Оператор присваивания. Локальные и глобальные переменные
— точки, причем точка не отображается в имени, а ее ввод приводит к тому, что следующие за ней символы отображаются как подстрочный индекс. Такой индекс является частью идентификатора, а не индексом элемента массива. (Для ввода индексов элементов массива используется символ [)
При формировании идентификаторов следует учитывать:
— идентификатор не может начинаться с цифры или точки;
— в идентификаторах нельзя использовать символы, обозначающие математические операции, идентификаторы не должны совпадать с зарезервированными идентификаторами Mathcad (переменными или именами функций);
— заглавные и строчные буквы в именах различаются.
Формат начертания переменных или констант в документе может быть изменен путем задания формата одной из переменных или констант в одной из формул документа приводит к изменению формата всех переменных (т.е. вносится изменение в стиль форматирования переменных Variable). Идентификатор, соответствующий одной и той же переменной должен во всем документе иметь один и тот же стиль. Если идентификаторы состоят из одних и тех же символов, но для их форматирования использованы стили с разными именами (даже если при этом шрифт и все его параметры в этих стилях идентичны), то они соответствуют различным переменным.
В Mathcad возможны два режима вычислений: автоматический и ручной.
В автоматическом режиме после каждого изменения, внесенного в формулы, происходит обновление результатов вычислений. Свидетельством того, что включен режим автоматических вычислений, является сообщение AUTO в правой части строки состояния.
В ручном режиме вычисления производятся по команде пользователя:
— при нажатии клавиши F9;
— кнопка = стандартной панели инструментов;
— команда Math/Calculate (пересчет выводимого на экран фрагмента документа);
— команда Math/Calculate Worksheet (используется для пересчета всего документа, а не только выводимого на экран его фрагмента)).
Ручной режим удобен, когда приходится вносить много изменений в документ большого объема, т.к. нет необходимости тратить время на ожидание окончания выполнения каждого пересчета.
В Mathcad различают локальные и глобальные переменные. Область действия переменной определяется символом, используемым для задания оператора присваивания.
Для обозначения локального оператора присваивания используется символ:=, для его ввода необходимо ввести символ[2]: или воспользоваться панелью инструментов Calculator, Evaluation. Глобальный оператор присваивания обозначается символом º, для ввода используется клавиша
Таким образом, оператор присваивания имеет вид:
имя переменной:= выражение — для локальных переменных;
имя переменной º выражение — для глобальных переменных.
Для вывода на экран значения переменной или выражения следует после идентификатора переменной или выражения ввести знак равенства:
выражение = или переменная =
Различие между глобальными и локальными переменными обусловлено порядком выполнения вычислений в документе. В Mathcad выполняются вычисления и построение графиков сверху вниз и слева направо дважды. Во время первого прохода вычисляются значения глобальных переменных. Во время второго прохода вычисляются значения локальных переменных.
Поэтому в документе всем локальным переменным должно быть присвоено значение, а локальные функции должны быть определены правее или выше выражения, в котором используется соответствующая переменная или функция. В противном случае переменная (функция) считается не определенной, ее имя выделяется красным цветом и выводится сообщение об ошибке: «This variable or function is not defined above».
Если переменная или функция определена глобально, то она может быть использована во всех локальных определениях переменных или функций в любом месте документа, в том числе над и слева от ее определения. В определяющем выражении справа от оператора присваивания для глобальной переменной могут использоваться только глобальные переменные, определенные левее или выше.
Если в одном и том же документе за оператором глобального присваивания идет оператор локального присваивания значения переменной с одним и тем же именем, то переменная принимает значение в соответствии с последним оператором локального присваивания.
Примеры на рис. 2.1 иллюстрируют особенности применения локального и глобального операторов присваивания.
5.7. Определение переменных и пользовательских функций
Если мы не хотим ограничиться элементарными вычислениями с константами, то нам потребуется резервировать ячейки памяти для хранения значений констант и переменных. В системе MathCAD, как и в любых других языках программирования, каждой такой ячейке памяти соответствует имя-идентификатор, которое выбирается в соответствии с установленным синтаксисом системы. Идентификаторы в MathCAD могут состоять из букв латинского или греческого алфавита и цифр, но в начальной позиции может стоять только буква. Идентификатор не должен совпадать со служебными словами, предусмотренными в системе. Следует иметь в виду, что MathCAD различает малые и заглавные буквы.
