Оператор DRAW располагает довольно мощными графическими возможностями. Его тело содержит символьную (строковую) константу, представляющую собой последовательность графических команд. Формат оператора:

DRAW “<символьная константа>”,

где DRAW - ключевое слово “чертить”.

Каждая графическая команда состоит из кода операции, задаваемого, как правило одной буквой, которая определяет характер построения, вслед за которой располагается необходимая числовая информация. В качестве операнда можно использовать целочисленные переменные. С помощью этого оператора можно изображать на экране рисунки, составленные из различных комбинаций точек и прямых линий, делать перемещения, переворачивать рисунок и т.д.

Для наглядного представления и сравнительной оценки результатов вычислений целесообразно их размещать в таблицы и представлять в виде графиков. При размещении результатов вычислений очень удобно пользоваться оператором PRINT совместно с функцией TAB. Конечно, можно использовать и оператор LOCATE . Функция TAB и оператор LOCATE рассмотрены в предыдущих разделах.

Что касается построения графиков функций, то можно использовать графические операторы PSET и LINE. Однако при построении графиков необходимо всегда решать вопрос, связанный с масштабированием графиков. Во-первых, при построении графиков на компьютере пользователь всегда имеет дело с дискретными функциями: y_n = f(ndx) или y_n = f(nTk), где dx - шаг изменения аргумента; Tk - период квантования, который является тоже шагом по аргументу, которым является время t = nTk. Необходимо всегда оценивать минимальное и максимальное значение функции: y_0(min) при n=0 и y_n(max) при n_max. Кроме того, необходимо выбрать начальную точку (a, b) для построения графика, определить границы окончания графика справа и сверху, а потом рассчитать масштаб по аргументу и по функции. Для пояснения на рисунке 10.3 показан произвольный график:

Рисунок 10.3. К выбору масштаба

Если исходить из разрешающей способности 640х480 пикселей (12 режим экрана монитора), то:

- количество пикселей по оси Х: 640 - а - а₁;

- количество пикселей по оси У: b - b₁,

где а₁ и в₁ - отступы соответственно с правой и верхней сторон экрана, как показано на рисунке 10.3.

Тогда масштабы по осям Х(М_х) и Y(М_у) равны:

.

С учетом М_х и М_у координаты точек для оператора PSET будут следующими:

.

В этих формулах учитывается, что по оси абсцисс количество пикселей возрастает при увеличении n, а количество пикселей по оси y убывает.

Для проверки правильности выбора а₂ и в₂ надо подставить в эти формулы значения n_max и y_max вместо n и y. При этом a₂ = 640 - a₁, а b₂ = b₁, то есть, последние значения будут соответствовать значениям отступов. Таким образом, при построении графика следует использовать PSET с координатами (a₂,b₂):

.

Для возможности перемещения графика по экрану рекомендуется расчет масштабирования вводить в программу.

Задание 1.

1. Составить программу табулирования функции, приведенной в табл. 10.4.

2. Построить график указанной функции, используя результаты работы программы задания 1.

Таблица 10.4. Список заданий

Задание 2. Вычертить фигуру согласно таблице 10.5.

Таблица 10.5. Список заданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

11. Построение динамических изображений

Для того, чтобы создать впечатление движущихся по экрану объекта, следует каждый раз сначала стирать изображение с экрана, а затем снова выводить его на экран в новом месте. При этом местоположение объекта при каждом последующем выводе должно очень незначительно отличаться от его местоположения при предыдущем выводе. В противном случае вместо плавного перемещения изображение будет «дергающимся». Для решения этой проблемы в языке BASIC включены операторы GET и PUT

11.1 Операторы GET и PUT

Оператор GET позволяет запоминать цвета всех точек заданной прямоугольной области экрана монитора и хранит их номера в виде числового массива. Оператор PUT повторно воспроизводит все эти цвета на экране.

