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

101 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

50124. Конструювання загальнорозвивальних вправ. Визначення вихiдних положень 52 KB
  Лазіння у змішаному висі та упорі лазіння у простому висі. Класифікація вправ у лазінні Вправи у лазінні розділяються на пять груп: лазіння у змішаному висі та упорі у простому висі та упорі перелізання лазіння із зупинками лазіння з партнером див. Способи лазіння по нижній стороні драбини: у висі одноїменним і різноіменним способом; у висі на зігнутих ногах поперек і уздовж; у висі на пятах; за допомогою рук і однієї ноги. Методика навчання лазінню у змішаному висі та упорі.
50126. Создание анимационного ролика в программе Adobe Flash 638.5 KB
  Анимация достигается различным путем в простейшем случае изменением характеристик объектов во времени в так называемых ключевых кадрах. Промежуточные кадры могут произвольно вставляться между ключевыми. Положение в каждом из промежуточных кадров рассчитывается как экстраполяция между ключевыми кадрами. Новым элементом является Временная шкала Timeline справа вверху она предназначена для покадрового монтажа фильма.
50127. Методи послідовного пошуку екстремуму у критеріальному моделюванні 630.34 KB
  Крім того, критеріальний метод має важливе методологічне значення в процесі дослідження. Він надає техніко-економічному аналізу оптимальних рішень узагальнювальний характер і дозволяє більш раціонально використовувати вихідну інформацію...
50128. Визначення горизонтальної й вертикальної складових індукції магнітного поля Землі за допомогою земного індуктора 176 KB
  Визначення горизонтальної й вертикальної складових індукції магнітного поля Землі за допомогою земного індуктора. Вертикальну площину в якій лежить вектор а отже й вісь магнітної стрілки називають площиною магнітного меридіану. Прилад під'єднаний до затискачів мілівеберметр або балістичний гальванометр можна проградуювати так щоб він безпосередньо показував зміну магнітного потоку який пронизує витки індуктора. Нехай вісь індуктора орієнтована горизонтально в площині магнітного меридіана площина витків теж горизонтальна.
50129. Исследование процессов накопления и релаксации заряда в диэлектрических материалах 1.32 MB
  Определение постоянной времени RCцепи. Даже если цепь не содержит конденсаторов всегда присутствует электрическая емкость изоляции и в ней возникают токи смещения обусловленные изменением электрического поля во времени. В цепях постоянного тока распределение электрических зарядов на проводниках и токов на участках цепи стационарно то есть неизменно во времени. Если на какомто участке цепи происходят изменения силы тока или напряжения то другие участки цепи могут почувствовать эти изменения только через некоторое время которое по...
50130. Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости 116 KB
  Цель работы: 1 измерить изменение объема воды при нагреве ее от 0 С до 90 С; 2 определить показатель коэффициента термического расширения. Особенный интерес представляет поведение воды в диапазоне температур 0 10 С. В данной работе исследуется изменение объема воды в диапазоне температур от 0 С до 40 90 С максимальная температура ограничена длиной измерительной трубки. Для проведения измерений в интервале 0 20 С термостат в начале работы заполняется смесью льда и воды что обеспечивает начальную температуру 0 С.
50131. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ С ПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА 160 KB
  Углы падения отражения и преломления отсчитываются от нормали к границе раздела двух сред ON. Направления этих лучей определяются следующими законами геометрической оптики: луч падающий АО луч отраженный ОВ луч преломленный ОД и нормальON восстановленная в точке падения О лежат в одной плоскости; угол отражения NOB численно равен углу падения ON; синус угла падения i относится к синусу угла преломления r как скоростьсвета в первой среде υ1 относится к скорости света во второй среде υ2. 1 Последний закон в оптике известен как...