С помощью среды abcpascal и имеющейся программы выполни компьютерный эксперимент для решения задачи
Обновлено: 07.07.2024
Характеристика компьютерных экспериментов как инструментов исследования моделей. Анализ структурно-функциональной компьютерной модели. Изучение стадий компьютерного эксперимента. Примеры компьютерных экспериментов в прикладных программных средах.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.05.2019 |
| Размер файла | 533,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Украины
Национальная металлургическая академия Украины
Кафедра информационных технологий и систем
по предмету: «Основы теории взаимодействующих систем»
тема: «Компьютерный эксперимент, виды компьютерных экспериментов»
Артеменко Кира Анатольевна
Калашник Иван Викторович
Лысенко Алексей Юрьевич <_____> ______________________
к.т.н., доц. каф. ИТС Евтушенко Г. Л.
1. Обзор основных понятий
1.1 Компьютерный эксперимент
1.1.1 Основные определения
1.1.2 Стадии компьютерного эксперимента
1.1.3 Преимущества и недостатки компьютерных экспериментов
1.2 Виды компьютерных экспериментов
2 Примеры компьютерных экспериментов в прикладных программных средах
Введение
Со стремительным развитием вычислительной техники появился новый уникальный метод исследования - компьютерный эксперимент.
В помощь, а иногда и на смену экспериментальным образцам и испытательным стендам во многих случаях пришли компьютерные исследования моделей. Идея заключается в том, что создаётся цифровая модель интересующего нас явления, используется компьютер, чтобы обсчитать ее, и получить возможность изучить это явление с детализацией, недоступной реальному эксперименту.
Такое исследование отличается как от натурального эксперимента с реальным объектом, так и от умозрительного эксперимента. Компьютерный эксперимент с построенной имитационной моделью лежит между этими двумя крайностями. В зависимости от полноты и точности модели он может приближаться к любой из них. Более того, он имеет преимущества перед обоими этими подходами.
Действительно, умозрительный эксперимент - это решение проблемы на основе здравого смысла и общих интуитивных предположений о поведении системы. Но для сложных систем очевидные на первый взгляд решения зачастую оказываются неверными. Поэтому основанные на интуиции методы прогноза и традиционные методы "волевого" принятия решения во многих случаях оказываются неадекватными.
С другой стороны, правильно организованный натуральный эксперимент обычно дает точный ответ на поставленный вопрос, но он часто дорог или экономически неэффективен. Иногда такой эксперимент попросту невозможен, например, в случае, если системы еще не существует.
Моделирование и проведение компьютерного эксперимента позволяет избежать недостатков обеих крайностей, в связи с чем этот подход завоевывает все большую популярность.
Первоначально компьютерное моделирование появляется в метеорологии и ядерной физике, но сегодня спектр его применения в науке и технике чрезвычайно широк.
1. Обзор основных понятий
1.1 Компьютерный эксперимент
1.1.1. Основные определения.
Эксперимент - это форма связи между двумя сторонами - явлением и теоретической моделью.
Компьютерный эксперимент - это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ (изменение ее параметров инструментами прикладной программной среды), который состоит в том что, по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью.
Компьютерные эксперименты - это инструмент исследования моделей, а не природных или социальных явлений.
Основная цель компьютерных экспериментов с моделью - получение необходимой информации об исследуемой системе, о характеристиках процесса функционирования рассматриваемого объекта. К числу частных задач, решаемых при планировании компьютерных экспериментов, относятся задачи уменьшения затрат машинного времени на моделирование, увеличения точности и достоверности результатов моделирования, проверки адекватности модели и т. д.
Однако, данный вид эксперимента можно лишь условно отнести к эксперименту, потому как он не отражает природные явления, а лишь является численной реализацией созданной человеком математической модели. Действительно, при некорректности в математической модели - её численное решение может быть строго расходящимся с физическим экспериментом.
