Численные методы

Министерство образования и науки РФ

Коломенский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Инженерно-технологический факультет

Кафедра «Управления, информатики и вычислительной техники»

 

“УТВЕРЖДАЮ”

Зав. кафедрой УИВТ

___________________

_____________2013г.

 

Численные методы

Методические указания к лабораторным работам

 

 

для специальности

220201 - «Управление и информатика в технических системах»

 

Коломна, 2013

Министерство образования и науки РФ

Коломенский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Инженерно-технологический факультет

Кафедра «Управления, информатики и вычислительной техники»

 

 

«УТВЕРЖДЕНО»

Учебно-методическим

Советом КИ (ф) МГОУ

Председатель Совета

___________________

______________ 2013 г.

 

 

Численные методы

Методические указания к лабораторным работам

 

Специальность

220201 - «Управление и информатика в технических системах»

 

 

Коломна , 2013

  УДК 004.4 ББК 32.97 П 78   Печатается в соответствии с решением учебно-методического совета… Численные методы: Методические указания к лабораторным работам для студентов… Методические указания составлены в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего…

Содержание

 

Введение. 5

Лабораторная работа №1 «Организация Windows-приложения в Delphi с использованием визуальных компонентов классов: TEdit, TLabel, TMemo, TButton. Программирование интерполяционных алгоритмов». 7

1. 1. Краткие сведения из теории. 7

1.1.1. Понятия аппроксимации и интерполяции. 7

1.1.2. Вычисление многочленов по схеме Горнера. 11

1.2. Выполнение работы.. 12

1.3. Контрольные вопросы.. 14

 

Лабораторная работа № 2 «Программирование алгоритмов решения дискретных моделей на примерах задач численного интегрирования. Организация Windows-приложения с использованием объектов классов TImage, TPanel для оформления визуальной части проекта. Использование блоков защиты фрагментов программ try…except, try…finally» 15

2.1. Краткие сведения из теории. 15

2.1.1. Метод прямоугольников. 16

2.1.2. Метод трапеций. 16

2.1.3. Метод Симпсона. 17

2.1.4. Алгоритм автоматического выбора шага. 20

2.2. Выполнение работы.. 20

2.3. Контрольные вопросы.. 22

 

Лабораторная работа № 3 «Программирование с использованием визуальных компонентов для табличного представления матричных структур. Реализация в Delphi прямых и итерационных алгоритмов решения СЛАУ, их приложения». 23

3.1. Краткие сведения из теории. 23

3.1.1. Обзор методов решения систем решения линейных алгебраических уравнений 23

3.1.2. Метод Гаусса. 24

3.1.3. Метод Гаусса-Зейделя. 29

3.2. Выполнение работы.. 33

3.3. Контрольные вопросы.. 34

 

Лабораторная работа №4 «Использование графики в Delphi. Организация меню в приложении. Программирование итерационных алгоритмов решения нелинейных уравнений». 35

4.1. Краткие сведения из теории. 35

4.1.1. Метод бисекции. 35

4.1.2. Метод хорд. 37

4.1.3. Метод касательных. 37

4.1.4. Метод простой итерации. 38

4.2. Выполнение работы.. 38

4.3. Контрольные вопросы.. 39

 

Лабораторная работа №5 «Организация многооконного приложения в Delphi для решения о.д.у. одношаговыми разностными методами. Программная работа с файлами данных» 40

5.1. Краткие сведения из теории. 40

5.1.1. Метод Эйлера. 41

5.1.2. Метод Эйлера с пересчётом. 43

5.1.3. Метод Рунге-Кутта. 44

5.1.4. Решение дифференциальных уравнений высшего порядка. 46

5.2. Выполнение работы.. 47

5.3. Контрольные вопросы.. 49

 

Справка по работе с основным набором визуальных компонентов Delphi, требуемых при выполнении лабораторных работ. 51

TLabel 51

TEdit 52

TButton. 53

TCheckBox. 54

TRadioButton. 54

TMemo. 55

TListBox. 56

TComboBox. 56

Компонент Окно выбора файла (TOpenDialog) 57

Компонент Окно сохранения файла (TSaveDialog) 58

TStringGrid. 58

TImage. 60

TChart 61

TMainMenu. 63

 

Список использованной литературы.. 64

 

Введение

 

 

Данные методические указания предназначены для студентов, программирующих вычислительные алгоритмы в визуальной среде Delphi. Используются для выполнения лабораторных работ по курсу «Численные методы». Целью предложенного цикла, состоящего из пяти работ, является практическое освоение и программирование студентами методов вычислительной математики и получение базовых навыков визуального программирования. В каждую лабораторную работу включен теоретический раздел «Краткие сведения из теории», в котором кратко описаны изучаемые методы, приведены их алгоритмы, в приложении-справке даны описания по работе с необходимым набором визуальных средств. Алгоритмы имеют представление в виде блок-схемы. По имеющейся блок-схеме студенту предлагается составить, отладить и протестировать программу, написанную на любом языке программирования высокого уровня. Предполагается, что к моменту выполнения данных лабораторных работ студент уже получил определённые навыки программирования в процессе изучения дисциплины «Программирование и основы алгоритмизации».

