在Maple文件中，将光标放置在您希望粘帖范例的位置。 4. 按下Ctrl + v组合键；或从“编辑”菜单选择“粘帖”。帮助页中的范例部分将作为可执 行内容显示文件中。 3.3 可用资源 在使用Maple工作时，可通过大量的资源获得支持。 在线帮助和范例 帮助页面 在线帮助系统帮助您找到特定主题、命令、程序包、或功能的信息。可通过三种方式进入 帮助系统： 从“帮助”菜单，选择“Maple 帮助”。 在工具栏，点击帮助图标 。 在文件或工作表中，执行命令 ?topicname。例如，输入 ?LinearAlgebra 然后按回车键。 字典 超过5000个数学和工程术语，以及超过300个图形说明。 1. 从“帮助”菜单，选择“Maple 帮助”。 2. 输入一个搜索项，字典中匹配的项显示在左面板中，前面带有 图标。 应用程序和范例 应用程序 样本应用案例演示了Maple如何求解特定问题和文档化。一些应用案例让您可以改变输入 或包含可以运行的动画；当然，这些应用案例的主要起演示的作用。案例主题有直流电机 、数字滤波器设计、频域系统识别、谐波振荡器、数学模型到模拟代码、移动机器人 的建模和仿真、汽车散热器的CAD设计、Black-Scholes 模型。 范例 样本工作表是可执行的文件，演示Maple语法，或调用一个用户界面求解和可视化复杂的 问题。如果需要，您可以复制和修改这些范例。范例主题包括代数、微积分、连接、离散 数学、常规的数值和符号计算、积分变换。 从“帮助”菜单，选择“手册、资料等”，然后选择“应用程序和范例”。 在线手册 在线手册，包括本手册和“Maple Programming Guide 容到其他的文件，使用Maple帮助系统查找内容。 从“帮助”菜单，选择“手册、资料等”，然后选择“手册”。 任务模板 含占位符的命令集，让您快速完成任务。详细信息，参阅 Task Templates. 从“工具”菜单，选择“任务”，然后选择“浏览”。 Maple漫游和快速资源 Maple漫游 算、微分方程、统计、编程和代码生成、单位和公差、Maple T.A.教育考试。 从“帮助”菜单，选择“Maple 漫游”。 快速帮助和快速参考 快速帮助对话框是一组重要的命令和概念列表。 从“帮助”菜单，选择“快速帮助”，或者按F1键。 快速参考是针对新用户的命令和信息的表格，包含连接帮助页的超链接。 从“帮助”菜单，选择“快速参考”，或者按 Ctrl + F2 键。 网站资源 欢迎中心 用户欢迎中心网站提供了Maple相关的重要用户资源。在欢迎中心，您可以浏览应用程序 范例，参与用户论坛，获得独特的内容，以及收听播客等。您也可以获得我们的支持服 务，观看培训录像、下载用户手册、等等。 (http://www.maplesoft.com/welcome) 学生帮助中心 学生帮助中心是Maple学生论坛、在线数学库、培训录像、数学家庭作业资源向导。 (http://www.maplesoft.com/studentcenter) 教师资源中心 教师资源中心的主要目的帮助您积累Maple教学经验，提供应用范例、课堂材料、培训录 像、白皮、电子书、博客、技术技巧、等等。 (http://www.maplesoft.com/teachercenter) 应用中心 Maple的网络资源，提供一些免费应用程序，相关主题包括数学、教育、科学、工程、计 算机科学、统计和数据、金融、通信、图形学。 您也可以搜索 Education PowerTools 和 Research PowerTools，提供免费的课程教学大纲， 以及Maple附加程序包和课程。PowerTools 是由该领域的专家开发，帮助用户在特定的应 用领域使用Maple。 (http://www.maplesoft.com/applications) 进入应用中心，点击 这里。 进入 Education PowerTools 站点，点击这里。 进入 Research PowerTools 站点，点击这里。 培训 Maplesoft提供一套完整的补充培训材料，从培训视频、培训会议录像、下载培训材料，您 有很多可选操作让您熟悉Maplesoft的产品。 此外，您也可以向Maplesoft中国办事处西希安公司咨询了解更多的产品信息。 (http://www.maplesoft.com.cn) MaplePrimes - Maple社群 一个网络社群，专注于分享Maple和相关产品的使用经验、技术、和观点等，也包括一般 感兴趣的数学和计算主题。 (http://www.mapleprimes.com) 技术支持 这是Maple的一个网站地址，包含FAQs、下载和服务包、到讨论组的链接、提交技术支持 的表格。 (http://www.maplesoft.com/support) 资源的完整列表，请参阅 ?MapleResources 帮助页。 相关帮助