1.1.2 Компьютерная модель
Под компьютерной моделью часто понимают программу (или программу плюс специальное устройство), которая обеспечивает имитацию характеристик и поведения определенного объекта. Результат выполнения этой программы также называют компьютерной моделью.
Компьютерные модели могут быть простыми и сложными. Простые модели часто встречаются в программировании, в построении базы данных. В системах трехмерной графики, экспертных системах, автоматизированных системах управления строятся и используются очень сложные компьютерные модели.
В специальной литературе термин «компьютерная модель» более строго определяется так:
· Структурно-функциональная компьютерная модель - условный образ объекта или некоторой системы объектов (процессов, явлений), описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и отображающий структуру (элементы и взаимосвязи между ними) объекта.
· Имитационная компьютерная модель - отдельная программа или совокупность программ, позволяющих с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта при условии воздействия на него различных, как правило, случайных, факторов.
При компьютерном эксперименте среди множества параметров модели должны быть выделены те из них, которые будут считаться "факторами", влияние которых на выходные переменные модели должно быть проанализировано.
Компьютерный эксперимент с моделью состоит в том, что модель запускается на компьютере при различных значениях факторов и/или различных структурных характеристиках, которые, конечно, тоже можно считать факторами
Обозначим через Х все множество возможных наборов факторов. Все факторы, которые могут изменяться при поиске "хорошего" варианта, составляют набор <X1, X2, . Xn>, который можно считать вектором X длины n.
Каждый прогон модели приведет к получению вектора исходов Y.
И если имитационная модель используется для понимания функционирования сложной системы во времени, то компьютерный эксперимент сводится к выполнению модели и наблюдению ее поведения при заданных значениях входных факторов, т. е. проведению экспериментов вида "что-если". Это так называемая прямая задача компьютерного эксперимента (задача типа "что-если").
1.1.3 Стадии компьютерного эксперимента
Компьютерный эксперимент, как таковой, является этапом компьютерного моделирования.
В свою очередь компьютерный эксперимент подразделяется на несколько стадий:
І. Составление плана эксперимента.
§ Определение основной задачи эксперимента: получение информации об объекте, заданном в виде моделирующего алгоритма (программы), при минимальных или ограниченных затратах машинных ресурсов на реализацию процесса.
§ Планирование (план эксперимента должен четко отражать последовательность работы с моделью. План определяет объём и порядок проведения вычислений на ЭВМ, приёмы накопления и статистической обработки результатов моделирования системы)
§ Описание экспериментов, удовлетворяющих целям (определение эффективности компьютерных экспериментов).
ІІ. Проведение исследования.
§ Тестирование (проверка правильности выполнения операций, а также анализ адекватности полученной модели реальному объекту или явлению). Тест - подбор исходных данных, позволяющий определить правильность построения модели. После составления формул для расчётных полей и фильтров необходимо убедиться в правильности их работы. Для этого можно ввести тестовые записи, для которых заранее известен результат операции.
§ Проведение эксперимента с реальными данными (компьютерная модель, существующая в виде проекта на одном из языков программирования, запускается на выполнение, вводятся исходные данные и наблюдаются изменения объекта и характеризующих его величин).
ІІІ. Выдача результатов.
Результаты компьютерного эксперимента выдаются в удобном для анализа и принятия решения виде (электронные таблицы, диаграммы, графики, анимация и т.п.).
Одно из преимуществ компьютерных экспериментов - возможность создания различных форм представления выходной информации, называемых отчётами. Каждый отчёт содержит информацию, отвечающую цели конкретного эксперимента.
Конечная цель компьютерного эксперимента - принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа результатов эксперимента. Полученные выводы часто способствуют проведению дополнительной серии экспериментов, а подчас и изменению задачи.
Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, это значит, что допущены ошибки на предыдущих этапах. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, то есть возврат к одному из предыдущих этапов.
