10024

Программирование в MathCAD

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Программирование в MathCAD Панель инструментов Программирование Язык программирования Mathcad Для вставки программного кода в документы в Mathcad имеется специальная панель инструментов Программирование. Большинство кнопок этой панели выполнено в виде текстового пре

Русский

2013-03-20

167 KB

111 чел.

Программирование в MathCAD 

Панель инструментов Программирование  

Язык программирования Mathcad

Для вставки программного кода в документы в Mathcad имеется специальная панель инструментов Программирование. Большинство кнопок этой панели выполнено в виде текстового представления операторов программирования, поэтому их смысл легко понятен.

Что такое программа?

Программа – это выражение содержащее более одного утверждения.

Основными инструментами работы в Mathcad являются математические выражения, переменные и функции.

Программирование в Mathcad имеет ряд существенных преимуществ, которые в ряде случаев делают документ более простым и читаемым:

  •  возможность применения циклов и условных операторов дает большую гибкость построения выражений;
  •  простота создания функций и переменных, требующих нескольких простых шагов;
  •  возможность создания функций, содержащих закрытый для остального документа код, включая преимущества использования локальных переменных и обработку исключительных ситуаций (ошибок).

Программный модуль обозначается в Mathcad вертикальной чертой, справа от которой последовательно записываются операторы языка программирования.

Создание программы (Add Line)

Чтобы создать программный модуль:

  •  Введите имя функции и присваивания.
  •  Нажмите на панели Программирование кнопку Add Line (Добавить линию).
  •  Если приблизительно известно, сколько строк кода будет содержать программа, можно создать нужное количество линий повторным нажатием кнопки Add Line (Добавить линию) соответствующее число раз (ниже показан результат трехкратного нажатия).
  •  В появившиеся местозаполнители введите желаемый программный код, используя программные операторы.

После того как программный модуль полностью определен и ни один местозаполнитель не остался пустым, функция может использоваться обычным образом, как в численных, так и в символьных расчетах.

Не вводите с клавиатуры имена операторов. Для их вставки пользуйтесь панелью Программирование.

Начало создания программного модуля

Разработка программы

Вставить строку программного кода в уже созданную программу можно в любой момент с помощью той же самой кнопки Add Line. Для этого следует предварительно поместить на нужное место внутри программного модуля курсор ввода.

Основной принцип создания программных модулей заключается в правильном расположении строк кода. Ориентироваться в их действии довольно легко, т. к. фрагменты кода одного уровня сгруппированы в программе с помощью вертикальных линий.

Оператор локального присваивания ()

Язык программирования Mathcad позволяет создавать внутри программных модулей локальные переменные, которые "не видны" извне, из других частей документа. Присваивание значения переменной, в отличие от документов Mathcad, производится с помощью оператора Локальное присваивание, который вставляется нажатием кнопки с изображением стрелки .

Ни оператор присваивания :=, ни оператор вывода = в пределах программ не применяются.

Локальное присваивание иллюстрируется примером слева. Переменная z существует только внутри программы, выделенной вертикальной чертой. Из других мест документа получить ее значение невозможно.

Условный оператор (if, otherwise)

Сначала проверяется логическое выражение (условие) справа от него.

  •  Если оно истинно, выполняется выражение слева от оператора if.
  •  Если ложно, выполнение программы продолжается переходом к следующей строке.

Оператор otherwise используется совместно с оператором if и указывает на выражение, которое будет выполняться, если проверяемое условие не выполняется.

Пример. Построить график функции

Операторы цикла (for, while, break, continue)

В языке программирования Mathcad имеются два оператора цикла: for и while. Первый из них дает возможность организовать вычисления несколько раз. Второй создает цикл с выходом из него по некоторому логическому условию.

Вставка оператора цикла

При необходимости дополните программу другими строками и введите в них нужный код.

Диапазон значений переменной в условии цикла for можно задать как с помощью диапазона ранжированной переменной, так и с помощью вектора.

 

Оператор цикла for с ранжированной переменной

Оператор цикла for с вектором

Оператор цикла while

Оператор break

Позволяет досрочно завершить цикл при достижении некоторого условия. Управление передается на первый оператор после цикла.

Оператор break внутри цикла for

Оператор break внутри цикла while

Чтобы четче обозначить границы завершения тела цикла, в его конце может использоваться дополнительная строка с оператором continue.

Возврат значения (return)

По умолчанию программа возвращает значение, вычисленное в последней строке. Можно явно указать имя вычисляемой переменной в последней строке программного модуля. Вместе с тем, можно вернуть значение, вычисленное в любом месте программы с помощью оператора return.

