HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PAKMA 2002
Phần mềm PAKMA là sản phẩm của nhóm nghiên cứu phần mềm dạy học do GS, TS. D.Heuer (nguyên trưởng bộ môn lý luận dạy học Vật Lý, Viện vật lý và thiên văn, Đại Học Wuerzburg, CHLB Đức) chủ trì
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA SƯ PHẠM
W X
PHAN GIA ANH VŨ
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
Đà Lạt, tháng 12 năm 2005
Lời nói đầu
Tập tài liệu nhỏ mà độc giả đang cầm trên tay là kết quả nghiên cứu và ứng dụng
phần mềm PAKMA trong dạy học vật lý mà tác giả đã thực hiện trong khuôn khổ luận án
tiến sĩ (bảo vệ năm 2000) cũng như trong khuôn khổ hợp tác nghiên cứu với Bộ môn Lý
luận dạy học Vật lý của trường Đại học tổng hợp Wuerzburg (CHLB Đức) từ năm 1995 đến
1998 và từ 2001 đến 2003.
Tác giả hy vọng rằng độc giả có thể bước đầu làm quen và sử dụng được phần mềm
PAKMA nhằm nâng cao hiệu quả của các giờ học vật lý trong chương trình phổ thông
trung học.
Bản thân PAKMA chỉ là một công cụ mà với sự tìm tòi và sáng tạo thì người sử dụng
có thể tạo ra những kết quả phục vụ đúng mục đích trong quá trình giảng dạy, nâng cao
hứng thú của học sinh đối với giờ học vật lý và do đó, nâng cao chất lượng dạy và học môn
vật lý.
Nhân đây, tác giả cũng bày tỏ lời cảm ơn chân thành đối với Lãnh đạo Viện nghiên
cứu giáo dục của Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho
tập tài liệu này đến tay các đồng nghiệp hiện đang giảng dạy tại các trường THPT trong
thành phố Hồ Chí Minh và các vùng phụ cận.
Trong tài liệu này, tác giả không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong
được sự góp ý điều chỉnh của quý độc giả.
Đà Lạt, 26 tháng 12 năm 2005
Tác giả
TS. Phan Gia Anh Vũ
`
Một số quy ước:
¾ Trong tài liệu, lệnh thực hiện một công việc sẽ được trình bày dưới dạng
→ [mục chọn trung gian →]
Ví dụ:
+ lệnh Sao chép trong mục chọn Soạn thảo của thanh menu sẽ được ghi là Soạn
thảo→ Sao chép
+ lệnh để tải tập tin số liệu đo đạc từ thí nghiệm (*.mdt) được ghi là Tập tin → Tải
các thành phần → Số liệu đo.
¾ Biểu tượng giới thiệu bài tập thực hành có liên quan đến nội dung đang trình bày
trong tài liệu.
¾ Biểu tượng " cho biết nội dung đang được đề cập đã được trình bày kỹ ở một mục
khác trong tài liệu.
¾ Phần được viết bằng kiểu chữ Courier New dùng để chỉ các câu lệnh hoặc các biểu
thức dùng trong chương trình nhân của PAKMA
b
MỤC LỤC
0. Giới thiệu về PAKMA 2002.....................................................................................1
1. Làm việc với đồ án có sẵn ........................................................................................3
1.1. Cài đặt PAKMA lên máy tính............................................................................... 3
1.2. Khởi động PAKMA .............................................................................................. 3
1.3. Giao diện chính của PAKMA ............................................................................... 3
1.4. Các thành phần chính của PAKMA ...................................................................... 3
1.4.1. Chương trình nhân........................................................................................ 4
1.4.2. Bảng phạm vi biến thiên của các biến số...................................................... 5
1.4.3. Bảng giá trị đầu cho các biến số ................................................................... 6
1.4.4. Các cửa sổ xuất............................................................................................. 7
1.5. Thanh công cụ của PAKMA ................................................................................. 8
1.6. Mở một đồ án có sẵn ............................................................................................. 9
1.7. Thực hiện một đồ án đã mở................................................................................. 10
1.7.1. Chế độ thí nghiệm thực .............................................................................. 10
1.7.2. Chế độ tái bản ............................................................................................. 10
1.7.3. Chế độ mô hình........................................................................................... 10
1.8. Thực hiện các sửa đổi đối với một đồ án ............................................................ 11
2. Thiết kế các đồ án ...................................................................................................12
2.1. Thiết kế chương trình nhân ................................................................................. 12
2.1.1. Mở cửa sổ soạn thảo chương trình nhân..................................................... 12
2.1.2. Mục chọn Soạn thảo ................................................................................... 12
2.1.3. Mục chọn Tùy chọn.................................................................................... 12
2.2. Các lệnh lập trình trong chương trình nhân ........................................................ 13
2.2.1. Các toán tử và phép gán ............................................................................. 13
2.2.2. Cấu trúc vòng lặp repeat ... until ................................................ 13
2.2.3. Cấu trúc vòng lặp for ... to ... do ... .................................... 14
2.2.4. Cấu trúc điều kiện if ... then ... else ... ............................ 14
2.2.5. Lệnh xuất dữ liệu Output()hoặc Ausgabe() .................................... 14
2.2.6. Các lệnh đọc dữ liệu từ thiết bị đo.............................................................. 14
2.2.7. Thanh cuốn, khoá chuyển và nút bấm ........................................................ 16
