Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Информатика - файл Лекции 1семестр.doc


Лекции - Информатика
скачать (917.8 kb.)

Доступные файлы (2):

Лекции 1семестр.doc2271kb.06.12.2004 04:00скачать
Лекции 2 семестр.doc795kb.11.06.2005 11:59скачать

содержание
Загрузка...

Лекции 1семестр.doc

1   2   3   4   5   6   7   8
Реклама MarketGid:
Загрузка...
^

ИмяДиска:Enter


Например: b:
2) Для смены текущего каталога служит команда

CD [Диск:]Путь


В квадратные скобки будем брать необязательные части команды. Путь — это указание, через какие каталоги начиная с корневого или текущего необходимо пройти, чтобы попасть в требуемый каталог. Если Путь начинается с символа \, то каталоги отсчитываются от корневого. В противном случае — от текущего.

^ СD \ — переход в корневой каталог,

CD .. — переход в надкаталог.

Например: cd d:\games\poker.
3) Просмотр содержимого каталога осуществляется командой
^

DIR [Диск:Путь]


Команда сообщает имя, расширение, дату создания или обновления файлов и подкаталогов.

Некоторые полезные ключи команды DIR:

/р — поэкранный вывод,

/w — выводить кратко,

/? — вызов помощи.

Например: dir c:\Program /p, dir c:\Program /w,

dir c:\Program /p /w.

Команда dir без параметров выводит содержание текущего каталога.
4) Создание нового каталога осуществляется командой
^

MD [Диск:]Путь


Здесь Путь — путь к новому каталогу.
5) Удаление пустого каталога осуществляется командой

RD [Диск:]Путь


Если каталог не пуст, то удаления не происходит. Необходимо сначала очистить каталог — удалить из него все файлы и подкаталоги или воспользоваться другой командой удаления.
6) Удаление непустого каталога осуществляется комендой
^

deltree [Диск:]Путь



7) Команда PATH.

Можно установить список каталогов, в которых ОС будет искать программы с помощью команды

PATH СписокКаталогов через точку с запятой


Например: ^ PATH c:\dos;c:\Program;d:\Games.

PATH; — устанавливает только текущий каталог для поиска,

PATH — выводит информацию и текущих установках.

Если программа находится в одном из каталогов, указанных в команде PATH, то для запуска программы достаточно набрать в командной строке имя программы и нажать Enter В противном случае для запуска программы необходимо указывать полный путь к файлу программы.
^ Домашнее задание: Конспект.
§8. Команды работы с файлами и

команды общего назначения.
Команды работы с файлами.
1) type ИмяФайла — просмотр содержимого файла на экране.
2) Copy Источник Приемник — копирование файлов. Например:

Copy proba.txt b:\text\text.doc.

Файл Proba.txt копируется из текущего каталога в каталог Text на диске b и ему присваивается новое имя text.doc. если имя менять не требуется, то можно писать: Copy proba.txt b:\text.

Допускается объединение файлов

^ Copy proba.txt+proba1.txt b:\text\text.doc.
3) Команду копирования можно применять для создания файлов копированием с клавиатуры. Copy con File.txt. Тогда набираемый с клавиатуры текст копируется в создаваемый файл. Именем Con в компьютере называется клавиатура.
4) Аналогичным образом можно печатать файлы. Для этого нужно знать, что стандартное имя принтера Prn. Скопируем файл на принтер — он будет распечатан: Copy proba.txt prn.
5) Допускается работа с группой файлов. Для задания группы файлов используются шаблоны, которые строятся с использованием символов * и ?. Символ * означает произвольную последовательность произвольных букв. Например, *.* — файл с любым именем, любым расширением, а*.* — файл, который начинается с буквы а с любым расширением и т. д. Символ ? означает одну произвольную букву. Например, File?.txt — это файл, в имени которого вместо ? допускается любой символ. Можно комбинировать * и ?, например prog?.*.
6) Для переименования файлов и переноса их между каталогами служит команда Ren СтароеИмя НовоеИмя.

Например: Ren File1.txt File2.txt — переименование файла, Ren a:\File1.txt с:\proba\File2.txt — перенос файла из корневого каталога диска а в каталог Proba на диске с.
7) Команда Del ИмяФайла производит удаление файла. Например, Del c:\tp\turbo.exe, Del *.* — удаление всех файлов текущего каталога.
^ Команды общего назначения.
1) Cls — очистка экрана.

2) Format ИмяДиска: — форматирование диска. Полезные ключи:

/s – делает диск системным (переносит на него системные файлы и загрузчик после форматирования) /u – производит повторную разметку дорожек.

3) ^ Label Метка — создание метки на диске. Каждый носитель имеет область для записи на него метки. Метка, к примеру, может идентифицировать хозяина диска. Длина метки — до 11 символов.

4) Date — установка даты. При выполнении этой команды на экран выводится текущая дата и выдается просьба ввести новую дату. Можно набрать новую дату и нажать Enter, а можно не меняя даты просто нажать Enter, осведомившись о текущей дате.

5) ^ Time — установка времени. Работа команда аналогична команде Date.

6) Sys ИмяДиска: — создание системного диска. На указанный диск переносятся системные файлы и загрузчик.
§9 Программы – оболочки
Программы-оболочки типа Far manager, Norton Commander, Windows Commander предназначены для создания удобной рабочей обстановки. Понятно, что принцип работы с MS-DOS «вспоминай и набирай в командной строке» крайне неудобен для пользователя. Поэтому программы-оболочки основаны на другом принципе — смотри и выбирай. Все возможные варианты действия различными способами представлены на экране. Пользователь может выбрать ту операцию, которая ему необходима.

