Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы программирования для студентов технологического профиля. Учебное пособие
.pdf
41
КРУГ. bas
Имя файла неправильное, т.к.
используются русские буквы
KRUG.bas
Правильное имя, т.к. использованы буквы
латинского алфавита, а их число не более
восьми.
александр.bas
Неправильное имя файла, т.к.
используются русские буквы и их число
больше восьми. Другая ошибка
заключается в том, что не рекомендуется
в качестве имени использовать имена и
фамилии людей.
Raschet kolonn. bas
Имя файла неправильное, т.к. в имени
есть пробел и число символов более
восьми.
Ras_kol.bas
Правильное имя, т.к. использованы буквы
латинского алфавита, пробел заменен
знаком подчеркивания, а число символов
не более восьми.
S/KRUG.bas
Имя файла неправильное, т.к.
использован недопустимый знак / (косая
черта).
S~KRUG.bas
Правильное имя, т.к. использованы буквы
латинского алфавита, а их число не более
восьми.
Система Mathсad работает под управлением современной
КРУГ. mcd
Имя файла правильное, т.к. использование
русских букв допустимо.
KRUG.bas
Правильное имя, т.к. использование букв
латинского алфавита, допустимо.
александр.mcd
Формально имя файла создано верно, но не
рекомендуется в качестве имени
использовать имена и фамилии людей.
операционной системы Windows, поэтому для файлов этой
системы допустимы длинные имена файлов:
42
При работе с системой QВasic или системой Mathсad не
bak
-копия файла, созданная при его перезаписи
bat
-командный файл
com
-командный системный файл
doc
-файл документов
exe
-исполняемый файл
hlp
-файл справочной информации
tmp
-временный файл
txt
-текстовый файл
$$$
-временный файл
arj
-архивный файл
обязательно вводить точку и расширение файла, т.к. системы
эти компоненты добавляют автоматически.
Рассмотрим некоторые типы расширений файлов:
43
2 ОСН О ВЫ РАБ О ТЫ В MATHCAD
Интегрированные математические программные средства
широко используются для научно-технических расчетов. К
таким системам относятся Eureka, MatLAB, MathСad, Maple,
Mathematiсa и др. Система MathСad, разработанная фирмой
MathSoft Inc. (США), интенсивно развивается и получила
большую известность среди пользователей.
MathСad - универсальная система, позволяющая решать
сложные технические задачи, готовить тексты книг, статей,
включающих набор сложных математических формул, и
представлять данные в графическом виде.
К настоящему времени система MathСad имеет множество
версий, включая пятнадцатую. В данных методических
указаниях описывается функциональные особенности именно
этой версии.
Запуск MathСad осуществляется в следующем порядке:
вначале загружается Windows (если она не загружена), затем на
экране ищут пиктограмму MathСad (буква М), по которой
необходимо щелкнуть два раза левой клавишей мышки.
Запуск MathСad можно также осуществить через кнопку
“ПУСК”=>Все программы=>MathСad 15.
2.1 Интерфейс пользователя
Под и н т е р ф е й с о м пользователя подразумевается
совокупность средств графической оболочки MathСad,
обеспечивающих управление системой с помощью клавиатуры
или компьютерной мышки. Интерфейс пользователя или
структура окна типовая для Windows-приложений, рис. 2.1.1:
верхняя строка (обычно синего цвета) – называется титульной
или с т р ок ой-п р и л о ж ен и я .
Она отображает название документа. Если файл не
загружен, то вместо названия появляется надпись Untitled:1 (Без
имени:1). В левой части титульной строки помещена кнопка
системного меню с изображением буквы М, которая позволяет
выполнять стандартные операции (восстановить, свернуть,
закрыть) с главным окном системы. В правой части находятся
44
стандартные кнопки управления размером окна (свернуть,
развернуть, восстановить, закрыть).
Рисунок 2.1.1 – Структура окна MathСad
Вторая строка системы – с т р о к а г л а в н о г о м е н ю
предназначена для вызова многочисленных команд системы.
Команды главного меню дублируются кнопками быстрого
управления, которые находятся ниже строки меню и занимают
две последующие строки экрана: первая строка –
с т а н д а р т н а я п а н е л ь инструментов (Standart), а вторая п а н е ль ф о р м а т и р ов а н и я (Formatting). Кроме этих двух
панелей можно вызвать специфическую для MathCad
м а т е м а т и ч е с к у ю п а н е л ь (Math), которая состоит из
девяти р а б о ч и х (перемещаемых) панелей. Механизм
установки панелей осуществляется с помощью главного меню:
Вид=> Панели инструментов => название панели.
