Вільна заміна MathCAD

[Володимир Лісівка]

Давно шукав якусь адекватну заміну MathCAD для інженерних розрахунків, щоб можна було набрати текст з розрахунками та графіками не заморочуючись з калькулятором. Нарешті знайшов: це HTML, точніше Markdown, в якому можна використовувати HTML. Ідея полягає в тому, щоб розрахунки вести в JavaScript, а текст писати в Markdown. Результати обчислень виводити через document.write(v);. Якщо потрібно зробити графік чи провести складніші обчислення, то можна підключити відповідну бібліотеку, напр. D3.

[ysenko]

Думаю, що якщо немає якихось специфічних вимог, до викорисання JS, то з Jupyter може бути трохи простіше https://jupyter.org/. Це вже, де факто, стандарт.

[Володимир Лісівка]

Я зробив розрахунок тепловтрат для свого майбутнього будинку при -20°Ц, і роздрукував у PDF. Як мені зробити таке саме у Юпітері?

[ysenko]

Jupyter підтримує markdown і добрий десяток мов програмування для обчислення, та конвертується у різні формати, включаючи pdf за допомогою nbconvert https://nbconvert.readthedocs.io/en/latest/

[Олександр Барановський]

Володимире, не дуже зрозумів, як це працює. Ок, є Markdown-файл з JavaScript-вставками. А яким програмним засобом Ви потім інтерпретуєте/компілюєте цей файл, щоб отримати файл з результатами розрахунків?

[Володимир Лісівка]

Коли редагую, то Marker дає найкращий результат з усіх редакторів, які я спробував. Хоча і там є певні баги — напр. спецсимволи в межах <script> інтерпретуються. Потім я використовую jekyll, щоб скомпілювати (тема lanyon, але хочу перейти на centrarium), і викладаю на GitHub. Приклад: https://slonoblock.com/2021/01/15/calculation_of_thermal_losses/ , https://github.com/vlisivka/slonoblock/blob/master/_posts/2021-01-15-calculation_of_thermal_losses.md .

Я зараз хочу відмовитися від document.write(), і перейти або на vue, або на веб-компоненти. З vue ніби простіше, але для веб-компонентів не потрібні зовнішні залежності.

[Олександр Барановський]

Ок, зрозумів. Дякую!

Тоді я теж думаю, що є більш ніж один спосіб це робити, і всі хороші. А вибір залежить від наявних інструментів і особистих смаків.

Ваш підхід: робити розрахунки за допомогою JavaScript і показувати результати через веб. Тоді, напевно, це хороший варіант. У будь-якому разі цікаво!

На скріншоті в першому дописі — це якраз Marker? Я раніше не чув про такий редактор. Тому не розпізнав його.

[Володимир Лісівка]

Так, це Marker: https://fabiocolacio.github.io/Marker/ .

Можна показувати у HTML, але можна й у PDF надрукувати. Як заміна для MathCAD мені цілком підходить. Кращої альтернативи я не бачу.

[Олександр Барановський]

Якби мені треба було робити щось таке, я б розмітку робив у LaTeX, а розрахунки можна програмувати мовою Lua (якщо використовувати LuaTeX як TeX-рушій) або Perl, Python тощо (для стандартних рушіїв). Про JavaScript не знаю. Нашвидку наґуґлив тільки, що ConTeXt пропонує механізм для JavaScript-вставок.

Але я в жодному разі не пропоную це як альтернативу. Бо Ваш варіант цілком підходить під Ваші задачі. А мій краще підійде, якщо орієнтуватися передусім на вивід на папері й програмування на Perl, скажімо. Ну, й для мене LaTeX — звичний інструмент, на відміну від Markdown і JavaScipt. Тому я й писав вище, що вибір залежить від наявних інструментів і особистих смаків.

[Олександр Барановський]

Спробував реалізувати той варіант, про який я говорив: для розмітки — LaTeX, для розрахунків — Perl-вставки. Може, ще когось таке цікавить, то поділюся.