 

В первой лабораторной работе описаны методы приближения (аппроксимации) функций, заданных таблично и изложен классический алгоритм вычисления значения многочлена – так называемая схема Горнера. Эти две задачи – аппроксимации и вычисления полинома – в соответствии с номером своего варианта и предлагается каждому студенту решить на ПЭВМ. При выполнении работы используется набор простейших визуальных компонентов Delphi.

 

Вторая работа посвящена изучению методов численного интегрирования. Требуется решить две задачи с использованием различных методов для нахождения значения определённого интеграла с заданной точностью. При выполнении этой работы студенты осваивают работу с графическим компонентом класса TImage.

 

Третья работа предназначена для изучения и реализации на ПЭВМ методов решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). В работе описаны и представлены в виде блок-схем по одному представителю каждой группы методов решения СЛАУ. Так же даны в использование дополнительные алгоритмы, повышающие Эффективность работы программ по предложенным методам – поиск ненулевого ведущего элемента и поиск главного элемента. В ряде вариантов предложено решить некоторые задачи линейной алгебры с помощью изложенных методов решения СЛАУ. При программировании студенты осваивают работу с табличным представлением матричных структур в визуальной среде

 

В четвёртой лабораторной работе изложены итерационные методы решения нелинейных уравнений. Каждому студенту предлагается решить одно нелинейное уравнение, предварительно отделив графически его корни. При организации Windows-приложения необходимо изучить работу с графическим инструментарием Delphi и организацию меню в приложении

 

Последняя (пятая) лабораторная работа позволяет изучить и запрограммировать методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений в постановке задачи Коши. Студенту предложены для реализации две задачи, по каждой задаче решение требуется получить в двух представлениях – в виде таблицы и в виде графика, результаты в виде сетки сохранить в файле. При выполнении этой работы студенты осваивают организацию многооконных приложений в Delphi и грамотную организацию интерфейса для него.

 

Лабораторная работа №1

Организация Windows-приложения в Delphi с использованием визуальных компонентов классов: TEdit, TLabel, TMemo, TButton. Программирование…    

Краткие сведения из теории

 

Понятия аппроксимации и интерполяции

На практике распространенным является случай, когда вид связи между аргументом и значением функции неизвестен, а имеется задание этой связи в виде… Весьма важен случай аппроксимации многочленом , (1.1)

Вычисление многочленов по схеме Горнера

При аппроксимации функции, а также в других задачах приходится вычислять значения многочлена (1.1). Если производить вычисления в “лоб”, то при… . (1.9)    

Выполнение работы

 

Исходные данные для выполнения работы

Задача 1 Написать программу для аппроксимации функции, заданной в виде таблицы (таблице… Произвести отладку программы.

Таблица 1.1

x		0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
y	1.763	1.917	2.143	2.362	2.601	3.001	3.477

 

 

Таблица 1.2

Вариант	Аргумент функции x	Вид интерполяции
	0.25	линейная (в явном виде)
	0.65	линейная по Лагранжу
	0.65	квадратичная по Лагранжу
	0.93	квадратичная по Лагранжу
	(0.15, 0.25, 0.5, 0.98)	квадратичная по Лагранжу
	(0.15, 0.25, 0.5, 0.98)	линейная по Лагранжу
	(0.15, 0.25, 0.5, 0.98)	линейная (в явном виде)
	(0.34, 0.65, 0.82)	линейная по Лагранжу
	(0.34, 0.65, 0.82)	квадратичная по Лагранжу

 

 

Таблица 1.3

x		0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8	2.1
y	1.763	1.936	2.264	2.561	2.758	3.067	3.298	3.401

 

 

Таблица 1.4

Вариант	Аргумент функции	Вид интерполяции
	0.78	квадратичная по Лагранжу
	0.62	линейная в явном виде ()
	0.06, 0.25, 0.39, 0.64	интерполяционная формула Лагранжа
	0.25, 0.37, 0.48, 0.99, 1.06	квадратичная по Лагранжу
	0.35	интерполяционная формула Лагранжа
	0.801	квадратичная по Лагранжу
	0.25, 0.37, 0.78, 0.99, 1.26	линейная в явном виде ()
	0.78	линейная по Лагранжу

 

 

Задача 2

Написать программу (Windows-приложение в Delphi) для вычисления полинома по схеме Горнера (см. свой вариант таблице 1.5).

