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

Подождите немного. Документ загружается.

' Функция вычисления суммы SUM

FUNCTION SUM (C(), L, M)

S = 0

FOR I = L TO M

S = S + TAN(C(I) ^ 2)

SUM = S

END FUNCTION

Функция SUM

Цикл

Вычисление

суммы

Примечание. Ввод данных в программе можно «поручить» датчику

случайных чисел (табл. 6.2). Тогда фрагмент программы, осуществляющий ввод-

вывод массивов, будет выглядеть следующим образом:

Код исходного модуля Пояснения

DIM A(4), B(3)

N = 4: K = 3

PRINT " МАССИВ А : ";

FOR I = 1 TO N

A(I)=INT(RND * 5)

PRINT USING " # "; A(I);

PRINT " МАССИВ В : ";

FOR I = 1 TO K

B(I)=INT(RND * 5)

PRINT USING " # "; B(I);

Ввод-вывод

массива А

Ввод-вывод

массива B

5. Макет печати результатов (по Fortran-программе)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

N = 4 K = 3

МАССИВ A: 2. 3. 2. 4.

МАССИВ B: 1. 3. 2.

S1 = 0.7055E+00

S2 = 0.2263E+01

S3 = 0.2164E+01

MAX = 0.2263E+01

РЕЗУЛЬТАТ Z = 0.2968E+01

Лабораторная работа 4

Исследование функции одной переменной,

зависящей от параметра

Индивидуальные варианты – табл. 4.4.

Математические функции – табл. 6.1, 6.2, 6.3.

1. Задание

Составить программу решения следующей задачи.

Вычислить таблицу значений аргумента x и функции

)(

x,f=y

на интервале [Xmin, Xmax] с шагом Δx. Параметр α и

шаг Δx принимают два набора значений: (α

, Δx

) и (α

, Δx

x|x|=y

αα

cos−

Протабулировать функцию и найти ее наименьшее и наиболь-

шее значение.

При составлении программы предусмотреть использование про-

цедуры.

Исходные данные:

Xmin Xmax α

Δx

0 1 1 1,5 0,5 0,25

Результаты выдаются в виде двух таблиц (макет печати – п. 5).

)(

x,f=y

Вычислим значения функции в начальной и конеч-

ной точке интервала [Xmin, Xmax]:

Контрольные точки

нк

ия Y

Аргумент X

)(

x,f )(

x,f

Xmin 0 – 1 – 1

Xmax 1 0,708 1,495

2. Решение

Оформим в процедуру с именем TB табулирование функции

)(

x,f=y

на интервале [Xmin, Xmax] с шагом ΔX, а также вы-

числение ее наименьшего и наибольшего значения.

Очевидно, что в процессе решения задачи табулирование функ-

ции на заданном интервале необходимо выполнить дважды:

• с шагом Δx

– при α = α

;

• с шагом Δx

– при α = α

Величины Δx и α меняются при повторном вызове подпро-

граммы, поэтому их мы передадим как параметры. Величины

Xmin, Xmax не меняются, их мы сделаем глобальными.

Процедура TB

Формальные параметры процедуры

Входные параметры:

• Вещественная переменная A (α – параметр функции

)(

x,f

• Вещественная переменная DX (ΔX – шаг изменения аргу-

мента X).

Глобальные переменные:

• Вещественные переменные XMIN, XMAX (Xmin, Xmax –

начало и конец интервала табулирования).

Результат работы процедуры:

• Вычисление и вывод таблицы значений аргумента и функ-

ции, а также искомых величин (макет печати – п. 5).

Выходных параметров нет, так как все результаты печатаются в

процедуре и в основную программу не передаются.

Таким образом, заголовок процедуры имеет вид –

TB(A, DX).

Алгоритм подпрограммы – циклический алгоритм с парамет-

ром цикла I. Используется типовой алгоритм табулирования функ-

ции и поиска её наименьшего и наибольшего значения (рис. 2.4).

