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
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.
Не 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.
|
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.
Пример. Построить график функции
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.
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.
|
Оператор
цикла for с ранжированной переменной
|
|
Оператор
цикла for с вектором
|
|
Оператор
цикла while
|
Оператор break
Позволяет досрочно завершить цикл при
достижении некоторого условия. Управление передается на первый оператор после
цикла.
|
Оператор break внутри цикла for
|
|
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.
|
Возврат значения обозначен явно в
последней строке программы
|
|
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.
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.
|
Перехват ошибки деления на ноль
|
|
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.
|
Программирование
в численных расчетах
|
|
Программирование в символьных расчетах
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.