Код: LaTeX

1. \documentclass[a4paper,12pt]{report}
2.  
3. \usepackage[T2A]{fontenc}
4. \usepackage[utf8]{inputenc}
5. \usepackage[ukrainian]{babel}
6.  
7. \usepackage{perltex}
8.  
9. \newcommand{\NormNum}[1]{\textnormal{#1}}
10. \newcommand{\BoldNum}[1]{\textbf{#1}}
11.  
12. %% Задати значення:
13. %% різниця температур
14. \perlnewcommand{\SetDeltaT}[1]{$DeltaT = $_[0]; return ""}
15. %% теплопровідність соломи
16. \perlnewcommand{\SetLambdaS}[1]{$LambdaS = $_[0]; return ""}
17. %% довжина, ширина і висота
18. \perlnewcommand{\SetLength}[1]{$L = $_[0]; return ""}
19. \perlnewcommand{\SetWidth}[1]{$W = $_[0]; return ""}
20. \perlnewcommand{\SetHeight}[1]{$H = $_[0]; return ""}
21. %% товщина стіни
22. \perlnewcommand{\SetThickness}[1]{$Th = $_[0]; return ""}
23.  
24. %% Видати значення:
25. %% різниця температур
26. \perlnewcommand{\GetDeltaT}{$DeltaT}
27. %% теплопровідність соломи
28. \perlnewcommand{\GetLambdaS}{$LambdaS}
29. %% довжина, ширина і висота
30. \perlnewcommand{\GetLength}{$L}
31. \perlnewcommand{\GetWidth}{$W}
32. \perlnewcommand{\GetHeight}{$H}
33. %% товщина стіни
34. \perlnewcommand{\GetThickness}{$Th}
35.  
36. %% Порахувати:
37. %% теплопровідність стіни
38. \perlnewcommand{\LambdaWall}{
39.  $LambdaWall = $LambdaS / $Th;
40. }
41. %% площа
42. \perlnewcommand{\Area}{
43.  $AreaWall = 2 * ($L + $W) * $H;
44.  $AreaCeil = $L * $W;
45.  $Area = $AreaWall + $AreaCeil;
46. }
47. %% втрати тепла
48. \perlnewcommand{\HeatLoss}{
49.  $LambdaWall * $Area * $DeltaT;
50. }
52. \begin{document}
54. \chapter{Розрахунок термічних властивостей будівлі}
56. \SetDeltaT{80}
57. \SetLambdaS{0.05}
58. \SetLength{10}
59. \SetWidth{8}
60. \SetHeight{5}
61. \SetThickness{0.40}
63. \section{Втрати тепла через стіни}
65. Втрати тепла через стіни та стелю вимірюються як
66. \[
67.  S \cdot d \cdot \lambda \cdot \Delta T,
68. \]
69. де
70. $S$ "--- це площа стін та стелі (м$^2$),
71. $d$ "--- товщина стін та стелі (м),
72. $\lambda$ "--- теплопровідність стіни з утеплювачем (усереднена, Вт/м$^\circ$Ц),
73. $\Delta T$ "--- різниця температур
74. (при комфортній температурі в 20~$^\circ$Ц у будинку
75. і при температурі $-20$~$^\circ$Ц ззовні
76. різниця температур складає 40~$^\circ$Ц).
78. Усереднена теплопровідність стін з соломи товщиною
79. \NormNum{\GetThickness}~м
80. складає
81. \BoldNum{\LambdaWall}~Вт/м$^\circ$Ц.
83. Загальна площа утеплених зовнішніх поверхонь будинку розміром
84. \NormNum{\GetLength}~x~\NormNum{\GetWidth}~x~\NormNum{\GetHeight}~м,
85. без врахування площі фундаменту:
86. \BoldNum{\Area}~м$^2$.
88. Таким чином, втрати тепла через стіни,
89. при різниці температур в~\NormNum{\GetDeltaT}~$^\circ$Ц,
90. складатимуть
91. \BoldNum{\HeatLoss}~Вт.
92.  
93. \end{document}
94.  

[Володимир Лісівка]

Занадто багато спецсимволів. В очах рябить, текст важко знайти. Також, мені здається що там не підтримується унікод в назвах змінних.

До речі, ось непоганий варіант у тому ж стилі, що і мій:  https://mkhan45.github.io/CalcuLaTeX-Web/ , https://github.com/mkhan45/CalcuLaTeX

На відміну від мого, він підтримує одиниці величин, тому їх не потрібно тримати в голові, і менше помилок. Але не підтримує назви змінних кирилицею чи грецькою. Ну і потім потрібно компілювати, не можна просто вивалити в блог.

[Олександр Барановський]

Занадто багато спецсимволів. В очах рябить, текст важко знайти.

Так, згоден. І ще й форумний підсвічувач коду чомусь «зʼїв» порожні рядки у тілі документа. Тому преамбула ще поділена на якісь логічні частини, а тіло вийшло суцільним нечитабельним шматком.

Також, мені здається що там не підтримується унікод в назвах змінних.

Це, мабуть, не є особливість саме цього варіанту (LaTeX + Perl). В LaTeX можуть виникнути проблеми, якщо назви команд писати кирилицею (а можуть і не виникнути). Тому вирішив не ризикувати, для мене це не було принциповим питанням. Perl сам собою, мабуть, не має проблем з кириличними іменами змінних. Але чи будуть проблеми у звʼязці з LaTeX — не знаю.

До речі, ось непоганий варіант у тому ж стилі, що і мій:  https://mkhan45.github.io/CalcuLaTeX-Web/ , https://github.com/mkhan45/CalcuLaTeX

Цікаво!