5.8. Локальные и глобальные переменные
Как и в других языках программирования в MathCAD различают локальные и глобальные переменные. Присваивание локальным переменным своего значения в системе MathCAD реализуют с помощью знака «:=». Для этого достаточно ввести знак двоеточие. Если ввести «X:5» то на экране появится «X:=5» (т.е. переменной X присваивается значение 5).
sin(X) = 0.841
Глобальная переменная вводится следующим образом: “переменная
выражение”. Вид, который принимает в документе введенное таким образом присваивание: “переменнаявыражение”. Отличие глобальных переменных от локальных переменных в том, что глобальные переменные могут использоваться в любом месте документа (в том числе, слева от их определения и над ним).
Пример введение глобальной переменной.
5.9. Определение и использование пользовательских функций
Важным инструментом в математических вычислениях являются пользовательские функции. Функции особенно целесообразно использовать, когда приходится производить многократные вычисления по одним и тем же формулам, но с разными исходными данными.
Чтобы воспользоваться собственной функцией, нужно:
Вызвать описанную функцию для выполнения.
Очевидно, что описание/определение функции должно быть расположено выше, чем ее использование. Для определения функции используются идентификаторы: имя функции и имена формальных параметров функции. Формальный параметр – это идентификатор, конкретное значение которого определяется путем замены его на соответствующее ему значение фактического параметра при обращении к функции. Функции однозначно ставят в соответствие значениям аргументов (формальным параметрам) значения фактических параметров функции.
Формат определения функции:
Имя_функции(список формальных параметров) := выражение
Вызов пользовательской функции производится подобно тому, как и в случае вызова любой стандартной функции.
Можно поместить результат в отдельную переменную:
Имя_переменной_результата:=Имя_функции(список_фактических параметров)
Имя_функции(список_фактических параметров)=
Пример 1. Требуется определить функцию Dist, которая будет возвращать расстояние заданной точки от начала координат. Использовать эту функцию для вычисления расстояний от точек А(1.96; –3.8) и В(6; 42.5) до начала координат.
Решение. Из курса линейной алгебры известно, что расстояние от начала координат до некоторой точки A(x, y) определяется по формуле 
. Здесь (x, y) – координаты заданной точки. Эта формула и будет составлять основу функцию Dist. При описании функции следует предусмотреть два формальных параметра — координаты точки. На место этих параметров должны будут вписаны фактические координаты заданных точек.
В соответствии с формулой определения расстояния от точки на плоскости до начала координат функция Dist может быть записана в виде: 
. А обращение к функцииDist для вычислений расстояний от заданных точек может быть представлено в виде:
Во втором случае результат помещается во вспомогательную переменную.
Пример 2. Дана функция вида: 
. Требуется найти ее максимальное и минимальные значения.
Решение. Для решения поставленной задачи целесообразно воспользоваться функцией поиска максимального значения maximize(f, var1, var2, . ), которая имеется в библиотеке стандартных функций системы MathCAD. Первым параметром у этой функции должно быть имя пользовательской функции, максимальные значения которой требуется найти. Следующие параметры задают имена переменных, в которых будут помещены искомые значения. В нашем случае это будет одна переменная х. Чтобы воспользоваться этой функцией, необходимо поставить перед ней блок решения с ключевым словом Given (Дано). Кроме этого итерационный алгоритм, обеспечивающий решение поставленной перед функцией maximize задачи, требует задания начальных значений искомого аргумента. Установку начальных значений следует произвести до блока решения. Аналогичное описание у функции minimize которая предназначена для поиска минимального значения определенной функции. Фрагмент с решением задачи представлен на рис. 5.7.
Ранжированные (дискретные) переменные
Ранжированная переменная – переменная, которая принимает ряд значений при каждом ее использовании. Для определения ранжированной переменной общего вида используется выражение:
Имя_переменной:= начальное_значение, начальное_значение + шаг.. конечное_значение.
Если шаг равен 1, тогда ранжированную переменную можно задавать следующим образом:
Имя_переменной:= начальное_значение.. конечное_значение.
Определение функций
Функция – выражение, согласно которому проводятся некоторые вычисления с его аргументами и определяется его числовое значение. Функции в пакете MathCAD могут быть встроенные и определенные пользователем. В MathCAD имеется множество встроенных функций. Для их ввода используется команда меню Вставка →Функция или кнопка на панели инструментов. В диалоговом окне нужно выбрать Категорию и соответствующую функцию.
