2302

Програмування в Mathcad

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Принцип програмування в Mathcad. Панель програмування. Локальний оператор присвоєння. Умовний оператор if. Організація обчислень з розгалуженнями. Алгоритми і програми циклічної структури. Оператор циклу з параметром. Оператор циклу з передумовою. Задачі обробки одновимірних та двовимірних масивів.

Украинкский

2013-01-06

76.51 KB

129 чел.

Лекція №11. Програмування в Mathcad

План

  1.  Принцип програмування в Mathcad. Панель програмування.
  2.   Локальний оператор присвоєння. Умовний оператор if. Організація обчислень з розгалуженнями.
  3.  Алгоритми і програми циклічної структури. Оператор циклу з параметром. Оператор циклу з передумовою.
  4.  Задачі обробки одновимірних та двовимірних масивів.

1. Принцип програмування в Mathcad. Панель програ-

мування

Для вставки програмного коду в документи Mathcad використовується спеціальна панель Programming (Программирование), яку можна викликати на екран, натиснувши кнопку Programming Toolbar на панелі Math (Математика). Більшість кнопок цієї панелі виконані у вигляді текстового представлення операторів програмування, тому зміст їх зрозумілий.

Основними інструментами роботи в Mathcad є математичні вирази, змінні та функції. Призначення програмних модулів полягає у визначенні виразів, змінних та функцій в декілька рядків, дуже часто із застосуванням специфічних програмних операторів. Програмування в Mathcad має ряд переваг, які роблять документ більш простим і таким, що легко читається.:

  1.  можливість застосування циклів та умовних операторів;
  2.  простота створення функцій та змінних;
  3.  використання локальних змінних та обробка помилок.

Реалізувати алгоритм обчислення в пакеті Mathcad можна, використовуючи програми-функції, що містять конструкції, подібні до конструкцій мов програмування Pascal чи Fortran – оператори присвоєння, оператори циклів, умовні оператори тощо. Такий спосіб програмування називається програмуванням у програмі – функції.

Опис програми-функції розміщується в робочому документі перед її викликом і містить у собі ім’я програми-функції, список формальних параметрів (він може бути відсутнім) і тіло програми-функції. Кожна програма -функція MathCad має своє ім’я, використовуючи яке здійснюється звертання до цієї програми-функції. Після імені в круглих дужках записується список формальних параметрів (через кому), через які передаються дані в програму-функцію для виконання обчислень. Якщо програма-функція не має формальних параметрів, тоді дані передаються через імена змінних, визначених вище опису програми-функції. Тіло програми-функції містить локальні оператори присвоєння, умовні оператори, оператори циклу, а також інші програми-функції та функції користувача.

Порядок опису програми-функції MathCad

Для введення в робочий документ опису програми-функції необхідно:

  1.  ввести ім’я програми-функції і список формальних параметрів та ввести символ “:”;
  2.  відкрити панель Програмування та клацнути кнопку “Add line”.   

  

 На екрані з’явиться вертикальна риска і вертикальний стовпець із двома полями для введення операторів, що утворюють тіло програми-функції.

  1.   перейти в перше поле і ввести перший оператор тіла програми-функції. Нижнє поле завжди призначене для визначення значень, які повертаються програмою. Для того, щоб ввести додаткові поля для введення операторів, потрібно натиснути кнопку “Add line”. Для видалення того чи іншого оператора або поля введення з тіла програми-функції, потрібно виділити його рамкоюі натиснути клавішу Delete.
  2.  заповнити нижнє поле введення, ввести вираз, який визначає значення, що повертається через ім’я програми-функції.

Приклад опису програми-функції.

Обчислити значення функції

а) Опис і звертання до програми-функції, яка використовує формальні та фактичні параметри:

б) Опис і звертання до програми-функції, яка не використовує формальні параметри:

 

2. Локальний оператор присвоєння. Умовний оператор if. Організація обчислень з розгалуженнями

 Локальний оператор присвоєння

 Локальний оператор присвоєння використовується для задання всередині програми значення змінної та має наступний вигляд:

    <ім’я змінної>  <вираз>

Використання звичайного оператора присвоєння (:=) у тілі програми-функції приводить до синтаксичної помилки.

