Константы и переменные

Общие сведения

Одной из основных областей применения ПК являются математические и научно-технические расчеты. Сложные вычислительные задачи, возникающие при моделировании технических устройств и процессов, можно разбить на ряд элементарных: вычисление интегралов, решение уравнений, решение дифференциальных уравнений и т. д.

MathCAD – это мощная и в то же время простая универсальная среда для решения задач в различных отраслях науки и техники, финансов и экономики, физики и астрономии, математики и статистики. MathCAD остается единственной системой, в которой описание решения математических задач задается с помощью привычных математических формул и знаков. MathCAD позволяет выполнять как численные, так и аналитические (символьные) вычисления, при этом точность, с которой отображается результат, задается пользователем, имеет чрезвычайно удобный математико-ориентированный интерфейс и прекрасные средства научной графики.

В состав MathCAD входят несколько интегрированных между собой компонентов:

· мощный текстовый редактор, позволяющий вводить, редактировать и форматировать как текст, так и математические выражения;

· вычислительный процессор, умеющий проводить расчеты по введенным формулам, используя встроенные численные методы;

· символьный процессор, позволяющий проводить аналитические вычисления и являющийся, фактически, системой искусственного интеллекта;

· набор шаблонов, который ускоряет ввод исходных данных и обеспечивает удобную и эффективную систему ввода;

· огромное хранилище справочной информации, как математической, так и инженерной, оформленной в качестве интерактивной электронной книги.

Для освоения основных приемов работы в MathCAD выполняются 4 лабораторных работ:

1. Основы работы с MathCAD;

2. Матричные операции в MathCad;

3. Решение уравнений и символьные вычисления в MathCad;

4. Средства программирования в среде MathCad

MathCAD 1Х, но их можно выполнять и в более ранних версиях программы.

Для получения практических навыков программирования на алгоритмическом языке Pascal выполняются 5 лабораторных работ:

1. Разработка программ линейной структуры

2. Разработка программ ветвящейся структуры

3. Разработка программ циклической структуры

4. Разработка программ обработки одномерных массивов

5. Разработка программ обработки двумерных массивов

Лабораторные работы по модулю «Основы языка программирования Pascal» рассчитаны на выполнение в русифицированной версии программы Turbo Pascal 6.X или Borland Pascal 7.X или в консольных приложениях Borland Delphi 7.0.

Лабораторная работа 1.

ОСНОВЫ РАБОТЫ С MATHCAD

2.1. Цель работы

Освоить основы работы в системе математических расчётов MathCAD – ознакомиться с интерфейсом среды, научиться определять глобальные, локальные и ранжированные переменные, выполнять операторы, определять пользовательские функции и строить их графики.

2.2. Постановка задачи

Согласно варианту задания, выполнить вычисления арифметических выражений с форматным выводом данных, определить пользовательскую функцию и рассчитать ееё значения для трех ранжированных переменных, построить графики функций.

2.3. Внеаудиторная подготовка

Для подготовки к лабораторной работе следует ознакомиться с [9] (С.В.Глушаков. Математическое моделирование. Mathcad 2000. Учебный курс / Харьков: Фолио, 2001. - 524 с.).

2.4. Краткие теоретические сведения

Константы и переменные

Константами называются поименованные объекты, хранящие некоторые значения, которые не могут быть изменены. В MathCAD применяются десятичные, восьмеричные и шестнадцатеричные числовые константы. Десятичные константы могут быть целочисленными, вещественными, заданными с фиксированной точкой, и вещественными, заданными в виде мантиссы и порядка.

В MathCAD содержится особый вид констант - размерные. Помимо своего числового значения они характеризуются еще и указанием на то, к какой физической величине они относятся. Для этого указания используется символ умножения. В системе MathCAD заданы следующие основные типы физических величин: time (время), length (длина), mass (масса) и charge (заряд). При необходимости их можно изменить на другие.

Переменные являются поименованными объектами, которым присвоено некоторое значение, которое может изменяться по ходу выполнения программы. Тип переменной определяется ее значением; переменные могут быть числовыми, строковыми, символьными и т. д. Имена констант, переменных и иных объектов называют идентификаторами.

Имя переменной называется идентификатором. MathCAD различает в идентификаторах символы верхнего и нижнего регистров. Например: ABC и AbC имена разных переменных. Идентификаторы MathCAD должны начинаться с буквы и могут содержать следующие символы:

· латинские буквы любого регистра;

· арабские цифры от 0 до 9;

· символ подчеркивания (_), символ процент (%) и символ (.);

· буквы греческого алфавита (набираются с использованием клавиши Ctrl или применяется палитра греческих букв).