11.2 Определение массива для запоминания картинки

Массив для запоминания картинки резервируется с помощью известного оператора DIM. Массив резервируется как одномерный, которому присваивается имя, характерное для картинки, например, SET. Тогда синтаксическая структура DIM: DIM SET(N), где N - количество пикселей (точек);

11.3 Оператор GET

Синтаксическая структура оператора GET: GET (a,b)-(a1,b1), SET,

где GET - ключевое слово “запомнить”, а (a,b) и (a1,b1) - координаты противоположных вершин прямоугольной области, которой ограничено изображение. В операторе указывается только имя массива без скобок и индексов.

11.4 Оператор PUT

Этот оператор используется для воспроизведения изображения. Его синтаксическая структура: PUT (a2,b2), SET, где PUT - ключевое слово “воспроизвести”, (a2,b2) - это координаты верхнего левого угла воспроизводимого в новом месте прямоугольника.

Если в операторе PUT указывать координаты (a,b) вершины предыдущего изображения, то этот оператор стирает изображение на экране.

11.5 Организация движения объекта

Для синтеза на экране движения объекта необходимо выполнить следующие действия:

- воспроизвести изображение объекта на экране с помощью оператора PUT;

- определить координаты нового местоположения объекта на экране;

- с помощью оператора PUT повторно воспроизвести изображение на экране;

- стереть с помощью оператора PUT текущее изображение объекта на экране;

- повторить все операции, начиная со второй (это делается в цикле FOR-NEXT);

Примечание: Пункты 3 и 4 можно менять местами.

Приложение 1

Характерные примеры схем алгоритмов и программ на языке BASIC.

1.Условные обозначения в схемах алгоритмов

Конфигурация и размер блоков, а также порядок построения схем определяет

МКС 01.080.40 ГОСТ 19701-90 (ИСО 5807-85). На рис.1 приведены наиболее употребляемые блоки.

Рисунок 1. Условные обозначения схем алгоритмов

1) Процесс - вычислительное действие или последовательность вычислительных действий;

2) Решение - проверка условий или разветвление процесса (трёхнаправленный и двунаправленный переключатель);

3) Модификация - начало цикла;

4) Ввод и вывод - операция ввода-вывода;

5) Предопределённый процесс - подпрограмма (ПП);

6) Начало и конец программы - пуск и остановка;

7) Комментарий - пояснения, содержание подпрограмм, формулы;

8) Соединитель - разрыв линий потока на одной и той же странице, указывается номер блока;

9) Межстраничный соединитель - разрыв линий потока на различных листах (страницах).

Примеры программ и схем алгоритмов.

2.1. Линейный вычислительный процесс.

Задача 1. Вычислить функцию:

, где ;

При а = 0,93; с использованием операторов присваивания.

Решение:

2.1.1. Составим схему алгоритма - см. Рис.2, п.1

2.1.2. Присвоим переменные имена:

2.1.3. Представим распечатку листинга программы в соответствие с приведенными к лабораторным работам требованиями в виде:

нс 1 REM Иванов В.П. ,гр.107… ,вариант 1-3

Здесь использованы для выделения комментария.

2.1.4. Программа с использованием оператора присваивания.

Распечатку исходных данных и результатов выберем в виде:

Исходные данные:

А=…

В=…

Результаты:

печать в разных строках, сдвинутая вправо на 5 интервалов

2.1.5. Программа:

10 REM Иванов В.П., гр.107… ,вариант 1-3

20 PRINT

30 PRINT

40 A=.93

50 B=1.25E-2

60 X=EXP(A)*LOG(ABS(B))

70 Y=A^2*X*SIN(A)/(SQR(ABS(A))+X^2)

80 PRINT ”Исходные данные”

90 PRINT “A=”; A, “B=”; B

100 PRINT

110 PRINT “Результаты:”

120 PRINT“”; X

130 PRINT“”; Y

140 STOP

150 END

Рисунок 2. Примеры схем алгоритмов

Операторы в строках 40-70 являются операторами присваивания. Строки 80 -130 осуществляют печать на экран монитора.

2.1.6. Для выполнения программы подайте команду:

RUN

В результате на экран монитора и принтер информация выводится в виде п.2.1.4.

-начальных значений и ввода.

Отличие только в двух операторах в программе (см. п. 2.1.5.):

40 DATA .93, 1.25E-2

50 READA, B

60. …

Примечание: В дальнейшем выбираем рассмотренные здесь виды распечаток и ограничимся рассмотрением алгоритма и программы.

