Возможности программирования в mathcad

Наличие в системе Mathcad большого количества разнообразных функций для решения большинства необходимых радиоинженеру математических задач вовсе не означает, что с появлением такого математического пакета необходимость в навыках программирования для рядового инженера полностью исчезла. Напротив, осталась еще масса задач, при решении которых программирование по-прежнему целесообразно. Кроме того, в некоторых случаях на практике оказывается более выгодным применение иных методов решения, чем те, что предлагаются системой Mathcad. Разработчики этого математического пакета, предполагая подобные проблемы, дополнили систему Mathcad (правда, только в его профессиональной версии) возможностями программирования. Таким образом, теперь, используя систему Mathcad, Вы можете одновременно использовать и возможности программирования, и стандартные математические функции Mathcad.

Программный модуль в системе Mathcad превратился в самостоятельный модуль, выделяемый в тексте документа жирной вертикальной чертой. Он может вести себя как безымянная функция, не имеющая параметров, но возвращающая результат – первый пример на вычисление квадратного корня из числа 12. Программный модуль может выполнять и роль тела функции пользователя с именем и параметрами – второй пример.

Набор программных элементов для создания программных модулей весьма ограничен. Ниже приводится их перечень.

Add Line – создает и при необходимости расширяет жирную вертикальную линию, справа от которой в шаблонах задается запись программного блока;

← – символ локального присваивания (в теле модуля);

if – оператор условного выражения;

for – оператор задания цикла с фиксированным числом повторений;

while – оператор задания цикла типа “пока” (цикл выполняется, пока выполняется некоторое условие);

otherwise – оператор иного выбора (обычно применяется с if);

break – оператор прерывания;

continue – оператор продолжения;

return – оператор возврата;

оn error – оператор обработки ошибок.

Оператор Add Line

Оператор Add Line выполняет функции расширения программного блока. Расширение фиксируется удлинением вертикальной черты программных блоков или их древовидным расширением. Благодаря этому в принципе можно создавать сколь угодно большие программы.

Оператор ←

Оператор ← выполняет функции внутреннего локального присваивания. Например, выражение х ← 123 присваивает переменной х значение 123. Локальный характер присваивания означает, что такое значение х сохраняет только в теле программы. За пределами тела программы значение переменной х может быть неопределенным либо равным значению, которое задается операторами локального: = и глобального = присваивания вне программного блока.

Оператор if

Оператор if является оператором условного выражения. Он задается в виде:

Выражение if Условие

Если Условие выполняется, то возвращается значение Выражения. Совместно с этим оператором часто используются оператор прерывания break и оператор иного выбора otherwise.

Оператор for

Оператор for служит для организации циклов с заданным числом повторений. Он записывается в виде:

for Var e Nmin.. Nmax

 

Эта запись означает, что если переменная Var меняется с шагом +1 от значения Nmin до значения Nmax, то выражение, помещенное в шаблон, будет выполняться. Переменную счетчика Var можно использовать в выражениях программы.

Оператор while

Оператор while служит для организации циклов, действующих до тех пор, пока выполняется некоторое Условие. Этот оператор записывается в виде:

While Условие

 

Выполняемое выражение записывается на место шаблона.

Оператор otherwise

Оператор иного выбора otherwise обычно используется совместно с оператором if. Это поясняет следующая программная конструкция:

f (x): = 1 if х>0 возвращает 1, если х > 0

-1 otherwise возвращает -1 во всех иных случаях

Оператор break

Оператор break вызывает прерывание работы программы всякий раз, когда он встречается. Чаще всего он используется совместно с оператором условного выражения if и операторами циклов while и for, обеспечивая переход в конец тела цикла.

Оператор continue

Оператор continue используется для продолжения работы после прерывания программы. Обычно он применяется совместно с операторами задания циклов while и for, обеспечивая после прерывания возврат в начало цикла.

Оператор return

Оператор return прерывает выполнение программы и возвращает значение своего операнда, стоящего следом за ним. Например, в приведенном ниже случае

return 0 if x<0

будет возвращаться значение 0 при любом х < 0.

Оператор on error

Оператор on error является оператором обработки ошибок, позволяющим создавать конструкции обработчиков ошибок. Этот оператор задается в виде:

Выражение_1 on error Выражение_2

Если при выполнении Выражения_1 возникает ошибка, то выполняется Выражение_2. С оператором on error связана функция error, которая обычно используется для возврата текстового сообщения об ошибке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Овладение рассмотренными численными методами, способами их алгоритмизации для реализации на языках программирования высокого уровня, освоение возможностей пакета Mathcad позволит современному радиоинженеру легко справляться с большинством возникающих на практике вычислительных задач.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Демидович Б. П., Марон И. А., Шувалова Э. З. Численные методы анализа. - М.: Физматгиз, 1963.

2. Копченова Н. В., Марон И. А. Вычислительная математика в примерах и задачах. - М.: Наука, 1972.

3. Mathcad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95./Перевод с англ. - М.: Информационно-издательский дом “Филинъ”, 1996.

ПРИЛОЖЕНИЕ