Гурьяшова Р.Н., Шеянов А.В. Информатика: Сегментация программ

Подождите немного. Документ загружается.

Для пояснения программы использовать комментарии.

Выполнить программу.

Проанализировать полученные результаты, сопоставив руч-

давателя.

в.

по-

яснением их смысла.

рограмм.

ммы – распечатка результатов.

от

ачения выражения

й задачи.

ной расчет с машинным.

Представить отчет и защитить работу у препо

еОтчет должен включать сл

дующие разделы:

1. Постановка задачи.

Ручной расчет результато

Обозначения переменных, используемые в программе, с

Схема алгоритма основной программы и подп

Программа.

Результат выполнения програ

Пример отчета – табл. 6.4

2. Примеры выполнения лабораторных раб

Лабораторная работа 1

Вычисление зн

Индивидуальные варианты – табл. 4.1.

атематические функции – табл. 6.1, 6.2, 6.3. М

1. Задание

Составить программу решения следующе

Вычислить значение величины Z:

)2cosln

cos3ln

|ln(

°+aa

|b+|

+|b=Z

где

(

)cos

a −

2.1,5 −=b=a

При разработке программы предусмотреть использование

функции.

2. Решение

F повторяющееся

Выделим в функцию с именем арифметиче-

ское выражение вида

y+x cosln

Функция F

• Вычисленное значение.

м, заголовок функции будет иметь вид –

F(X,Y).

рограммы введем для хра-

олнительные обозначения

R, W

Формальные параметры функции:

• Вещественные переменные X,Y.

Результат:

Таким образо

Для удобства отладки и написания п

нения промежуточных результатов доп

, Q.

A+|B|=R cosln

;

B+=W cos3ln

;

°+A=Q 2cosln

С учетом введенных обозначений вычисление Z можно пред-

ставить в виде:

|W|

R=Z

⋅

−

Обозначения переменных в программе

A, B Исходные данные

R, W, Q Промежуточные переменные

Z Результат, искомая величина

В процессе вы к функции про-

исходит три

Вызов функции F

числения значения Z обращение

раза, а именно:

Имя переменной Выражение

R ln F(|B|, A)

|B| + cos A

W ln

3 + cos B F(3, B)

Q ln

A + cos 2º F(A, 2º)

Пр . Поскольку етрических

долж радианах, г одимо пер по

формуле

имечание

ен быть указан в

у тригоном

радусы необх

функций аргумент

евести в радианы

⋅x

Наприме os 2º записать как COS(2*3.1415/180).

В реализации Intel Fortran имеются функции с аргументами в градусах

(табл. 6.1), так что cos 2º можно записать как COSD(2.0).

р, c

Алгоритм решения задачи имеет линейную структуру и пред-

ставляет собой последовательность следующих действий:

• Ввод

исходных данных – значений A, B.

• Вычисление значений промежуточных величин R, W, Q.

• Вычисление значения искомой величины Z.

• Вывод значений A, B, Z (макет печати – п. 5, п. 8).

Схема алгоритма представлена на рис. 2.1.

Начало

A, B

Останов

A, B, Z

Вычисление Z

Рис. 2.1. Схема алгоритма к лабораторной работе 1

«Вычисление значения выражения»

Приведем два варианта программ на каждом из алгоритмиче-

ских языков Fortran и Basic:

• с использованием функции,

• без использования функции.

3. Fortran- и пр ункциограмма с использованием ф

Код исходного модуля Пояснения

! Лабораторная работа 1

! Петров А.Н. М-11

! Процедура FUNCTION

R = F(ABS(B),A)

W = F(3.0

ных

Вызов

фу

AL :: R,W,Q,Z,A = 1.5 , B = -2 Ввод дан

,B)

Q = F(A,2*3.1415/180)

Z = R**2 - SQRT(ABS(W))/(A * Q)

нкции F

PRINT 1, A,B,Z

1 FORMAT(1X,' ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ '/ &

3X,' A = ',F3.1,' B = ',F3.0/ &

Z = ',E11.4 )

вод

нкция F

1X,' РЕЗУЛЬТАТ

END

! Функция F

REAL FUNCTION F(X,Y)

REAL :: X,Y

F = LOG(X)**2 + COS(Y)

END FUNCTION

Вы

данных и

езультата р

Фу

нижеРезультаты работы программы приведены (п. 4).

