Шестаков В.С. Расчет на ЭВМ нефтегазового оборудования. Учебное пособие для МНГ-2015 (811778), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Переход по условию«Нет» происходит в случае, когда указанное условие не выполняется.При переходе по «Нет» в этом алгоритме не происходит никаких действий, а сразу же осуществляется возврат на начало цикла и изменение переменной цикла x на шаг по выражению x = x +dX.При составлении подобных алгоритмов студенты допускаютследующие ошибки:- неверно ставят знак > в логическом выражении - вместоY>Ymax используют Ymax>Y;- неверно применяют оператор присваивания – вместо Ymax=Yиспользуют Y=Ymax.Для правильного применения указанных выражений необходимо мысленно подставлять в эти выражения численные значения, например, что будет, если первое вычисленное значение будет 0, затем,что будет, если следующее выражение будет 100, а следующее за ним50.Проверим условие Y>Ymax с указанными подстановками.
По первому присвоению в ячейку Ymax помещено число «- 1010» (1 с 10 нулями). Это отрицательное число, оно меньше нуля, поэтому при Y=0,подставив нуль в условие Y>Ymax, мы получим истину, попадем наоператор присваивания Ymax=Y и запомним в переменной Ymax новоезначение 0. При выполнении второго цикла, в котором Y будет равно100, условие вновь будет выполнено, и мы запомним в Ymax значение100.
При третьем цикле Y=50, 50 меньше 100, которое находится в переменной Ymax, поэтому условие Y>Ymax не выполнится и перехода коператору Ymax=Y не произойдет. Таким образом, в переменной Ymaxокажется в результате вычислений по представленному на рисунке алгоритму наибольшее из вычисленных значений.Если использовать условие Ymax>Y для указанных значений, тоусловие не будет истинным ни разу, и мы ни разу не попадем на оператор Ymax=Y.Рассмотрим, что произойдет, если вместо Ymax=Y применить впрограмме Y =Ymax. Первым действием в ячейку Ymax занесено значение-10^10, после вычисления значения Y, когда оно примет значениенуль, условие Y>Ymax выполнится и произойдет переход на операторприсваивания Y =Ymax, чем обеспечится перенос значения-1010 в ячейку Y.
Таким переносом произойдет изменение вычисленного значения Y, а не запоминание наибольшего значения, как задумывалось.92Алгоритм поиска наименьшего значенияПроцесс поиска осуществляется следующим образом: для хранения результата поиска в памяти компьютера должнабыть выделена ячейка памяти, например, Ymin и в нее должна бытьзанесена величина заведомо большая из тех, среди которых осуществляется поиск (для поиска может быть первоначально введено, например, 1010 , а при поиске из массива можно занести первый элемент); организуется цикл по расчету или перебору всех элементов, изкоторых осуществляется поиск наименьшего; каждое рассматриваемое значение сравнивается со значениемв отведенной для хранения ячейке, и если оно окажется меньше, тозапоминается новое значение взамен предыдущего.Вид блок-схемы алгоритма будет подобным алгоритму поискамаксимума с соответствующими заменами.3.2.
Пример решения задачи на расчет и вывод графикаТакие задачи решаются при проведении различных исследований. Задача может быть решена двумя способами. В первом расчетфункции выполняется в программе Visual Basic, результаты выводятсяв таблицу на лист Excel, и по ним средствами Excel строится график.Во втором способе изображение выводится только средствами языкаVisual Basic.Первый способ применим для сравнительно несложных графических изображений.В практике решения инженерных задач встречаются и такие, укоторых графическое изображение не может быть изображено стандартными средствами.
К примеру, при исследовании движения кускав камере дробления дробилок получаются сложные изображения, которые включают в себя изображение камеры дробления, куска и траектории его движения. Такая же картина при исследовании перемещения ковша гидравлического экскаватора. Изображение включает в себя схему рабочего оборудования и траектории возможного перемещения. Такие изображения не могут быть реализованы стандартнымисредствами Excel.
Поэтому специалист, выполняющий расчеты наЭВМ, должен освоить и второй способ вывода изображений непосредственно средствами Visual Basic.Рассмотрим практический пример вычисления функции, с помощью которого покажем все этапы решения.93Формулировка задачи и определение конечных целейСоставить программу для расчета функции и вывода графика.Функция представлена двумя зависимостямиY=A0+A1*X+A2*X2 при Xн<Х≤X1;Y=B0+B1X,при X1≤Х≤Xк;Значение аргумента Х меняется в интервале [Xн,Xк].Анализ задачиФункция представлена двумя выражениями, существенно различающимися между собой, поэтому неизбежно будет присутствоватьразрыв. Соединять точки разрыва не следует. Для построения графика можно задаваться шагом и проводить расчеты вначале по первомувыражению, а затем по второму, при этом граничные значения могутбыть пропущены.