Обозначения переменных в процедуре TB

XMIN Начальное значение аргумента Х

XMAX Конечное значение аргумента Х

DX (в схеме – Δx) Шаг изменения аргумента Х

N Количество интервалов табулирования

(число точек на единицу больше)

I Параметр цикла

X, Y Текущие значения аргумента и функции

A (в схеме – α) Значение параметра функции

YMIN, YMAX Наименьшее и наибольшее значение функции

Основная программа

В основной программе осуществляется:

• Ввод-вывод значений исходных данных.

• Обращение к процедуре TB для табулирования функции

)(

x,f

на интервале [Xmin, Xmax], а также вычисления ее

наименьшего и наибольшего значения.

Параметр α Шаг ΔX Вызов процедуры TB

ΔX

TB(α

, ΔX

)

ΔX

TB(α

, ΔX

)

Переменные, используемые в основной программе, приведены

ниже.

Обозначения переменных в основной программе

XMIN Начальное значение аргумента X

XMAX Конечное значение аргумента X

DX1, DX2 (Δx

, Δx

) Шаг изменения аргумента X

A1, A2 (α

, α

) Значение параметра α

Схема алгоритма представлена на рис. 2.4.

3. Листинг Fortran-программы

Код исходного модуля Пояснения

! Лабораторная работа 4

! Петров А.Н. М-11

! Процедура SUBROUTINE

IMPLICIT REAL (A,D,X)

COMMON XMIN,XMAX

REAL :: XMIN, XMAX

REAL :: A1 = 1, A2 = 1.5

REAL :: DX1 = 0.5, DX2 = 0.25

XMIN = 0; XMAX = 1

PRINT 1, XMIN,XMAX,A1,A2,DX1,DX2

1 FORMAT(6X,' ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ '/1X, &

' XMIN = ',F2.0,' XMAX = ',F2.0, &

' A1 = ',F2.0/1X,' A2 = ',F3.1, &

' DX1 = ',F3.1,' DX2 = ',F4.2)

CALL TB(A1,DX1)

Основная

программа

Глобальные

переменные

Задание

исходных

данных

Вывод

исходных

данных

Вызов

PAUSE'нажмите ENTER для продолжения'

CALL TB(A2,DX2)

END

! Подпрограмма табулирования TB

SUBROUTINE TB(A,DX)

п/п TB

П/п TB

Рис. 2.4. Схема алгоритма к лабораторной работе 4

«Исследование функции одной переменной, зависящей от параметра»

COMMON XMIN,XMAX

REAL :: A,DX,X,Y

REAL :: XMIN,XMAX,YMIN,YMAX

INTEGER :: I,N

YMIN = 1E37 ; YMAX = -1E37

PRINT '(6X, " A = ",F4.2)', A

PRINT *, ' ТАБЛИЦА '

PRINT *, ' X Y '

N = (XMAX-XMIN)/DX

DO I = 0, N

X = XMIN + I*DX

Y = A * SQRT(ABS(X)) &

- COS(A * X)**2

PRINT '(3X,F4.2,5X,E11.4)',X,Y

IF(Y < YMIN) YMIN = Y

IF(Y > YMAX) YMAX = Y

END DO

PRINT 4, YMIN,YMAX

4 FORMAT(1X,' Ymin = ',&

E11.4/1X, ' Ymax = ',E11.4)

PRINT *,'**********************'

END SUBROUTINE

Вывод α и

заголовка

таблицы

Целочислен-

ный цикл

Вывод X,Y

Вычисление

YMIN,YMAX

Вывод

значений

YMIN,YMAX

Результаты работы программы представлены ниже (п. 5).