3. Làm việc với VisEdit..............................................................................................17
3.1. Vài nét về cấu trúc tác động ................................................................................ 17
3.2. Khởi động VisEdit .............................................................................................. 17
3.3. Giao diện của VisEdit ......................................................................................... 18
3.4. Các biểu tượng được sử dụng trong cấu trúc tác động........................................ 18
3.4.1. Hằng số ....................................................................................................... 18
3.4.2. Đại lượng hàm ............................................................................................ 19
3.4.3. Đại lượng tích phân .................................................................................... 20
3.4.4. Đại lượng biến phân ................................................................................... 20
3.4.5. Giá trị đo..................................................................................................... 21
3.4.6. Giá trị điều khiển ........................................................................................ 21
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT i
3.4.7. Bộ chuyển giao giá trị................................................................................. 22
3.4.8. Bộ phát sinh sự kiện ................................................................................... 22
3.5. Ví dụ về việc thiết kế cấu trúc tác động .............................................................. 23
3.5.1. Xác định những đại lượng cần thiết nhất cho mô hình............................... 23
3.5.2. Tạo biểu tượng tương ứng với những đại lượng nói trên ........................... 23
3.5.3. Đặt tên cho các biểu tượng ......................................................................... 24
3.5.4. Liên kết các biểu tượng với nhau ............................................................... 24
3.5.5. Khai báo công thức cho các đại lượng ....................................................... 25
3.5.6. Chỉnh sửa và trang trí ................................................................................. 25
3.5.7. Tạo chương trình nhân................................................................................ 26
4. Làm việc với các cửa sổ xuất..................................................................................29
4.1. Thiết kế các đối tượng biểu diễn số liệu ............................................................. 29
4.1.1. Đồng hồ số.................................................................................................. 29
4.1.2. Đồng hồ kim ............................................................................................... 29
4.1.3. Biểu diễn thanh........................................................................................... 30
4.1.4. Đồ thị .......................................................................................................... 30
4.2. Thiết kế các phần tử hoạt hình ............................................................................ 31
4.2.1. Giới thiệu chung ......................................................................................... 31
4.2.2. Đoạn thẳng.................................................................................................. 32
4.2.3. Hình chữ nhật ............................................................................................. 33
4.2.4. Hình tam giác.............................................................................................. 33
4.2.5. Hình tròn..................................................................................................... 34
4.2.6. Vectơ........................................................................................................... 34
4.2.7. Mũi tên lớn ................................................................................................. 35
4.2.8. Lò xo........................................................................................................... 35
4.2.9. Hình bitmap ................................................................................................ 35
4.2.10. Đồng hồ .................................................................................................... 36
4.2.11. Dòng chữ .................................................................................................. 37
4.2.12. Chuỗi các hình chữ nhật ........................................................................... 37
4.2.13. Chuỗi các vectơ ........................................................................................ 38
4.2.14. Liên kết các điểm điều khiển của phần tử hoạt hình với các biến xuất .... 39
4.2.15. Đánh dấu các phần tử hoạt hình trong cửa sổ xuất................................... 41
4.3. Thiết kế đối tượng dùng để nhập giá trị .............................................................. 42
4.3.1. Thanh cuốn ................................................................................................. 42
4.3.2. Khoá chuyển ............................................................................................... 43
4.3.3. Nút bấm ...................................................................................................... 43
5. Một số ví dụ về thiết kế đồ án.................................................................................43
5.1. Mô hình dao động của con lắc lò xo ................................................................... 43