Отладить программу, используя тестовый пример.

Таблица 1.5

№ п/п	Многочлен
	+3.962

 

Произвести счет программ и оформить работу. Уметь доказать правильность полученных результатов. Защитить работу преподавателю.

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Объясните назначение свойства Text для однострочного и многострочного редактора. Как можно изменить значение этого свойства?

2. Как можно получить заготовку Delphi на процедуру, как реакцию на событие onClick для объекта Batton1?

3. Сформулируйте постановку задачи аппроксимации функций.

4. Понятие интерполяции, как вида точечной аппроксимации. Основное отличие от других способов аппроксимации функций.

5. Каким образом можно повысить точность производимой аппроксимации?

6. Как осуществить глобальную интерполяцию заданной табличной функции?

7. С какой целью при программировании вычислений значений полиномов применяют схему Горнера?

 

Лабораторная работа № 2

 

Программирование алгоритмов решения дискретных моделей на примерах задач численного интегрирования. Организация Windows-приложения с использованием объектов классов TImage, TPanel для оформления визуальной части проекта. Использование блоков защиты фрагментов программ try…except, try…finally

 

 

Цель работы

1. Освоить понятие сходимости в методах дискретизации. Запрограммировать и отладить алгоритм для вычисления определенного интеграла с заданной точностью.

2. Изучить работу с графическим компонентом Image и объединяющей панелью Panel , применить их в своем приложении.

3. Научиться использовать блоки try…except, try…finally для защиты фрагментов программ.

 

Краткие сведения из теории

Численное интегрирование применяют в тех случаях, когда интеграл не удается вычислить в аналитическом виде или когда этот вид достаточно сложен. А… В общем виде задача состоит в нахождении величины .

Метод прямоугольников

По методу прямоугольников кривая подынтегральной функции заменяется ломанной линией, отрезки которой параллельны оси абсцисс. В данном методе… , где . Формула для случая правых прямоугольников:

Метод трапеций

Метод трапеций использует линейную интерполяцию, т.е. график функции представляется в виде ломаной, соединяющей точки . В этом случае площадь всей… , . Складывая все , получаем формулу трапеций для численного интегрирования:

Метод Симпсона

В этом методе кривая подынтегральной функции заменяется кусочно-непрерывной линией, состоящих из отрезков квадратичных парабол, следовательно, в… , . В качестве можно принять интерполяционный многочлен Лагранжа второй степени, проходящий через точки :

Алгоритм автоматического выбора шага

Этот алгоритм используется для достижения необходимой точности () при вычислении определенных интегралов. Повышение точности происходит за счет…     … Рис. 2.2. Блок-схема алгоритма автоматического выбора шага.

Выполнение работы

 

Порядок выполнения работы

1. Написать программу вычисления определенного интеграла в соответствии с номером варианта для своей задачи. 2. Объединить на форме элементы ввода с помощью объекта класса TPanel. 3. Отобразить на форме условие своего примера, применив объект класса TImage.

Исходные данные для выполнения работы

Вычислить определенный интеграл . Варианты заданий помещены в таблице 2.1.

Контрольные вопросы

 

1. Как осуществить вывод изображения в объект класса TImage?

2. Назначение объектов класса TPanel.

3. Объясните понятие "сходимость в методах дискретизации".

4. Объясните назначение оператора on… и организацию правильной последовательности этих операторов в части except.. блока защиты try…except.

5. Дайте графическую интерпретацию каждого из предлагаемых в работе методов численного интегрирования.

6. Как влияет на точность численного интегрирования величина шага интегрирования?

7. Как влияет вид используемой интерполяции на точность получаемого результата?

 

 

Лабораторная работа № 3

 

Программирование с использованием визуальных компонентов для табличного представления матричных структур. Реализация в Delphi прямых и итерационных алгоритмов решения СЛАУ, их приложения

 

 

Цель работы

1. Освоить программирование с визуальными компонентами табличного представления данных (StringGrid) для организации ввода/вывода матричных… 2. Изучение прямых и итерационных методов решения систем линейных… 3. Условия применения каждой группы методов.

Краткие сведения из теории

 

 

Обзор методов решения систем решения линейных алгебраических уравнений

С точки зрения обычной математики система линейных алгебраических уравнений (далее – линейных уравнений) всегда является невырожденной (решение… Методы решения систем линейных уравнений делятся на две группы: прямые и… Прямые методы имеют характерные недостатки, что не всегда делает возможным их применение:

Метод Гаусса

Пусть дана система линейных алгебраических уравнений порядка :   (3.1)

Вычисление определителя

Легко вычисляется определитель треугольной матрицы: он равен произведению ее диагональных элементов. Для приведения матрицы к прямоугольному виду используем прямой ход метода… .

