매스캐드

1. 개요

매스캐드는 1986년 매스소프트에서 개발한 공학 및 과학 분야의 수학적 계산을 위한 소프트웨어이다. 텍스트와 수학적 계산을 WYSIWYG 방식으로 편집하고 재계산을 지원하며, 공학 단위의 일관성을 확인하는 기능을 최초로 제공했다. 1992년 윈도우 버전이 출시되었고, 2006년 파라메트릭 테크놀로지에 인수되어 PTC의 제품 개발 시스템과 통합되었다. 2011년 Mathcad Prime 1.0이 출시되었으며, 현재는 Mathcad Prime을 중심으로 제품이 개발되고 있다. Mathcad는 다양한 수학 함수, 단위 검사, 방정식 풀이, 플로팅, 기호 조작 등의 기능을 제공하며, 윈도우 운영체제에서만 실행된다.

2. 역사

매스소프트의 알렌 라즈도우(Allen Razdow)와 조쉬 베르노프(Josh Bernoff)가 구상하고 개발한 매스캐드는 1986년에 처음 출시되었다. 이 소프트웨어는 텍스트와 수학적 계산을 WYSIWYG 방식으로 편집하고 재계산할 수 있는 최초의 시스템 중 하나였으며, 전체 계산 과정에서 공학 단위의 일관성을 확인하는 기능 또한 선구적으로 도입했다.

초기에는 DOS 환경에서 작동했으나, 이후 윈도우 버전으로 발전하면서 사용자 인터페이스가 크게 개선되었다. 매스캐드는 그 혁신성을 인정받아 PC 매거진으로부터 "87년 최고의 제품"과 "88년 최고의 제품"으로 선정되기도 했다.

2006년 4월, 매스캐드는 파라메트릭 테크놀로지(PTC)에 인수되었다. 인수 이후 PTC는 기존 매스캐드를 발전시키는 동시에, 사용자 인터페이스와 워크플로우를 개선한 매스캐드 프라임(Mathcad Prime) 시리즈를 출시하며 제품 라인을 확장해왔다.

2.1. 초기 버전 (DOS 및 윈도우 초기)

매스소프트의 알렌 라즈도우(Allen Razdow)와 조쉬 베르노프(Josh Bernoff)가 구상하고 개발한 매스캐드는 1986년에 처음 출시되었다. 이는 텍스트와 수학적 계산을 WYSIWYG 방식으로 편집하고 재계산할 수 있는 최초의 시스템이었으며, 전체 계산 과정에서 공학 단위의 일관성을 확인하는 기능 또한 최초로 도입했다. 당시 다른 방정식 해결 시스템(예: 1982년 출시된 소프트웨어 아트의 TK 솔버, 1987년 출시된 보랜드의 유레카: 더 솔버)도 있었지만, 이들은 노트북 형태의 인터페이스를 제공하지 않았다. 매스캐드는 이후 윈도우 버전을 출시하며 노트북 인터페이스를 제공했다.

초기 주요 버전 및 특징은 다음과 같다.

2.2. 발전 및 PTC 인수

1997년 출시된 매스캐드 7 이후, 매스캐드는 지속적으로 기능을 개선하고 사용자 편의성을 높이는 방향으로 발전하였다.

2006년 4월, 파라메트릭 테크놀로지(PTC)가 매스캐드를 인수하였다. 인수 이후 매스캐드는 PTC의 제품 개발 시스템과 통합되어 공학 계산 분야에서의 활용성이 더욱 높아졌다.

매스캐드는 버전 업데이트를 통해 꾸준히 발전해왔다. 특히 매스캐드 11, 12, 13, 14, 15 버전 등이 출시되면서 다양한 기능 개선과 새로운 기능 추가가 이루어졌다. 매스캐드 15는 여러 차례 마이너 업데이트를 거치며 안정성과 호환성을 높였다.

이후 PTC는 사용자 인터페이스와 워크플로우를 개선한 매스캐드 프라임(Mathcad Prime) 시리즈를 출시하며 제품 라인을 확장했다.

아래는 매스캐드 7 이후 주요 버전 출시 내역이다.

2.3. Mathcad Prime 출시

Mathcad 15.0은 Mathcad Prime 이전의 전통적인 제품 라인 중 마지막으로 출시된 버전이다. 2010년 6월 25일에 처음 출시되었으며, 윈도우 10 지원이 추가된 마지막 서비스 릴리스인 Mathcad 15.0 M050은 2017년 12월에 배포되었다. Mathcad 15.0은 더 이상 적극적으로 개발되지는 않지만, PTC는 "지속적인 지원"을 제공하고 있다.

2011년 1월 10일, PTC는 사용자 인터페이스를 개선하고 새로운 기능을 추가한 Mathcad Prime 1.0을 출시했다. 이후 PTC는 Mathcad Prime을 중심으로 제품을 계속 발전시켜왔다.