45
Рабочие или наборные панели легко перемещаются по
экрану. Такие панели позволяют быстро вызывать практически
все известные математические символы.
Основную часть экрана занимает о к н о
р е д а кт и р о в а н и я (белое поле), которое первоначально
может быть пустым.
Окно редактирования содержит горизонтальный и
вертикальный ползунки для быстрого перемещения по экрану
монитора.
В окне редактирования видны тонкие линии, создающие
прямоугольные области. Если экранное увеличение установить
25%, то весь экран заполнится прямоугольниками. Каждый
такой прямоугольник - это лист бумаги формата A4. Для
удобства работы с системой установите экранное увеличение
150 или даже 200%.
Красный крестик-визир позволяет зафиксировать место
ввода информации в рабочем поле. Для удобства работы
зафиксируйте точку ввода информации в центре экрана,
поместив курсор в центр и нажав левую клавишу мышки.
При вводе информации создается прямоугольная область,
которая может быть математическим, текстовым или
графическим объектом. Границы этого объекта исчезают после
ввода информации. Начинающим пользователям полезно
включить режим выделения областей, используя механизм
главного меню: Вид => Регионы.
2.2 Простейшие вычисления в MathСad
К простейшим вычислениям можно отнести
арифметические вычисления, которые легко выполняются
самостоятельно.
Для изучения простейших арифметических вычислений в
системе MathCad самостоятельно выполните Задание 2.2.1.
Задание 2.2.1. Изучение простейших арифметических операций.
a) загрузите систему;
46
б) используя механизм Вид=>Панели инструментов =>
Выполняемые
операции на
клавиатуре
Результат
представления
операции на экране
монитора
Пояснения
2*2=
2 2=4
Операция умножения. После
набора выражения и знака
равенства система выдает
результат. Знак умножения (*)
заменяется на экране
монитора точкой. Вывод
результата осуществляется
справа от знака равенства (=).
2+2=
2+2=4
Операция сложения. Запись
не меняется. Результат
выводится после набора знака
равенства.
2/2=
2
2
Операция деления. После
набора знака косой черты (/) деления, введенное
выражение автоматически
перезаписывается в виде
дроби, содержащей числитель
и знаменатель.
2^3=
3
2
Операция возведения в
степень. После набора знака
«домик» (^), записанное
выражение преобразуется и
выглядит так, как это принято
записывать в математике.
название панели выключите все панели системы, кроме панелей
Стандартная и Форматирование;
в) включите режим выделения областей, используя механизм
главного меню: Вид => Регионы;
г) используя только клавиатуру, выполните простейшие
арифметические операции:
47
Задание 2.2.2. Вычислить значение сложного арифметического
2 15
3 e
3.2
17
выражения, используя только клавиши клавиатуры:
При наборе этого выражения возникают проблемы,
которые могут быть решены следующим образом:
а) после набора числителя нажимайте на клавишу пробела до
тех пор, пока синий прямоугольный курсор не выделит
(захватит) весь числитель, и только затем нажмите на клавишу
со знаком косой черты. Это необходимо сделать, т.к. весь
числитель необходимо делить на знаменатель;
б) при наборе знаменателя, когда степень уже введена,
необходимо снова увеличить курсор, используя клавишу
пробела. Курсор необходимо увеличивать до тех пор, пока вся
дробь (числитель и знаменатель) не будет выделена синим
курсором, т.к. целое число 17 необходимо прибавлять к дроби;
в) для получения результата не забудьте набрать знак равенства
в конце выражения.
Задание 2.2.3. Используя механизм: Вид=>Панели
инструментов=>Калькулятор, вызовите рабочую панель
Калькулятор.
а) Повторите все действия Задания 2.2.1., используя только
панель Калькулятор;
б) Повторите все действия Задания 2.2.2., используя панель
Калькулятор и клавишу пробела на клавиатуре.
Задание 2.2.4. Изучите панель Калькулятор. Выпишите в
рабочие тетради все шаблоны панели Калькулятор (кроме знака
:=) и попробуйте выполнить с этими шаблонами определенные
операции.
2.3 Основные понятия MathСad
Входной язык системы MathСad содержит множество
понятий, простейшими из которых являются: алфавит,
константы, переменные, операторы.