Метод Гаусса-Зейделя

, , где – номер корня, – порядок системы,

Выполнение работы

 

Порядок выполнения работы

1. Изучить методы Гаусса и Зейделя, научиться их программировать по предложенным блок-схемам. 2. Изучить алгоритм поиска ненулевого ведущего элемента. 3. Составить программу в Delphi в соответствии с условием своего варианта. Использовать объект класса TStringGrid для…

Исходные данные для выполнения работы

 

Таблица 3.1

Вариант	Контрольная система	Применяемый метод
		Гаусса для вычисления корней системы
	См. вар.1	Гаусса для вычисления определителя
	См. вар.1	Зейделя с точностью

 

Таблица 3.1 (продолжение)

Вариант	Контрольная система	Применяемый метод
		Гаусса для вычисления корней системы
	См. вар.4	Гаусса для вычисления неизвестных и определителя
	См. вар.4	Гаусса для вычисления определителя
	См. вар.4	Зейделя с точностью
		Зейделя с точностью
	См. вар.8	Гаусса для вычисления определителя
	См. вар.8	Гаусса для вычисления корней системы

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Объясните назначение фиксированной и рабочей областей объектов класса TStringGrid.

2. Какие значения свойств объектов StringGrid вы меняли статически, какие динамически?

3. В чём сущность прямого хода метода Гаусса? Как он применяется для вычисления определителя?

4. Сформулируйте достаточные условия сходимости метода Гаусса-Зейделя.

5. Какие Вы знаете условия выхода из итерационного процесса по методу Гаусса-Зейделя?

6. В каких случаях лучше применять прямые или итерационные методы?

7. Что такое алгоритм поиска ненулевого ведущего элемента и почему при программировании методов возникает необходимость в его применении?

 

Лабораторная работа №4

 

Использование графики в Delphi. Организация меню в приложении. Программирование итерационных алгоритмов решения нелинейных уравнений

 

 

Цель работы

1. Освоить работу с объектами класса TChart.

2. Изучить программную организацию графики с помощью графического инструментария Delphi: Canvas, Pen, Brush.

3. Освоить организацию меню в Windows-приложении средствами Delphi.

4. Изучение и программирование методов уточнения корней нелинейных уравнений (бисекции, хорд, касательных и простой итерации).

5. Анализ сходимости методов.

 

 

Краткие сведения из теории

Нелинейные уравнения бывают алгебраическими и трансцендентными. Общая форма задания таких уравнений: , где – некоторая непрерывная функция. Приближенное нахождение корней нелинейных уравнений состоит из двух этапов: … 1. отделение корней;

Метод бисекции

В методе бисекции (деления отрезка пополам) в качестве начального приближения корня принимают середину отрезка, содержащего корень. Затем исследуют… Снова исследуют на знак на концах нового отрезка и т.д. После каждой итерации… ,

Метод хорд

В данном методе процесс итераций состоит в том, что в качестве приближений к корню уравнения принимаются значения точек пересечения хорды с осью… . (4.1) Для точки пересечения хорды с осью абсцисс ():

Метод касательных

При уточнении корня по методу касательных (Ньютона) в точке начального приближения проводится касательная к функции . Точка пересечения касательной… . (4.3) Если процесс сходится, то , где – значение корня.

Метод простой итерации

Уточнение корня по этому методу сводится к замене уравнения ему равносильным: . Найденное начальное приближение подставляют в правую часть уравнения… …. . Достаточное условие сходимости метода простой итерации: .

Выполнение работы

 

Порядок выполнения работы

 

1. Написать программу для графического отделения действительных корней нелинейного уравнения.

2. Написать программу решения нелинейного уравнения в соответствии с номером варианта (см. таблице 4.1). Общее управление приложением организовать с помощью меню.

3. Проверить, если необходимо, достаточное условие сходимости.

4. Отладить программу на тестовом примере.

5. Произвести счёт и оформить отчёт.

 

Исходные данные для выполнения работы

Таблица 4.1 Вариант Уравнение Метод Бисекции, См. вар. 1 Хорд, …    

Контрольные вопросы

 

1. Объясните назначение класса TCanvas. С помощью каких инструментов можно запрограммировать вывод изображения на канве?

2. Что такое мастер изображений и как с его помощью работать с объектами класса TChart?

3. Как организовать меню в Windows-приложении в Delphi?

4. Из каких этапов состоит алгоритм нахождения корня нелинейного уравнения?

5. В чём состоит суть методов бисекции, Ньютона, простой итерации.

6. Дайте графическую интерпретацию каждого метода.

7. Сформулируйте достаточные условия сходимости методов Ньютона и простой итерации.

8. В чём состоят преимущества и недостатки применения каждого из методов?

