Маткат. MatCAD_5В060300-русс. Программа по дисциплине Mathcad для задач механики для специальности 5B060300 Механика
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
Тема лекции №3. Подпрограмма-функция: описание и вызов. Программирование алгоритмов в подпрограмме – функции MathCAD. Описание подпрограммы - функции и локальный оператор присваивания. Перед тем как использовать подпрограмму-функцию (П-Ф), нужно ее задать, т.е. выполнить описания. Описание П-Ф размещается в рабочем документе, перед ее вызовом и включает в себя имя подпрограммы-функции, список формальных параметров (который может отсутствовать) и тело подпрограммы-функции. Для ввода конструкций в тело П-Ф используется палитра инструментов ПРОГРАММИРОВАНИЕ, приведенная на рис.1.  Рис. 1. Палитра ПРОГРАММИРОВАНИЕ Каждая П-Ф Mathcad имеет оригинальное имя, посредством которого осуществляется обращение к ней. Через это же имя (и только через это имя) «возвращается» результат выполнения П-Ф. После имени П-Ф идет список формальных параметров, заключенный в круглые скобки. Через формальные параметры «внутрь» П-Ф «передаются» данные, необходимые для выполнения вычислений внутри программы, т.е. все формальные параметры являются входными. В качестве формальных параметров могут использоваться имена простых переменных, массивов и функций. Формальные параметры отделяются друг от друга запятой. Замечание. П-Ф может не иметь формальных параметров, и тогда данные передаются через имена переменных, определенных выше описания П-Ф. Тело подпрограммы-функции включает любое число операторов: локальных операторов присваивания, условных операторов и операторов цикла, а также вызов других П-Ф и функций пользователя. Порядок описания подпрограммы-функции Mathcad. Для ввода в рабочий документ описания П-Ф необходимо выполнить следующие действия: ввести имя П-Ф и список формальных параметров, заключенный в круглые скобки; ввести символ “:” – на экране отображается как “: =”; открыть палитру Программирования и щелкнуть кнопкой Add line. На экране появится вертикальная черта и вертикальный столбец с двумя полями для ввода операторов, образующих тело П-Ф; перейти в поле 1 (щелкнув на нем мышью или нажав клавишу [Tab]) и ввести первый оператор тела П-Ф. Так как самое нижнее поле всегда предназначено для возвращаемого П-Ф значения, то поля ввода для дополнительных операторов открываются с помощью щелчка на кнопке Add line палитры программирование. При этом поле ввода добавляется внизу выделенного к этому моменту оператора. Для удаления того или иного оператора или поля ввода из тела П-Ф нужно заключить его в выделяющую рамку и нажать клавишу [Delete]; заполнить самое нижнее поле ввода (поле 2), введя туда выражение, определяющее возвращаемое через имя П-Ф. Локальный оператор присваивания. Для задания внутри программы значения какой-либо переменной используется так называемый локальный оператор присваивания, имеющий вид: < имя переменной >  < выражение >.Обращение к подпрограмме-функции Mathcad. Для выполнения П-Ф необходимо обратиться к ее имени с указанием списка фактических параметров (если в описании программы присутствует список формальных параметров), т.е.: < имя П-Ф > (< список фактических параметров >). Фактические параметры указывают, при каких конкретных значениях осуществляются вычисления в теле программы. Фактические параметры отделяются друг от друга запятой. Очевидно, что между фактическими и формальными параметрами должно быть соответствие по количеству, порядку следования и типу. Последнее соответствие означает: если формальным параметром является простая переменная, то в качестве фактического может использоваться константа, переменная, арифметическое выражение; если формальным параметром является вектор или матрица, то фактическим должен быть вектор или матрица; если формальным параметром является имя встроенной функции или другой программы, то и фактическим параметром должен являться тот же объект. Программирование линейных алгоритмов в подпрограмме-функции. Напомним, что под линейным алгоритмом понимается вычислительный процесс, в котором необходимые операции выполняются строго последовательно. Операторы, реализующие этот алгоритм, в теле П-Ф также размещаются последовательно и выполняются все, начиная с первого и заканчивая последним. Программирование разветвляющихся алгоритмов вподпрограмме-функции. Напомним, что в разветвляющихся алгоритмах присутствует несколько ветвей вычислительного процесса. Выбор конкретной ветви зависит от выполнения (или не выполнения) заданных условий на значения переменных алгоритма. Программирование циклических алгоритмов вподпрограмме-функции. Напомним, что циклические алгоритмы (циклы) содержат повторяющиеся вычисления, зависящие от некоторой переменной. Такая переменная называется параметром цикла, а сами повторяющиеся вычисления составляют тело цикла. Операторcontinue. Обычно используется для продолжения выполнения цикла путем возврата в начало тела цикла. Операторonerror. Этот оператор является обработчиком возникающих при выполнении тех или иных вычислений ошибок и записывается в виде: < конструкция 1 > onerror< конструкция 2 >. Оператор выполняется следующим образом. Если при выполнении <конструкция 2> возникает ошибка, то выполняется <конструкция1>. Если ошибка не возникает, то выполняется <конструкция2>. Функция error. Используется для вывода диагностических сообщений при возникновении в вычислениях ошибки и записывается в виде: error ("< диагностическое сообщение пользователя >"). Основная литература:[1], [2], [12]. Дополнительная литература: [5], [6], [7]. Тема лекции №4. Решение научно-инженерных задач в пакете MathCAD. Рассмотрим три класса задач, часто возникающих при проектировании и расчетах строительных конструкций и сооружений. Это: решение нелинейных уравнений и систем уравнений; решение оптимизационных задач, включая задачи с ограничениями; обработка экспериментальных данных. Для решения этих задач будут использоваться как «собственные» функции MathCAD, так и оригинальные подпрограммы-функции (П-Ф). Материал этого раздела, безусловно, будет полезен пользователю при решении «своих» задач в пакете MathCAD. Решение нелинейных уравнений. Здесь приводится определение нелинейного уравнения, и описываются основные этапы его решения. Определение нелинейного уравнения. Нелинейное уравнение с одним неизвестным можно записать в виде:  . (1)Совокупность значений переменной |