Умовний оператор

 Умовний оператор використовується тільки в тілі програми-функції і для його введення потрібно клацнути на кнопці if панелі програмування. На екрані з’явиться така конструкція:    

В поле , шо знаходиться після if , вводиться логічний вираз. В поле, що знаходиться перед if, вводиться вираз, значення якого використовується , якщо логічний вираз приймає значення true. В поле, що знаходиться в наступному рядку після if, вводиться вираз, значення якого використовується, якщо логічний вираз приймає значення false. Для введення в це поле необхідно:

  1.  помістити це поле в рамку;
  2.  клацнути на кнопці otherwise панелі програмування;
  3.  в поле, що залишилося, ввести відповідний вираз.

Логічні операції

Логічна операція OR. Позначається знаком + або  і записується у вигляді <логічний вираз 1><логічний вираз 2>.

Логічна операція AND. Позначається знаком * або  і записується у вигляді <логічний вираз 1><логічний вираз 2>.

Приклад1. Обчислити значення функції  

Використати програму-функцію, яка використовує формальні та фактичні параметри.

Порядок виконання завдання:

  1.  задати значення параметра  a:=3
  2.  ввести і на екрані отримати наступне

 

  1.  двічі клацнути кнопку Add line панелі програмування та отримати таке:

 

  1.   заповнити перше, друге, третє поля та отримати таке:

  

  1.  обчислити значення функціїї в точці x=4 . Для цього введіть з клавіатури  y(4)= та отримайте результат

Приклад 2. Обчислити значення функції  

Використати програму-функцію, яка не використовує формальні та фактичні параметри.

3. Алгоритми і програми циклічної структури. Оператор циклу з параметром. Оператор циклу з передумовою

Циклом будемо називати групу операторів, яка може повторюватись декілька разів.

Оператор циклу з параметром

Для введення такого оператора необхідно виконати такі дії:

  1.  клацнути на кнопці for панелі Programming (Программирование) . На екрані зявляться поля введення (місцезаповнювачі)

 

  1.  в поле 1 вводять ім’я параметра циклу;
  2.  в поле 2 вводять діапазон значень параметра циклу, використовуючи для цього дискретний аргумент;
  3.  в поле 3 вводять оператори, що складають тіло циклу.

Оператор циклу з передумовою

Для введення цього оператора необхідно виконати такі дії:

  1.  клацнути на кнопці while панелі Programming (Программирование) . На екрані з’являться поля введення (місце заповнювачі)

 

  1.  в поле 1 вводять умову виконання циклу;
  2.  в поле 2 вводять оператори тіла циклу. У тілі циклу повинні бути присутні оператори, які роблять умову циклу хибною, інакше цикл буде виконуватись нескінченно.

Оператор циклу з передумовою виконується таким чином: знайшовши оператор while, Mathсad перевіряє вказану умову. Якщо вона істинна, то виконується тіло циклу і знову перевіряється умова. Якщо вона хибна, то цикл завершується.

Приклад 3. Скласти програму обчислення значення функції на вказаному проміжку із заданим кроком

Розв’язання:

  

 

Приклад 4. Скласти програму обчислення значення функції, починаючи із заданої точки

  

Розв’язання:

 

Приклад 3. Скласти програму обчислення значення функції на інтервалі із заданим кроком зміни аргументу

Програма матиме такий вид:

    Приклад 4. Скласти програму обчислення суми  

Програма матиме такий вид:

Приклад 5. Скласти программу обчислення добутку .

Програма матиме такий вид:

4. Задачі обробки одновимірних та двовимірних масивів

В системі Mathcad використовуються масиви двох типів: одновимірні (вектори) та двовимірні (матриці). Порядковий номер елемента одновимірного масиву називається індексом. Індекси починаються з нуля або одиниці в залежності від значення системної змінної ORIGIN. Вектори і матриці можна задавати різними способами: 

  1.  за допомогою команди Вставка Матрица;
  2.  за допомогою комбінації клавіш Ctrl+M;
  3.  клацанням на кнопці панелі Матрица.

Щоб звернутися до окремих елементів вектора, використовують оператор нижнього індексу . Для роботи з масивами використовують вбудовані в Mathcad функції, які викликаються командами ВставкаФункцияВектор и матрица. Нехай задано масив A=(3, 12, 0, 4, -1).