2.2. Разветвляющийся вычислительный процесс.

Задача3. Вычислить значение функции:

Исходные данные: а=1.45, x=0.57

2.2.1. Составим схему алгоритма - см. рис.2 (2).

2.2.2. Присвоим переменным имена:

2.2.3. - 2.2.4. - аналогичны п.п.2.1.3. - 2.1.4.

2.2.5.Программа:

10 REM Иванов В.П., гр.107… ,вариант 1-3

20 PRINT

30 PRINT

40 A=1.45

50 X=.57

60 IF A<X THEN y=A*X^2*SIN(X) ELSE IF A=X THEN

Y=EXP(3)*SQR(ABS(X)) ELSE Y=TAN(X)

90 PRINT ”Исходные данные”

100 …

…..… аналогично строкам 90-140 п.2.1.5.

240 …

Оператор в строке 60 является оператором условного перехода. Возможны другие варианты программы с использованием IF - GOTO и IF - THEN, но программа становится длиннее.

2.2.6. - аналогичен п.2.1.6.

2.3. Циклический процесс.

Задача 4. Вычислить значение функции.

Исходные данные: a₀=2.15; a₁=3.02; a₂=4.15; a₃=1.35;

x₀=0.67; x₁=0.95; x₂=0.37; x₃=0.78;

Составим схему алгоритма - см.рис.3. п.1

Присвоим массивам имена:

2.3.3.Пункт аналогичен п.2.1.3.

Распечатку исходной информации и результатов выберем в виде:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Печать в одной строке с использованием TAB;

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА:

Печать в разных строках с использованием TAB;

2.3.5. Программа:

10 REM Иванов В.П., гр.107…, вариант 1-3

20 PRINT

30 PRINT

40 DIM A(3), X(3), Y(3)

50 FOR I=0 TO 3

60 INPUT A(I), X(I)

70 IF I<=2 GOTO 100

80 Y(I)=A(I)^2+X(I)^2/COS(X(I))

90 GOTO 110

100 Y(I)=A(I)* X(I)*SIN(X(I))

110 NEXT I

120 PRINT”Исходные данные”

130 FOR I=0 TO 2

140 PRINT TAB(5); “A(“; I; ”)=”; A(I); TAB(15); “X(“;I;”)=”;X(I);

150 NEXT I

160 PRINT“Результаты расчёта:”

170 FOR I=0 TO 3

180 PRINT TAB(10); “Y(“; I; ”)=”; Y(I);

190 NEXT I

200 LPRINT

210 LPRINT ”Исходные данные:”

220 FOR I=0 TO 3

230 LPRINT TAB(5); “A(“; I; ”)=”; A(I); TAB(15); “X(“;I;”)=”;X(I);

240 NEXT I

250 LPRINT “Результаты расчёта:”

260 FOR I=0 TO 3

270 LPRINT TAB(10); “Y(“; I; ”)=”; Y(I);

280 NEXT I

290 STOP

300 END

40-я строка резервирует память для элементов массивов;

50-100 строки - циклический процесс (из 4-х циклов) для ввода исходных данных и вычисления функции Y(I);

строки 120-150 и 160-190 предназначены для распечатки исходных данных и результатов расчёта на экране монитора согласно п.2.3.4.;

строки 200-280 - для вывода той же информации на принтер.

2.3.6. Выполнение программы:

а) подайте команду: RUN

б) программа будет останавливаться при каждом операторе INPUT в строке 60; необходимо на каждый знак вопроса печатать значения а₀ и x₀ через запятую:

?2.15, 0.87

?3.02, 0.95

?4.15, 0.37

?1.35, 0.78

В результате выполнения программы информация в виде п.2.3.4. выводится на экран монитора и принтер.

2.4. Вычислительный процесс с подпрограммой.

Рисунок 3. Примеры схем алгоритмов

Задача 5. Вычислить значение функции:

при a=3.2; x=-0.75; c₁=1.5; c₂=-2.3; c₃=-3.4.

Вычисление произведений оформить подпрограммой.

2.4.1.Составим схему алгоритма основной программы (рис.3, схема 2), и подпрограммы (рис.3, схема 3).