Поэтому используем другой способ – заданием количества вычислений N на каждом из рассматриваемых интервалов, ашаг вычислим по длине интервала и количеству вычислений.Математическая постановка задачиФункция имеет видY=A0+A1*X+A2*X2, при Xн<Х≤X1;Y=B0+B1X, при X1≤Х≤Xк;Шаг изменения аргумента по интерваламdX1 = (X1-Xн)/N; dX2 = (X2-Xн)/N.Разработка методики решения задачи (численный анализ)Представленные в математической постановке выражения могутбыть применены в программе без дополнительных преобразований.Разработка алгоритма решения на ЭВМФункция представлена двумя выражениями и имеет разрывы,причем интервалы изменения аргументов следуют один за другим.Алгоритм решения такой задачи будет содержать два цикла, обеспечивающие просчет функции по соответствующим выражениям.
Этовычислительная часть задачи, но кроме нее должен быть обеспеченввод исходных данных и вывод результатов. Перед выводом графиковпотребуется рассчитать масштабы и вывести масштабную сетку.Для расчета масштабов требуется определять максимальное иминимальное значение функции. Минимальное и максимальное значение аргумента задано в исходных данных Хн и Хк.
Алгоритм первого94цикла расчета функции, а такжеХн,Х1,N,определения ее минимальных иА0,А1,А2максимальных значений покаYmax=-10^10зан на рис. 3.5. Для второгоцикла необходимо задавать ХYmin=10^10второе начальное значениеdx=(X1-Хн)/N(x=Х1), вычислить новое значеx=Xнниеdx = (Xк-X1) / Ni=1,Nи исключить задание начальY= A0+A1*x+ных значений Ymax и Ymin. МиниYmin, YmaxA2*x2мальное и максимальное значеНетДания функции должны быть опY>Ymaxределены для всей функции, поYmax=Yэтому при продолжении расчетапо второму выражению испольДаY<Yminзуются значения, найденные наYmin=Yпервом интервале.Для вывода графиков алx = x +dxгоритм будет иметь такой жевид. Особенностью при выводеграфиков будет то, что график Рис.
3.5. Алгоритм решения задачивыводится отрезками, поэтому вцикле функция должна вычисляться дважды при аргументе, меняющемся через шаг dx.Разработка программыПервым этапом при разработке программы является формирование листа Excel, на котором должны располагаться исходные данные идолжно быть подготовлено место для вывода результатов расчетов.Лист Excel представлен на стр. 102. В этом примере рассмотрено дваварианта получения графика: непосредственно средствами Excel(верхний график) и средствами Visual Basic (нижний график). В программе график выводится на отдельном листе «Схема», а на приведенный ниже лист с примером полученный график перенесен.
Для получения графика средствами Excel требуется таблица данных, они получены при выполнении расчетов в программе.Особенностью приложения Excel является то, что при выводеграфического изображения предыдущий рисунок не удаляется. По95этому перед выводом следующего варианта все графические элементынеобходимо удалить. Это можно сделать непосредственным выделением всех элементов (выбрать на панели «Рисование» элемент «Выбор объекта» и при нажатой левой кнопке мыши обвести рамкой всеэлементы) и нажатием клавиши «Delete». Из программы удалять всеграфические элементы сложно, но достаточно просто удаляется с экрана весь лист, поэтому можно использовать такой способ: рисуноквыводить на отдельном листе, который удаляется перед расчетом нового варианта.
В представленной ниже программе вывод графикаосуществлен на отдельном листе «Схема», а для удаления этого листавключена процедура Sub Образовать_лист(), которая получена путемзаписи макроса.Макрос записан в следующей последовательности:- щелчок по кнопке «Записать макрос» на панели «Visual Basic»;- щелчок правой кнопкой по ярлычку листа «Схема»;- из контекстного меню выбран пункт «Удалить»;- щелчок по кнопке «Да» на панели подтверждения удаления листа;- щелчок правой кнопкой по ярлычку листа «Лист2»;- из контекстного меню выбран пункт «Переместить / скопировать»;- щелчком мыши установлен флажок «Создать копию» в форме копированияи закрыта форма щелчком по «ОК»;- щелчок правой кнопкой по ярлычку «Лист2 (2)»;- из контекстного меню выбран пункт «Переименовать»;- набрано с клавиатуры наименование листа «Схема»;- щелчок по кнопке «Остановить запись» на панели «Visual Basic».В программу включены процедуры вывода линий и надписей,также полученные записью макросов.
При записи макроса для вывода линий введено наименования «Линия», прорисована линия, заданатолщина 1 пк. В результате записи получена процедура:Sub Линия()ActiveSheet.Shapes.AddLine(202.5, 87.75, 372.75, 183.75).SelectSelection.ShapeRange.Flip msoFlipVerticalSelection.ShapeRange.Line.Weight = 1#‘Толщина линииSelection.ShapeRange.Line.Style = msoLineSingle ‘Тип линииEnd SubПосле записи макросов численные значения 202.5, 87.75, 372.75,183.75 замены переменными. Эти переменные, чтобы получить проце-дуру для прорисовки отрезков для графика, вынесены в аргументыпроцедуры.
При вызове подпрограммы в нее передаются вычисленныезначения начала и конца отрезка. Подпрограмма обеспечивает прори96совку отрезка по вычисленным координатам. Таким же образом получена процедура для вывода пунктирной линии и надписи.Для управления областью вывода графика и прорисовки сетки впрограмму включена процедура Sub Оси_Сетка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