 

Лабораторная работа №5

 

Организация многооконного приложения в Delphi для решения о.д.у. одношаговыми разностными методами. Программная работа с файлами данных

 

 

Цель работы:

1. Изучение и программирование алгоритмов одношаговых методов решения обыкновенных дифференциальных уравнений в постановке задачи Коши.

2. Освоение технологии программирования многооконного приложения в Delphi.

3. Программирование работы с файлами данных . Объектный подход при работе с файлами.

 

 

Краткие сведения из теории

Обыкновенным дифференциальным уравнением (далее – ОДУ) называется такое уравнение, которое содержит одну или несколько производных от искомой… (5.1) Здесь – независимая переменная, – наивысший в уравнении порядок производной от , называется порядком уравнения, само…

Метод Эйлера

Метод основан на разложении функции в ряд Тейлора в окрестности : . Если мало, то члены, содержащие во второй и более высоких степенях, являются малыми и ими пренебрегают. Тогда

Метод Рунге-Кутта

Это очень распространённый явный одношаговый метод. На его основе могут быть построены разностные схемы разного порядка точности. Приведём схему… , (- усреднённая первая производная) ,

Решение дифференциальных уравнений высшего порядка

Методы, применяемые для численного интегрирования ОДУ 1-го порядка могут быть использованы для интегрирования систем ОДУ высшего порядка. Последние… Подобным образом поступают с уравнениями любого порядка, приводя их системе дифференциальных уравнений 1-го порядка. …

Выполнение работы

 

Порядок выполнения работы

1. Организовать многооконное приложение в Delphi следующей структуры: главная форма, содержащая интерфейс для общего управления проектом и две… 2. Написать процедуру решения ОДУ первого порядка в соответствии с номером… 3. Отладить программу на выбранном самостоятельно тестовом примере и полученный результат сравнить с ручным просчётом…

Исходные данные для выполнения работы

Таблица 5.1 Вариант Метод Нач. условия Шаг () или кол-во узлов (); конечное значение аргумента () … Таблица 5.1 (продолжение) …  

Контрольные вопросы

 

1. Как организовать связь между модулями в многооконном приложении в Delphi?

2. Объясните разницу между методами Show и ShowModal.

3. Как получена формула метода Эйлера решения ОДУ 1-го порядка?

4. В чём состоит модификация метода Эйлера с пересчётом. Оцените точность полученного метода.

5. В чём суть метода Рунге-Кутта? Почему у метода более высокая точность по сравнению с методами Эйлера?

6. Каким образом использовать формулы описанных методов для решения систем дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений высших порядков?

 

 

Справка по работе с основным набором визуальных компонентов Delphi, требуемых при выполнении лабораторных работ

 

 

TLabel

 

Компоненты класса TLabel (метки) предназначены для размещения на форме различного рода текстовых надписей. С компонентом может быть связан оконный управляющий элемент, который выбирается при нажатии Alt+Буква, где Буква – выделенная подчеркиванием буква в тексте метки. Такие символы в терминологии Windows называются акселераторами.

 

Свойства компонента:

 

propertyAutoSize: Boolean;	Указывает, будет ли метка изменять свои размеры в зависимости от помещенного в ее свойство Caption
propertyFocusControl: TWinControl;	Содержит имя оконного компонента, который связан с меткой акселератором.
TTextLayout = (tlTop, tlCenter, tlBottom); propertyLayout: TTextLayout;	Определяет выравнивание текста по вертикали относи­тельно границ метки: tlTop – текст располагается вверху; tlCenter – текст центрируется по вертикали; tlBottom – текст располагается внизу.
propertyShowAccelChar: Boolean;	Если содержит True, символ & в тексте метки предшест­вует символу-акселератору.
propertyTransparent: Boolean;	Определяет прозрачность фона метки. Если False, фон закрашивается собственным цветом Color, в противном случае используется фон родительского компонента.
propertyWordwrap: Boolean;	Разрешает/запрещает разрыв строки на границе слова. Для вывода многострочных надписей задайте AuroSize = False, Wordwrap = True и установите подходя­щие размеры метки.

 

 

TEdit

 

Компонент класса TEdit представляет собой однострочный редактор текста. С его помощью можно вводить и/или отображать достаточно длинные текстовые строки.