1.1.3 Преимущества и недостатки компьютерных экспериментов
Существенным преимуществом компьютерных экспериментов являются:
- возможность полного воспроизведения условий эксперимента с моделью исследуемой системы;
- возможность рассчитать параметры эффектов, изучение которых в реальных условиях невозможно либо очень затруднительно по технологическим причинам;
- возможность не только пронаблюдать, но и предсказать результат эксперимента при каких-то особых условиях;
- простота прерывания и возобновления компьютерных экспериментов, что позволяет применять последовательные и эвристические приёмы планирования, которые могут оказаться нереализуемыми в экспериментах с реальными объектами;
- позволяет моделировать и изучать явления, предсказываемые любыми теориями;
- приостановка эксперимента на время, необходимое для анализа результатов и принятия решений об его дальнейшем ходе (например, о необходимости изменения значений характеристик модели).
- является экологически чистым и не представляет опасности для природы и человека;
- обеспечивает наглядность;
Недостатком компьютерных экспериментов является то, что результаты одних наблюдений зависят от результатов одного или нескольких предыдущих, и поэтому в них содержится меньше информации, чем в независимых наблюдениях. К тому же, не стоит забывать, что все эксперименты носят весьма условный характер и познавательная ценность их тоже весьма условна. Поэтому одновременно с компьютерным экспериментом всегда должен идти натурный, чтобы исследователь, сравнивая их результаты, мог оценить качество соответствующей модели, глубину наших представлений о сути явлений природы.
1.2 Виды компьютерных экспериментов
Различают такие виды компьютерных экспериментов:
Простой эксперимент, как правило, решает задачи вида "что-если". Такой эксперимент позволяет визуально отображать результаты работы модели с помощью анимации, графиков (диаграмм) и т. п.
Инструмент имитационного моделирования при выполнении компьютерного эксперимента в этом случае должен обеспечить удобный интерфейс для задания значений исходных параметров (факторов) и регистрации соответствующих значений выходных показателей и их изменения во времени.
Простой эксперимент используется в большинстве случаев при разработке и анализе моделей, созданных в AnyLogic. В частности, он поддерживает средства для отладки модели. Существует возможность организовать несколько простых экспериментов с различными значениями исходных факторов и, сделав один из этих экспериментов текущим, запустить модель на выполнение.
· Анализ чувствительности, т. е. процедура оценки влияния исходных гипотез и значений ключевых факторов на выходные показатели модели.
При анализе чувствительности обычно рекомендуется выполнять изменение значений факторов по отдельности, что позволяет ранжировать их влияние на результирующие показатели. Этот вид эксперимента не поддерживает визуализацию работы модели с помощью анимации.
Частным случаем этого вида компьютерного эксперимента являются:
- Эксперимент для варьирования параметров и анализом реакции модели помогает оценить, насколько чувствительным является выдаваемый моделью прогноз к изменению гипотез, лежащих в основе модели. Механизм автоматического запуска модели заданное количество раз с варьированием значений выбранных параметров доступен в AnyLogic.
Для того чтобы оценить влияние изменения отдельных факторов на поведение модели на AnyLogic пользователь не должен многократно запускать модель раз за разом, вручную меняя значения параметров между запусками и пытаясь отследить закономерности поведения модели, анализируя результаты каждого запуска по отдельности. При запуске данного эксперимента пользователь может изучить и сравнить поведение модели при разных значениях параметров с помощью графиков. В этом эксперименте также можно организовать фиксированное число прогонов модели, в каждом из которых значения параметров будут определяться выражениями, заданным пользователем.
- Оптимизационный эксперимент является одним из самых важных с точки зрения практического применения.
Многие модели в бизнесе, науке и технике включают существенные нелинейности, комбинаторные зависимости и неопределенности, которые легко представимы в имитационных моделях, но являются слишком сложными для представления формальным математическим аппаратом, наборами математических формул. Это препятствует непосредственному применению классических методов оптимизации в таких системах.
Встроенный в AnyLogic пакет ОрtQuest, позволяет оптимизировать системы, которые не могут быть представлены как математические модели и оптимизация в которых не может быть выполнена с помощью классических алгоритмов.
