Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Программирование в среде Turbo Basic и программном пакете Mathcad

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 787128.01.99
В учебном пособии приведены основы работы в среде Turbo BASIC и программном пакете MathCad. Даны примеры блок схем и программ на языке программирования BASIC. Рассказано о наиболее часто употребляемых операторах профессиональной версии языка BASIC. Рассмотрены примеры применения программной среды MathCad для решения типовых задач, представлены материалы для расширенного ознакомления с программным пакетом.
Рыбников, Е. К. Программирование в среде Turbo Basic и программном пакете Mathcad : учебное пособие по дисциплине «Информатика» / Е. К. Рыбников, Е. В. Сердобинцев, С. В. Володин. - Москва : РУТ (МИИТ), 2018. - 116 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1895306 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  

учреждение высшего образования 

«Российский университет транспорта (МИИТ)» 

______________________________________________ 

 
 

Кафедра «Электропоезда и локомотивы» 

 
 
 

Е.К. Рыбников, Е.В. Сердобинцев, С.В. Володин 

 
 
 
 

ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СРЕДЕ TURBO BASIC  

И ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ MATHCAD 

 
 
 
 
 
 

Учебное пособие по дисциплине «Информатика» 

 
 
 
 
 
 

Москва – 2018 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  

учреждение высшего образования 

«Российский университет транспорта (МИИТ)» 

_________________________________________________ 

 
 

Кафедра «Электропоезда и локомотивы» 

 
 
 

Е.К. Рыбников, Е.В. Сердобинцев, С.В. Володин 

 
 
 
 

ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СРЕДЕ TURBO BASIC  

И ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ MATHCAD 

 
 
 
 
 

Учебное пособие  

для студентов специальности  

23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», 

специализация  

«Электрический транспорт железных дорог» 

 
 
 

Москва – 2018 

УДК 681.3.06.5 
 
Р93 
 
Рыбников Е.К., Сердобинцев Е.В., Володин С.В. 

Программирование в среде Turbo Basic и программном 
пакете 
Mathcad: 
Учебное 
пособие 
по 
дисциплине 

«Информатика». – М.: РУТ (МИИТ), 2018. – 116 с. 

 
 
В учебном пособии приведены основы работы в среде 

Turbo BASIC и программном пакете MathCad. Даны 
примеры 
блок 
схем 
и 
программ 
на 
языке 

программирования BASIC. Рассказано о наиболее часто 
употребляемых операторах профессиональной версии 
языка 
BASIC. 
Рассмотрены 
примеры 
применения 

программной среды MathCad для решения типовых задач, 
представлены материалы для расширенного ознакомления 
с программным пакетом. 
 
Рецензенты:  
 
Профессор кафедры «Управление и защита информации» 
РУТ (МИИТ), д.т.н. Сидоренко В.Г. 
 
Главный 
специалист 
отдела 
новых 
локомотивов 

Департамента 
технической 
политики 
ОАО 
«РЖД» 

Углянкин Д.М. 
 
 
 

© РУТ (МИИТ), 2018 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

1 Процесс постановки и решения задач......................... 5 

1.1 Этапы решения задачи .......................................... 5 
1.2 Понятие об алгоритме решения задачи ............... 6 
1.3 Реализация алгоритмов с помощью языков 

программирования ........................................................... 12 

2 Алгоритмический язык BASIC .................................. 14 

2.1 Общие сведения о среде ТurboВASIC ............... 14 
2.2 Команды и подкоманды главного меню 

оболочки Тurbo ВASIC. Написание программы ........... 14 

2.3 Набор текста программы .................................... 16 
2.4 Понятие имени переменной ............................... 16 
2.5 Команды присваивания ...................................... 18 
2.6 Операторы вывода результата ........................... 19 
2.7 Понятие встроенных функций ........................... 22 
2.8 Построение сложных вычислений ..................... 24 
2.9 Операторы условного и безусловного  

переходов .......................................................................... 25 

2.10 Оператор безусловного перехода .................... 27 
2.11 Организация циклических вычислений .......... 28 
2.12 Применение массивов ....................................... 33 
2.13 Организация файлов последовательного и 

прямого доступа ............................................................... 36 

2.14 Работа со строковыми переменными .............. 42 
2.15 Применение графических средств ................... 46 
2.16 Организация подпрограмм и подпрограмм-

процедур ............................................................................ 52 