 

Свойства компонента:

 

propertyAutoSelect: Boolean;	Указывает, будет ли выделяться весь текст в момент получения компонентом фокуса ввода.
propertyAutoSize: Boolean;	Если True и BorderStyle = bsSingle, высота компо­нента автоматически меняется при изменении свойства Font.Size.
TBorderStyle = bsNone..bsSingle; propertyBorderStyle: TBorderStyle;	Определяет стиль обрамления компонента: bsNone - нет обрамления; bsSingle - компонент обрамляется одной линией.
TEditCharCase = (ecNormal, ecUpperCase, ecLowerCase); propertyCharCase: TEditCharCase;	Определяет автоматическое преобразование высоты букв: ecNormal – нет преобразования; ecUpperCase - все буквы заглавные; ecLowerCase -все буквы строчные. Правильно работает с кириллицей.
propertyHideSelection: Boolean;	Если False, выделение текста сохраняется при потере фокуса ввода.
propertyMaxLength: Integer;	Определяет максимальную длину текстовой строки. Если имеет значение 0, длина строки не ограничена.
propertyModified: Boolean;	Содержит True, если текст был изменен.
propertyOnChange: TNotifyEvent;	Определяет обработчик события OnChange, которое возникает после любого изменения текста.
propertyOEMConvert: Boolean;	Содержит True, если необходимо перекодировать текст из кодировки MS-DOS в кодировку Windows и обратно.
propertyPasswordChar: Char;	Если символ PasswordChar определен, он заменяет собой любой символ текста при отображении в окне. Используется для ввода паролей.
propertyReadonly: Boolean;	Если содержит True, текст не может изменяться.
propertySelLength: Integer;	Содержит длину выделенной части текста.
propertySelStart:Integer;	Содержит номер первого символа выделенной части текста.
property Text: String;	Содержит текст.

 

 

Методы компонента:

 

procedureClear;	Удаляет весь текст.
procedureClearSelection;	Удаляет выделенный текст.
procedureCopyToClipboard;	Копирует выделенный текст в Clipboard.
procedureCutToClipboard;	Копирует выделенный текст в Clipboard, после чего удаляет выделенный текст из компонента.
functionGetSelTextBuf(Buffer: PChar; BufSize: Integer): Integer;	Копирует не более BufSize символов выделенно­го текст в буфер Buffer.
procedurePasteFromClipboard;	Заменяет выделенный текст содержимым Clipboard, а если нет выделенного текста, копи­рует содержимое Clipboard в позицию текстово­го курсора.
procedureSelectAll;	Выделяет весь текст.
procedure SetSelTextBuf(Buffer:PChar);	Заменяет выделенный текст содержимым Buffer, а если нет выделенного текста, копирует содер­жимое Buffer в позицию текстового курсора.

 

 

TButton

Кнопки TButton широко используются для управ­ления программами.   Свойства компонента:

TCheckBox

Независимый переключатель TCheckBox использу­ется для того, чтобы пользователь мог указать свое решение типа Да/Нет или Да/Нет/Не знаю. Это решение… Свойства компонента:   TLeftRight = (taLeftJustify, taRightJustify); propertyAlignment: TLeftRight; Определяет…

TRadioButton

В отличие от TCheckBox, компоненты TRadioButton представляют собой зависимые переключатели, предназначенные для выбора одного из нескольких… Помимо свойства Checked компонент TRadioButton имеет еще одно специфичное…  

TMemo

 

Обойтись простым текстовым полем удается не всегда. Если пользователь должен ввести большой объем информации (например полный почтовый адрес или произвольный комментарий), ему может понадобиться несколько строк текста. В таком случае следует использовать компонент ТМеmо.

При вводе текста для перехода на новую строку (к новому абзацу) обычно исполь­зуется клавиша ENTER.Однако в диалоговых окнах Windows эта клавиша часто применяется для завершения ввода. Способ использования клавиши ENTERопреде­ляется значением свойства WantReturns. Если оно имеет значение true, то клавиша ENTERпозволяет переходить к новой строке внутри текстовой области, в противном случае она служит для завершения ввода и перехода к следующему элементу управле­ния, а для перехода к новой строке применяется комбинация клавиш CTRL+ENTER.

Главное свойство данного компонента – Lines (Строки), имеющее тип TStrings. В нем хранится список строк, введенных пользователем. Эти строки можно обрабатывать всеми методами, доступными в классе TStrings, например сохранять в файле:

Memo1.Lines.SaveToFile('С:Memo.TXT') ;

 

Наличие у текстовой области полос прокрутки задается в свойстве ScrollBars.

 

Значение	Вид текстовой области
ssNone	Полосы прокрутки отсутствуют
ssHorizontal	Имеется горизонтальная полоса прокрутки
ssVertical	Имеется вертикальная полоса прокрутки
ssBoth	Имеются две полосы прокрутки

 

Если включена горизонтальная полоса прокрутки, значение свойства WordWrap игно­рируется. Это свойство определяет, будет ли выполняться автоматический перенос слов на новую строку при достижении правой границы области (при этом никаких символов новой строки в текст не добавляется – перенос отображается только на экране).

