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

134 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

32502. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКИ, МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 84.5 KB
  Теория и методика обучения информатики ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКИ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. Общие методические рекомендации и принципы обучения информатике. Принцип освоения методики самообучения. Методы обучения с использованием ИКТ Методы обучения система взаимодействия преподавателя и обучаемого с использованием ИКТ обеспечивающая усвоение образовательной программы.
32503. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕРКИ И ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ КОНТРОЛЯ. МОДЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ. ШКАЛЫ ОЦЕНОК 92.5 KB
  ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ КОНТРОЛЯ. МОДЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ. В ходе контроля оценивается степень и уровень обученности.
32504. ПРЕПОДАВАНИЕ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ СРЕДНИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ 58 KB
  Целью курса информатики в начальной школе является формирование первоначальных базовых понятий информатики что обеспечит дальнейшее создание информационной картины мира представлений о свойствах информации способах работы с ней формирование представления о компьютере как универсальной информационной машине развитие информационной культуры ребенка и интеллектуальных способностей учащихся. В соответствии с целями обучения информатике в начальной школе выделяется ряд задач на которые нужно опираться при проведении уроков информатики в...
32505. ПРЕПОДАВАНИЕ БАЗОВОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ В СРЕДНИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ 47 KB
  Среди них: теория информации теория алгоритмов теоретическая кибернетика математическое и информационное моделирование дискретная математика искусственный интеллект и др. К аппаратным средствам относятся компьютеры технические средства хранения и отображения информации передачи данных по сетям. Она заключается в формировании представлений об информации информационных процессах как одного из трех основополагающих понятий: вещества энергии информации на основе которых строится современная научная картина мира. В этом отношении...
32506. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ». 83 KB
  Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются: определение информации; измерение информации; хранение информации; передача информации; обработка информации. Проблемы определения и измерения информации Нельзя дать единого универсального определения информации. Но в науке и в практике известны различные подходы к информации и в рамках каждого из них дается определение этого понятия Субъективный подход. При раскрытии понятия информация с точки зрения субъективного бытового человеческого подхода следует отталкиваться...
32507. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРА» 63.5 KB
  Система счисления это определенный способ представления чисел и соответствующие ему правила действия над числами. Римский способ записи чисел является примером непозиционной системы счисления а арабский это позиционная система счисления. Позиционных систем счисления существует множество и отличаются они друг от друга алфавитом множеством используемых цифр. Размер алфавита число цифр называется основанием системы счисления.
32508. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «КОМПЬЮТЕР» 142 KB
  Одна из содержательных линий базового курса информатики линия компьютера. Линия компьютера проходит через весь курс и по двум целевым направлениям: 1 теоретическое изучение устройства принципов функционирования и организации данных в ЭВМ; 2 практическое освоение компьютера; получение навыков применения компьютера для выполнения различных видов работы с информацией. Представление данных в компьютере Информация хранимая в памяти компьютера и предназначенная для обработки называется данными. Для представления всех видов данных в памяти...
32509. МЕТОДИКА ВВЕДЕНИЯ ПОНЯТИЯ АЛГОРИТМИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ УЧЕБНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ 134.5 KB
  Основной характеристикой исполнителя с точки зрения управления является система команд исполнителя СКИ. Схема функционирования исполнителя алгоритмов Для выполнения всякой работы решения поставленной задачи исполнитель на входе получает алгоритм и исходные данные а на выходе получаются требуемые результаты. Всякая команда должна быть сформулирована так чтобы определить однозначное действие исполнителя. Работа исполнителя состоит в последовательном выполнении команд алгоритма.
32510. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «ФОРМАЛИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ» 80 KB
  Теория и методика обучения информатики МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: ФОРМАЛИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ. Линия моделирования наряду с линией информации и информационных процессов является теоретической основой базового курса информатики. Тема натуральных моделей затрагивается лишь в самом начале в определением понятия модели и разделением моделей на материальные натурные и информационные. Важнейшим понятием в моделировании является понятие цели.