28. Основы программирования в MathCad

Основы программирования в MathCAD

Традиционное программирование, упрощенный вариант которого применен в Mathcad и осуществляется при помощи панели инструментов Programming (Программирование), имеет ряд существенных преимуществ, которые в ряде случаев делают документ более простым и читаемым:

- возможность применения циклов и условных операторов;

- простота создания функций и переменных, требующих нескольких простых шагов;

- возможность создания функций, содержащих закрытый для остального документа код, включая преимущества использования локальных переменных и обработку исключительных ситуаций.

Программный модуль обозначается в Mathcad вертикальной чертой, справа от которой последовательно записываются операторы языка программирования. Чтобы начать создание программного модуля, следует (нажать на панели Programming (Программирование) кнопку Add Line (Добавить линию). Затем, если приблизительно известно, сколько строк кода будет содержать программа, можно создать нужное количество линий повторными нажатиями кнопки Add Line.

Маткад вычисляет последовательсность, в порядке, определенном введенными программными операторами и возвращает результат последнего шага.

Операторы:

- оператор локального присваивания (←);

- оператор условия (if) если, и (otherwise) иначе;

- оператор цикла for. Блок программы заставляет один или более операторов (тело цикла) выполнять итерации пока не будет достигнуто условие завершения цикла;

- оператор break останавливает текущий цикл и возвращает последнее вычисленное значение;

- оператор return позволяет преждевременно выходить из контекстного цикла программы;

- оператор continue позволяет пропускать итерации и возвращаться к определенному оператору цикла;

- оператор on error возвращает присвоенное значение в случае ошибки во время вычисления;

Основы программирования в MATLAB.

Программирование, т. е. создание определенного набора команд, в системе MATLAB является средством ее расширения и использовании в решении специфических проблем.

Программы оперируют с переменными и константами. Переменные – это имеющие имена объекты, способные хранить разные по значению данные. В зависимости от этих данных переменные могут быть числовыми или символьными, векторными или матричными.

Для задания переменным определенных значений используется оператор присваивания, вводимый знаком равенства = Имя _ переменной = Выражение;

Типы переменных заранее не декларируются. Они определяются выражением, значение которого присваивается переменной. Имя переменной может содержать сколько угодно символов, но идентифицируется только 31 начальный символ. Имя любой переменной должно быть уникальным. Имя должно начинаться с буквы, может содержать буквы, цифры и символ подчеркивания _ . Недопустимо включать в имена пробелы и специальные знаки.

В языке MATLAB нет явных операторов ввода вывода данных. Эта проблема решается для ввода данных оператором присваивания и использованием системных констант. Вывод данных осуществляется еще проще. Для этого необходимо после математического выражения не ставить символ ;. К системным константам относятся:

– Pi = 3,1415 число “ПИ”;

– i или j мнимые единицы;

– NaN неопределенность в виде ;

– Inf бесконечность типа а/o ;

– ans результат последней операции и др.

При вычислениях в MATLAB используется режим двойной точности. Однако, при выводе результатов, по умолчанию выдаются числа с 4 цифрами после десятичной точки в действительной форме. Чтобы изменить данную форму вывода, необходимо в программе перед выводимой величиной использовать команду format name, где name  имя формата. Для числовых данных name может быть следующим сообщением:

short  короткое представление в фиксированном формате (5 знаков);

short е  короткое представление в экспоненциальной форме (5 знаков мантиссы и 3 знака порядка);

long – длинное представление в фиксированном формате (15 знаков);

long е – длинное представление в экспоненциальной форме (15 знаков мантиссы и 3 знака порядка).

Задание матрицы требует указания несколько строк. Для разграничения строк используется символ ; (точка с запятой). Для указания отдельного элемента вектора или матрицы используются выражения вида V(i) или T(i, j).

Выражение Т(i) с одним индексом дает доступ к элементам матрицы, развернутым в один столбец. Такая матрица образуется из исходной, если подряд выписать ее столбцы.

Наряду с операциями над отдельными элементами матриц и векторов MATLAB позволяет производить арифметические операции сразу над всеми элементами. Для этого перед знаком операции ставится точка.

Функции ones и zeros служат для создания одномерных и многомерных массивов. Функция ones создает массив с единичными элементами. Функция zeros создает массив с нулевыми элементами.