 Функція

Призначення

Приклад

cols

Повертає число стовпців

cols(A)=1

rows

Повертає число рядків

rows(a)=5

last

Повертає індекс останнього елементу масиву

last(A)=5

length

Повертає кількість елементів масиву

length(A)=5

min

Повертає мінімальний елемент

min(A)=-1

max

Повертає максимальний елемент

max(A)=4

Обробка елементів двовимірного масиву здійснюється так само, як і обробка елементів одновимірного масиву. Єдина відмінність – це те, що необхідно використовувати вкладені цикли: один цикл, зовнішній для переміщення між рядками, а другий, внутрішній, для переходу між елементами рядка. Над двовимірними масивами визначені функції: cols, rows, min, max.

Приклад 1. Вивести на екран індекс нульового елементу масиву А=(5, 9, -4, 0, 2).

Результат виконання завдання матиме такий вид:

 

Приклад 2. Знайти добуток елементів массиву =(-8, 5, 1, 4, 3).

Результат виконання завдання матиме такий вид: 

Приклад 3. В матриці А= обчислити суму значень елементів кожного рядка.

Результат виконання завдання матиме такий вид:

Приклад 4. Скласти програму знаходження суми двох двовимірних масивів. Результат записати в третій масив.

Результат виконання завдання матиме такий вид:

Приклад 5. Обчислити добуток елементів головної діагоналі матриці

Результат виконання завдання матиме такий вид:

Приклад 10. Обчислити добуток елементів побічної діагоналі матриці .

Результат виконання завдання матиме такий вид:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72932. Философия как система теоретического знания и тип мировоззрения. История философии 141.5 KB
  Философия имеет ряд разделов: онтологию – учение о бытии, гносеологию – учение о познании, аксиологию – учение о ценностях. Выделяют социальную философию и философию истории, а также философскую антропологию – учение о человеке. Философия – это не все мировоззрение, а лишь одна из его форм.
72933. Динамічна анатомія 78.5 KB
  Локомоції — група рухів зі зміною площі опори й з переміщенням тіла з одного місця на інше. У цій групі виділяють 2 різновиду рухів. До першого відносять циклічні рухи, що складаються з окремих повторюваних циклів (хода, біг, плавання, лижні перегони, ковзанярський спорт, веслування й ін.).
72934. Ранние цивилизации: Египет, Передняя Азия, Индия, Китай 25.72 KB
  Самые первые государства на земле появляются в долинах крупных рек Нила, Тигра, Евфрата, там, где возможно было создать оросительные (ирригационные) системы – основу поливного земледелия. В долинах этих рек люди гораздо меньше, чем в других местах, зависели от природных условий, получали стабильные урожаи.
72935. Античная цивилизация. Древняя Греция 33.96 KB
  Самые высокие оценки греческой цивилизации не кажутся преувеличенными. Мысль о чуде греческой цивилизации вызвана скорее всего ее необычайно быстрым расцветов. Создание греческой цивилизации относится к эпохе культурного переворота VII V вв.
72936. Біосфера. Роль В.І.Вернадського у вивченні біосфери. Ноосфера 33.73 KB
  Жива речовина. Що принципово відрізняє нашу планету від будь-якої іншої планети Сонячної системи? Наявність життя. «Якби на Землі не було життя, — писав академік В. І. Вернадський, — обличчя її було б так само незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил».
72938. Радіація в біосфері. Наслідки Чорнобильської катастрофи 27.4 KB
  Внаслідок міграції разом з атмосферним повітрям водою їжею радіонукліди потрапляють в організм людини накопичуються там і спричинюють його внутрішнє опромінення. Щоб запобігти наслідкам опромінення вживають заходів щодо обмеження зовнішнього і внутрішнього опромінення персоналу...
72939. Сучасна наука про довкілля 21.65 KB
  Вагомим внеском у становленні екології були праці К. Мебіуса (1877), який запропонував поняття «біоценоз» і Ф.Даля (1890),який ввів у наукове використання термін «екотоп». На початку ХХ ст. американські дослідники Ф.Клементс,Р. Адамс,В.Шелфорд розробили основи і методи дослідження угрупувань живих організмів.
72940. Планування аудиту 60.5 KB
  Планування аудиту означає розробку загальної стратегії виконання завдання та плану аудиту для зменшення аудиторського ризику до прийнятно низького рівня. В плануванні беруть участь партнер з завдання та ключовий персонал групи з завдання, що дозволяє отримати користь...