2.17 Нестандартные математические функции,   

вводимые пользователем ................................................. 56 

2.18 Типовые задачи ................................................. 57 

3 Программный пакет MathCad .................................... 68 

3.1 Основные понятия ............................................... 68 
3.2 Начало работы с MathCad .................................. 69 
3.3 Работа с документами ......................................... 70 
3.4 Запись математических выражений .................. 72 
3.5 Структура документа .......................................... 73 
3.6 Ввод математических выражений ..................... 75 
3.7 Ввод текста .......................................................... 77 
3.8 Операторы присваивания ................................... 77 
3.9 Понятие переменной ........................................... 79 
3.10 Вывод результатов ............................................ 82 
3.11 Построение графиков ........................................ 84 
3.12 Программирование в MathCad ......................... 89 
3.13 Оператор условного перехода .......................... 89 
3.14 Операторы циклических вычислений ............. 92 
3.15 Оператор Break .................................................. 94 
3.16 Программа-константа ....................................... 95 
3.17 Программа-переменная: ................................... 95 
3.18 Программа-функция: ........................................ 95 
3.19 Работа с массивами ........................................... 96 
3.20 Ввод числовых значений в таблицу ................ 99 
3.21 Сортировка элементов массива ....................... 99 
3.22 Решение линейной системы уравнений ........ 103 
3.23 Решение обыкновенных дифференциальных 

уравнений ........................................................................ 103 

3.24 Решение обыкновенного дифференциального 

уравнения первого порядка методом Рунге-Кутта ..... 104 

3.25 Решение системы обыкновенных 

дифференциальных уравнений первого порядка ........ 106 

3.26 Работа с файлами данных ............................... 108 
3.27 Работа с комплексными числами................... 109 
3.28 Пример расчёта электрической цепи при 

синусоидальном напряжении ........................................ 112 

 

1 Процесс постановки и решения задач 

1.1 Этапы решения задачи 

Решение задач средствами программирования на 

цифровых вычислительных машинах (ЦВМ) является 
достаточно сложным процессом, состоящим из нескольких 
этапов:  

‒ Постановка задачи. 
‒ Математическая формулировка задачи. 
‒ Выбор численного метода решения. 
‒ Разработка алгоритма решения задачи. 
‒ Написание программы. 
‒ Ввод исходных данных и программы. 
‒ Отладка программы. 
‒ Решение задачи на ЦВМ. 
В зависимости от вида задачи, каждый этап может 

носить свой собственный характер. Рассмотрим более 
подробно каждый из этих этапов. 

Постановка задачи – определяет цель решения задачи, 

раскрывает её содержание. Задача формулируется на 
уровне 
профессиональных 
понятий, 
должна 
быть 

корректной и понятной исполнителю (пользователю). 
Ошибка 
в 
постановке 
задачи, 
обнаруженная 
на 

последующих этапах, приведёт к тому, что работа по 
подготовке к решению должна начаться с самого начала. 

Математическая формулировка задачи осуществляет 

формализацию задачи путём описания её с помощью 
формул, 
определяет 
перечень 
исходных 
данных 
и 

получаемых результатов, начальные условия, точность 
вычисления. 
По 
существу, 
разрабатывается 

математическая модель решения задачи. 

Выбор численного метода решения. В ряде случаев 

одна и та же задача может быть решена с помощью 

различных численных методов. Выбор метода должен 
определяться многими факторами, основными из которых 
являются точность результатов решения и время решения 
на ЦВМ. В каждом конкретном случае в качестве критерия 
для выбора численного метода принимают какой-либо из 
указанных 
критериев 
или 
некоторый 
обобщённый 

критерий. 

Разработка алгоритма решения задачи. На данном 

этапе 
устанавливается 
необходимая 
логическая 

последовательность вычислений с учётом выбранного 
численного метода решения и других действий, с 
помощью которых будет получен результат. 

Написание 
программы 
осуществляется 
по 

разработанному 
алгоритму 
с 
помощью 
языка 

программирования. 

Ввод программы и исходных данных выполняется с 

помощью клавиатуры ЦВМ. 

Отладка 
программ представляет 
собой 
процесс 

обнаружения и устранения синтаксических и логических 
ошибок.  

Решение задачи на ЦВМ обычно проводится в 

диалоговом режиме. В этом режиме пользователь с 
помощью клавиатуры ЭВМ может осуществлять ввод 
программы и её корректировку, трансляцию программы 
(перевод программы с языка программирования на 
машинный), исправление синтаксических и логических 
ошибок при отладке, получение на выходе результатов и 
вспомогательной информации. 

1.2 Понятие об алгоритме решения задачи 

Алгоритм – заранее определённая последовательность 

действий, выполнение которой приводит к однозначному 
решению задачи. 

