Основы программирования: Методические указания к лабораторным работам по курсу «Информатика»

программирования бывает необходимо записывать результаты вычислений в текстовый файл. Это может быть сделано для того, чтобы передать затем эти данные из текстового файла в другое приложение с целью их последующей обработки. Также данные из текстового файла могут быть считаны для последующего их использования в программе. Для подобных операций записи и чтения в Pascal существуют специальные команды. Рассмотрим пример программы, с последующим комментарием.

Program ReadWrite;

Uses crt;

Var a,b:real;

File:text;

Begin

Write(‘Введите число’);

Readln(a);

b:=2*a;

Assign(Fail,’D:\data.txt’);

Rewrite(File);

Writeln(File,‘Ответ: b=’,b:2:3);

Close(File);

End.

При работе с текстовым файлом появляется новая переменная (File) формата text. Перед записью данных устанавливается связь переменной File с конкретным файлом на компьютере с помощью команды Assign. Последующая команда Rewrite перезаписывает указанный файл или создает его заново, если такого нет по указанному пути. При записи в команде вывода Write в начале указывается, что вывод будет осуществляться в переменную File, а, следовательно, в файл data.txt. Работа с файлом заканчивается командой Close.

Дополнительно существует команда Append, которая позволяет добавлять данные в уже имеющийся файл без его перезаписи.

При чтении данных из файла вместо команды Write используется команды Read.

3. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ

3.1 Линейный алгоритм

Пример 1. Определить мощность главных двигателей судна для обеспечения скорости хода 20 узлов, если известно сопротивление воды движению судна и пропульсивный КПД установки.

,

где N – мощность главных двигателей, л.с.; R – сопротивление воды движению судна, кг; V – скорость хода, уз; h – пропульсивный КПД установки.

Рисунок 1 – Блок схема линейного алгоритма

Программа:

Program Primer1;

Uses Crt;

Var N,V,R,KPD:real;

Begin

Write(‘Введите сопротивление воды движению судна, кг:’);

Readln(R);

Write(‘Введите скорость хода судна, уз:’);

Readln(V);

Write(‘Введите пропульсивный кпд установки:’);

Readln(KPD);

N:=0.515*R*V/(75*KPD);

Writeln(‘Мощность главных двигателей N=’, N:1:3);

Readkey;

End.

3.2 Разветвляющийся алгоритм

Пример 2. Составить блок-схему алгоритма вычисления угла перекладки руля судна в произвольный момент времени. Характер изменения угла перекладки руля изображен на рис. 2.

Рисунок 2 – Характер изменения угла перекладки руля

Программа:

Program Primer2;

Uses Crt;

Var a1,t,t1,t2,t3:real;

Begin

Write(‘Введите параметр t1:’);

Readln(t1);

Write(‘Введите параметр t2:’);

Readln(t2);

Write(‘Введите параметр t3:’);

Readln(t3);

Write(‘Введите время t:’);

Readln(t);

Write(‘Введите значение угла alfa1, уз:’);

Readln(a1);

If t<t1 then a:=a1*t/t1 else

If t<t2 then a:=a1 else

If t<t3 then a:=a1*(t3-t)/(t3-t2) else a:=0;

Writeln(‘Угол перекладки руля alfa=’, a:1:3);

Readkey;

End.

Блок-схема алгоритма вычисления угла перекладки руля судна в произвольный момент времени представлена на рис. 3.

Рисунок 3 – Блок-схема разветвляющегося алгоритма

Дополнительно рассмотрим несколько вариантов написания команды условия в зависимости от вида блок-схемы (рис.4 – рис.6). В данных примерах показаны записи команд от самой краткой до самой полной.

Рисунок 4 – Условие с действиями на одной (а) и двух ветках (б)

Команда (вариант а):

If x<0 then y:=2+x;

Команда (вариант б):

If x<0 then y:=2+x else y:=sqr(x);

Рисунок 5 – Взаимное расположение условий:

последовательное (а) и вложенное (б)

Команда (вариант а):

If x<0 then y:=2+x;

If x<=2 then y:=sqr(x);

Команда (вариант б):

If x<0 then y:=2+x else

If x<=2 then y:=sqr(x) else y:=x-1;

Рисунок 6 – Условие с двумя действиями на каждой ветке

Команда:

If x<0 then

begin

y:=2+x;

z:=5-x;

end

else

begin

y:=sqr(x);

z:=x*x*x;

end;

Последняя запись представляет собой полный вариант написания команды условия (см. п.2.5). Парная команда begin-end в команде условия If применяется, когда на какой-либо ветке имеется два и более действия. При этом под действиями подразумеваются не только формулы, но и, например, ввод данных, вывод на экран, циклы, другие условия и т.д.

3.3 Циклический алгоритм

Пример 3. Составить алгоритм решения задачи извлечения квадратного корня из действительного положительного числа, основанный на построении монотонной последовательности, сходящейся к корню.

Для решения задачи используем рекуррентную формулу, т.е. формулу, позволяющую выразить (n+1)-й член последовательности через значение её предыдущего члена по формуле

,

Условием окончания процесса является выполнение неравенства , где e -характеризует требуемую точность вычислений.

Так как число членов последовательности заранее неизвестно, то в данном примере необходимо использовать цикл с неизвестным числом повторений (см. п.2.6). Блок-схема вычисления квадратного корня из действительного числа представлена на рис. 7.

Программа:

Program Primer3;

Uses Crt;

Var a,e:real;

X:array [1..100] of real;

Begin

Write(‘Введите число, для которого вычисляется корень:’);

Readln(a);

Write(‘Введите значение первого члена последовательности:’);

Readln(X[1]);

Write(‘Введите величину погрешности:’);

Readln(e);

n:=1;

Repeat

X[n+1]:=0.5*(X[n]+a/X[n]);

Z:=abs(X[n+1]-X[n]);

n:=n+1;

Until Z<=e;

Writeln(’Значение корня заданного числа’,X[n+1]:2:3);

Readkey;

End.

Пример 4. Составить блок-схему алгоритма численного интегрирования определенного интеграла методом трапеций.

Как известно, вычисление определенного интеграла сводится к вычислению площади криволинейной трапеции, ограниченной функцией f(x), осью абсцисс и прямыми линиями  и  (рис. 8) по формуле

Приближенное значение этой площади легко вычисляется, если