2.4.2.присвоим переменным и массиву имена:

2.4.3.Пункт аналогичен п.2.1.3.

2.4.4.Распечатку исходных данных и результатов выберем в виде:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

А= X=

Элементы массива С(I)=

……… ……… ………. ………

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

Р1=…………… Y=………………

2.4.5.Программа:

10 REM Иванов В.П., гр.107…, вариант 1-3

20 PRINT

30 PRINT

40 DIM С(3)

50 DATA 3.2, -.75

60 GOSUB 290

70 Р1=Р

80 READ A, X

90 Y=(A*X^2+EXP(X))/SQR(ABS(A))+P1

100 PRINT”Исходные данные”

110 PRINT“A=”; A, “X=”; X

120 PRINT“Элементы массива С(I)=”

130 FOR I=3 TO 3

140 PRINT С(I),

150 NEXT I

160 PRINTTAB(11); “Результаты расчёта:”

170 PRINTTAB(2); “P1=”; P1; TAB(15); “Y=”; Y

190 LPRINT ”Исходные данные:”

200 LPRINT “A=”; A, “X=”; X

210 LPRINT “Элементы массива С(I)=”

220 FOR I=1 TO 3

230 LPRINT С(I),

240 NEXT I

250 LPRINT TAB(11); “Результаты расчёта:”

260 LPRINT TAB(2); “P1=”; P1; TAB(15); “Y=”Y

270 STOP

280 REM -- ПОДПРОГРАММА

290 FOR I=1 TO3

300 INPUT C(I)

310 NEXT I

320 P=1

330 FOR I=1 TO3

340 P=P*C(I)

350 NEXT I

360 RETURN

370 END

40 - я строка резервирует память для трёх элементов массива;

строка 50 задаёт начальные условия, которые считываются в 80-ой строке;

обращение к подпрограмме происходит в 60-й строке;

в 70-й строке результат, полученный при выполнении подпрограммы, присваивается переменной Р1 (это не обязательно, т.к. в программе нет другого обращения к подпрограмме);

в 90-й строке вычисляется значение функции.

Строки 100 - 170 выводят информацию на экран согласно п.2.4.4., а строки 190 - 260 - на принтер. Завершается основная программа 270-й строкой с обязательным оператором STOP.

Строки 290 - 360 - это подпрограмма вычисления произведения, оканчивающаяся оператором RETURN.

Завершает программу с подпрограммой оператор END в 370 -й строке.

Приложение 2

Краткое описание команд и операторов языка BASIC

Команды языка BASIC

AUTO [номер первой строки] [, [приращение] ].

Установка режима автоматической нумерации программных строк.

BLOAD имя файла [, адрес ].

Считывание из файла с заданным именем информации, относящейся к определенной области памяти, и занесение ее в память с начального адреса этой области по адресу, если он задан.

BSAVE имя файла, начальный адрес, конечный адрес.

Запоминание в файле с заданным именем информации из некоторой области памяти.

CLEAR

Присваивание нулевых значений всем числовым и строковом переменным и элементам массивов.

CONT

Продолжение выполнения программы после останова (по SТОР), начиная с очередного оператора.

DELETE [номер первой строки] [ - [номер последней строки] ].

Удаление одной или более программных строк.

LIST [номер первой строки] [ - [номер последней строки] ].

Вывод на экран программных строк с номерами из заданного диапазона.

LLIST [номер первой строки] [ - [номер последней строки] ].

Вывод на печатающее устройство заданного диапазона программных строк.

LOAD имя файла.

Загрузка программы из файла с заданным именем.

MERGE имя файла.

Объединение программных строк, записанных в файле с заданным именем, со строками, находящимися в памяти.

NEW

Удаление из памяти всех программных строк, переменных и массивов.

RENUM [ [первый новый номер строки] [, [первый старый номер строки]

[, приращение] ].

Перенумерация программных строк.

RUN [номер строки].

Выполнение находящейся в памяти программы; если задан номер строки, то начиная со строки с этим номером.

SAVE имя файла.

Запись программы в файл.

SYSTEM

Передача управления монитору ОС.

