Лабораторна робота № 6 Оператори if та otherwise в пакеті Mathcad

Мета роботи: Навчитись проводити розрахунки використовуючи оператори if та otherwise в пакеті Mathcad.

Теоретичні відомості

Умовний оператор if використається тільки в тілі програми-функції й для його введення необхідно клацнути на кнопці if панелі програмування. На екрані з'являється конструкція із двома полями уведення, зображена на рис.9.

В поле 2 вводиться логічний вираз (у найпростішому випадку це вираз відносин). В поле 1 вводиться вираз (як правило, арифметичний), значення якого використовується, якщо логічний вираз, що перевіряється, приймає значення 1.

Рис. 9. Структура умовного оператора if.

Даний оператор відноситься до базової структури, яка має назву розгалуження, блок-схема якої зображена на рис 10. Структура розгалуження, припускає перевірку деякої умови. Залежно від того виконується ця умова чи ні, виконується або одна інструкція, або інша.

Рис. 10. Блок-схема базової структури розгалуження.

Якщо на момент перевірки умова виконалась, то буде виконана інструкція 1, а інструкція 2 ігнорується. Якщо ж виявляється, що умова не виконана, то буде виконана інструкція 2, а інструкція 1 ігнорується. Структура розгалуження також має один вхід і один вихід.

Умовний оператор може перебувати тільки всередині тіла програми-функції. Наприклад :

Рис. 11. Структура умовного оператора if в программ-функції.

В поле 3 вводиться вираз, значення якого використовується, якщо логічний вираз дорівнює 0. Для введення в поле 3 необхідно:

• виділити це поле;

• клацнути на кнопці “otherwise” панелі програмування;

• в поле, що залишилося, введіть відповідний вираз.

Приклад: Складемо програму-функцію, що обчислює задану функцію . Для цього введемо опис наступної програми-функції:

Звернення до цієї програми-функції має вигляд:

Таким чином, вираз, що розташований перед словом otherwise виконується тільки в тому випадку, якщо умова, що задана перед ним не виконана.

У програмі можна використати наступні один за одним умовні оператори з одним виразом перед словом otherwise.

Приклад: Складемо програму-функцію для обчислення змінної z за виразом:

Програма-функція для обчислення змінної z має наступний вигляд:

Відмітимо, що функція z(t) отримає значення ln(t) тільки тоді, коли не виконується умова записана в двох рядках, що стоять вище.

Звернення до цієї програми - функції має вигляд:



Якщо в поле 3 ввести оператор без слова otherwise, то цей оператор буде виконуватися завжди поза залежністю від виконання вище заданих умовних операторів.

Завдання на лабораторну роботу

1. Оформити у вигляді программ-функції розв’язок квадратичного рівняння .

Розробити програм-функцію розв’язку квадратичного рівняння, яка має ім’я „kvadr”, та формальні параметри a, b, c.

Дискримінант обраховують за формулою: .

Розв’язок рівняння: якщо D>0, то , якщо D=0, то , а якщо D<0, то розв’язків рівняння не існує.

2. Розробити алгоритм та програму-функцію визначення необхідного повітрообміну в пташнику.

Визначення необхідної кількості повітря для системи вентиляції пташників проводиться за умов видалення з приміщення шкідливих газів, надлишкової вологи та надлишкового тепла.

Розрахунок повітрообміну для пташників в холодну пору року проводиться по надлишку вологи та газів, а в теплу та перехідну пору року - по надлишку теплоти та вологи. Вміст сірководню та аміаку суттєво не впливає на розрахунок повітрообміну в пташнику, достатньо врахувати повітрообмін для розчинення вуглекислого газу.

Повітрообмін, який потрібен для підтримання необхідної концентрації вуглекислого газу для пташника, визначаємо за формулою:

, м³/год,

де - кількість птиці у приміщенні, гол;

= 1,7 - кількість вуглекислого газу, що виділяє птиця, л/год·кг;

та - концентрація вуглекислого газу в припливному повітрі та гранично допустима норма у повітрі, що видаляється (С₁=2,0 л/м³ та С₁=0,3 л/м³ );

- жива маса однієї птиці, кг, вага птиці від початку несучості до її закінчення постійно зростає залежно від породи птиці, що демонструє таблиця 7.

Таблиця 7. – Залежність ваги птиці від віку.