Возврат значения обозначен явно в последней строке программы

Применение оператора return

Перехват ошибок (on error)

Программирование в Mathcad позволяет осуществлять дополнительную обработку ошибок. Если пользователь предполагает, что выполнение кода в каком-либо месте программного модуля способно вызвать ошибку (например деление на ноль), то эту ошибку можно перехватить с помощью оператора on error. Чтобы вставить его в программу, надо поместить курсор ввода в  нужное положение и нажать кнопку с именем оператора on error . В результате появится строка с двумя местозаполнителями и оператором on error посередине.

Вставка оператора перехода по ошибке

В правом местозаполнителе следует ввести выражение, которое должно выполняться в данной строке программы. В левом — выражение, которое будет выполнено вместо правого выражения, если при выполнении последнего возникнет ошибка. Приведем пример применения оператора on error в программном модуле, который рассчитывает функцию обратного числа значению n. Соответственно, вместо выражения справа от оператора on error будет выполнено левое выражение, присваивающее функции f(n) строковое значение "user error: cannot divide by zero" (пользовательская ошибка: деление на ноль невозможно). Конечно, этой строке можно присвоить и текст на русском языке.

Перехват ошибки деления на ноль

Перехват ошибки деления на ноль

Обратите внимание, что сделанные изменения свелись к помещению текста сообщения об ошибке в аргумент функции error.

Примеры программирования

Рассмотрим два простых примера использования программных модулей в Mathcad для численных  и символьных  расчетов. В двух приведенных листингах используется большинство операторов, рассмотренных в данной главе.

Программирование в численных расчетах

Программирование в символьных расчетах

PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82583. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 264.5 KB
  Отношением площади поперечного сечения цилиндра к проходному сечению впускного клапана следует задаться из конструктивных соображений, имея в виду, что: для тихоходных двигателей при одном всасывающем клапане; для быстроходных двигателей при двух всасывающих клапанах.
82584. Прогнозирование технико-экономических показателей в результате реализации проекта по охране и рациональному использованию водных ресурсов 127.98 KB
  Годовой выпуск продукции в натуральном выражении определяется производственной мощностью ведущего оборудования. Производственная мощность – это максимально возможный объём производства продукции на данном оборудовании при наиболее благоприятных технических, технологических и организационных условиях.
82585. Основные направления изучения поведения животных в природе 107.5 KB
  Дарвин останавливаясь на инстинктивной деятельности животных указывал на естественный отбор как на направленную причину ее возникновения и развития. Подойдя к сложному и наиболее запутанному вопросу поведения животных Дарвин применяет к нему те же категории какие применялись к признакам строения животного.
82586. Франклин Делано Рузвельт – неординарный, гибкий политик 34.9 KB
  Исключительно великовата роль Рузвельта в формировании и осуществлении так называемого нового курса внутри державы курса демократической направленности сыгравшего выдающуюся роль в стабилизации финансовой и общественной ситуации в стране во время после глубочайшего экономического кризиса...
82587. Технология разработки и использование творческих заданий в обучении 42.31 KB
  Задачи обучения, развития и воспитания учащихся в средней школе направлены по большому счету на то, чтобы воспитать личность, способную адаптироваться в быстро меняющихся условиях жизни и способную одновременно изменять эти условия. Первая задача относится к проблеме развития интеллекта ученика...
82588. Тормозная система 132.23 KB
  Второе назначение тормозной системы удержание автомобиля в неподвижном состоянии относительно дорожного покрытия на время стоянки. По способу привода в действие тормозные системы подразделяются на: Гидравлические Пневматические Механические Электромеханические Электропневматические ...
82589. Тракторы МТЗ-80 «Беларус» и МТЗ-82 «Беларус» 1.02 MB
  Введение МТЗ80 Беларус и МТЗ82 Беларус - марка универсально-пропашных колёсных тракторов выпускаемых Минским тракторным заводом с 1974 года по настоящее время в 2000-х годах под маркой Беларус 80 и Беларус 82. Тракторы МТЗ 80 и МТЗ 82 являются глубокой модернизацией выпускавшихся ранее...
82590. Философия экзистенциализма 24.39 KB
  Поскольку экзистенция есть осознание человеком своей конечности временности то основной характеристикой бытия является время. Но внутреннее переживание человеком будущего есть не что иное как страх смерти осознание человеком своей конечности.
82591. Этапы развития цитологии 49.38 KB
  Микроскоп - это, вероятно, самый широко распространенный инструмент биолога. Микроскоп внёс в биологию много нового и специфического, с его помощью был создан особый раздел науки о жизни-цитология. Благодаря ему была открыта новая область видения: микроскоп, как нередко говорят, «сделал доступным наблюдению новый мир».