Оболочки позволяет эффективно работать с файловой системой дисков, а также запускать программы на исполнение.

Программы ^ Far и Windows Commander являются приложениями Windows. Ярлыки для запуска этих программ обычно располагается на рабочем столе. Для их запуска достаточно выполнить двойной щелчок на ярлыке. Оболочка Norton Commander обычно располагается на диске С в каталоге NC. Исполняемый файл программы называется nc.exe. Поэтому для ее запуска нужно средствами операционной системы (либо в командной строке, либо с помощью ярлыка) запустить программу.

Для выхода из программ Far и Notron Commander служит клавиша F10, после нажатия которой следует подтвердить намерение выхода. Выход из программы Windows Commander осуществляется закрытием окна стандартными средствами Windows (Alt+F4).

^ Элементы экрана Windows Commander.

Внешний вид окна программы изображён на рис. 1.

Главное меню расположено в верхней строке окна заключает в себе все возможности программы, рассортированные по более или менее однотипным командам. Для входа в меню необходимо либо воспользоваться мышью, либо нажать F10, затем перемещаться по меню с помощью клавиш управления курсором. Покинуть меню можно, нажав клавишу Esc.

Панели – две равноправные таблицы, занимающие основную часть окна. Внутри панелей может отображаться различная информация. Одна из панелей является активной (на ней находится курсор и заголовок панели подсвечен), другая панель – пассивная. Смена активное панели достигается нажатием Tab или щелчком мыши в любой части панели. При этом курсор перемещается с одной панели на другую.

Командная строка располагается под панелями и служит для выполнения команд MS-DOS. Командная строка обладает высшим приоритетом среди всех элементов экрана программы. При нажатии алфавитно-цифровых клавиш они появляются именно в командной строке. При нажатии Enter действия Windows Commander зависят от того, пуста ли командная строка. Если она не пуста, то выполняется набранная команда. Иначе действия зависят от положения курсора на панелях или в меню.



Рис. 1
Меню функциональных клавиш расположено в самой нижней строке экрана. Оно имеет вид подсказок к функциональным клавишам.

^ Запуск команд MS-DOS из командной строки. Экран выполнения команд раскрывается в отдельном окне. Выполняемые команды запоминаются Windows Commander. Следовательно, их можно повторить. Комбинация клавиш Ctrl+E позволяет перелистать команды по одной в командной строке в порядке, обратном их выполнению. Для выбора одной из выполненных команд можно также воспользоваться журналом команд, к появлению которого приводит также нажатие Alt+F8.

Панели предназначены для представления различной информации на экране. С панелями связаны пункт меню Вид, который имеет три основных раздела. Первый раздел меню Вид содержит команды, управляющие тем, что выводится в панелях, второй раздел – как выводится, третий раздел — режимы сортировки.

^ Просмотр содержимого файла. Для просмотра содержимого файла служит клавиша F3. На экране раскрывается окно с содержимым того файла, на котором стоял курсор. Выход из режима просмотра — Esc.

^ Редактирование файла встроенным редактором. Для редактирования содержимого файла служит клавиша F4. На экране раскрывается окно с содержимым того файла, на котором стоял курсор. Кроме того, содержимое файла можно изменять. При нажатии Shift+F4 сначала появляется диалоговое окно, в котором нужно указать имя того файла, который подлежит редактированию. Если такого файла не существует, то появляется пустое окно для написания содержимого файла. Таким образом, Shift+F4 может служить для создания новых текстовых файлов. Выход из режима редактирования — Esc.

Копирование файла или каталога. Для копирования файлов и каталогов служит клавиша F5. Технология копирования заключается в следующем.

  1. Раскрыть в одной панели тот каталог, в который копируем.

  2. В другой панели поставить курсор на тот файл или каталог, который копируем.

  3. Нажать F5.

  4. Нажать Enter.

Обратите внимание, что при нажатии F5 появляется диалоговое окно копирования. При необходимости в нём можно указать подробности копирования (куда копируем, с каким именем копируем и т.д.).

При использовании комбинации Shift+F5 предлагается ввести имя копируемого файла.

^ Переименование и перенос файла или каталога. Для переноса файлов и каталогов из одного места дерева в другое служит клавиша F6. Технология переноса заключается в следующем.

  1. Раскрыть в одной панели тот каталог, в который переносим.

  2. В другой панели поставить курсор на тот файл или каталог, который переносим.

  3. Нажать F6.

  4. Нажать Enter.

Таким образом, перенос файлов и каталогов происходит так же, как и копирование.

Для переименования файла необходимо в диалоговом окне переименование/перенос написать новое имя файла вместо пути, который предлагает Windows Commander для переноса. Необходимо подчеркнуть, что переименование и перенос это практически одно и то же, так как полным именем файла считается его имя с указанием пути к нему от корневого каталога диска.

При использовании комбинации Shift+F6 предлагается переименовать файл или каталог.

^ Создание нового каталога. Для создания каталога необходимо перейти в каталог, внутри которого будет создаваться новый каталог и нажать F7. Появится диалоговое окно для ввода имени нового каталога. После нажатия Enter каталог будет создан.
^ Удаление файлов и каталогов. Удаление происходит с помощью клавиши F8, после нажатия которой нужно необходимое количество раз подтвердить удаление.

Работа с группами файлов и каталогов. Зачастую возникает необходимость выполнения изученных нами операций со многими файлами и каталогами. Тогда их необходимо предварительно выделить. Выделения и снятие выделения для отдельного файла или каталога происходит с помощью клавиши Insert или правым щелчком мыши. Выбранный файл отмечается другим цветом. В низу панели появляются сведения о количестве выбранных файлов и объеме занимаемой ими дисковой памяти.