Вік птиці, днів	170	200	230	260	290	320	350	380	410	440
Вага несучок, кг	1,43	1,52	1,59	1,63	1,65	1,66	1,68	1,69	1,71	1,73
Вага м’ясної породи, кг	2,83	3,15	3,27	3,29	3,31	3,34	3,37	3,42	3,46	3,54

Повітрообмін приміщення за умови видалення теплових надлишків знаходимо за формулою:

м³/год,

де Q_я=350 тис. – виділення в приміщення явної теплоти, Вт;

= 1 - питома теплоємність повітря, кДж/(кг^оС);

– температура внутрішнього та зовнішнього повітря, ^оС;

ρ - густина повітря, кг/ м³ залежить від температури, що наведено в таблиці 8.

Таблиця 8. – Залежність густини повітря від температури.

, оС	-20	-10	0	10	20	30
, кг/ м3	1,396	1,342	1,293	1,248	1,205	1,165

Кількість повітря, якого необхідно видалити з приміщення за надлишком вологи, визначаємо за формулою:

, м³/год,

де W=550 тис. – сумарне надходження вологи в приміщення, г/год;

d_В , d_З – відповідно вологовміст повітря в середині та з зовні приміщення, г/кг.

Враховуючи, що в птахівничих приміщеннях одночасно доводиться коригувати якісний склад повітря по надлишковому виділенню теплоти, волого виділенню та кількості шкідливих газів, для розрахунку необхідно брати найбільший за значенням, тим самим задовольнивши вимоги по всіх складових повітрообміну.

Записати програму-функцію, яка має ім’я „tepl”, та підставити значення свого варіанту за індивідуальним завданням до виконання лабораторної роботи таблиця 9.

Програма роботи:

1. Завантажити середовище Mathcad.

2. Відкрити блок програмування.

3. Ознайомитись з умовним оператором if та оператором otherwise, 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 9. – Значення величин для розрахунку за варіантом.

№ варіанту	, шт	Вік, днів	порода	в, оС	з, оС	dВ, г/кг	dЗ, г/кг
1	22500	170	несуча	12	-20	3	2
2	2200	200	м’ясна	13	-10	6	4
3	21500	230	несуча	14	0	8	6
4	2100	260	м’ясна	15	10	14	12
5	20500	290	несуча	16	20	20	18
6	2000	320	м’ясна	17	-20	4	2
7	19500	350	несуча	18	-10	7	4
8	1900	380	м’ясна	19	0	9	6
9	18500	410	несуча	12	10	15	12
10	1800	440	м’ясна	13	20	21	18
11	17500	170	несуча	14	-20	3	2
12	1700	200	м’ясна	15	-10	6	4
13	16500	230	несуча	16	0	8	6
14	1600	260	м’ясна	17	10	14	12
15	15500	290	несуча	18	20	20	18
16	2250	320	м’ясна	19	-20	4	2
17	22000	350	несуча	12	-10	7	4
18	2150	380	м’ясна	13	0	9	6
19	21000	410	несуча	14	10	15	12
20	2250	440	м’ясна	15	20	21	18
21	22000	170	несуча	16	-20	3	2
22	2150	200	м’ясна	17	-10	6	4
23	21000	230	несуча	18	0	8	6
24	2050	260	м’ясна	19	10	14	12
25	20000	290	несуча	12	20	20	18
26	1950	320	м’ясна	13	-20	4	2
27	19000	350	несуча	14	-10	7	4
28	1850	380	м’ясна	15	0	9	6
29	18000	410	несуча	16	10	15	12
30	1750	440	м’ясна	17	20	21	18

Оформлення звіту

Звіт повинен містити:

- назву та мету роботи;

- наведені приклади;

- програму-функцію розв’язку квадратичного рівняння;

- блок-схему алгоритму та програму-функцію визначення необхідного повітрообміну в пташнику;

- висновки по роботі з аналізом операторів та розроблених програм-функцій.

Запитання для самоперевірки

1. Дайте визначення оператора if?

2. Дайте визначення оператора otherwise?

3. В якому випадку виконується вираз, що розташований перед словом otherwise?

4. Скільки раз в одній програмі-функції може бути використаний оператор if?

5. Скільки раз в одній програмі-функції може бути використаний оператор otherwise?

6. Як працює програм-функція завдання №2?