Программирование функций

Программирование в системе «mathcad»

Методические указания

к выполнению контрольной работы

для студентов, обучающихся по направлениям 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 23.03.01 «Технология транспортных процессов», 15.03.01 «Машиностроение» и

27.03.01 «Стандартизация и метрология»

Курган 2015

Кафедра: «Информатика»

Дисциплина: «Прикладное программирование»

(направления 23.03.03, 23.03.01),

«Специальные главы информатики»

(направления 15.03.01, 27.03.01).

Составили: старший преподаватель В.Я. Котликова,

старший преподаватель Н.Н. Соколова.

Утверждены на заседании кафедры «17 » ноября 2014 г.

Рекомендованы методическим советом университета «20 » декабря 2013 г.

Содержание

Введение

При программировании в системе MathCAD необходимо следовать определенным правилам и учитывать некоторые ограничения структурного характера.

Роль головной программы выполняет документ MathCAD. Имя головной программы ассоциируется с именем соответствующего.mcd-файла. Единственной допустимой формой подпрограммы в системе MathCAD является функция.

MathCAD не допускает определения подпрограмм внутри других подпрограмм с помощью локального оператора присваивания «f». Из этого ограничения, в частности, следует необходимость определения всех необходимых разработчику подпрограмм, независимо от уровня их подчиненности при выполнении, в головной программе (то есть непосредственно в документе MathCAD).

Не накладывается никаких формальных ограничений на иерархию вызовов подпрограмм – любая из определенных в головной программе подпрограмм может быть использована в составном выражении, определяющем другую подпрограмму.

Спецификация функций

Спецификация функции состоит из ее заголовка и описания назначения – выходного значения или результата работы функции. Заголовок содержит имя функции и список формальных параметров. Каждая пользовательская подпрограмма-функция MathCAD должна иметь оригинальное имя, при использовании которого будет осуществляться обращение к этой подпрограмме-функции. Через это же имя (и только через это имя) возвращается в рабочий документ результат выполнения подпрограммы-функции.

Через формальные параметры «внутрь» подпрограммы-функции передаются данные, необходимые для выполнения вычислений внутри подпрограммы. В качестве формальных параметров могут использоваться имена простых переменных, массивов и функций. Формальные параметры отделяются друг от друга запятой.

При описании назначения функции необходимо указать, что возвращает функция в качестве своего результата. При этом обязательно нужно пояснить роль каждого из формальных параметров, перечисленных в заголовке.

Например, спецификация стандартной функции mod(x,y) имеет вид: «Выдает остаток при делении x на y. Результат имеет знак, как у x.»

Программирование функций

Для написания подпрограмм-функций в системе MathCAD предусмотрена специальная панель программирования –Programming (Программирование), содержащая все доступные операторы.

Общий вид панели Programming представлен на рисунке 1. Операторы в подпрограмму-функцию вставляются только с помощью кнопок этой панели.

Подробное описание операторов, представленных на панели, приведено в разделе 4.

Рисунок 1 – Панель инструментов Программирование

При подготовке подпрограммы-функции, необходимо создать специальный, обособленный от остального документа, программный блок – тело функции. Выглядит он как черная вертикальная линия с маркерами, в которые заносятся выражения и операторы алгоритма. Чтобы построить единичный элемент программного блока, следует нажать кнопку команды Add Line (Добавить линию) панели Programming (Программирование).

В составном выражении, с помощью которого определяется подпрограмма, допускается использование переменных следующих трех категорий:

1) формальные аргументы определяемой функции, указанные в списке параметров функции после ее имени. Как правило, эти переменные используются в правых частях выражений и не изменяют своих значений оператором «f», хотя это формально и не запрещено. При выполнении подпрограммы формальные аргументы получают значения соответствующих им фактических аргументов, указанных при обращении к подпрограмме;

2) локальные переменные, определяемые непосредственно в подпрограмме оператором «f». Переменные этой категории обычно используются для хранения промежуточных результатов работы подпрограммы и используются как в левых, так и в правых частях выражений;

3) внешние переменные, которые должны получить свои значения в головной программе (основном документе) перед определением подпрограммы, в которой они используются. Как правило, внешние переменные используются в правых частях выражений и не изменяют своих значений оператором «f».

Если значение переменной присваивается в подпрограмме посредством оператора «f», то такая переменная будет являтьсялокальной. То есть она будет доступна только в рамках подпрограммы. Как-то повлиять на объекты вне подпрограммы она не сможет (равно, как извне к ней нельзя будет получить доступ).

Если переменная или функция задается выше блока подпрограммы с помощью оператора «:= », то она является глобальной. То есть такая переменная или функция будет доступна любому нижележащему объекту. Однако подпрограмма может только прочитать значение глобальной переменной или вызвать глобальную функцию.Изменить каким-либо образом значение глобальной переменной или функции подпрограмма не может.

Если подпрограмма должна осуществлять какую-то модификацию объекта, то результат своей работы она должна возвращать. В качестве результата подпрограмма может возвращать число, вектор или матрицу.