Имеется возможность выбрать группу файлов по маске, для этого необходимо нажать на клавишу СЕРЫЙ ПЛЮС и задать маску (образец) для выбора. В маске можно использовать символы * и ?. Их смысл тот же, что и командах MS DOS. Чтобы отменить выбор группы файлов по маске, нажмите клавишу СЕРЫЙ МИНУС и задайте маску файлов, выбор которых хотите отменить.

^ Атрибуты файла и способы их изменения.

Каждый файл на диске может иметь атрибуты. Всего существует 4 взаимонезависимых атрибута:

Только чтение — файлы только для чтения, их нельзя изменять и удалять.

Архивный — устанавливается всегда при изменении файла. Обычно очищается программами восстановления.

Скрытый — файлы невидимы при использовании команды dir. Windows Commander показывает скрытые файлы , отмечая приглушённой яркостью шрифта, если Вы не отменили опцию «Показывать скрытые и системные файлы» в подменю «Настройки панели» меню «Параметры».

Системный — системными отмечаются файлы DOS, такие как io.sys, msdos.sys, command.com и т.д.

Для изменения атрибутов файла следует выполнить пункт меню Файл, Изменить атрибуты. В появившемся диалоговом окне (рис. 2) необходимо отметить те атрибуты, который необходимо установить или снять. Здесь же можно изменить дату создания файла.


Рис. 2
^ Поиск файлов. Для поиска файлов на текущем диске используется пункт меню Команды, Поиск файлов или комбинация клавиш Alt+F7. В диалоговом окне «Поиска файла» (рис. 3) следует ввести имя файла или шаблон для поиска. После поиска Вы получите список искомых файлов, по которому можно перемещать курсор. Нажатие Enter на одном из найденных файлов приводит к открытию нужной папки с выбранным файлом.

Рис. 3


Таблица назначения функциональных клавиш.






Shift

Alt

Ctrl

F1

вызов

помощи

архивировать

смена диска в левой панели

вкл/выкл левую панель

F2

меню

пользователя

распаковать

смена диска в правой

панели

вкл/выкл правую панель

F3

просмотр

содержимого

файла

архивные

команды

просмотр

содержимого

файла

сортировать

по имени

F4

редактирование

редактирование с запросом имени

редактирование

сортировать

по расширению

F5

копирование

копирование с запросом имени

печать

сортировать

по времени

модификации

F6

перенос

переименование

создать связь

(NTFS)

сортировать

оп размеру

F7

создание папки



поиск файла

не

сортировать

F8

удаление

удаление

журнал

команд

сортировать

по времени

создания

F9

главное меню

сохранить

параметры

видеорежим

сортировать

по времени

доступа

F10

выход

главное меню

дерево папок

сортировать

по описаниям

F11

команды

внешних

модулей

использовать группы сортировки

история

просмотра

сортировать

по

владельцам

F12

список

экранов

помеченные файлы вперёд

история

папок

режимы

сортировки


^ Горячие клавиши.
Ctrl+O — вкл/выкл панели

Ctrl+U — поменять панели местами

Ctrl+E —предыдущая команда в командную строку

Ctrl+P —вкл/выкл неактивную панель

Ctrl+L — вкл/выкл информационную панель

Ctrl+Q — вкл/выкл быстрый просмотр

Ctrl+N — показывать/ не показывать длинные имена

Ctrl+R — перечитать диск

Ctrl+A — атрибуты файла

Ctrl+В — вкл/выкл строку подсказок


MATHCAD
Широкую известность и заслуженную популярность еще в середине 80-х годов прошлого века приобрели интегрированные системы для автоматизации математических расчетов класса MathCAD, разработанные фирмой MathSoft (США) [1,2]. По сей день они остаются единственными математическими пакетами, в которых описание решения математических задач дается с помощью привычных математических формул и знаков. Такой же вид имеют и результаты вычислений. Рассмотрим основные возможности системы MathCad 2000 professional.
^ Использование Mathcad в качестве калькулятора.

Для набора выражения используются клавиатура и панели инструментов, которые доступны с помощью меню Просмотр\Панели. Например, для расчёта выражения необходимо набрать 1/, затем найти знак корня в панели «Калькулятор». В знаменателе выражения появится шаблон который необходимо заполнить цифрами 3 и 5. Обратите внимание на курсор. При наборе выражения он имеет вид уголка, который охватывает собой часть формулы. Нажатие клавиши «Пробел» изменяет охват выражения курсором. В конце выражения поставим знак равенства "=", нажатие «Enter» или щелчок вне области формулы приводит к появлению результата.

При более сложных вычислениях желательно использовать переменные. Присвоить значение переменной можно, к примеру, так: . Вначале вводится имя переменной, замер знак «:» или «=», затем значение переменной — число или выражение. В качестве имени переменной можно использовать произвольную последовательность символов, которая начинается не с цифры. Имена переменных чувствительны к регистру. Оператор присваивания «:=» можно также найти в панели «Калькулятор».

Значение переменной доступно правее и ниже её определения. Можно ввести глобальные переменные, доступные везде на рабочем листе. Они вводятся знаком ~, например, M~1000, получим: .

Количество знаков результата вычислений после десятичной точки можно изменить в меню Форматирование\Результат или двойным щелчком мышки по выражению. В появившемся диалоговом окне необходимо установить необходимое количество знаков напротив надписи «Number of decimal places».

Для ввода текстового комментария необходимо ввести знак двойной кавычки ", затем вводить текст. При достижении конца строки происходит автоматический перенос на следующую. Текстовая область, как и любая другая, может быть перемещена на рабочем листе или скопирована в буфер. Маркеры текстовой области позволяют менять её размеры.

Задание. Вычислите значения функций

, ,

для трёх значений .

