Общие сведения о языке программирования

Язык программирования предназначен для создания программ, описывающих функционирование типового блока «Язык программирования», а также для задания глобальных или локальных констант и переменных для текущей страницы проекта.

При помощи языка программирования можно написать программу (скрипт), которая может производить по мере расчета манипуляции с объектами схемы, а также запрограммировать видеокадры.

«Скрипт» есть на каждом уровне вложенности субмоделей, и у каждой субмодели может быть записана своя локальная программа.

Идентификаторы (имена констант, переменных, меток, функций и процедур) могут содержать буквы латинского и русского алфавита, знак подчеркивания «_» и цифры. Идентификатор должен начинаться с буквы или знака подчеркивания и может иметь произвольную длину. Не допускается использовать в качестве идентификаторов ключевые слова (эти слова автоматически выделяются при вводе полужирным шрифтом). Строчные и прописные буквы по умолчанию в идентификаторах не различаются (t и T – одинаковые идентификаторы). Данные параметр можно изменить в настройках системы.

Программа состоит из деклараций и операторов. Декларации начинаются с ключевых слов и инициализируют соответствующие переменные и константы:

сonst – константы;

var – алгебраические переменные;

init – динамические (дифференциальные) переменные;

input – входные переменные блока;

output – выходные переменные блока.

После ключевого слова перечисляются через запятую имена переменных либо констант с возможным заданием начальных значений, например:

const a=5.3, b=1.2e-4, c=10, y0=a*b/c;

var x1, v=b;

output y=y0;

Если начальное значение не задано, то оно принимается равным 0. Разделителем деклараций и операторов является точка с запятой (;).

В декларациях обязательно должны быть описаны входные, выходные и динамические (дифференциальные) переменные. Остальные переменные могут быть заданы автоматически в соответствии с выражением, которое присваивается переменной. Рекомендуется (но не обязательно) помещать декларации в начало программы. Переменную или константу можно использовать только после того, как она описана в декларации или задана в операторе присваивания.

Доступны также следующие системные переменные:

Переменная Тип данных Назначение
time Вещественное (double) Модельное время
stepsize Вещественное (double) Шаг интегрирования
goodstep Двоичное (Boolean) Флаг «хорошего» шага
getderi Двоичное (Boolean) Флаг вычисления значений производных
setstepflag Двоичное (Boolean) Флаг принудительного присвоения шага
newstepvalue Вещественное (double) Принудительное значение шага при setstepflag = 1

Программа может содержать комментарии, заключенные в фигурные скобки:

{текст комментария}

либо в виде:

//текст комментария до конца строки.

Приведем несколько простых примеров программ для блока «Язык программирования».

Пример 1.

Выходная переменная блока – максимальное значение из двух входных переменных.

input u1,u2;
if u1>u2 then y=u1 else y=u2;
output y;

Можно упростить эту программу, используя функцию max языка, тогда оператор вычисления выходной переменной запишется в виде y=max(u1,u2);

Пример 2.

Выходная переменная запоминает максимальное значение входной переменной.

input u;
if time=0 then y=u else
if goodstep then y=max(y,u);
output y;      

Значение time=0 соответствует начальному моменту модельного времени. Переменная y практически задает состояние блока. Расчет таких переменных рекомендуется выполнять только на хорошем шаге, когда булевская переменная goodstep равна 1. В противном случае (при goodstep=0) переменная u может быть вычислена, например, на промежуточной итерации решения алгебраических уравнений, в результате чего значение переменной y будет неверным.

Пример 3.

Блок вычисляет время переходного процесса, т.е. время, в течение которого абсолютное значение входной переменной z уменьшается до z0 и в дальнейшем не превышает этой величины.

const z0=0.05; 
input z;
output T=0; //0 – начальное значение
if goodstep and (abs(z)>z0) then T=time;     

Пример 4.

Блок описывает уравнение Ван-дер-Поля.

const mu=1e6;
init x1=2,x2=0;
x1’=x2;  //дифференциальные уравнения
x2’=mu*((1-x1^2)*x2-x1); 
output x1,x2;      

Здесь операторы присваивания задают дифференциальные уравнения и определяют новые переменные x1’,x2’ (производные соответствующих переменных), которые, как и другие переменные, могут быть использованы в математических выражениях.

Пример 5.

Счетчик числа поступающих на вход импульсов.

input u;        
output Nimp=0;        
var u0=1;        
if goodstep and (u0<=0) and (u>0) then        
begin Nimp=Nimp+1;
u0=u; 
end;      

Импульсы считаются по переднему фронту, т.е. моменту модельного времени, когда входная переменная возрастает и становится положительной.

В следующих подразделах справки приведены описания ключевых слов и функций языка программирования. Символами < и > помечены обязательные идентификаторы. Символами { и } помечены дополнительные идентификаторы.