Главная / Информатика / Программирование в MathCad

Программирование в MathCad

ФГБОУ ВПО «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М. Е. ЕВСЕВЬЕВА»

Факультет физико-математический

Кафедра информатики и вычислительной техники









Проект по имитационному моделированию в системах компьютерной математики на тему:

«Программирование в MathCAd»













Работу выполнила:студентка 2 курса группы МДМ-214 Д.А.Лапшина

Направление подготовки «Педагогическое образование».

Профиль подготовки «Математика. Информатика».

Работу проверила: Т.В. Кормилицына







Саранск 2015

Программирование в MathCAD

hello_html_7359c0c.png

Панель инструментов Программирование

Язык программирования Mathcad

Для вставки программного кода в документы в Mathcad имеется специальная панель инструментов Программирование. Большинство кнопок этой панели выполнено в виде текстового представления операторов программирования, поэтому их смысл легко понятен.

Что такое программа?

Программа – это выражение содержащее более одного утверждения.

Основными инструментами работы в Mathcad являются математические выражения, переменные и функции.

Программирование в Mathcad имеет ряд существенных преимуществ, которые в ряде случаев делают документ более простым и читаемым:

  • возможность применения циклов и условных операторов дает большую гибкость построения выражений;

  • 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 (ошибок).

Программный модуль обозначается в Mathcad вертикальной чертой, справа от которой последовательно записываются операторы языка программирования.

Создание программы (Add Line)

Чтобы создать программный модуль:

  • Введите имя функции и присваивания.

  • Нажмите на панели Программирование кнопку Add Line (Добавить линию).

  • Если приблизительно известно, сколько строк кода будет содержать программа, можно создать нужное количество линий повторным нажатием кнопки Add Line (Добавить линию) соответствующее число раз (ниже показан результат трехкратного нажатия).

  • В появившиеся местозаполнители введите желаемый программный код, используя программные операторы.

После того как программный модуль полностью определен и ни один местозаполнитель не остался пустым, функция может использоваться обычным образом, как в численных, так и в символьных расчетах.

Нhello_html_5eec2dcd.pngе вводите с клавиатуры имена операторов. Для их вставки пользуйтесь панелью Программирование.



Начало создания программного модуля



Разработка программы

Вставить строку программного кода в уже созданную программу можно в любой момент с помощью той же самой кнопки Add Line. Для этого следует предварительно поместить на нужное место внутри программного модуля курсор ввода.

Основной принцип создания программных модулей заключается в правильном расположении строк кода. Ориентироваться в их действии довольно легко, т. к. фрагменты кода одного уровня сгруппированы в программе с помощью вертикальных линий.

Оператор локального присваивания ()

Язык программирования Mathcad позволяет создавать внутри программных модулей локальные переменные, которые "не видны" извне, из других частей документа. Присваивание значения переменной, в отличие от документов Mathcad, производится с помощью оператора Локальное присваивание, который вставляется нажатием кнопки с изображением стрелки .

Ни оператор присваивания :=, ни оператор вывода = в пределах программ не применяются.

hello_html_m6a6c5851.png

Локальное присваивание иллюстрируется примером слева. Переменная z существует только внутри программы, выделенной вертикальной чертой. Из других мест документа получить ее значение невозможно.

Условный оператор (if, otherwise)

Сначала проверяется логическое выражение (условие) справа от него.

  • Если оно истинно, выполняется выражение слева от оператора if.

  • Если ложно, выполнение программы продолжается переходом к следующей строке.

Оператор otherwise используется совместно с оператором if и указывает на выражение, которое будет выполняться, если проверяемое условие не выполняется.

hello_html_573af6aa.png

Пример. Построить график функции hello_html_43a98a7c.gif


hello_html_m3bdea1d6.png



Операторы цикла (for, while, break, continue)

В языке программирования Mathcad имеются два оператора цикла: for и while. Первый из них дает возможность организовать вычисления несколько раз. Второй создает цикл с выходом из него по некоторому логическому условию.

hello_html_76e49514.png

Вставка оператора цикла

При необходимости дополните программу другими строками и введите в них нужный код.