Векторы и матрицы. Переменной может быть присвоено значение матрицы (вектор-столбец — это матрица с одним столбцом). Для этого используем палитру векторов и матриц Просмотр\Панели\Матрица . Например, перменная М — есть матрица размером 3х3, а переменная N — вектор-столбец размером 3x1:

, .

MathCad позволяет выполнить все допустимые операции с матрицами. Например, обратную матрицу получаем, указав (–1) степень, а операцию транспонирования выбираем из палитры векторов и матриц.

,

Можно решить систему уравнений матричным способом, в нашем случае:



Доступ к элементу матрицы производится по индексу, отсчитываему от 0. Вектор-столбец имеет один индекс, который вводится при помощи символа левой квадратной скобки «[» или с помощью панели «Калькулятор».

Например, значения компонентов вектора N можно вывести так:

.

Для этого вводится N[0= N[1= N[2=.

Двумерный массив имеет уже два индекса, также отсчитываемые от 0, первый из них нумерует строки, второй — столбцы. Так, для матрицы M имеем:

.

Для этого вводится М[0,0= М[0,1= М[1,0= Индексы разделяются запятыми.
Можно выбрать один столбец двумерного массива, вводя верхний индекс командой Ctrl+6 или кнопкой палитры векторов и матриц.
Легко вычислить скалярное (Shift 8) и векторное (Ctrl 8) произведения векторов соответственно:

.

Поэлементные вычисления над матрицами выполняются с помощью операции векторизации (вводится комбинацией клавиш «Ctrl–» или кнопкой панели Матрица). При её использовании операции производятся над каждым элементом вектора независимо:

.

В следующем примере с помощью векторизации получаем решения квадратного уравнения для нескольких исходных данных:

, ,




Построение графиков функций.

Табулирование функций и построение их графиков можно выполнить двумя способами.

1 способ.

Задать интервал изменения аргумента в виде

х:=Начальное_Значение,Начальное_Значение + Шаг..Конечное_Значение.

Например,

х:=2,2.1..30.

Если Шаг=1, то Начальное_Значение +Шаг можно не использовать:

х:=2..30.

Двоеточие «..» вводится символом «;» или с помощью панели «Калькулятор». Теперь можно определить функцию этого аргумента, например так:

х:=0,0.01..10

Чтобы вывести таблицу значений функции, необходимо ввести f(x)=. Чтобы построить график, воспользуемся панелью «Графика», в которой нужно выбрать Х-У график. В позиции маркера оси х указывается переменная х, в позиции маркера оси y — функция f(x). Можно также явно указать пределы изменения переменной и функции.


Рис.1
Двойной щелчок по области графика (рис.1) приводит к появлению окна свойств графика Одновременно можно построить много кривых с общим аргументом, указывая функции через запятую. Можно также аргументы указывать через запятую.
2 способ.

Ввести сначала целую переменную, которая пронумерует значения аргумента и функции:

j:=0..1000.

Определить аргумент функции как вектор-столбец

.

Определить значение функции тоже как вектор-столбец

.

Далее необходимо указать вместо f(x), а — вместо х при построении графика.

Для построение графика функций двух переменных необходимо сначала сформировать матрицу значений функции, например так:

.

Далее выбрать в панели «Графики» трёхмерный график и в качестве единственного его аргумента указать матрицу M (Рис.2).


Рис.2
^ Решение уравнений. MathCad 2000 обладает несколькими способами приближённого решения уравнений. Простейший способ найти корень уравнения с одним неизвестным обеспечивает функция root. Например, необходимо найти корень трансцендентного уравнения . Зададим начальное значение , решение дается функцией , . При наличии нескольких корней будет найден корень, наиболее близкий к начальному приближению.

Точность вычислений задаётся системной переменной TOL, равной по умолчанию и определённой в меню Математика\Опции.

Поиск корней системы уравнений возможен с помощью блока Given … Find(…):



Given







.

Аналогичный вид имеет блок Given … Minerr(…). Его отличие состоит в том, что решение будет найдено в любом случае, даже при его отсутствии. Дело в том, что здесь ищется не решение системы, а минимальная невязка уравнений.

Некоторые уравнения Mathcad может разрешить в символьном виде. Для этого существуют три возможности:

^ 1. Использование меню Символика. Например, запишем квадратный трёхчлен , выделим переменную x и выберем в меню пункт Символика\Переменные\Разрешить. Получим решение в символьном виде.

2. Использование оператора solve из панели «Символика:.

.

При использовании оператора solve необходимо иметь в виду, что переменные, относительно которых решается уравнения, не должны быть определены заранее.

3. Использование блока Given … Find(…).

Given





.

Вычисление пределов, производных, интегралов доступно в панели «Калькулус». Например, вычислим замечательные пределы:

, .

Для вычисления производной достаточно поставить функцию под знак :

.

Дифференцирование выражения осуществляется также через меню Символика\Переменные\Дифференцировать. Предварительно необходимо выделить переменную дифференцирования в выражении.

Для вычисления неопределённого интеграла нужно поставить функцию под знак определённого или неопределённого интеграла, либо использовать пункт меню Символика\Переменные\интегрировать.

^ Комплексные числа. Комплексные числа вводятся в обычной алгебраической записи, в качестве мнимой единицы используется символ i или j, причём нельзя просто вводить i, нужно написать 1i. Комплексное сопряжение, выводится символом двойной кавычки после набора имени переменной ".