Запись алгоритма может быть осуществлена многими 

способами. 
Самым 
распространённым 
является 

графический метод. Графическая запись алгоритма должна 
осуществляться в соответствии с ГОСТ 19.701–90.  

Схема 
алгоритма 
представляет 
собой 

последовательность блоков, предписывающих выполнение 
определённых действий и связи между ними. Наиболее 
часто используемые в графическом методе символы 
приведены в таблице 1. 

При решении задач могут применяться алгоритмы 

трёх основных типов: линейный, разветвляющийся и 
циклический. 

Линейный алгоритм. В таком типе алгоритма все 

действия выполняются в строгой последовательности – 
один за другим. 

Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, в котором те 

или иные действия осуществляются в зависимости от 
выполнения или невыполнения некоторого условия. 

Циклический 
алгоритм 
– 
алгоритм, 
в 
котором 

присутствуют многократно повторяющиеся действия. 

Каждый из этих типов в отдельности применяется при 

решении простых задач, например, проезд поездом сигнала 
светофора 
(разветвлённый 
алгоритм) 
или 
загрузка 

грузового вагона (циклические действия). Однако, на 
практике очень трудно встретить задачу, решаемую одним 
только типом алгоритма, поэтому при решении задач 
используют комбинацию всех трёх типов. При этом при 
написании алгоритма решения задачи, он должен обладать 
следующими свойствами:  

– массовостью, алгоритм должен позволять решать 

не одну конкретно поставленную задачу, а целый ряд 
однотипных задач; 
 

Таблица 1 – Символы, используемые в графическом 
методе 

Обозначение
Действие

Начало, конец алгоритма

Ввод данных 

Действие или последовательность 
вычислений

Проверка условия, выбор направления 
выполнения

Циклические вычисления (параметры 
цикла: начальное и конечное значения, шаг 
переменной цикла)

Предопределённый процесс (уже 
созданный алгоритм)

Вывод документа

1
Определение разорванных линий связи

Комментарии

 

– детерминированностью, 
когда 
результаты 

выполнения этого алгоритма разными пользователями при 
одинаковых исходных данных будут одинаковы; 

– результативностью, когда после определённого 

количества шагов обязательно будет достигнут результат. 

При решении задачи любого уровня сложности можно 

составить несколько алгоритмов, приводящих к одному 
результату. Из всего многообразия алгоритмов следует 
выбирать наилучший, удовлетворяющий какому-либо 
критерию. 

 
Приведём 
несколько 
примеров 
составления 

алгоритмов различных типов 

 
Пример. 
Определить 
площадь 
треугольника 
по 

формуле  

 





c
p
b
p
a
p
p
s




, 

где  a , b , c  – длины сторон;  

 

2

c
b
a
p



. 

Алгоритм решения данной задачи представляет собой 

линейный алгоритм, приведённый на рисунке 1. 

 
Пример. Вычислить значение функции  

x
y
1

. 

Построение алгоритма данной задачи сводится к 

созданию разветвлённого алгоритма (рисунок 2), т.к. 
деление на ноль неосуществимо. 

 

Начало

a, b, c 





c
p
b
p
a
p
p
s





2

c
b
a
p





s

Конец

Начало

x

Конец

0

x

x
y
1



y

0

x

Рисунок 1
Рисунок 2

 

Пример. Вычислить значения функции  

x

x
y
)
sin(

, 

при 
1
...
,
2,0
,1,0

x
, т.е. при x  изменяющимся от 0,1 до 1 с 

шагом 0,1. 

Алгоритм решения этой задачи можно реализовать 

несколькими способами. В первую очередь, это уже 
рассмотренный 
разветвлённый 
алгоритм, 
с 

использованием блока проверки условия (рисунок 3). Но 
при реализации данного алгоритма средствами языка 
программирования 
могут 
возникнуть 
некоторые 

трудности, которые будут описаны ниже. Поэтому здесь 
необходимо использовать алгоритм циклического типа. 
Формальное представление которого представлено на 
рисунке 4. 

Начало

Конец

1.0

x

1

x

x

x
y
)
sin(



y

1.0

 x
x

Начало

Конец

1.0
;1
;1.0

x

x

x
y
)
sin(



y

Рисунок 3
Рисунок 4

 

Очень часто встречаются задачи, для которых в 

алгоритме 
необходимо 
использовать 
вложенные 

циклические вычисления. 

 
Пример. Вычислить значения матрицы  

j
i
ij
y
x
z


, 

где 
8
...
,2
,1

x
; 
10
...
,2
,1

y
. 

Пример 
алгоритма 
решения 
данной 
задачи 

представлен на рисунке 5.