Комп'ютерне моделювання руху тіл
Кравченко Валерія
9 клас
2005
Вступ
В
даний час, з причини великого використання комп'ютерів на виробництві та в
обчислювальних процесах, ставиться завдання прищеплення навичок використання
комп'ютерів глибше, ніж це достатньо для звичайного користувача, обмеженого знанням програм
Windows і Office.
Існуюче
велика кількість мов програмування в значній мірі потіснили позиції мови
програмування БЕЙСІК (BASIC). Проте, даний мова і сьогодні дозволяє
вирішувати завдання професійного рівня. У той же час простота розуміння і
доступність його використання дозволяє застосувати його як на комп'ютерах
старого класу, так і сучасних потужних
машинах (P-III, P-IV).
Таким
чином, дана робота має на меті показати можливості використання мови
БЕЙСІК для вирішення математичних (професійних) завдань в умовах навчання
учнів середніх шкіл та професійних училищ, і може бути включена в
як навчальний посібник по загальтехнічної підготовки учнів з основ
інформатики та обчислювальної техніки.
Одним
з видів підготовки фахівців різних професій є практичні
знання. Крім придбання практичних
навичок вони повинні розвивати узагальнене мислення, тому що без цього неможливо
навчити майбутніх фахівців самих різноманітних прийомів вирішення технічних
завдань.
Підготовка
задач до розв'язання на комп'ютері багато в чому сприяє розвитку абстрактного
мислення, пов'язаного з формалізацією завдань, розробці алгоритмів і програм. У
роботі використаний приклад рішення типової задачі з максимальним використанням
наочності і простоти керування, з використанням стандартної програми
Qbasic.
Процес
підготовки та розв'язання задач на комп'ютері є поки досить складним
і трудомістким вимагає виконання цілого
ряду етапів:
постановка
задачі;
математична
формулювання завдання;
вибір
чисельного методу обчислення;
розробка
алгоритму розв'язання задачі;
написання програми;
введення
в програми і вихідних даних;
налагодження
програми;
рішення
завдання на комп'ютері.
Дана послідовність характерна для
вирішення кожного завдання. Однак у процесі підготовки кожен етап може мати
більш-менш виражений характер. Виконання етапів у процесі підготовки
завдання носить характер послідовного наближення, так як уточнення завдання
на наступному етапі призводить до необхідності повернення до попереднього і
повторного виконання наступних етапів.
Враховуючи
те, що основна маса сучасних користувачів мають вік 15-30 років і
зовсім недавно обзавелися домашнім
комп'ютером, не володіють великою старанністю, і часто не замислюються над
тим, що з чого береться, то більш глибоке розгляд етапів підготовки
вирішення завдань є недоцільним. Тому безпосередньо перейдемо до
розгляду питань роботи на мові програмування БЕЙСІК. Для більшої
наочності і кращого розуміння як приклад складемо програму для
рішення задачі з механіки з підручника
фізики 10 класу [4]. При цьому
складання програми розіб'ємо на кілька етапів постійно нарощуючи і
розкриваючи можливості мови БЕЙСІК.
1. Етап перший. Знайомство.
Запуск
програми здійснюється файлом qbasic.exe. Якщо під час першого запуску видається
повідомлення про помилку в pif-файлі, то необхідно в ньому (qbasic. pif) прописати
шлях установки програми Qbasic, а взагалі простіше видалити сам файл
qbasic.pif. Не забудьте перед запуском
програми в Властивостях файлу qbasic.exe
вказати сумісність з встановленою системою та встановити Повноекранний
режим.
В
мовою БЕЙСІК використовуються такі символи:
1)
Буква латинського алфавіту від A до Z.
2)
Цифра від 0 до 9.
3)
Спеціальні символи: + - */¬. ,:
; () => < '
4)
Ключові слова:
LET -
нехай, READ-введення, DATA-дані, DIM-розмірність, PRINT-виведення, STOP-зупинка,
END-кінець, TO-к, STEP-крок, GOTO-перейти, NEXT-кінець циклу, INPUT-вод з
екрана, DEFFN-визначення функції, REM-коментар, FOR-для, IF-якщо,
GOSUB-перехід до під програмі, RETURN-повернення.
5)
знаки операцій:
а)
арифметичні: + (додавання), - (віднімання), * (множення),/(ділення), ¬ або ^
(піднесення до степеня);
б)
відносини:> (більше), <(менше), = (дорівнює), <> або> <(не
дорівнює),> = (більше дорівнює), <= (менше одно).
Приклади
записи [3] представлені в таблиці 1.
Табл.1
Числа
Запис на Бейсік
2
0,65
-11,426
2,6 .104
0,00081
2
0.65 або .65
-11.426
2.6Е4
0.81Е-3 або .81 Е-3
Математична
на Бейсік
ax2 + b
c-
A * X ^ 2 + B
або
A * X * X + B
C - SQR (T ^ 3 + 1)
(A * SIN (X) + B)/(C + D)
Стандартні
функції [6]:
Математична запис
Запис на Бейсіку
| x |
sin x
cos x
tg x
arctg x
ex
ln x
log2 x
lg x
ціла частина хзнак г (1 при х> 0, 0 при х = 0, -1 при x <0) квадратний корінь з х
кількість символів а $ вибирає з a $ n символів, починаючи з
первоговибірает з a $ n символів, починаючи з m-говибірает n символів а $, починаючи з
последнегопреобразует число до символьному
відуопределяет числове значення а $ визначає код першого символу а $ вказує
номер позиції для виведення
наступного елемента в списку
виведення оператора PRINT
висновок n прогалин,
використовується в списку
виведення оператора PRINT
видає випадкове число з
инте
рвала (0,1)
ABS (x)
SIN (x)
COS (X)
TAN (x)
ATN (x)
EXP (x)
LOG (x)
LOG2 (x)
LOG10 (x)
INT (x)
SGN (x)
SQR
(x)
LEN (а $)
LEFT $ (a $, n)
MID $
(a $, m, n)
RIGHT $ (a $, n)
STR $ (x)
VAL (a $)
ASC
(a $)
TAB (n)
SPC (n)
RND [(x)]
Відкриємо Qbasic
і запишемо для проби кілька рядків:
a = 2
b = 3
c = 5
k = (a + b) * c
PRINT k
Після
введення RunStart, отримали результат 25. Повправлявшись з різними величинами
змінних і арифметичними діями з'ясовуємо, що зручно обчислювати значення
функції змінюючи значення змінних.
Для
зручності розгляду візьмемо звичайне завдання з підручника фізики, де потрібно
визначити дальність польоту і час польоту тіла кинутого з якоюсь початковій
швидкістю V0 під кутом до горизонту