2. Примеры компьютерных экспериментов в прикладных программных средах
эксперимент компьютерный среда программный
В настоящее время компьютерные эксперименты получили широкое распространение.
Компьютерный эксперимент нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике и многих других сферах знания.
С помощью специальных программ можно посмотреть модели явлений микромира и Космоса.
Компьютерное моделирование широко используется в обучении. Подготовка специалистов многих профессий, особенно таких, как авиадиспетчеры, пилоты, диспетчеры атомных и электростанций, осуществляется с помощью тренажеров, управляемых компьютером, моделирующим реальные ситуации, в том числе аварийные.
На компьютере можно провести лабораторные работы, если нет необходимых реальных устройств и приборов или если решение задачи требует применения сложных математических методов и трудоемких расчетов.
Практические потребности в компьютерном моделировании ставят задачи перед разработчиками аппаратных средств компьютера, т.е. метод активно влияет не только на появление все новых и новых программ, но и на развитие технических средств в различных прикладных программных средах.
Пример 1.
Одним из самых известных примеров использования компьютерного эксперимента в гидрометрологии является моделирование «бури в стакане воды». Чтобы детально исследовать такой сложный гидродинамический процесс, как буря, необходимо привлекать сложные методы численного моделирования. Поэтому в крупных гидрометеоцентрах находятся мощные компьютеры: «буря разыгрывается» в кристалле процессора компьютера.
Пример 2.
Применительно к базе данных компьютерный эксперимент означает манипулирование данными в соответствии с поставленной целью с помощью инструментов СУБД. Цель эксперимента может быть сформирована на основании общей цели моделирования и с учётом требований конкретного пользователя.
Например, имеется база данных «Деканат». Общая цель создания этой модели - управление учебным процессом. При необходимости получения сведений об успеваемости студентов можно сделать запрос, т. е. осуществить эксперимент для выборки нужной информации.
Пример 3. Компьютерный эксперимент и средства AnyLogic
Компьютерный эксперимент, представляющий работу светофора в автоматическом режиме. Светофор регулирует движение автомобилей на пешеходном переходе.
Использованная литература
1. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование систем с AnyLogic 5. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 400с.
2. Каталевский Д.Ю. Основы имитационного моделирования и системного анализа в управлении: учебное пособие; 2-е изд., перераб. и доп. / Д.Ю. Каталевский. - М.: Издательский дом «Дело» РАНХиГС, 2015. - 496 с.
Подобные документы
Понятие компьютерной и информационной модели. Задачи компьютерного моделирования. Дедуктивный и индуктивный принципы построения моделей, технология их построения. Этапы разработки и исследования моделей на компьютере. Метод имитационного моделирования.
реферат [29,6 K], добавлен 23.03.2010
Разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия. Создание алгоритма и написание программы. Планирование и проведение компьютерных экспериментов. Аналитическое и имитационное моделирование.
курсовая работа [784,0 K], добавлен 01.12.2012
Конфигурация аппаратных средств и характеристика программных средств для создания беспроводных компьютерных сетей, особенности их использования и анализ возможных проблем. Технология организация безопасной работы в беспроводных компьютерных сетях.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.12.2011
История появления компьютерных игр, классификация их жанров. Негативные воздействия от компьютерных игр: компьютерное излучение, проблемы со зрением, сбои в работе нервной и сердечнососудистой системы, психологическая зависимость. Польза компьютерных игр.
научная работа [75,0 K], добавлен 18.02.2010
Особенности и принципы безопасности программного обеспечения. Причины создания вирусов для заражения компьютерных программ. Общая характеристика компьютерных вирусов и средств нейтрализации их. Классификация методов защиты от компьютерных вирусов.
реферат [21,7 K], добавлен 08.05.2012
Четыре уровня защиты от компьютерных преступлений: предотвращение, обнаружение, ограничение, восстановление. Причины совершения компьютерных преступлений. Очевидные признаки при выявлении компьютерных преступлений. Технологии компьютерных преступников.