TRON

Переключение в режим трассировки.

TROFF

Отмена режима трассировки.

Операторы языка BASIC

CIRCLE (столбец, строка) , радиус [, [цвет] [, начало дуги, конец дуги]

[, характеристическое отношение] ].

Вычерчивание окружности, дуги.

CLOSE

Закрытие файлов.

CLS

Очистка экрана дисплея.

COLOR цвет переднего плана [, цвет фона ].

Установка цвета переднего плана и фона.

DATA константа [, константа, ... ].

Список числовых констант для операторов READ.

DEF FN имя [ (фиктивная переменная [, фиктивная переменная, ... ] ) ] = определение.

Присваивание имени числовой или строковой функции и задание ее определения в виде выражения, в которое могут входить фиктивные переменные.

DEF USRn = адрес.

Указание адреса объектной подпрограммы с заданным номером, которая вызывается с помощью функции USR. В качестве номера разрешается использовать любую цифру от 0 до 9.

DIM имя массива ( индекс [, индекс, … ] ) [, имя массива

(индекс [, индекс, … ] ) ... ].

Распределение памяти для массивов и задание максимального значения индекса по каждой размерности массивов.

DRAW строка подкоманд.

Вычерчивание фигуры, определяемой заданной строкой подкоманд.

END

Завершение программы.

FOR переменная-счётчик цикла = первое значение TO последнее значение

[STEP значение приращения].

Начало цикла FOR - NEXT.

GOSUB номер строки.

Передача управления в подпрограмму строке с заданным номером.

GOTO номер строки.

Передача управления строке с заданным номером.

IF условие THEN действие [ELSE действие].

INPUT [“запрос” ; ] переменная [, переменная, …].

Присваивание всем переменным с заданными именами значений, вводимых с клавиатуры. Возможна выдача наводящих сообщений.

INPUT переменная [, переменная, …].

Присваивание значений, считываемых из файла, по очереди всем переменным с заданными именами.

[LET] переменная = выражение.

Присваивание заданной переменной значения выражения.

LINE [(столбец 1, строка 1)] - (столбец 2, строка 2) [, [цвет] [, B[F] ] ].

Вычерчивание на экране дисплея линии или прямоугольника, возможно с закрашиванием.

LOCATE [строка] [, столбец].

Перемещение курсора в позицию, определяемую заданными параметрами столбца и строки (используется нумерация строк и столбцов экрана, принятая в режиме текстового вывода).

LPRINT [ список ].

Вывод на печатающее устройство значений, перечисленных в списке.

NEXT [переменная-счетчик цикла] [, переменная-счетчик цикла, … ].

Окончание цикла FOR - NEXT.

ON выражение GOSUB номер строки [, номер строки, … ].

Передача управления в подпрограмму строке с одним из указанных номеров в зависимости от конкретного значения выражения.

ON выражение GOTO номер строки [, номер строки, ... ].

Переход к строке с одним из указанных номеров в зависимости от конкретного значения выражения.

OPEN имя файла FOR режим.

Открытие файла с заданным именем для чтения/записи (INPUT, OUTPUT).

PAINT (столбец, строка) [, цвет-заполнитель [, цвет границы ] ].

Закрашивание заданным цветом-заполнителем области экрана, ограниченной указанным цветом границы.

POKE адрес, значение.

Запись значения по заданному адресу оперативной памяти. Адреса ячеек оперативной памяти могут задаваться как в виде целых десятичных чисел (значений выражений), так и в виде двоичных, восьмеричных или шестнадцатеричных констант.

PRESET (столбец, строка) [, цвет ].

Построение на экране дисплея отдельной точки. Если цвет для неё не задан, то используется цвет фона.

PRINT [ список ].

Вывод на экран перечисленных в списке значений.

PSET (столбец, строка) [, цвет ].

Вывод на экран дисплея отдельной точки с заданным цветом. Если цвет для нее не задан, то используется цвет переднего плана.

READ переменная [, переменная, ... ].

Присваивание переменным с заданными именами значений из списка, созданного операторами DАТА.

REМ [комментарий ].

Задание комментария в программе.

RESTORE [номер строки].

Восстановление положения указателя списка значений операторов DАТА.