При выделении фрагмента текста в текстовой области в свойство SelStart записывается позиция первого выделенного символа, а в свойство SelLength – число выделяемых символов. Выделенный текст доступен через свойство SelText (тип string).

Для выделения всего текста применяется метод SelectAll, для удаления выделенного текста – метод ClearSelection.

Чтобы очистить содержимое текстовой области, используется метод Clear, чтобы отменить последние изменения – метод Undo, а чтобы очистить буфер, хранящий историю изменений, и сделать такую отмену невозможной – метод ClearUndo.

Группа методов предназначена для работы с буфером обмена Windows. Для копирования выделенного текста в буфер обмена применяется метод CopyToClipboard, для вырезания текста – метод CutToClipboard, для вставки текста из буфера – метод PasteFromClipboard.

Когда в текстовой области происходит изменение текста, генерируется событие OnChange.

TListBox

С помощью компонента список (TListBox) пользователь может выбрать один или несколько его элементов. Если элементов много и они не умещаются в… Свойство Items имеет тип TStrings и содержит список строк, выводимых на экран.…  

TComboBox

Компонент поле со списком (TComboBox) объединяет возможности поля ввода и про­кручиваемого раскрывающегося списка. Пользователь может или выбрать… Заменим в предыдущем примере список полем со списком. В этом случае для…  

Компонент Окно выбора файла (TOpenDialog)

Компонент предназначен для выбора файла с целью последующего открытия. Свойства класса TOpenDialog:   Свойство Назначение DefaultExt Расширение имени, используемое по умолчанию. …

Begin

OpenDialogl.Filter := 'Все файлы (* . *) |*.*|Файлы Паскаля

(*.pas)|*.PAS';

OpenDialogl.Title := 'Выбор нужного файла';

OpenDialogl.FilterIndex := 2;

if OpenDialogl.Execute then

Begin

AssignFile(F, OpenDialogl.FileName);

// работа с файлом F

end;end;

 

 

Компонент Окно сохранения файла (TSaveDialog)

 

Этот компонент практически ничем не отличается от компонента TOpenDialog за исключением некоторых настроек, специфичных для процесса сохране­ния файла.

 

 

TStringGrid

Использование многими пользователями электронных таблиц типа Excel стало практически неотъемлемой частью применения компьютеров. В системе Delphi 5… Первый компонент – это таблица строк, позволяющая работать с тексто­вой…  

TImage

 

Данный компонент активно используется во многих программах, причем не только для отображения статических картинок, но и для создания различных анимационных эффектов.

 

В большинстве случаев содержимое изображения загружается из файла на этапе проектирования. Для этого служит свойство Picture (класс TPicture), описывающее точечное изображение (.ВМР), значок, графический метафайл Windows или другой пользовательский графический ресурс. Класс TPicture (рисунок) не является компо­нентом Delphi 5, он просто входит в состав библиотеки VCL как вспомогательный, но на его основе могут быть созданы полноценные компоненты.

Текущее содержимое экземпляра класса хранится в одном из свойств: Bitmap (класс TBitmap), Icon (значок, класс TIcon) или Metafile (класс TMetafile, формат графичес­кого метафайла Windows .EMF). Обратиться к любому из этих свойств для отобра­жения графики можно через свойство Graphic. Ширина и высота изображения (в пикселах) задаются в свойствах Width и Height.

После размещения объекта Image на форме появится пунктирная рамка, которая задает (по умолчанию) размеры будущей картинки. Эти размеры желательно зара­нее указать в свойствах Width и Height.

Выбрав в Инспекторе объектов свойство Picture, можно вызвать специальный редак­тор, с помощью которого можно загрузить изображения в форматах .BMP, .ICO, JPGили в одном из форматов графического метафайла Windows.

 

TChart

 

Это очень мощный и богатый возможностями компонент, разработанный Давидом Бернеда (версия, включенная в систему Delphi 5, имеет номер 4.02). Он позволяет строить красивые двух- и трехмерные диаграммы на основе различ­ных данных, является наследником класса TPanel и наследует все свойства панели.

 

Создать диаграмму можно двумя способами: визуально с помощью Мастера (без программирования) и непосредственно средствами Паскаля.

 

Мастер запускается командой File > New > Business > TeeChart Wizard (Файл > Создать > Деловые > Мастер диаграмм), после чего разработчику надо выпол­нить ряд уточнений. Сначала выбирается источник данных. Пусть он не располо­жен в файле, а генерируется программой – переключатель Non Database Chart (He на основе базы данных). Затем выбирается внешний вид диаграммы. Она может быть двумерной или трехмерной что определяется переключателем 2D/3D.

На следующем этапе работы Мастера флажок Show Legend (Отображать легенду) опре­деляет наличие легенды – дополнительной панели, на которой указывается соответ­ствие цветов частей диаграммы указанным значениям. Флажок Show Marks включает небольшие желтые подсказки у каждой из частей диаграммы.

