Компьютерные технологии в машиностроении. Основы работы в системе Mathca

пользуется операция 3D Bar Chart (Трехмерная гистограмма) в меню

Inset → Graph.

Окно форматирования уже построенного графика вызывается так же, как и для других видов трехмерной графики, и имеет практически такой же вид. На рис. 7.18 оно показано при открытой панели Color&Line с заданием функциональной окраски столбиков графика и способом их отображения (три типа гистограмм − Matrix, Stacked и Side By Side).

Графики этого типа довольно специфичны. Однако их удобно использовать для построения гистограмм, представляющих данные матриц, для отображения данных экономических, статистических и финансовых расчетов, например, при анализе сложных статистических данных, представленных тремя независимыми переменными.

Рис. 7.18. Окно форматирования и три основных типа гистограмм

(график 3D Bar Chart)

7.7. Создание ЗD-графиков с векторным представлением

(Vector Field Plot)

Еще один вид представления поверхности − векторное представление. Оно задается построением коротких стрелочек − векторов. Стрелка обращена острием всторону нарастания высоты поверхности, а плотность

82

Задания для самостоятельного выполнения

подписать оба графика и привести их формат в соответствии с рисунком, представленным ниже.

2. На одном поле двухмерного графика построить графики трех функций и с помощью дополнительной установки деления по осям (Show Marker) добавить на графике линии, ограничивающие значения +π и –π. Привести формат графика в соответствии с рисунком. Функции, для которых строятся графики, указаны на рисунке.

83

6. Построить график поверхности, заданной матрицей, в виде гистограммы и представить его в различном виде.

7. Построить график поверхности в векторном представлении

86

8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ MATHCAD

Система Mathcad позволяет создавать в рабочем документе программные блоки (модули). Программные модули представляют собой специальный вид выражения. Они являются последовательностью инструкций выполнения определенных задач, созданной с использованием операторов программирования. Подобно любому выражению, программный модуль будет возвращать значения в виде скаляра, вектора, массива, вложенного массива или ряда, если он сопровождается знаком =. Также с помощью программных блоков можно определять переменную или выражение в виде функции.

Основу программных блоков составляют операторы программирования. Набор оператор программирования можно найти на раскрываю-

щейся панели (рис. 8.1), при нажатии на кнопку на панели математических инструментов.

− символ локального присваивания (в теле модуля);

− оператор условного выражения;

− операторзаданияцикласфиксированнымчисломповторений;

− оператор задания цикла типа «пока» (цикл выполняется, пока выполняется некоторое условие);

− оператор иного выбора (применяется с оператором if);

− оператор прерывания;

− оператор продолжения;

− оператор возврата; − оператор обработки ошибок.

87

Оператор Add Line выполняет функции расширения программного блока. Расширение фиксируется удлинением вертикальной черты программных блоков или их древовидным расширением. Благодаря этому можно создавать сколь угодно большие программы.

Оператор ← выполняет функцию внутреннего локального присваивания. Например, выражение х ← 123 присваивает переменной х значение 123. Локальный характер присваивания означает, что такое значение х сохраняет только в теле программы. За пределами тела программы значение переменной х может быть неопределенным либо равным значению, которое задается операторами локального := и глобального ≡ присваивания вне программного блока.

Оператор if является оператором условного выражения. Он задается в виде

Выражение if Условие

(если Условие выполняется, то возвращается значение Выражения). Совместно с этим оператором часто используются оператор прерывания break и оператор иного выбора otherwise.

Оператор for служит для организации циклов с заданным числом повторений. Он записывается в виде

for Var Nmin.. Nmax.

Эта запись означает, что если переменная Var меняется с шагом + 1 от значения Nmin до значения Nmax, то выражение, помещенное в шаблон, будет выполняться. Переменную счетчика Var можно использовать в выражениях программы.

Оператор while служит для организации циклов, действующих до тех пор, пока выполняется не-

которое Условие. Этотоператорзаписывается ввиде while Условие

Выполняемое выражение записывается на место шаблона. Оператор иного выбора otherwise обычно используется совместно

с оператором if. Это поясняет следующая программная конструкция:

88

−возвращает –1, если x < –1;

−возвращает x, если –1 ≤ x < 1;

−возвращает 1 вовсехостальных случаях. Оператор break вызывает прерывание рабо-

ты программы всякий раз, когда он встречается. Чаще всего он используется совместно с оператором условного выражения if и операторами

циклов while и for, обеспечивая переход в конец тела цикла. Оператор continue используется для продолжения работы после

прерывания программы. Обычно он применяется совместно с операторами задания циклов while и for, обеспечивая после прерывания возврат в начало цикла. Примеры использования операторов break и continue представлены на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Применение операторов break и continue в программном модуле

Оператор return прерывает выполнение программы и возвращает значение своего операнда, стоящего следом за ним (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Применение оператора return в программном модуле

89

Оператор on error является оператором обработки ошибок, позволяющим создавать конструкции обработчиков ошибок. Этот оператор задается в виде

Выражение1 on error Выражение2

Если при выполнении Выражения1 возникает ошибка, то выполняется Выражение2. С оператором on error связана функция error, которая обычно используется для возврата текстового сообщения об ошибке.

Рис. 8.4. Применение оператора return, on error и функции error в программном модуле

На рис. 8.4 показано применение операторов on error и return, а также действие функции error, задающей вывод надписи в желтом прямоугольнике при активизации мышью выражения, содержащего ошибку. Как видно из примеров, применение оператора on error возможно вне программного блока для задания функции y(x)=sin(x)/x с дополнительным определением ее при x=0 : y(0)=0. Также применение этого оператора возможно для решения уравнения, имеющего комплексные корни. Когда при таком решении задается действительное начальное приближение для х, то функция root(f,x) дает ошибку. Она исправ-

90