реферат [18,6 K], добавлен 05.04.2010
Системы пакетной обработки данных. Появление первых глобальных и локальных компьютерных сетей. Классификационные признаки компьютерных сетей. Четыре основных вида компьютерных преступлений, их характеристика. Распространение вирусов через Интернет.
Урок 3 Построение математической модели. Ее программная реализация.
Просмотр содержимого документа
«Практическое задание»
П остроение математической модели и ее компьютерная реализация
С помощью среды ABCPascal и имеющейся программы выполни компьютерный эксперимент для решения задачи: камень брошен вертикально вниз с высоты 100 метров. На какой секунде падения он достигнет земли?
Результаты эксперимента запиши в тетрадь в форме таблицы.
Запиши верный ответ.
Запиши математическую модель уравнения изменения скорости тела при вертикальном движении V = V 0+ gt на языке программирования.
Дополни предыдущую программу, чтобы определить примерную скорость камня в момент падения при тех же условиях.
Запиши данные эксперимента в таблицу, напиши ответ.
Сделай вывод о компьютерном математическом моделировании.
Построение математической модели и ее компьютерная реализация
С помощью среды ABCPascal и имеющейся программы выполни компьютерный эксперимент для решения задачи: камень брошен вертикально вниз с высоты 100 метров. На какой секунде падения он достигнет земли?
Результаты эксперимента запиши в тетрадь в форме таблицы.
Запиши верный ответ.
Запиши математическую модель уравнения изменения скорости тела при вертикальном движении V = V 0+ gt на языке программирования.
Дополни предыдущую программу, чтобы определить примерную скорость камня в момент падения при тех же условиях.
Запиши данные эксперимента в таблицу, напиши ответ.
Сделай вывод о компьютерном математическом моделировании.
Просмотр содержимого документа
«Ур. 3 Построение математической модели. Ее программная реализация.»
Технологическая карта урока. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Информатика. 9 класс. ФГОС.
Ур. 3 Построение математической модели. Ее программная реализация.
предметные — развитие представлений о методах разработки и реализации математических моделей;
метапредметные — владение информационным моделированием как важным методом познания;
личностные — представление о сферах применения информационного моделирования.
Решаемые учебные задачи:
1) повторение этапов моделирования;
2) повторение основ языка программирования Паскаль;
3) разработка математической модели;
4) Разработка программы на языке программирования для реализации математической модели;
5) проведение компьютерного эксперимента с помощью разработанной программы.
Этапы урока
Материал ведения урока
Деятельность учащихся
УУД на этапах урока
Дети рассаживаются по местам. Проверяют наличие принадлежностей.
Личностные УУД:
- формирование навыков самоорганизации
Запись домашнего задания.
§ 1.2 Задача на карточке
Работа с дневниками
Проверка домашней работы(по 2 балла) + устное повторение ( по 1 баллу)
§ 1.1 РТ. № 30(а) у доски
Что такое модель? В каких случаях используется моделирование?
Какова классификация моделей?
Перечислите этапы моделирования.
В чем отличие словесной модели от математической?
Назовите преимущества компьютерных математических моделей.
1 ученик у доски + Устные ответы
- заменитель реального объекта, в познавательной деятельности
-определение цели, анализ исходных данных, формализация, создание модели, эксперимент, анализ результатов;
- описывает сложные процессы в науке и технике;
- скорость, широкий спектр возможностей, дешевизна
Познавательные УУД:
- развитие познавательной активности
Формулирование темы и целей урока
Вы перечислили преимущества компьютерных математических моделей, но это далеко не полный список. Давайте его продолжим:
- Значит, в построении математических моделей общество испытывает большую потребность и мы с вами должны научиться строить математические модели. В соответствии со сказанным, назовите тему урока:
- модели строят, чтобы экспериментировать, а, как мы убедились, компьютерный эксперимент является самым массовым и доступным. Но здесь требуется не только математическая модель, но и программа для ее реализации. Уточните тему урока:
Обозначим цели урока:
изучать не повторяющиеся явления, явления прошлого и будущего, объекты, которые не воспроизводятся в реальных условиях; визуализировать объекты любой природы; управлять временем (ускорять, замедлять и т.д);совершать многоразовые испытания модели; получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде; находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров; проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.