2024년 4월 23일 기준으로 최신 버전은 Mathcad Prime 10.0.0.0이다. PTC는 30일 평가판 사용 후에도 기본적인 기능을 무료로 계속 사용할 수 있는 'PTC Mathcad Express' 버전을 제공한다. 이를 통해 전체 라이선스가 없는 사용자도 엔지니어링 계산 결과를 검토하고 주석을 달 수 있다.

3. 기능

매스캐드(Mathcad)의 핵심은 사용자가 방정식과 수식을 화면에 보이는 대로(WYSIWYG) 작성하고 다룰 수 있는 대화형 노트북 인터페이스이다. 이는 매스매티카, 메이플, 맥시마, 매트랩, 그리고 주피터와 같은 다른 시스템에서도 채택한 방식이다.

현재 매스캐드는 컴퓨터 대수 시스템의 일부 기능을 포함하고 있지만, 주로 수치 공학 응용 분야에서의 사용 편의성과 문서화에 중점을 두고 개발되었다.

매스캐드는 PTC가 개발한 제품 개발 시스템의 일부로, 시스템 엔지니어링 과정 중 분석 단계를 담당한다. PTC의 Creo Elements/Pro, Windchill, 그리고 Creo Elements/View와 통합되어 작동한다. 특히 Creo Elements/Pro와는 실시간으로 연동되어, 매스캐드에서 작성한 분석 모델을 CAD 형상을 만드는 데 직접 사용할 수 있다. 또한 Windchill 내에서는 구조적 인식을 통해 실시간 계산 결과를 여러 설계 모델에 재사용하고 적용할 수 있다.

3.1. 주요 기능

Mathcad 인터페이스는 사용자가 다양한 요소(수학, 설명 텍스트, 지원 이미지)를 워크시트에 결합할 수 있게 하며, 입력값이 변경되면 관련된 계산 결과가 자동으로 업데이트된다. 이를 통해 사용자는 입력 변수, 가정, 수식 등을 쉽게 조작하고 그 결과를 즉시 확인할 수 있다. Mathcad의 주요 기능은 다음과 같다.

* 통계, 데이터 분석, 이미지 처리, 신호 처리 등 다양한 분야에서 활용 가능한 숫자 함수를 제공한다.
* 광범위한 단위 차원 검사 및 단위 단순화 기능을 지원한다.
* 여러 방법을 사용하여 ODE 및 PDE와 같은 연립 방정식의 해를 구할 수 있다.
* 다항식 및 다른 형태의 함수의 근 찾기 기능을 제공한다.
* 수학식의 기호 조작이 가능하다.
* 매개변수 방식의 2D 및 3D 플로팅 기능을 지원하며, 이산적인 데이터도 플로팅할 수 있다.
* 내장된 프로그램 구조 안에서 표준적이고 읽기 쉬운 형태의 수학식을 사용할 수 있다.
* 벡터 및 행렬 연산을 지원하며, 고유값 및 고유 벡터 계산도 포함한다.
* 곡선 맞춤 및 회귀 분석 기능을 제공한다.
* 통계 및 실험 계획법 관련 기능과 플롯 유형을 지원하며, 확률 분포를 평가할 수 있다.
* Microsoft Excel, MathML과 같은 다른 응용 프로그램 및 파일 형식과 데이터를 가져오거나 내보낼 수 있다.
* 다른 Mathcad 워크시트의 내용을 서로 참조할 수 있다.
* CAD(오토캐드), FEM(Ansys), BIM(레빗), 시뮬레이션 도구 등 다른 엔지니어링 응용 프로그램과 통합되어 제품 설계를 지원한다. 특히 PTC의 Creo Elements/Pro, Windchill, Creo Elements/View와 통합된다.

Mathcad는 주로 프로그래밍 경험이 없는 사용자를 대상으로 하지만, 분산 컴퓨팅을 활용하거나 C++와 같은 전통적인 프로그래밍 언어로 작성된 프로그램과 결합하여 수학적 모델링 결과를 시각화하는 등 더 복잡한 프로젝트에도 사용될 수 있다.

3.2. 추가 정보

매스캐드는 주로 프로그래밍 경험이 없는 사용자를 대상으로 하지만, 분산 컴퓨팅 기술을 활용하거나 C++와 같이 널리 사용되는 프로그래밍 언어로 작성된 프로그램과 결합하여 수학적 모델링 결과를 시각화하는 등 더 복잡한 프로젝트에도 사용된다.

4. 지원 운영 체제

매스캐드는 마이크로소프트 윈도우에서만 실행된다. 매스캐드 프라임 6.0은 윈도우 7, 윈도우 8.1 또는 윈도우 10의 64비트 버전을 필요로 한다. 1998년까지 매스캐드는 Mac OS도 지원했다.