Примечание. Вычисление значения Z можно предс ить и в виде од-

н но быть набрано одной строкой):

SQRT(ABS(F (3.0,

)

тав

ого оператора (долж

Z = F(ABS(B), A) ** 2 -

/ 180)

B))) /

(A * F(A, 2 * 3.1415

Однако при его написании легко допустить ошибки, чаще всего – несоответ-

е)

л ции.

5. Fortr и

нения

твие скобок.

4. Макет печати результатов (по Fortran-программ

я сравнения приведем программы без использования функД

an вания функци

д исходного модуля Пояс

-программа без использо

Ко

! Лабораторная работа 1

! нейный алгоритм

A =

R = LOG(ABS(B))**2 + COS(A)

W = LOG(3.0

Вычисление

зн

Петров А.Н. М-11

Ли

1.5 ; B = -2 Данные

)**2 + COS(B) ачения Z

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

A = 1.5 B = -2.

РЕЗУЛЬТАТ Z = -0.2056E+00

Q = LOG(A)**2 + COS(2 * 3.1415/180)

S(W))/(A * Q)

' B = ',B,' Z = ',Z

Z = R**2 - SQRT(AB

PRINT *,' A = ',A,

END

Вывод

Результаты работы программы приведены ниже (

tran-программе)

7. Basic-программа с использованием функции

п. 6).

6. Макет печати результатов (по For

A = 1.5 B =

. Z =

.20559886

Код исходного модуля Пояснения

' Петров

' Подпрограмма FUNCTION

DATA 1.5,-2

RE D A

R = F(ABS(B)

)

(A * Q)

"ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ "

"A= "; A; "B= "; B

= "; Z

Ввод данных

Вы

нных и

та

нкция F

Лабораторная работа 1

А.Н. М-11

A , B

, A)

W = F(3, B)

/ 180Q = F(A, 2 * 3.1415

Z = R ^ 2 - SQR(ABS(W)) /

PRINT TAB(3);

RINT TAB(5); P

PRINT "РЕЗУЛЬТАТ Z

END

! Функция F

UNCTION F (X, Y) F

F = LOG(X) ^ 2 + COS(Y)

END FUNCTION

зов

кции F фу

ывод В

ад

результа

уФ

ения Z можПримечание. Вычисление знач

ратора (должно быть набрано од

но предс д-

н ной строкой):

= F(ABS(B), A) ^ 2 - SQR(ABS(F(3, B)))

3.1415 / 180))

тавить и в виде о

ого опе

Z /

(A * F(A, 2 *

Однако при его написании легко допустить ошибки, чащ сего – несоответ-

е в

твие скобок.

8. Basic-программа без использования функции

Код исходного модуля Пояснения

' Лабораторная работа 1

' тров А.Н. М-11

Пе

' ине

B="; B ; " Z="; Z

я Z

йный алгоритм Л

A = 1.5: B = -2

R = LOG(ABS(B)) ^ 2 + COS(A)

(2 * 3.1415 / 180)

)) / (A * Q)

Данные

Вычисление

ачени

W = LOG(3) ^ 2 + COS(B)

Q = LOG(A) ^ 2 + COS

Z = R ^ 2 - SQR(ABS(W

RINT "A="; A; " P

END

зн

ывод

Лабораторная работа 2

Вычисление значения величины, заданной

дивидуальные варианты – табл. 4.2.

Составить програм задачи:

в виде ветвления.

в форме ветвления

нИ

1. Задание

му решения следующей

Вычислить значение величины Z, заданной

[

]

⎪

⎧

≤⋅−

0;ии)!2(

0;ипри)!,max(·,max

bb<akab

>bb<akaba

Вычисление факториала и наибольшего значения оформить в

виде двух функций.

⎪

⎩

≠≥−⋅ 1.ипри)!(

bbakba

⎪

⎨

≥⋅ ипри!)2( bba+kb+a

пр

Исходные данные и расчет значения искомой величины Z для

каждой из четырех ветвей приведены ниже.

Исходные данные Формула для Z Значе е Z ни

A B

2 4 3 max[A, B ·max(A, K!)] 24

– 2 – 1 1 B – A·(2·K!) 3

2 1 2 A + B·(K + 2)! 26

5 4 2

A·B – (K )! – 4

2. Решение

ля расчета в числение

может потребоват я в четыре наибольшего

значения – ажд

орм вычисление факт кцию с имен ,

процедуру реде ния наибол величин в функцию

ZMAX.

итм подпрограммы – типовой циклический алгоритм вы-

числения целых чисел в интервале [1..M], описывае-

мы

Очевидно, что д еличины Z вы факториала

ьс х местах, а нахождение

дв ы.

Оф им ориала в фун

ьш х

ем FK

оп ле ей из дву

Функция

Формальный параметр функции:

• Целочисленная переменная M.

Результат:

• Значение факториала.

Таким образом, заголовок функции будет иметь вид –

FK(M).

Алгор

произведения

й формулой:

.21! =i=M ⋅⋅

∏

⋅⋅⋅⋅

ная I (рис. 2.2).

Параметр цикла – перемен

Обозначения переменных в функции FK

I Параметр цикла

P Текущее значение произведения

M Конечное значение параметра цикла, параметр функции

FK Имя функции (возвращаемое значение факториала)

Функция определения наибольшей из двух величин ZMAX

Формальные параметры функции:

• Вещественные переменные X,Y.

• Наибольше

Таким образ ет иметь вид –

ZMAX

лг ру и со-

стоит и

Результат:

е значение.

ом, заголовок подпрограммы буд

(X,Y).

А оритм подпрограммы имеет разветвленную структу

з двух ветвей (рис. 2.2).

Обозначения переменных в подпрограмме ZMAX

X, Y Сравниваемые значения, параметры функции

R омежуточная величина) Текущее значение максимума (пр

ZMAX Имя функции (возвращаемое значение максимума)

Основная программа

лгоритм основнойА программы имеет разветвленную структуру

и с

тановке задачи. Ветвь определяет

пут («маршрут») следования вычислительного процесса в соот-

ветствии с п ования про-

цесса для каж

ов в схеме

алгоритма

остоит из четырех ветвей (см. рис. 2.2). Каждая ветвь соответст-

вует одному из условий в пос

роверяемым условием. «Маршруты» след

дой из ветвей приведены ниже.

Ветвь Условие Формула для Z

Марш

номера блок

рут

1 A < B B > 0 max(A,B·max(A,K!)) 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 10

2 A < B B <= 0 B – A·(2·K!) 1 – 2 – 3 – 6 – 10

3 A >= B B = 1 A + B·(K + 2)! 1 – 2 – 7 – 8 – 10

4 A >= B B <> 1 A·B – (K

)! 1 – 2 – 7 – 9 – 10

В основной программе осуществляется:

• вод исходных данных – значений A, B, K.

• Проверка условий и вычисление значения искомой величины Z

в соответствии с заданным условием.

• Вывод данных и результата – значения Z (макет . 5).

ма ал представ .2.

печати – п

Схе горитма лена на рис. 2

A, B, K

Начало

Z = ZMAX(A, B·Z)

A < B

Да

Нет

B = 1

Да

B > 0

Да

Z = B - A·FK(2·K)

Z = A·B - FK(K )

Z = A + B·FK(K + 2)

A, B, K, Z

Останов

FK(M)

P = 1

P = P · I

I= 2, M

Выход

FK = P

Нет

Конец цикла по I

Основная программа

Функция FK

Z = ZMAX(A, FK(K))

ZMAX (X, Y)

R = X

Выход

ДаНет

Y > R

2 3

Функция ZMAX

R = Y

ZMAX = R

Рис. 2.2. Схема алгоритма к лабораторной работе 2

«Вычисление значения величины, заданной в форме ветвления»

Обращение к функции FK в основной программе выполняется

четыре раза:

Факториал Вызов функции FK

K! FK(K)

(2·K)! FK(2·K)

(K + 2)! FK(K + 2)

)! FK(K

)

Обращение к функции ZMAX в основной программе выполня-

ется дважды:

Формула Вызов функции ZMAX

max(A, K!) ZMAX(A, FK(K))

max(A,B·max(A, K!)) ZMAX(A, B*Z)

Внимание!

При каждом конкретном наборе значений A, B, К будет выпол-

няться только одна ветвь. Поэтому для проверки всех ветвей алго-

ритма необходимо поочередно ввести исходные данные для каждо-

го из четырех вариантов (макет печати – п. 5).

Обозначения переменных в основной программе

A, B, K Исходные данные

Z Результат, искомая величина

3. Листинг Fortran-программы

Код исходного модуля Пояснения

! Лабораторная работа 2

! Петров А.Н. М-11

! Процедура FUNCTION

REAL

INTE

PRINT *,' Введите А,В,К '

Основная

программа

Ввод

:: A,B,Z

GER :: K