- Построение математических моделей
- Построение математических моделей и их программная реализация.
-основы языка программирования Паскаль.
- составлять программу для реализации математической модели на компьютере.
-созданную программу для компьютерного эксперимента.
Регулятивные УУД:
- умение ставить учебную задачу, называть цель, формулировать тему в соответствии с нормами русского языка
Коммуникативные УУД:
- умение общаться со взрослыми и сверстниками
Просмотр видео + повторение + запись с экрана в тетрадь + составление программы
- Смотрят, слушают, записывают
Познавательные УУД:
- развитие познавательной активности
- Реализация готовой программы, ее дополнение + работа в тетради + анализ
- работают в среде программирования, дополняют программу для второго эксперимента
Личностные УУД:
- формирование навыков самооценки
Самопроверка компьютерного эксперимента
Проверяют со слайдов
Окончание урока, подведение итогов
Подсчет баллов, выставление оценок
Л.Л. Босова, А.Ю. Босова « Информатика 9 класс». Бином. 2014. Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. Методическое пособие. 9 класс
Просмотр содержимого презентации
«Ур. 3 Построение математической модели. Ее программная реализация»
Домашнее задание:
Задача на карточке
Проверка домашней работы :
№ 30 (а)
(работа у доски)
Повторение пройденного:
- Что такое модель? В каких случаях используется моделирование?
- Какова классификация моделей?
- Перечислите этапы моделирования.
- В чем отличие словесной модели от математической?
- Назовите преимущества компьютерных математических моделей.
Компьютерное математическое моделирование дает возможность:
- изучать не повторяющиеся явления, явления прошлого и будущего, объекты, которые не воспроизводятся в реальных условиях;
- визуализировать объекты любой природы;
- управлять временем (ускорять, замедлять и т.д);
- совершать многоразовые испытания модели;
- получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде;
- находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров;
- проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.
«Построение математической модели.
Ее программная реализация»
Задачи урока:
основы языка программирования Паскаль.
составлять программу для реализации математической модели на компьютере.
Решение задач по физике на языке программирования Object Pascal Работу выполнила: Вадюхина Марина Руководитель: Антипина К. В.
Цель: написать программы для решения задач по физике на языке программирования Pascal . Задачи: Изучение литературы по данной теме. Разработка и написание программ для решения задач на тему «Равноускоренное движение тела. Ускорение».
Что такое программирование. Программирование – это процесс написания программ при помощи языков программирования .
Язык программирования Pasca l Назван в честь английского ученого Блеза Паскаля. Его создал в 1969г. швейцарский математик Никлас Вирт для обучения студентов.
Преимущества языка программирования Pasca l Относительно прост в изучении, ясен и логичен . В настоящее время используется в основном как язык обучения программированию, как систематической дисциплине, основанной на фундаментальных понятиях. Гибок и развит в отношении типов данных. Обучает хорошему стилю программирования, воспитывает дисциплину структурного программирования .
Этапы программирования на языке Pasca l Постановка задачи Построение информационной (математической) модели Построение алгоритма Написание программы в среде программирования Компьютерный эксперимент Получение и анализ результатов
Среда программирования Несмотря на то, что текст программы можно создавать в любом текстовом редакторе, как например «Блокнот», обычно программы создаются в специализированных средах , которые помимо текстового редактора содержат набор утилит, помогающих находить и исправлять ошибки, встроенный компилятор и другие полезные для программистов модули.
Lazarus Lazarus — свободная среда разработки программного обеспечения на языке Object Pascal для компилятора Free Pascal (часто используется сокращение FPC — Free Pascal Compiler, свободно распространяемый компилятор языка программирования Pascal).