Функция пользователя вначале должна быть определена, а затем к ней может быть произведено обращение. Функция пользователя определяется следующим образом:
Имя_функции(Переменная1, Переменная2, …):= Выражение
Задается имя функции, в скобках указывается список аргументов функции это перечень используемых в выражении переменных, разделяемых запятыми. Затем записывается знак присваивания, справа от которого записывается выражение. Выражение — это любое арифметическое выражение, содержащее доступные системе операторы и функции с операндами и аргументами, указанными в списке аргументов.
Примеры задания функций одной и двух переменных:
f(x):= 10 — exp(x) mult(x, у):= x*y
Обращение к функции осуществляется по ее имени с подстановкой на место аргументов констант, переменных, определенных до обращения к функции, и выражений.
Форматирование результатов
Способ, которым MathCAD выводит числа, называется форматом результата. Формат результата может быть установлен для всего документа (глобальный формат) или для отдельного результата (локальный формат).
Глобальный формат устанавливается командой меню Формат→Результат. В диалоговом окне, появляющемся после выбора этой команды, устанавливается выводимая точность числа, диапазон показателя степени (если вывод чисел нужен в форме с плавающей запятой) и точность нуля. После внесения требуемых изменений нужно нажать кнопку ОК.
Для установки формата отдельного числа нужно: щелкнуть мышью на выражении, результат которого нужно переформатировать; вызвать команду форматирования и проделать вышеописанные действия.
Отчет выполнять и сохранять в Маткаде. Ввести в документ название работы, вариант задания и фамилию студента.
Задание № 1
Вычислить значение арифметического выражения:
17 
18 
Задание № 2
Вычислить значение арифметического выражения:
Задание № 3
Вычислить значение арифметического выражения. Результат выведите с 6 знаками после запятой.
Задание № 4
Определить ранжированные переменные x, y, и z, показать их значения в таблицах вывода. Определить по заданному выражению функцию пользователя, вычислить значения функции для переменных x, y, и z и показать их в таблице вывода.
Задание № 5
Определить функцию f(x), вычислить ее значение при x = 2,9 и построить таблицу значений функции для x [2; 12] с шагом 1. Построить график функции.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные элементы интерфейса программы MathCAD.
2. С помощью какого оператора можно вычислить выражение?
3. Назовите правила записи имен переменных.
4. Как вставить текстовую область в документ MathCAD?
5. Чем отличается глобальное и локальное определение переменных? С помощью каких операторов определяются?
6. Как изменить формат результата для всего документа?
7. Как изменить формат результата для отдельного выражения?
8. Какие системные (предопределенные) переменные Вам известны? Как узнать их значение? Как изменить их значение?
9. Какие виды функций в MathCAD Вам известны?
10. Как вставить встроенную функцию в документ MathCAD?
11. Как создать функцию пользователя?
12. Как определить дискретные переменные с произвольным шагом? Какой шаг по умолчанию?
13. Как вывести значения дискретной переменной?
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Чем отличается глобальное и локальное определение переменных в mathcad
Входной язык предусматривает работу со следующими часто используемыми типами констант:
· целочисленные константы (например, 12, -24, 0 и т.д.);
· вещественные числовые константы, которые могут записываться в одной из двух форм: с фиксированной точкой (например, 3.265) и с десятичным порядком, записываемая в виде , где — целочисленная константа или вещественная константа с фиксированной точкой, точка означает операцию умножения (клавиша ), — десятичный порядок. Для ввода порядка нажать клавишу — операция возведения в степень;
· комплексные константы, записываемые в виде , причем между величиной мнимой части и мнимой единицей не ставится знак операции умножения;
· строковые константы – любая последовательность символов (в том числе русские и греческие буквы), заключенные в кавычки (например , );
· системные константы, хранящие значения определенных параметров системы.
Каждая переменная Mathcad имеет свое оригинальное имя. Имя переменной это набор из букв, цифр и символов, но обязательно начинающийся с буквы (латинской или греческой).
Использование в имени русских букв и пробелов запрещено .
Греческие буквы вводятся с палитры инструментов Греческий . В конце имени переменной могут стоять нижние индексы, для ввода которых нужно нажать клавишу — десятичную точку. Использование в имени строчных и прописных букв определяет имена разных переменных.
В отличие от Pascal переменную Mathcad не нужно предварительно описывать – ее тип определяется автоматически при задании переменной конкретного значения.
Незаданные переменные выделяются на экране красным цветом .
Базовые арифметические операторы
Базовыми математическими операторами в Mathcad являются: сложение, вычитание, умножение, деление и возведение в степень. Операторы можно вводить либо печатая их, либо выбирая из панели инструментов Арифметика.