RETURN [номер строки].

Возврат управления из подпрограммы оператору, стоящему непосредственно за GOSUB. Допустим также возврат управления cтроке с заданным номером.

SТОР

Прекращение выполнения программы.

WIDTH ширина.

Установка длины строки экрана дисплея.

Функции в языке BASIC

ABS (числовое значение).

Вычисление абсолютной величины заданного числа.

AND

Операция логического умножения “И”.

AT (столбец, строка).

Продвижение курсора к заданной позиции.

ASC (строковое значение).

Определение кода первого символа заданного строкового значения.

ATN (числовое значение).

Вычисление арктангенса заданного числового значения.

BIN$ (числовое значение).

Преобразование заданного числового значения в его двоичный эквивалент.

CHR$ (код).

Определение символа ASCII, соответствующего заданному коду.

СОS (числовое значение).

Вычисление косинуса заданного числового значения.

GSRLIN

Выдача номера экранной строки, соответствующей текущему положению курсора (в режиме текстового вывода).

EOF

Выдача значения “истина” (-1) или “ложь” в зависимости от того, был ли достигнут конец заданного файла, или нет.

EQV

Логическая функция эквивалентность.

ЕХР (числовое значение).

Возведение константы е (2.718282) в степень, равную заданному числовому значению.

FIX (числовое значение).

Преобразование заданного числового значения в целое число путем отбрасывания дробной части.

FN имя [ (значение [, значение, ... ] ) ].

Вызов функции с заданным именем, которая была предварительно определена оператором DEF FN.

FRE (числовое или строковое значение).

Выдача сообщения об объеме свободной памяти.

НЕХ$ (числовое значение).

Преобразование заданного числового значения в его шестнадцатеричный эквивалент.

INKEY$

Выдача информации о том, какая клавиша нажимается в текущий момент.

IMP

Логическая функция импликация.

INSTR (исходная строка, искомая строка).

Поиск в исходной строке первого вхождения искомой строки.

INT (числовое значение).

Поиск наибольшего целого числа, не превосходящего заданное числовое значение.

LEN (строковое значение).

Подсчет количества символов в заданном строковом значении.

LOG (числовое значение).

Вычисление натурального логарифма заданного числа.

LPOS (числовое значение).

Выдача информации о знакопозиции последнего символа в буфере печатающего устройства.

MID$ (строковое значение, начальный символ [, длина] ).

Выделение части строкового значения, начинающейся с первого вхождения данного начального символа.

NOT

Операция логического отрицания “НЕ”.

ОСТ$ (числовое значение).

Представление заданного числового значения в восьмеричной форме.

OR

Операция логического сложения “ИЛИ”.

PEEK (адрес).

Выдача содержимого указанного адреса. Адрес задается так же, как в операторе POKE.

POINT (столбец, строка).

Определение цвета точки с заданными координатами (должна использоваться система координат, принятая для графического режима).

POS (числовое значение).

Выдача номера столбца, соответствующего текущему положению курсора на экране (в режиме текстового вывода).

RND [ ( числовое значение) ].

Вычисление случайного числа, заключенного между нулем и единицей.

SGN (числовое значение).

Выдача знака заданного числового значения.

SIN (числовое значение).

Вычисление синуса заданного числового значения.

SQR (числовое значение).

Вычисление квадратного корня из числового значения.

STRING$ (длина, строковое значение или код).

Генерация строки заданной длины. Все символы этой строки одинаковы и совпадают с первым символом строкового значения либо с символом, имеющим заданный числовой код.

STR$ (числовое значение).

Преобразование заданного числового значения в строку символов.

TAB (столбец).

Продвижение к заданной позиции в выводимой на экран (печать) строке.

TAN (числовое значение).

Вычисление тангенса заданной числовой величины.

USRn (числовое значение).

Передача управления программе в машинных кодах, находящейся по адресу, задаваемому оператором DEF USR.

VAL (строковое значение).

Преобразование строкового значения в число.

VARPTR (переменная).

Определение адреса памяти, по которому хранится значение заданной переменной.

XOR

Логическая функция “исключающее ИЛИ”.

Размещено на Allbest.ru