Структура программы на Pascal список используемых модулей раздел деклараций подпрограммы (функции и процедуры) раздел деклараций основная часть программы
Требования к именам идентификаторов Идентификатор – это уникальное имя, по которому можно однозначно идентифицировать какой-либо объект в создаваемой программе. Есть правила , которым должны подчиняться все идентификаторы программы: Идентификатор должен состоять только из букв латинского алфавита (больших и маленьких), символа подчеркивания (“_”) и цифр. Идентификатор не должен начинаться с цифры. Не допускается называть одинаково переменные разных типов или два раза объявлять одну и ту же переменную.
Математические операции Операция Обозначение в Pascal Комментарий Сложение + Вычитание - Умножение * Деление / На ноль делить нельзя! Вычисление остатка от деления Mod Вычислять остаток можно только от деления целых чисел. Т.е. этот оператор неприменим к вещественным переменным Целочисленное деление Div Также применим только целочисленным переменным ( Integer , LongInt , Word , Byte )
Ввод значений При объявлении переменных значения, хранящиеся в них не определены. Значения переменных можно задавать как непосредственно в коде программы, при помощи оператора присваивания (“ := ”) , так и в ходе выполнения программы. В этом случае значение вводит пользователь, либо оно считывается из файла, либо вообще из каких-либо внешних источников.
Вывод значений Самым простейшим способом отображение информации является вывод значения переменной на экран. В Pascal это осуществляется при помощи процедуры WriteLn (также сокращение от английской фразы Write line – напечатать строчку) и Write (напечатать). В скобках, в этой процедуре указываются через запятую переменные, значения которых необходимо вывести на экран.
Изучение ЯП Паскаль не является целью , а является этапом процесса разработки решения задачи с помощью ЭВМ .
Нахождение ускорения тела procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject ); var a,b,c,d:real ; begin a:=StrToFloat(edit1.Text); b:=StrToFloat(edit2.Text); c:=StrToFloat(edit3.Text); d:=(b-a)/c; edit4.text:=edit4.text+FloatToStr(d); end ; a=(v-v 0 )/t
Нахождение начальной скорости тела procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject ); var a,b,c,d:real ; begin a:=StrToFloat(edit1.Text); b:=StrToFloat(edit2.Text); c:=StrToFloat(edit3.Text); d :=a-(b*c); edit4.text:=edit4.text+FloatToStr(d); end ; V 0 =V-at
Нахождение конечной скорости тела procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject ); var a,b,c,d:real ; begin a:=StrToFloat(edit1.Text); b:=StrToFloat(edit2.Text); c:=StrToFloat(edit3.Text); d :=a+(b*c); edit4.text:=edit4.text+FloatToStr(d); end ; V=V 0 +at
Нахождение времени движения тела procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject ); var a,b,c,d:real ; begin a:=StrToFloat(edit1.Text); b:=StrToFloat(edit2.Text); c:=StrToFloat(edit3.Text); d :=(a-b)/c; edit4.text:=edit4.text+FloatToStr(d); end ; t =(v-v 0 )/a
Примеры готовых программ для решения задач по теме «Равноускоренное движение» Ускорение тела Начальная скорость тела Конечная скорость тела Время движения
program имя программы;
uses раздел подключения модулей
var раздел описаний
begin
операторы
end.
- Закрепляя понятие структуры программы пишем простейшую программу-приветствие и говорим, что каждый из учеников попробует сегодня написать свою первую программу.
- Объясняем, что после каждое выражение в программе отделяется друг от друга точкой с запятой.
- Объясняем, как и для чего сохранять составленную программу. Как затем открыть её.
- Для закрепления изученного материала написать свою первую программу по аналогии с программой, которая была в объяснении. Перед тем как приступить к выполнению задания записываем в тетрадь команды:
- Program — Программа;
- Uses — Использовать;
- Var — описание;
- Begin — Начало;
- End — Конец.
- Выучить записанные в тетрадь команды (наизусть);
- Составить в тетради краткий конспект.
Система Pascal ABC предназначена для обучения программированию на языке Паскаль и ориентирована на школьников и студентов младших курсов.