Функции для работы с комплексными числами: Re(z) — действительная часть числа, Im(z) — мнимая часть числа, arg(z)— аргумент (угол в комплексной плоскости между вещественной осью и z) модуль .
^ Программирование в MathCad. Реализовать тот или иной алгоритм вычисления в пакете Mathcad можно двумя способами:

  • вставляя соответствующие операторы или функции в текст документа Mathcad. Такой способ называется программированием в тексте документа;

  • используя так называемые программы-функции, которые содержат конструкции, во многом подобные конструкциям таких языков как Pascal или FORTRAN : операторы присваивания, операторы циклов, условные операторы и т.д. Написание программ - функций в Mathcad позволяет решить задачи, которые невозможно решить используя только операторы и функции Mathcad. Такой способ будем называть программированием в программе-функции. Такое программирование включает два этапа:

  • описание программы-функции;

  • вызов программы-функции.

Рассмотрим отдельно эти два этапа.
^ Описание программы - функции и локальной оператор присваивания.

Перед тем как использовать программу-функцию нужно ее задать, т.е. выполнить описания. Описание программы-функции размещается в рабочем документе перед вызовом программы-функции и включает в себя имя программы-функции, список формальных параметров (который может отсутствовать) и тело программы-функции. Рассмотрим эти понятия.

Каждая программа-функция Mathcad имеет оригинальное имя, используя которое осуществляется обращение к этой программе-функции. Через это же имя ( и только через это имя ) “возвращается” в рабочий документ результат выполнения программы-функции.

После имени программы-функции идет список формальных параметров, заключенный в круглые скобки. Через формальные параметры "внутрь" программы-функции “передаются” данные необходимые для выполнения вычислений внутри программы . В качестве формальных параметров могут использоваться имена простых переменных, массивов и функций. Формальные параметры отделяются друг от друга запятой.
Программа-функция может не иметь формальных параметров и тогда данные передаются через имена переменных, определенных выше описания программы-функции.

^ Тело программы-функции включает любое число операторов локальных операторов присваивания, условных операторов и операторов цикла, а также вызов других программ-функций и функций пользователя.

^ Порядок описания программы-функции Mathcad. Для ввода в рабочий документ описания программы-функции необходимо выполнить следующие действия:

  • ввести имя программы-функции и список формальных параметров, заключенный в круглые скобки;

  • ввести символ “:” - на экране отображается как “: =”;

  • открыть наборную панель Программирования и щелкнуть кнопкой “Add line” . На экране появится вертикальная черта и вертикальный столбец с двумя полями ввода для ввода операторов, образующих тело программы-функции.





Структура программы-функции

  • перейти в поле 1 (щелкнув на нем мышью или нажав клавишу [Tab]) и ввести первый оператор тела программы-функции. Так как самое нижнее поле всегда предназначено для определения возвращаемого программой значения, то поля ввода для дополнительных операторов открываются с помощью щелчка на кнопке “Add line” панели программирования. При этом поле ввода добавляется внизу выделенного к этому моменту оператора. Для удаления того или иного оператора или поля ввода из тела программы-функции, нужно заключить его в выделяющую рамку и нажать клавишу [Delete] ( см. рис. 2.2) ;








В приведенном примере формальным параметром является простая переменная x , тело программы включает два локальных оператора присваивания (см. следующий пункт) и значение переменной z определяет возвращаемый через имя функции результат выполнения программы-функции.


^ Локальный оператор присваивания. Для задания внутри программы значения какой-либо переменной используется так называемый локальный оператор присваивания, имеющий вид:

< имя - переменной > < выражение >

Внимание ! Использование "обычного" оператора присваивания (обозначается : = ) в теле программы-функции приводит к синтаксической ошибке.
^ Обращение к программе-функции Mathcad
Для выполнения программы-функции необходимо обратиться к имени программы-функции с указанием списка фактических параметров (если в описании программы присутствует список формальных параметров), т.е.

< имя - программы > ( список фактических параметров )

Фактические параметры указывают при каких конкретных значениях осуществляются вычисления в теле программы. Фактические параметры отделяются друг от друга запятой.

Очевидно, что между фактическими и формальными параметрами должно быть соответствие по количеству, порядку следования и типу. Последнее соответствие означает:

если формальным параметром является простая переменная, то в качестве фактического может использоваться константа, переменная, арифметическое выражение;

  • если формальным параметром является вектор или матрица, то фактическим должен быть вектор или матрица;

  • если формальным параметром является имя встроенной функции или другой программы, то и фактическим параметром должен являться тот же объект.


Обращение к программе f(x), может иметь следующий вид:





Заметим, что переменная z никак не связана с “локальной” переменной z, используемой внутри тела программы-функции.

Передать данные внутрь программы-функции можно используя внутри программы переменные, определенные до описания программы-функции. Например :


Хотя значение переменной х изменилось внутри программы-функции, вне описания программы-функции эта переменная сохранила свое прежнее значение.

Имена фактических параметров при вызове программы-функции могут не совпадать с именами ее формальных параметров.
^ Программирование в программе-функции линейных алгоритмов

Под линейным алгоритмом понимается вычислительный процесс, в котором необходимые операции выполняются строго последовательно. Операторы, реализующие этот алгоритм в теле программы - функции также размещаются последовательно и выполняются все, начиная с первого оператора и кончая последним.

Оформим в виде программы-функции вычисление корней квадратного уравнения ax2 + bx +c = 0 по формуле



Для этого введем следующее описание программы-функции



Программа qq1 имеет четыре параметра: смысл первых трех понятен, а четвертый определяет знак перед корнем квадратным - задавая Sig1=1, получаем корень x1; Sig1= - 1, получаем корень x2. Программа реализует линейный алгоритм - все операторы выполняются всегда строго последовательно.
^ Программирование в программе-функции разветвляющихся алгоритмов

В разветвляющихся алгоритмах присутствует несколько ветвей вычислительного процесса. Выбор конкретной ветви зависит от выполнения (или невыполнения) заданных условий на значения переменных алгоритма.