48
Алфавит системы MathСad содержит:
а) малые и большие б ук в ы л а т и н с к о г о и г ре ч е с к о г о
а л ф ав и т о в . Буквы латинского алфавита вводятся с
клавиатуры. Для ввода греческих букв необходимо включить
панель Greek (греческие), используя механизм Вид=>Панели
инструментов=>Greek;
б) а р а б с к и е цифры от 0 до 9, которые можно ввести с
клавиатуры или с панели Калькулятор;
в ) ко н с т а н т ы в MathСad, могут быть целочисленными,
например 234, десятичными с дробной частью, например 451.5,
десятичными, записанными в формате m·10p, где m -мантисса,
p- порядок, например 15.6·10
27
. Обратите внимание на то, что
целая часть числа отделяется от дробной с помощью
десятичной точки. В MathСad используются константы и
других типов;
г ) п е р е м е н н ы е (идентификаторы) в системе MathСad - это
поименованные объекты, значение которых может изменяться
в процессе вычислений. Для обозначения имени
идентификатора используют буквы (прописные и строчные)
латинского и греческого алфавитов и цифры. И м я
п е р ем ен н о й - это совокупность букв и цифр, всегда
начинающаяся с буквы и не имеющая пробела, например alfa4,
xx1, σ5 и т.д. Имена переменных не должны совпадать с
именами встроенных в систему функций.
Ряд переменных в MathСad заданы самой системой и
называются с и с т е м н ы м и п е р е м е н н ы м и , например
переменная ORIGIN, задает нижнюю границу индексации
массива (по умолчанию равна нулю), переменная TOL, (по
умолчанию равна 0,001) определяет погрешность вычислений.
В MathСad имеется множество в с т р о е н н ы х
ф у н к ци й . Их назначение - по заданному значению аргумента
(или списка аргументов) возвратить (вычислить) некоторое
значение числовое, символьное, вектор или матрицу, например,
функция вычисления синуса - sin(x) возвращает значение
синуса. Небольшая часть функций расположена на панели
Калькулятор, остальные функции можно вызвать, используя
49
механизм главного меню: Вставка =>функция или кнопку
Вставить функцию (f(x) на панели инструментов. В результате
появляется окно Вставка функции. Окно состоит из левой и
правой части. В левой части перечислены категории функций, а
в правой части сами функции. Рекомендуем Вам в левой части
выделить самую первую позицию списка (All -Все), тогда в
правой части окна все функции будут расположены в
алфавитном порядке. Ниже списка функций расположено поле,
в котором отображается формат функции, а в последней строке
дано описание функции. Всегда следует внимательно изучить
формат функции и ее описание. Кроме того, необходимо
учитывать, что обозначение функций, общепринятое в
математике, может не совпадать с написанием функции в
MathСad, например функция cos(x) имеет такое же написание и
MathСad, а функция arc sin(x) в MathСad записывается как
asin(x).
MathСad содержит различные простейшие операторы:
арифметические, например, сложение, вычитание и т.д.,
логические больше (> ), меньше (<) и т.д., а также сложные
операторы математического анализа, векторов и матриц.
2.3.1 Оператор присваивания
Основным оператором MathCad является оператор
присваивания, который имеет следующий формат
(конструкцию):
переменная := выражение
переменная — совокупность букв и цифр не имеющая пробела
и начинающаяся с буквы; выражение – совокупность констант,
переменных, функций, соединенных знаками арифметических
действий.
Как видно из формата, в левой части оператора всегда
расположена переменная, а в правой части – выражение.
Например, запись x:=5 означает, что переменной х
присваивается значение константы 5.
50
Оператор выполняется следующим образом: сначала
22
bac
a 3
вычисляется выражение и значение (результат) выражения
присваивается переменной.
Запись p1:=a+b означает, что переменной p1 присваивается
значение выражения a+b (к моменту выполнения выражения
значения переменных a и b должны быть заданы).
С физической точки зрения выполнение оператора
присваивания означает, что MathСad, вычислив выражение,
записывает значение выражения в ячейку с именем переменная,
причем результат хранится в ячейке в двоичном коде.
Например, программа y:=2+1
y=3
выполняется следующим образом: сначала компьютер
переводит числа 2 и 1 в двоичный код, т.е. в числа 10 и 1. Затем
эти два числа складываются и получается 11 (это число 3, в
десятичной системе счисления). После этого компьютер из
множества ячеек памяти выделяет одну ячейку, которая
получает имя y и в эту ячейку записывается двоичный код числа
3, т.е. число 11.
Второй математический блок выводит из ячейки y число
11, переводит это число в десятичную систему, т.е. в число 3 и
полученный результат выводится на экран монитора.
Использование оператора присваивания позволяет решать
различные математические и физические задачи.
Задача 2.3.1.1. Вычислить длину гипотенузы (с)
прямоугольного треугольника, если известны значения длин
катетов а и в.
Анализ задачи:
Известно, что длина гипотенузы связана с длинами катетов
соотношением:
Программа в MathСad:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]