Диапазон значений переменной в условии цикла for можно задать как с помощью диапазона ранжированной переменной, так и с помощью вектора.

hello_html_m15ee5681.png

Оператор цикла for с ранжированной переменной

hello_html_m55089c3d.png

Оператор цикла for с вектором

hello_html_m1e6e4add.gif

Оператор цикла while

Оператор break

Позволяет досрочно завершить цикл при достижении некоторого условия. Управление передается на первый оператор после цикла.

hello_html_653f5e4.png

Оператор break внутри цикла for

hello_html_m2e55af62.png

Оператор break внутри цикла while


Чтобы четче обозначить границы завершения тела цикла, в его конце может использоваться дополнительная строка с оператором continue.

Возврат значения (return)

По умолчанию программа возвращает значение, вычисленное в последней строке. Можно явно указать имя вычисляемой переменной в последней строке программного модуля. Вместе с тем, можно вернуть значение, вычисленное в любом месте программы с помощью оператора return.

hello_html_4d0fcc97.png

Возврат значения обозначен явно в последней строке программы

hello_html_m20a30dae.png

Применение оператора return

Перехват ошибок (on error)

Программирование в Mathcad позволяет осуществлять дополнительную обработку ошибок. Если пользователь предполагает, что выполнение кода в каком-либо месте программного модуля способно вызвать ошибку (например деление на ноль), то эту ошибку можно перехватить с помощью оператора on error. Чтобы вставить его в программу, надо поместить курсор ввода в нужное положение и нажать кнопку с именем оператора on error . В результате появится строка с двумя местозаполнителями и оператором on error посередине.

hello_html_3f545a3.png

Вставка оператора перехода по ошибке

В правом местозаполнителе следует ввести выражение, которое должно выполняться в данной строке программы. В левом — выражение, которое будет выполнено вместо правого выражения, если при выполнении последнего возникнет ошибка. Приведем пример применения оператора on error в программном модуле, который рассчитывает функцию обратного числа значению n. Соответственно, вместо выражения справа от оператора on error будет выполнено левое выражение, присваивающее функции f(n) строковое значение "user error: cannot divide by zero" (пользовательская ошибка: деление на ноль невозможно). Конечно, этой строке можно присвоить и текст на русском языке.

hello_html_3eadd43c.png

Перехват ошибки деления на ноль

hello_html_25dbe826.png

Перехват ошибки деления на ноль

Обратите внимание, что сделанные изменения свелись к помещению текста сообщения об ошибке в аргумент функции error.

Примеры программирования

Рассмотрим два простых примера использования программных модулей в Mathcad для численных и символьных расчетов. В двух приведенных листингах используется большинство операторов, рассмотренных в данной главе.

hello_html_m5a9bb76e.png

Программирование в численных расчетах


hello_html_5c8e2857.png

Программирование в символьных расчетах

hello_html_m626ea797.png

hello_html_624c382e.png

hello_html_2b20dd70.png


hello_html_718d0535.png


hello_html_m6ba120a9.png

10


Программирование в MathCad
  • Информатика
Описание:

Миллионы людей занимаются математическими расчетами в силу профессиональной или иной необходимости, не говоря уже об учебе. Ни одна серьезная разработка в любой отрасли науки и производства не обходится без трудоемких математических расчетов. Для их проведения используются программы, составленные с использованием конструкций языков высокого уровня (таких как ФОРТРАН, PASCAL, CИ и других). Однако разработка таких программ, особенно имеющих современный графический интерфейс требует и соответствующей подготовки в практике программирования и достаточно большого времени (и то и другое может отсутствовать у инженера или исследователя).

Широкую известность и заслуженную популярность еще в середине 80-х годов приобрели интегрированные системы для автоматизации математических расчетов класса MathCAD, разработанные фирмой MathSoft (США) [1,2]. По сей день они остаются единственными математическими пакетами, в которых описание решения математических задач дается с помощью привычных математических формул и знаков. Такой же вид имеют и результаты вычислений.

В последних версиях MathCAD6Plus и MathCAD7Professional[1-3] пользователям предоставлена возможность составлять "собственные" программы-функции и использовать принципы модульного программирования для реализации оригинальных вычислительных алгоритмов пользователя. Однако в литературе эти новые возможности освещены весьма слабо. Поэтому в данных указаниях излагаются способы программирования различных алгоритмов с использованием конструкций пакета MathCAD7Professional. За исключением некоторых конструкций, описанных в параграфе 2.7 эти способы реализуются и в пакете MathCAD6Plus.

Автор Лапшина Дарья Александровна
Дата добавления 12.05.2016
Раздел Информатика
Подраздел Конспекты
Просмотров 229
Номер материала MA-066885
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