Переменная y задается следующим выражением





y(х) =


Видно, что алгоритм вычислений содержит две ветви и выбор зависит от значения переменной x.

Для программирования разветвляющихся алгоритмов в Mathcad имеется условная функция if и условный оператор. Используя эти конструкции можно "изменить" последовательное выполнение операторов. В этих конструкциях могут использоваться следующие новые понятия.

^ Условная функция if. Эта функция записывается в виде ( символы if вводятся с клавиатуры) :

if ( < логич. выраж. > , < ариф.выраж.1> , < ариф.выраж.2 > )
Правило вычисления условной функции if : если логическое выражение равно 1, то функция принимает значение равное значению арифметического выражения 1 ; если логическое выражение равно 0, то функция принимает значение равное значению арифметического выражения 2.

Условная функция используется в арифметических выражениях, стоящих в правой части локального оператора присваивания.

Реализуем алгоритм вычисления функции y(х) в виде



Обращение к этой программе-функции в тексте документа


^ Условный оператор. Этот оператор используется только в теле программы-функции и для его ввода необходимо щелкнуть на кнопке if панели программирования или клавиши [ } ]. На экране появляется конструкция с двумя полями ввода, изображенная на следующем рисунке.




В поле 2 вводится логическое выражение ( в простейшем случае это выражение отношений ). В поле 1 вводится выражение ( как правило, арифметическое), значение которого используется, если проверяемое логическое выражение принимает значение 1.

Условный оператор может находиться только внутри тела программы-функции. Например :







В поле 3 задается выражение, значение которого используется, если логическое выражение равно 0. Для ввода в поле 3 необходимо :

  • заключить это поле в выделяющую рамку;

  • щелкнуть на кнопке “otherwise” панели программирования;

  • в оставшемся поле введите соответствующее выражение.



Пример Составим программу-функцию, вычисляющую функцию y(x), заданную в примере 2.3. Для этого введем описание следующей программы-функции:



Обращение к этой программе-функции имеет вид


Таким образом, выражение, стоящее перед словом otherwise выполняется только в том случае, если не выполнено заданное перед этим условием.

В программе можно использовать несколько следующих друг за другом условных операторов с одним выражением перед словом otherwise.

Пример Составим программу-функцию для вычисления переменной z по формуле

z( t ) =

В рабочий документ введем описание следующей программы-функции



^ Если в поле 3 ввести оператор без слова otherwise, то этот оператор будет выполняться всегда вне зависимости от выполнения выше заданных условных операторов.

^ Программирование в программе-функции циклических алгоритмов

Циклические алгоритмы (или проще циклы) содержат повторяющиеся вычисления, зависящие от некоторой переменной. Такая переменная называется параметром цикла, а сами повторяющиеся вычисления составляют тело цикла.

^ Классификация циклов. Циклы можно условно разделить на две группы:

  • циклы типа арифметической прогрессии;

  • итерационные циклы.

Характерной чертой первой группы циклов является то, что количество повторений тела цикла можно определить до начала выполнения программы, реализующей цикл, т.е. априори.

Для итерационных циклов нельзя априори определить количество повторений тела цикла. Это обусловлено тем, что окончание таких циклов определяется не выходом параметра цикла за конечное значение, а более сложными условиями. Это иллюстрирует следующий пример.

Пример Вычислить значение x=, используя итерационную процедуру

xn=0.5(xn--1+a/xn-1), n=1,2,3,.., x0=a.

В качестве приближенного значения корня квадратного берется такое значение xn, которое удовлетворяет условию

,

где - заданная точность вычисления.

Видно, что задав исходные данные, например, a = 9, = 10-3, нельзя, не выполняя итерационные вычисления, определить количество повторений тела цикла.
^ Программирование цикла типа арифметической прогрессии. Для программирования таких циклов используется оператор цикла for. Для ввода такого оператора необходимо выполнить следующие действия:

  • щелкнуть на кнопке for наборной панели Программирования. На экране появятся поля ввода, изображенные на рис. 2.4.









Рис. 2.4. Структура оператора цикла for


  • в поле ввода 1 введите имя параметра цикла;

  • в поле ввода 2 ввести диапазон значений параметра цикла, используя для этого дискретный аргумент ;

  • в поле ввода 3 вводятся операторы, составляющие тело цикла. Если одной строки недостаточно, то дополнительные поля ввода (дополнительные строки) создаются щелчком на кнопке “Add line” в панели программирования и тогда слева от тела цикла появляется вертикальная черта.


Пример Для x меняющего от -2 до 2 с шагом 0.5 вычислить значение f(x) = e-x . Cos ( 2x ) и сформировать из этих значений вектор y, т.е. y1 = f(-2), y2 = f(-1.5) и т.д.

В этом примере количество повторений определяется по формуле



где xk , x0 - конечное и начальное значение параметра цикла, d - шаг его изменения. Подставив значения, получаем (2 - (-2) )/0.5+1=9.
Описание программы-функции имеет вид


В этом варианте описания программы-функции формальные параметры используются для задания диапазона изменения параметра цикла (переменная x). Для изменения индекса у элемента массива y вводится переменная i целого типа внутри программы-функции. Обращение к описанной программе-функции может иметь вид


Замечание Если значение индексов у элементов массива меняется начиная с 1 ( как в этом примере ), то начальное значение индекса необходимо установить равным 1 ( для этого обратиться к пункту MATH команде Built-in Variables, а затем в поле ввода Origin ввести значение 1 ( вместо установленного по умолчанию значения 0 ).
Программирование итерационных циклов. Для программирования таких циклов используется оператор цикла while. Для ввода этого оператора необходимо выполнить следующие действия:

  • щелкнуть на кнопке while панели Программирования. На экране появляются элементы, показанные на рис. 2.5.





Рис. 2.5. Структура оператора цикла while


  • в поле 1 ввести условие выполнения цикла;

в поле 2 ввести операторы тела цикла. В теле цикла должны присутствовать операторы делающие условие цикла ложным иначе цикл будет продолжаться бесконечно.

Оператор цикла while выполняется следующим образом: обнаружив оператор while, Mathcad проверяет указанное условие. Если оно истинно, то выполняется тело цикла и снова проверяется условие. Если оно ложно, то цикл заканчивается.
Пример Составим программу-функцию, реализующую итерационную процедуру приближенного вычисления корня квадратного, описанную в примере 2.9.



Как видно из текста программы-функции нет необходимости хранить в памяти все приближенные решения x0, x1, x2 , ... , и т.д. Достаточно хранить предыдущее ( “старое” ) значение xc и последующее (“новое”) значение xn.
Обращение к описанной программе будет иметь вид





К сожалению организация итерационного цикла с помощью оператора while , без дополнительных средств контроля может привести к зацикливанию. Например, задав при обращении к программе eps < 0 получаем зацикливание.

Поэтому в Mathcad имеется специальный оператор break, который позволяет выйти из цикла или приостановить исполнение программы при выполнении заданного в операторе break условии. Для ввода оператора break необходимо щелкнуть на кнопке break панели Программирования (нельзя вводить этот оператор с клавиатуры по символам). Оператор break используется в левом поле ввода условного оператор if, а в правом размещается

условие, при выполнении которого происходит прекращение работы цикла или программы, в нижнем поле - оператор, выполняемый если условие не выполнено. Поэтому первоначально вводится оператор if , а затем заполняются поля этого оператора.

Следующий пример показывает написание не зацикливающей программы с оператором break.

Пример 2.13. Составим программу-функцию, реализующую итерационную процедуру вычисления корня квадратного (см. пример 2.9) без зацикливания. Описание такой программы-функции имеет вид :



В этой программе число повторений тела ограничено 1000. Если за это число итераций приближенное значение корня с заданной точностью не найдено, то параметр ierr получает значение 1, что говорит об ошибке вычислительного процесса ( если были выполнены 1000 итераций ) . Так как через имя программы передается значение только одной переменной, то для передачи двух значений xn, ierr используется вектор, проекции которого формируются внутри программы.
Значение ierr нужно проверять после обращения к программе sqroot1. Например,







Графические редакторы.

Отметим некоторые области применения компьютерной графики: оформление визиток и объявлений, иллюстративная и деловая графика, под­готовка рисунков для отчетов, статей, книг; моделирование реально не суще­ствующих объектов; построение трехмерных сцен и анимационных фильмов; создание рекламных роликов и др.

Для составления подобных документов служат специальные приклад­ные программы — графические редакторы (ГР).

ГР снабжены набором инструментов для инвертирования, зеркального отображения, ретуширования изображения, формирования текстовых сооб­щений, имитации различных манер живописи, изменения яркости и контра­стности, создания иллюзии движения и др.

Разработаны ГР для построения двумерных (плоских) и трехмерных, статических и динамических объектов.

Все ГР можно разделить на два класса: растровые и векторные. В растровых ГР (по-другому называются Bitmap — графические редакторы) изо­бражение строится на растре маленьких, равных по величине, квадратиков (элементов изображений, пикселей).

^ В векторных ГР все линии определяются начальными точками и формулами, описывающими эти линии.

Растровая графика (РГ) получается в результате сканирования фото­графий, иллюстраций, в результате съемки с помощью цифрового фотоаппа­рата или цифровой видеокамеры. Растровый рисунок можно создать с по­мощью растрового графического редактора.

Основным элементом РГ является точка (ее положение, яркость, цвет). Растровое изображение формируется из множества отдельных точек (пикселей), расположенных на пересечении столбцов и строк. Слева показана буква, нарисованная с помо­щью растровой графики.

Термину «растровая графика» в английском языке соответствует термин «Bitmap — графика». В переводе это означает графику, основанную на карте (плане) расположения битов. Приведенный рисунок подтверждает справедливость такого на­ звания.

Качество точечного изображения характеризует разрешающая спо­собность, которая измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi). Поли-Тафическое качество печати требует разрешения порядка 250 dpi

Фотоснимок размером 10x12 см будет содержать примерно 1000 х 1200 пикселей. Если для кодирования цвета каждого пикселя исполь­зовать 24 бита (это дает более 16 миллионов цветовых оттенков), то для хра­нения всей информации о такой фотографии потребуется более 3,4 Мбайта. Приведенное число говорит о том, что для запоминания растрового изобра­жения требуется большой объем памяти. Большой объем файла является первым недостатком растровых рисунков.

Еще одним недостатком растровых рисунков является искажение изо­бражения при изменении масштаба изображения. При увеличении появляют­ся пиксели, а при уменьшении происходит искажение пропорций. При ис­пользовании растровой графики на линиях и кривых, имеющих наклон, про­сматриваются более или менее заметные «ступеньки».

Достоинства растрового способа представления информации заклю­чаются в почти неограниченных возможностях изменения формы и цвета объекта.

Типичным представителем этого класса ГР является графический ре­дактор Paint, входящий в состав операционной системы Windows.

Растровыми редакторами также являются Adobe Photoshop, Pho-tostyler, Adobe Photo-Paint, Picture Publisher, Corel Photo-paint и др.

В векторной графике при изменении масштаба объекта пропорции точно выдерживаются благодаря запоминанию математической модели объ­екта, а не карты (таблицы, матрицы) расположения разноцветных пикселей.