По мнению авторов первоначальное обучение программированию должно проходить в достаточно простых и дружественных средах, в то же время эти среды должны быть близки к стандартным по возможностям языка программирования и иметь достаточно богатые и современные библиотеки стандартных подпрограмм.
Язык Паскаль признан многими российскими преподавателями как один из лучших именно для начального обучения. Однако, среда Borland Pascal, ориентированная на MS DOS, устарела, а среда Borland Delphi с ее богатыми возможностями сложна для начинающего программиста. Так, попытка начинать обучение с написания событийной программы в Borland Delphi вызывает у обучаемого массу сложностей и приводит к ряду неправильно сформированных навыков.
Ряд модулей системы программирования Pascal ABC специально создавался для учебных целей:
- Модуль растровой графики GraphABC обходится без объектов, хотя его возможности практически совпадают с графическими возможностями Borland Delphi. Он доступен в несобытийных программах и позволяет легко создавать анимацию без мерцания.
- Модуль Events позволяет создавать простейшие событийные программы без использования объектов (события представляют собой обычные процедурные переменные).
- Модули Timers и Sounds позволяют создавать таймеры и звуки, которые также реализованы в процедурном стиле. Эти модули можно использовать даже в консольных программах.
- Модуль контейнерных классов Containers позволяет работать с основными структурами данных (динамические массивы, стеки, очереди, множества), реализованными в виде классов.
- Модуль векторной графики ABCObjects предназначен для быстрого изучения основ объектно-ориентированного программирования, а также позволяет создавать достаточно сложные игровые и обучающие программы.
- Модуль визуальных компонентов VCL позволяет создавать событийные приложения с главной формой в стиле Delphi. Классы VCL немного упрощены по сравнению с аналогичными классами Delphi. Имеется редактор форм и инспектор объектов. Технология восстановления формы по коду программы позволяет обойтись для приложения с главной формой одним файлом (!).
В языке Pascal ABC имеются арифметические операции с типизированными указателями (в стиле языка C), а также тип complex, предназначенный для работы с комплексными числами.
Компилятор Pascal ABC является компилятором переднего плана (front-end). Это означает, что он не генерирует исполняемый код в виде .exe-файла, а создает в результате компиляции дерево программы в памяти, которое затем выполняется с помощью встроенного интерпретатора. В итоге скорость работы программы примерно в 20 раз медленнее скорости работы этой же программы, откомпилированной в среде Borland Pascal, и в 50 раз медленнее этой программы, откомпилированной в среде Borland Delphi.
В системе Pascal ABC ученик может выполнять так называемые проверяемые задания, обеспечивающие постановку задачи со случайными исходными данными, контроль операций ввода-вывода, проверку правильности решения, а также ведение протокола решения задач.
Проверяемые задания реализованы в виде электронного задачника по программированию Programming Taskbook, содержащего 1000 задач по программированию разного уровня сложности (от простейших задач до задач на файлы, указатели и рекурсию) а также в виде исполнителей Робот и Чертежник, предназначенных для быстрого обучения основам программирования школьников младших и средних классов.
В свободно распространяемую версию Pascal ABC & Programming Taskbook Mini Edition входит мини-версия электронного задачника (200 задач) и урезанный комплект задач для исполнителей Робот и Чертежник. Версия Pascal ABC & Programming Taskbook Complete Edition содержит полный комплект задач.
Программа на языке Pascal ABC имеет следующий вид:
program имя программы;
раздел подключения модулей
раздел описаний
begin
операторы
end.Первая строка называется заголовком программы и не является обязательной.
Раздел подключения модулей начинается со служебного слова uses, за которым следует список имен модулей, перечисляемых через запятую.
Раздел описаний может включать разделы описания переменных, констант, типов, процедур и функций, которые следуют друг за другом в произвольном порядке.
Раздел подключения модулей и раздел описаний могут отсутствовать.
Операторы отделяются один от другого символом «точка с запятой».
Читайте также: