Составление схемы алгоритма и программы для построения графика временной функции, работающей как в машинном, так и в реальном времени. Пример вычисления степенного ряда с помощью схемы Горнера. Описание переменных программы, листинг, процедуры и функции.
Аннотация к работе
LOCATE 2, 6: PRINT "Тнач.": LOCATE 2, 16: PRINT TBEG LOCATE 6, 6: PRINT "Тквант.": LOCATE 6, 16: PRINT Tkv LOCATE 8, 6: PRINT "Хнач.": LOCATE 8, 16: PRINT XBEG LOCATE 10, 6: PRINT "Хкон.": LOCATE 10, 16: PRINT XEND LOCATE 12, 6: PRINT "Точность": LOCATE 12, 16: PRINT EpsМировой и отечественный опыт подготовки специалистов в области компьютерной науки и компьютерной инженерии подтверждает целесообразность и эффективность понимания основ программирования на более простых и базирующих языках программирования, одним из которых является Basic.
План
Содержание
Введение
Задание
Выбор и обоснование методов решения
Переменные программы
Листинг программы
Пояснения
График временной функции
Заключение
Список использованной литературы
Введение
С развитием промышленности возникает необходимость в автоматизации технологических процессов и производств. На данном этапе развития техники широкое применение находят роботы и робототехнические системы. Для управления производственными процессами в 70-е, 80-е годы стало возможным применение микропроцессорной техники. Развитие различных языков программирования (Fortran, Basic, Assembler, Pascal, C и т.д.) дает возможность разработки и внедрения объемных пакетов прикладных программ для управления сложными технологическими процессами и производствами. Пакеты прикладных программ дают возможность дистанционного управления и контроля сложных процессов с невозможным прямым вмешательством человека. Управляющая система намного быстрее и точнее выполняет поставленные задачи, не требуя при этом времени на отдых. Применение программного управления значительно увеличивает производительность труда. Первоначальные затраты материальных средств на установку и наладку микропроцессорного оборудования в процессе работы быстро окупаются. Это делает выгодным применение систем такого рода в производстве.
Для написания программного обеспечения к микропроцессорному оборудованию подходит язык программирования Basic. Программы, написанные на нем, обладают высокой работоспособностью и не требуют от управляющей машины высоких аппаратных качеств. Они позволяют провести расчет параметров системы, как в машинном, так и в реальном времени.
Задание
Составить схему алгоритма и программу для построения графика временной функции, работающую как в машинном, так и в реальном времени. Реальное время в диапазоне ( ) формируется таймером в виде программного модуля с метками , называемыми временем квантования.
При вычислении функции использовать алгоритм Горнера.
Функция: , где время изменяется от до .
.
- корень нелинейного уравнения , которое надо решить методом простых итераций с точностью , при начальном значении корня лежащем в диапазоне .
- сумма корней квадратного уравнения , при .
Коэффициенты: Выбор и обоснование методов решения
В соответствии с заданием выбираем методы решения задач.
Для нахождения корня нелинейного уравнения используем метод простых итераций.
Этот метод основан на основе попадания в -окрестность модуля разности двух последовательно приближенно вычисленных корней и . Подробнее см. листинг программы. В этом случае нелинейное уравнение считают решенным с заданной степенью точности.
Для вычисления функции используем алгоритм Горнера (схему Горнера).
Схема Горнера применяется для вычисления степенных рядов. Схема Горнера представляет собой рекуррентную формулу, по которой вычисляется значение функции в каждый момент времени.
Пример вычисления степенного ряда с помощью схемы Горнера.
Вычислим функцию в точке при помощи схемы Горнера.
Для этого составим следующую программу на языке Basic: T=2
Y=1
FOR I=1 TO 4
Y=Y*T a(I)
NEXT I
PRINT Y
В результате работы данной программы будет вычислена функция в точке , а результат будет выведен на экран.
Переменные программы
Имя переменной Коэффициент Пояснения
A a Коэффициент функции
B b Коэффициент функции
C c Коэффициент функции
A1 a1 Коэффициент квадратного уравнения
B1 b1 Коэффициент квадратного уравнения
C1 c1 Коэффициент квадратного уравнения g g Корень нелинейного уравнения d d Сумма корней квадратного уравнения
LOCATE 10, 53: PRINT "A ="; A LOCATE 12, 53: PRINT "B ="; B
LOCATE 14, 53: PRINT "C ="; C
COLOR 15
LOCATE 2, 9: PRINT "t"
LOCATE 2, 20: PRINT "Y(t)"
I = 4
END IF
LOCATE I, 6: PRINT Range(K * Tkv, 3)
LOCATE I, 16: PRINT Range(YBLOCK(K), 3)
I = I 2
K = K 1
WEND
WHILE INKEY$ CHR$(13)
WEND
MAINREF (MI-1)
END SUB
Пояснения
При задании параметров задачи нужно учитывать что во избежание некорректной работы программы переменные программы могут принимать следующие значения:
Параметры , и должны быть выбраны таким образом, что .
Процедуры и функции: SUB Delay (Time!) - временная задержка. В процедуре используется временная константа TCONST, объявленная в основной программе. Параметр Time - время в секундах.
FUNCTION BASEF! (K!) - временная функция. Используется для построения линии графика. Параметр K - значение аргумента. Возвращает значение функции для аргумента K.
FUNCTION Range! (K!, Range!) - возвращает K, отбрасывая все знаки после запятой, начиная с Range.
SUB Scale (A!, B!, C!, MAXT!, Tkv!) - масштабирование графика. Параметры: A, B, C - коэффициенты функции, MAXT - наибольшее возможное значение времени, Tkv - время квантования. Вычисляет коэффициенты масштабирования SCX, SCY.
SUB Grid () - рисование координатной сетки с нанесенными значениями.
SUB MAINREF (MENUITEM!) - обновление основного меню. Параметр - номер элемента меню.
SUB Text () - вывод текстового сообщения, содержащего условие задачи.
SUB STDATA () - задание параметров задачи по условию.
SUB Main () - основная процедура, содержащая механизм меню.
SUB DATAOUT () - вывод окна с таблицей параметров задачи.
SUB DATAIN () - задание параметров задачи.
SUB Outro () - вывод сообщения о завершении программы.
SUB Work (Time!) - процедура вычисления значений функции в основных точках и рисования графика в машинном или реальном времени. Параметр - время в секундах.
FUNCTION ROOTSUM! (A!, B!, C!) - возвращает сумму корней квадратного уравнения. Параметры - коэффициенты квадратного уравнения.
FUNCTION Iteration! (XBEG!, XEND!, Eps!) - возвращает корень нелинейного уравнения, лежащий в диапазоне [XBEG;XEND], вычисленный методом простых итераций с точностью Eps.
SUB Intro () - вывод титульного листа.
График временной функции программа вычислительный функция
Вывод
Мировой и отечественный опыт подготовки специалистов в области компьютерной науки и компьютерной инженерии подтверждает целесообразность и эффективность понимания основ программирования на более простых и базирующих языках программирования, одним из которых является Basic. На примере данной программы, написанной на языке Basic, показан несложный вычислительный процесс, позволяющий обеспечить построение графика временной функции, работающий как в машинном, так и в реальном времени.
Примечание: электронный вариант программы находится на приложенной к пояснительной записке дискете под именем KURS.bas, а электронный вариант пояснительной записки - под именем Zap.doc.
Список литературы
1. Дьяконов В. П. “Компьютер в быту”. - С.:Русич, 2006 г.