Векторными графическими редакторами являются Adobe Illustrator, Macromedia Freehand и Corel Draw и др.

Основным элементом векторной графики (ВГ) являются линия и ма­тематическая формула, которая описывает эту линию.

При использовании растровой графики линия создается из множества последовательно расположенных точек, и чем длиннее линия, тем больший объем памяти она требует для своего хранения.

При использовании векторной графики запоминается формула, поэто­му независимо от длины все линии одинаковой формы занимают одинаковое место в памяти. С помощью дополнительных параметров задаются цвет, толщина линии и ее вид (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная и т. д.).

Изменение масштаба изображения не приводит к искажениям вектор­ного изображения.

Векторы представляют собой математическое описание объектов. Чтобы компьютер нарисовал прямую линию, нужно указать координаты Двух точек. Для изображения окружности достаточно указать координаты Центра и радиус и т. д.

Наибольшее распространение в векторной графике получили кривые Безье — разновидность кривых третьего порядка.

Динамическое изображение создают с помощью редакторов 3D Studio MAX, Corel Draw и Animator Pro.

В пакете 3D Studio MAX используется следующая схема формирова­ния изображения: задается небольшое количество ключевых кадров (keyframes), а все остальные связывающие их кадры пакет строит автомати­чески посредством интерполяции (математическая операция восстановления, Реконструкции недостающих данных).

Редактор 3D Studio MAX позволяет выполнять следующие преобразо-Вания изображаемых объектов: перемещение вдоль заданной траектории; вРащение; деформацию (сжатие или растяжение); морфинг (плавная транс-

формация одного объекта в другой). Пакет позволяет использовать несколь­ко источников света для освещения объектов и несколько камер для наблю­дения за объектами с разных точек зрения. Грани объектов могут быть про­рисованы (заполнены) различными фактурами, образцы которых хранятся в библиотеке.
Форматы графический файлов

Знание файловых форматов и их возможностей является одним из ключевых факторов в допечатной подготовке изданий, подготовке изображений для web и в компьютерной графике вообще. Да, сегодня нет такого калейдоскопа расширений, как в начале 90-х, когда каждая компания-производитель редакторов изображений считала своим долгом создать свой файловый тип, а то и не один, однако это не означает, что "все нужно сохранять в TIFF, а сжимать JPEG'ом". Каждый, из утвердившихся сегодня форматов, прошел естественный отбор, доказал свою жизнеспособность и нужность. Все они имеют какие-то характерные особенности и возможности, делающие их незаменимыми в работе. Знание особенностей, тонкостей технологии важно для современного дизайнера так же, как для художника необходимо разбираться в различиях химического состава красок, свойствах грунтов, типов металлов и породах дерева.

Основное назначение Знания, по большому счету, это расширение возможностей человека, увеличение степени его свободы, когда человек поступает так, как считает нужным, а не так, как вынуждают его обстоятельства.
Все графические данные в компьютере можно разделить на на две большие ветви: растровую и векторную. Векторы представляют из себя математическое описание объектов относительно точки начала координат. Проще говоря, чтобы компьютер нарисовал прямую нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшей, для дуги задается радиус и т.д. Таким образом, векторная иллюстрация это набор геометрических примитивов. Большинство векторных форматов могут так же содержать внедрённые в файл растровые объекты или ссылку на растровый файл (технология OPI). Сложность при передаче данных из одного векторного формата в другой заключается в использовании программами различных алгоритмов, разной математики при построении векторных и описании растровых объектов.

OPI (Open Prepress Interface) — технология, разработанная фирмой Aldus, позволяющая импортировать не оригинальные файлы, а их образы, создавая в программе лишь копию низкого разрешения (эскиз) и ссылку на оригинал. В процессе печати на принтер, эскизы подменяются на оригинальные файлы. Применение OPI, вместо простого внедрения, (embedding) дает возможность экономить ресурсы компьютера (прежде всего, память), заметно повышая его производительность. OPI является основной работы с импортированными графическими файлами в таких программах, как FreeHand и QuarkXPress, широко применяется в других продуктах.

Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пикселы (pixel - picture element). Растровые файлы можно разделить на два типа: предназначенные для вывода на экран и для печати.

Разрешение файлов таких форматов как GIF, JPEG, BMP зависит от видеосистемы компьютера. В старых Маках на квадратный дюйм экрана приходилось 72 пиксела (экранное разрешение), на Windows единого стандарта не сложилось, но сегодня чаще всего употребляется значение 96 пикселов на квадратный дюйм экрана. Реально, однако, эти параметры теперь стали довольно условными, так как почти все видеосистемы современных компьютеров позволяют изменять количество отображаемых на экране пикселов. Растровые форматы, предназначенные исключительно для вывода на экран, имеют только экранное разрешение, то есть один пиксел в файле соответствует одному экранному пикселу. На печать они выводятся так же с экранным разрешением.

Растровые файлы, предназначенные для допечатной подготовки изданий имеют, подобно большинству векторных форматов, параметр Print Size - печатный размер. С ним связано понятие печатного разрешения, которое представляет из себя соотношение количества пикселов на один квадратный дюйм страницы (ppi, pixels per inch или dpi - dots per inch, - термин не совсем верный, но часто употребимый). Печатное разрешение может быть от 130 dpi (для газеты) до 300 (высококачественная печать), больше почти никогда не нужно.

Растровые форматы, так же отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию: различные цветовые модели, вектора, Альфа-каналы или каналы плашковых (spot)-цветов, слои различных типов, интерлиньяж (черезстрочная подгрузка), анимация, возможности сжатия и другое.

оглавление
1   2   3   4   5   6   7   8



Скачать файл (917.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru