Лабораторна робота № 5 Оператори Add line та локальне присвоювання в пакеті Mathcad
Мета роботи: Навчитись проводити розрахунки використовуючи оператори Add line та локальне присвоювання.
Теоретичні відомості
Перед тим як використовувати програму-функцію потрібно її задати, тобто виконати опис. Опис програми-функції розміщується в робочому документі перед викликом програми-функції та містить у собі ім'я програми-функції, список формальних параметрів (який може бути відсутнім) і тіло програми-функції. Розглянемо ці поняття.
Кожна програма-функція Mathcad має оригінальне ім'я, використовуючи яке здійснюється звертання до цієї програми-функції. Через це ім'я (і тільки через це ім'я) “повертається” у робочий документ результат виконання програми-функції.
Після імені програми-функції йде список формальних параметрів, взятий у круглі дужки. Через формальні параметри "усередину" програми-функції “передаються” дані необхідні для виконання обчислень всередині програми. Як формальні параметри можуть використовуватись імена простих змінних, масивів та функцій. Формальні параметри відокремлюються один від іншого комами.
Програма-функція може не мати формальних параметрів і тоді дані передаються через імена змінних, визначених вище опису програми-функції.
Тіло програми-функції включає будь-яку кількість операторів локальних операторів присвоювання, умовних операторів та операторів циклу, а також виклик інших програм-функцій і функцій користувача.
Порядок опису програми-функції в Mathcad. Для введення в робочий документ опису програми-функції необхідно виконати наступні дії:
ввести ім'я програми-функції та список формальних параметрів, взятих у круглі дужки;
ввести символ “:” - на екрані відображається як “: =”;
відкрити набірну панель Програмування (див. додаткову інформацію про пакет) і клацнути кнопкою “Add line”. На екрані з'явиться вертикальна риса та вертикальний стовпець із двома полями введення, для введення операторів, що утворять тіло програми-функції (див. рис. 4).
Рис. 4. Структура програми-функції
перейти в поле 1 ( клацнувши на ньому мишею або нажавши клавішу [Tab] ) і ввести перший оператор тіла програми-функції. Тому що саме нижнє поле завжди призначене для визначення значення, що повертається програмою, тоді поля введення для додаткових операторів відкриваються за допомогою натискання лівою кнопкою миші на кнопці “Add line” панелі програмування. При цьому поле введення додається внизу виділеного до цього моменту оператора. Для видалення того або іншого оператора або поля введення з тіла програми-функції, потрібно виділити його та натиснути клавішу [Delete] (див. рис. 5);
Рис. 5. Додавання операторів у тіло програми-функції
заповнити саме нижнє поле введення (поле 2), увівши в його вираз, що визначає значення результату, виконання обрахунку через ім'я програми-функції, (див. рис. 6.).
Рис. 6. Остаточна структура програми-функції
У наведеному прикладі формальним параметром є проста змінна x, тіло програми включає два локальних оператора присвоювання (див. наступний пункт) і значення змінної z визначає результат виконання обрахунку через ім'я програми-функції.
Дана програм-функція відноситься до базової структури, яка має назву проходження, блок-схема якої зображена на рис 7. Структура проходження, припускає послідовне виконання вхідних в неї інструкцій. Дана структура, розглядається як єдине ціле (на рис. 7. вона розташована в пунктирному прямокутнику), має один вхід і один вихід.
Для виконання програми-функції необхідно звернутися до імені програми-функції із вказівкою списку фактичних параметрів (якщо в описі програми присутній список формальних параметрів), тобто:
< ім'я - програми > ( список фактичних параметрів ).
Рис. 7. Блок-схема базової структури проходження.
Фактичні параметри вказують при яких конкретних значеннях здійснюються обчислення в тілі програми. Фактичні параметри відокремлюються один від одного комами.
Очевидно, що між фактичними й формальними параметрами повинне бути відповідність по кількості, порядку проходження й типу. Остання відповідність означає:
якщо формальним параметром є проста змінна, то в якості фактичного може використовується константа, змінна, арифметичний вираз;
якщо формальним параметром є вектор або матриця, то фактичним повинен бути вектор або матриця;
якщо формальним параметром є ім'я вбудованої функції або іншої програми, то й фактичним параметром повинен бути той же об'єкт.
Локальний оператор присвоювання. Для завдання всередині програми значення якої-небудь змінної використовується так званий локальний оператор присвоювання, що має вид:
<
ім'я - змінної >
< вираз >
Використання "звичайного" оператора присвоювання (позначається : =) у тілі програми-функції приводить до синтаксичної помилки.
Приклад:
Спростити вираз, розробити програм-функцію
функції та побудувати її графічну
залежність:
.
Зміна
величини n відбувається в межах:
.
Програм-функція даної функції при спрощенні має вигляд:
Результат обрахунку програми-функції та її графік зображено на рис. 8:
|
|
|
Рис. 8. Графік функції:
|
Завдання на лабораторну роботу
1.
Спростити вираз
,
та записати його у вигляді програми-функції.
Розробити програму-функцію, яка має
ім’я „f”, та формальні параметри у
та
x.
2. Розробити алгоритм та програму-функцію визначення необхідної кількості теплоти від теплогенератора, яка відводиться на випаровування вологи в пташнику, з напільним утриманням птиці.
Визначимо кількість вологи, що виділяється в пташнику. До водяних парів, що виділяються птицею, відноситься волога, яка виділяється з посліду:
,
г/доб ,
де
=175
-
середньодобовий вихід посліду від
однієї птиці, г;
- кількість птиці, що знаходиться у пташнику (за варіантом), шт;
0,7 – коефіцієнт, який враховує усушку посліду.
Вологовиділення птицею визначаємо за виразом:
,
г/год ,
де
=4,5
- виділення вологи однією птицею,
г/год·кг;
-
температурний коефіцієнт вологовиділень,
залежить від температури, що наведено
в таблиці 5.1;
Р – вага птиці (за варіантом), кг.
Таблиця 5. - Залежність температурного коефіцієнта вологовиділень від температури.
, оС |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
|
0,85 |
0,9 |
0,95 |
1 |
1,02 |
1,05 |
1,22 |
1,32 |
Сумарні вологовиділення у пташнику знаходимо як:
,
г/доб ,
де
- вологовиділення птицею, г/доб;
-
виділяється з посліду, г/доб.
Визначимо
втрати теплоти на випаровування вологи
з відкритих водних та мокрих поверхонь,
а також при усушці посліду, визначають
як:
,
Вт,
де W – сумарні вологовиділення у пташнику, г/год.
Записати програму-функцію, яка має ім’я „tepl” та підставити значення свого варіанту за індивідуальним завданням до виконання лабораторної роботи таблиця 6.
Програма виконання роботи
1. Завантажити середовище Mathcad.
2. Відкрити блок програмування.
3. Ознайомитись з оператором добавлення строки Add line та оператором локального присвоювання , що викладено в теоретичних відомостях.
4. Виконати приклади, що наведені в лабораторній роботі.
5. Виконати завдання на лабораторну роботу і результати зберегти у власній папці.
6. Оформити результати у формі звіту.
7. Закінчити роботу в Mathcad.
Індивідуальні завдання до виконання лабораторної роботи
Таблиця 6. – Значення величин для розрахунку за варіантом.
№ варіанту |
, шт |
, оС |
Р, кг |
№ варіанту |
, шт |
, оС |
Р, кг |
1 |
30000 |
4 |
1,1 |
16 |
22500 |
32 |
1,475 |
2 |
29500 |
8 |
1,125 |
17 |
22000 |
4 |
1,5 |
3 |
29000 |
12 |
1,15 |
18 |
21500 |
8 |
1,525 |
4 |
28500 |
16 |
1,175 |
19 |
21000 |
12 |
1,55 |
5 |
28000 |
20 |
1,2 |
20 |
20500 |
16 |
1,575 |
6 |
27500 |
24 |
1,225 |
21 |
20000 |
20 |
1,6 |
7 |
27000 |
28 |
1,25 |
22 |
19500 |
24 |
1,625 |
8 |
26500 |
32 |
1,275 |
23 |
19000 |
28 |
1,65 |
9 |
26000 |
4 |
1,3 |
24 |
18500 |
32 |
1,675 |
10 |
25500 |
8 |
1,325 |
25 |
18000 |
4 |
1,7 |
11 |
25000 |
12 |
1,35 |
26 |
17500 |
8 |
1,725 |
12 |
24500 |
16 |
1,375 |
27 |
17000 |
12 |
1,75 |
13 |
24000 |
20 |
1,4 |
28 |
16500 |
16 |
1,775 |
14 |
23500 |
24 |
1,425 |
29 |
16000 |
20 |
1,8 |
15 |
23000 |
28 |
1,45 |
30 |
15500 |
24 |
1,825 |
Оформлення звіту
Звіт повинен містити:
- назву та мету роботи;
- наведені приклади;
- програму-функцію виразу, що спростили;
- блок-схему алгоритму та програму-функцію визначення необхідної кількості теплоти від теплогенератора, яка відводиться на випаровування вологи в пташнику, з напільним утриманням птиці;
- висновки по роботі з аналізом операторів та розроблених програм-функцій.
Запитання для самоперевірки
1. Дайте визначення оператора добавляння строки?
2. Дайте визначення оператора локального присвоювання?
3. Порядок опису програми-функції в Mathcad?
4. Як ввести список формальних параметрів?
5. Як створити тіло програми-функції?
6. Що таке ім’я програми-функції?
7. Як працює програм-функція завдання №2?