На этом создание диаграммы заканчивается. После щелчка на кнопке Finish (Готово) в Проектировщике форм появится новая форма, на которой будет расположен объект Chart1. Он заполнен неким набором случайно сгенерированных значений.

 

Настройка диаграммы выполняется с помощью редактора, который вызывается двойным щелчком на объекте Chart1.

 

Параметры отображения диаграммы в окне определяются на вкладке Chart (Диа­грамма), состоящей в свою очередь из набора дополнительных панелей.

 

ü Панель Series (Ряд данных) очень важна. Она позволяет объединять несколько диаграмм на одном графике с помощью кнопки Add (Добавить). При этом над значениями рядов данных можно выполнять различные операции, зада­ваемые на вкладке Functions (Функции): сложение (Add), вычитание (Subtract), умножение (Multiply), деление (Divide), взятие наибольшего (High), наимень­шего (Low) или среднего (Average) значения.

 

ü Панель General (Общие) содержит элементы управления для:

· экспорта изображения в файл – кнопка Export (Экспортировать);

· установки (в процентах) сдвига границ изображения по отношению к границам объекта – поля Margins (Поля);

· масштабирования – панель Zoom (Масштаб);

· прокрутки – панель Allow Scroll (Разрешить прокрутку).

 

ü Средства панели Axis (Оси) отвечают за все, что касается определения коорди­натных осей, их масштаба, заголовков, шага пунктирной сетки и так далее.

ü Панель Titles (Заголовки) содержит средства для оформления заголовка.

ü Панель Legend (Легенда) используется при оформлении внешнего вида и содержимого легенды.

ü Средства панели Panel (Панель) описывают форму и визуальное представление панели-основы, на которой расположена диаграмма.

ü Панель Pages (Страницы) служит для разделения диаграммы на страницы. Увеличивая число точек на странице с помощью поля Points per Page (Точки на страницу), можно подобрать оптимальное соотношение между наглядностью диаграмм и разумным числом страниц.

ü Панель Walls (Границы) позволяет задать цвет и размеры границ диаграммы.

ü Панель 3D описывает пространственное представление трехмерных диа­грамм. С помощью нескольких движков проектируемую диаграмму можно вращать и масштабировать.

На вкладке Series (Ряды данных) в редакторе задаются конкретные параметры оформления каждого ряда данных (каждого графика, добавленного при помощи вкладки Chart). Выбор текущего ряда данных производится с помощью раскрывающегося списка Area (Область).

 

Здесь наиболее важна панель Data Source (Источник данных). С ее помощью можно задать для ряда случайные значения (Random Values), отказаться от генерации значений (No Data) или сформировать значения текущего ряда данных как результат применения некоторой функции (раскрывающийся список Function) к значениям выбранных рядов данных. Выбор рядов данных – занесение в список Selected Series (Выбранные ряды) осуществляется с помощью кнопки >.

Добавление новой точки к серии выполняется с помощью метода Add, заголовок которого выглядит следующим образом.

 

functionAddXY(ConstAXValue, AYValue: Double; ConstAXLabel: String;AColor: TColor) : Longint;

 

Обработчик щелчка на кнопке, например, Button1 запишется следующим образом.

 

procedureTForm1.ButtonlClick(Sender: TObject); begin

Series1.AddXY(

StrToFloat(Edit1.Text),

StrToFloat(Edit2.Text),

'Эксперимент A', clRed); end;

 

 

TMainMenu

Компонент класса TMainMenu определяет главное меню формы. На форму можно поместить сколько угодно объектов этого класса, но отображаться в полосе… После установки компонента на форму необходимо создать его опции. Для этого… Создание опций не вызывает проблем. Перейдите в окно Инспектора Объектов и введите текст опции в строке Caption, после…

Список использованной литературы

 

 

1. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копчёнова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. – М.: Высшая школа, 1994.

2. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на Фортране. – М.: Мир, 1977.

3. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. – М.: Наука, 1989.

4. Турчак Л.И. Основы численных методов. – М.: Наука, 1987.

 

 

Доцент

 

Филоненко Ирина Николаевна

 

 

Программирование и основы алгоритмизации

 

Методические указания к лабораторным работам

 

для студентов очной формы обучения

 

 

Специальность 220201 - Управление и информатика в технических системах

 

Компьютерная верстка Кузина Т.В.

Формат 60x90/16. Печать офсетная.

Гарнитура Курьер. Объём 1 п. л.

Тираж 200 экз.

Отпечатано в АПП ОАО ХК «Коломенский завод».

Оригинал-макет изготовлен на транспортном факультете

Коломенского института (филиала) МГОУ.