4. Листинг Basic-программы

Код исходного модуля Пояснения

' Лабораторная работа 4

' Петров А.Н. М-11

' Подпрограмма SUB

COMMON SHARED XMIN, XMAX

DATA 0,1,1,1.5,0.5,0.25

READ XMIN, XMAX, A1, A2, DX1, DX2

CLS

PRINT TAB(13); " ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ "

" XMIN = ";XMIN; " XMAX = ";XMAX

" A1 = "; A1; " A2 = "; A2

" DX1 = "; DX1; " DX2 = "; DX2

CALL TB(A1, DX1)

" Нажмите любую клавишу "

A$ = INPUT$(1)

CALL TB(A2, DX2)

END

Основная

программа

Глобальные

переменные

Ввод

данных

Вывод

исходных

данных

Вызов

п/п TB

П/п TB

Вывод α и

заголовка

Целочисленны

й цикл

Вывод X,Y

Вычисление

YMIN,YMAX

Вывод

YMIN,YMAX

' Подпрограмма табулирования TB

SUB TB (A, DX)

YMIN = 1E37 : YMAX = -1E37

PRINT USING

" A = #.# "; A

" X "; SPC(9); " Y "

N = (XMAX - XMIN) / DX

FOR I = 0 TO N

X = XMIN + I * DX

Y = A*SQR(ABS(X)) - COS(A*X)^2

PRINT USING

" #.## "; X;

PRINT USING

"##.####^^^^ "; Y

IF Y < YMIN THEN YMIN = Y

IF Y > YMAX THEN YMAX = Y

NEXT I

PRINT USING "Ymin = ##.####^^^^ ";YMIN

PRINT USING

"Ymax = ##.####^^^^ ";YMAX

PRINT STRING$(50,

" * ")

END SUB

5. Макет печати результатов (по Fortran-программе)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

XMIN = 0. XMAX = 1. A1 = 1.

A2 = 1.5 DX1 = 0.5 DX2 = 0.25

A = 1.00

ТАБЛИЦА

X Y

0.00 -0.1000E+01

0.50 -0.6304E-01

1.00 0.7081E+00

Ymin = -0.1000E+01

Ymax = 0.7081E+00

**********************

A = 1.50

ТАБЛИЦА

X Y

0.00 -0.1000E+01

0.25 -0.1158E+00

0.50 0.5253E+00

0.75 0.1113E+01

1.00 0.1495E+01

Ymin = -0.1000E+01

Ymax = 0.1495E+01

*********************

Лабораторная работа 5

Вычисление координат искомой точки

Индивидуальные варианты – табл. 4.5.

1. Задание

Составить программу решения следующей задачи:

На плоскости (X, Y) заданы точки {M

, Y

), …, M

, Y

)}.

Найти точку M(X*, Y*), координаты которой определяются сле-

дующим образом:

• абсцисса – как отношение произведения отрицательных

абсцисс заданных точек к их количеству,

• ордината – как отношение произведения отрицательных

ординат заданных точек к их количеству.

При составлении программы предусмотреть использование

процедуры.

Для выполнения лабораторной работы необходимо:

1. Задать численные значения элементов массива X и Y –

координат точек {M

, Y

), …, M

, Y

)} в соответст-

вии с постановкой задачи.

Выполнить ручной расчет координат искомой точки –

значений абсциссы X* и ординаты Y*.

Представить заданные и искомую точки графически в

плоскости (X, Y).

Исходные данные:

N – количество точек, N = 5.

Массивы абсцисс (X

, …, X

) и ординат (Y

, …, Y

) заданы в

соответствии с постановкой задачи (в данном случае это означает,

что есть отрицательные элементы).

Абсциссы точек

4 0

−2

Ординаты точек

−1

−2 −3

Ниже приведен расчет координат искомой точки M(X*, Y*):

)2()2(

−⋅−

⋅

= ;

)3()2()1(

YYY

542

−=

−⋅−⋅−

⋅

Графическое представление точек:

2. Решение

Очевидно, что искомую величину – отношение произведения

отрицательных элементов массива к их количеству – необходимо

вычислять дважды – для массива X и массива Y.

Поэтому оформим данный алгоритм в процедуру с именем PD.

Процедура PD

Формальные параметры

Входные параметры процедуры:

• Массив с именем Z – вещественного типа.

Выходной параметр процедуры:

• Вещественная переменная REZ (искомая величина).

Глобальные переменные:

• Целочисленная переменная N (размер массива, количество

точек).

М*