Программирование вычислительных процессов на языке BASIC

Составление схемы алгоритма и программы для построения графика временной функции, работающей как в машинном, так и в реальном времени. Пример вычисления степенного ряда с помощью схемы Горнера. Описание переменных программы, листинг, процедуры и функции.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

Задание

Выбор и обоснование методов решения

Переменные программы

Листинг программы

Пояснения

График временной функции

Заключение

Список использованной литературы

Введение

С развитием промышленности возникает необходимость в автоматизации технологических процессов и производств. На данном этапе развития техники широкое применение находят роботы и робототехнические системы. Для управления производственными процессами в 70-е, 80-е годы стало возможным применение микропроцессорной техники. Развитие различных языков программирования (Fortran, Basic, Assembler, Pascal, C и т.д.) дает возможность разработки и внедрения объемных пакетов прикладных программ для управления сложными технологическими процессами и производствами. Пакеты прикладных программ дают возможность дистанционного управления и контроля сложных процессов с невозможным прямым вмешательством человека. Управляющая система намного быстрее и точнее выполняет поставленные задачи, не требуя при этом времени на отдых. Применение программного управления значительно увеличивает производительность труда. Первоначальные затраты материальных средств на установку и наладку микропроцессорного оборудования в процессе работы быстро окупаются. Это делает выгодным применение систем такого рода в производстве.

Для написания программного обеспечения к микропроцессорному оборудованию подходит язык программирования Basic. Программы, написанные на нем, обладают высокой работоспособностью и не требуют от управляющей машины высоких аппаратных качеств. Они позволяют провести расчет параметров системы, как в машинном, так и в реальном времени.

Задание

Составить схему алгоритма и программу для построения графика временной функции, работающую как в машинном, так и в реальном времени. Реальное время в диапазоне () формируется таймером в виде программного модуля с метками , называемыми временем квантования.

При вычислении функции использовать алгоритм Горнера.

Функция:

, где время изменяется от до .

.

- корень нелинейного уравнения , которое надо ре-шить методом простых итераций с точностью , при начальном зна-чении корня лежащем в диапазоне .

- сумма корней квадратного уравнения , при .

Коэффициенты:

Выбор и обоснование методов решения

В соответствии с заданием выбираем методы решения задач.

Для нахождения корня нелинейного уравнения используем метод простых итераций.

Этот метод основан на основе попадания в -окрестность модуля разности двух последовательно приближенно вычисленных корней и . Подробнее см. листинг программы. В этом случае нелинейное уравнение считают решенным с заданной степенью точности.

Для вычисления функции используем алгоритм Горнера (схему Горнера).

Схема Горнера применяется для вычисления степенных рядов. Схема Горнера представляет собой рекуррентную формулу, по которой вычисляется значение функции в каждый момент времени.

Пример вычисления степенного ряда с помощью схемы Горнера.

Вычислим функцию в точке при помощи схемы Горнера.

Для этого составим следующую программу на языке Basic:

T=2

Y=1

FOR I=1 TO 4

Y=Y*T+a(I)

NEXT I

PRINT Y

В результате работы данной программы будет вычислена функция в точке , а результат будет выведен на экран.

Переменные программы

Имя переменной	Коэффициент	Пояснения
A	a	Коэффициент функции
B	b	Коэффициент функции
C	c	Коэффициент функции
A1	a1	Коэффициент квадратного уравнения
B1	b1	Коэффициент квадратного уравнения
C1	c1	Коэффициент квадратного уравнения
g	g	Корень нелинейного уравнения
d	d	Сумма корней квадратного уравнения

Листинг программы

DECLARE SUB Delay (Time!)

DECLARE FUNCTION BaseF! (K!)

DECLARE FUNCTION Range! (K!, Range!)

DECLARE SUB Scale (A!, B!, C!, MaxT!, Tkv!)

DECLARE SUB Grid ()

DECLARE SUB MessageBox (Message$)

DECLARE SUB MainRef (MenuItem!)

DECLARE SUB Text ()

DECLARE SUB StData ()

DECLARE SUB Main ()

DECLARE SUB DataOut ()

DECLARE SUB DataIn ()

DECLARE SUB Outro ()

DECLARE SUB Work (Time!)

DECLARE FUNCTION RootSum! (A!, B!, C!)

DECLARE FUNCTION Iteration! (XBeg!, XEnd!, Eps!)

DECLARE SUB iNTRO ()

' =======================================

' Curs_Task;

' N23

' =======================================

' ==============Constants================

CONST TConst = 2500: 'Depends from the machine

' ==============Shared Vars==============

COMMON SHARED DataFlag

DataFlag = 0

' ===============Intro===================

CALL iNTRO

' =============Main Screen===============

CALL Main

' ==================END==================

FUNCTION BaseF (K)

'Base function

SHARED A, B, C, d, g

BaseF = ABS(A * K ^ 3 + B * K ^ 2 + C * K + d + g)

END FUNCTION

SUB DataIn

'Task conditions inputing

SHARED TBeg, TEnd, Tkv, XBeg, XEnd, Eps, A, B, C, A1, B1, C1, d, g, DataFlag

SHARED RootsFlag

RootsFlag = 1

SCREEN 12

CLS

PRINT "Введение начальных значений:"

INPUT "tнач. "; TBeg

INPUT "tкон. "; TEnd

INPUT "tквант. "; Tkv

INPUT "Xнач. "; XBeg

INPUT "Xкон. "; XEnd

INPUT "Точность "; Eps

INPUT "A "; A

INPUT "B "; B

INPUT "C "; C

DO

INPUT "A1 "; A1

INPUT "B1 "; B1

INPUT "C1 "; C1

d = RootSum(A1, B1, C1)

LOOP WHILE RootsFlag = 0

g = Iteration(XBeg, XEnd, Eps)

PRINT "Нажмите любую клавишу."

WHILE INKEY$ = ""

WEND

DataFlag = 1

CALL MainRef(1)

END SUB

SUB DataOut

'Table & Task conditions

SHARED TBeg, TEnd, Tkv, XBeg, XEnd, Eps, A, B, C, A1, B1, C1, d, g, DataFlag

SCREEN 12

CLS

LINE (0, 0)-(240, 464), 7, B

FOR I = 0 TO 13

LINE (32, I * 32 + 8)-(232, (I + 1) * 32 + 8), 7, B

NEXT

LINE (112, 8)-(112, 14 * 32 + 8), 7

LOCATE 7, 2: PRINT "П"

LOCATE 8, 2: PRINT "А"

LOCATE 9, 2: PRINT "Р"

LOCATE 10, 2: PRINT "А"

LOCATE 11, 2: PRINT "М"

LOCATE 12, 2: PRINT "Е"

LOCATE 13, 2: PRINT "Т"

LOCATE 14, 2: PRINT "Р"

LOCATE 15, 2: PRINT "Ы"

LOCATE 16, 2: PRINT " "

LOCATE 17, 2: PRINT "З"

LOCATE 18, 2: PRINT "А"

LOCATE 19, 2: PRINT "Д"

LOCATE 20, 2: PRINT "А"

LOCATE 21, 2: PRINT "Ч"

LOCATE 22, 2: PRINT "И"

LOCATE 2, 6: PRINT "Tнач.": LOCATE 2, 16: PRINT TBeg

LOCATE 4, 6: PRINT "Tкон.": LOCATE 4, 16: PRINT TEnd

LOCATE 6, 6: PRINT "Tквант.":...