5.1.1. Các ý tưởng thiết kế:................................................................................... 43
5.1.2. Tạo chương trình nhân bằng VisEdit.......................................................... 43
5.1.3. Tạo cửa sổ xuất........................................................................................... 44
5.1.4. Tạo dòng chữ làm tiêu đề ........................................................................... 44
5.1.5. Tạo đồ thị biểu diễn quan hệ x-t và v-t....................................................... 45
ii
5.1.6. Tạo hình ảnh hoạt hình của con lắc ............................................................ 45
5.1.7. Liên kết các phần tử hoạt hình với các biến ............................................... 46
5.1.8. Thực hiện đồ án và chỉnh sửa (nếu cần) ..................................................... 47
5.2. Mô hình dao động của con lắc vật lý .................................................................. 47
5.2.1. Các ý tưởng thiết kế:................................................................................... 48
5.2.2. Tạo chương trình nhân bằng VisEdit.......................................................... 48
5.2.3. Tạo cửa sổ xuất........................................................................................... 49
5.2.4. Tạo đồ thị biểu diễn quan hệ phi-t; omega-t và gamma-t........................... 49
5.2.5. Tạo các phần tử hoạt hình trong cửa sổ xuất .............................................. 49
5.2.6. Tạo thanh cuốn để nhập giá trị đầu cho góc lệch khỏi vị trí cân bằng ....... 50
5.2.7. Liên kết các phần tử hoạt hình với các biến ............................................... 50
5.2.8. Thực hiện đồ án và chỉnh sửa (nếu cần) ..................................................... 51
5.3. Mô hình chuyển động của vật ném nghiêng ....................................................... 51
5.3.1. Các ý tưởng thiết kế:................................................................................... 51
5.3.2. Tạo chương trình nhân bằng VisEdit: ........................................................ 51
5.3.3. Tạo cửa sổ xuất........................................................................................... 52
5.3.4. Tạo đồ thị biểu diễn quan hệ y-x ................................................................ 52
5.3.5. Tạo các phần tử hoạt hình trong cửa sổ xuất .............................................. 52
5.3.6. Liên kết các phần tử hoạt hình với các biến ............................................... 53
5.4.7. Tạo các thanh cuốn để nhập giá trị cho các hằng số v0, y0 và alpha ......... 54
5.4.8. Thực hiện đồ án và chỉnh sửa (nếu cần) ..................................................... 54
5.5. Thiết kế thí nghiệm về chuyển động với dụng cụ SONAR................................. 55
5.5.1. Mục đích:.................................................................................................... 55
5.5.2. Dụng cụ và bố trí thí nghiệm:..................................................................... 55
5.5.3. Viết chương trình nhân:.............................................................................. 55
5.5.4. Thiết kế cửa sổ xuất:................................................................................... 55
5.5.5. Tiến hành thí nghiệm:................................................................................. 56
5.6. Thiết kế thí nghiệm với con lắc lò xo.................................................................. 56
5.6.1. Mục đích:.................................................................................................... 56
5.6.2. Dụng cụ và bố trí thí nghiệm:..................................................................... 56
5.6.3. Viết chương trình nhân:.............................................................................. 57
5.6.4. Thiết kế cửa sổ xuất:................................................................................... 57
5.6.5. Tiến hành thí nghiệm:................................................................................. 58
6. Một số đồ án đã được thiết kế với PAKMA 2002 ..................................................58
6.1. Cơ học ................................................................................................................. 58
6.2. Nhiệt học ............................................................................................................. 59
6.3. Điện học .............................................................................................................. 59
6.4. Cảm ứng điện từ.................................................................................................. 59
6.5. Quang học ........................................................................................................... 59
6.6. Dao động và sóng................................................................................................ 59
PHỤ LỤC ẢNH..........................................................................................................60
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT iii
0. Giới thiệu về PAKMA 2002
Phần mềm PAKMA là sản phẩm của nhóm nghiên cứu phần mềm dạy học do GS. TS.
D. Heuer (nguyên trưởng Bộ môn lý luận dạy học Vật lý, Viện vật lý và thiên văn, Đại học
Wuerzburg, CHLB Đức) chủ trì. (Trong khuôn khổ hợp tác nghiên cứu với nhóm phát triển
phần mềm, tác giả đã việt hóa hoàn toàn phần giao diện của PAKMA. Phần mềm này được sử
dụng miễn phí và độc giả có thể tải xuống từ trang web didaktik.physik.uni-wuerzburg.de.)
Đây là sản phẩm được thiết kế theo quan điểm kết hợp giữa ba xu hướng chính trong việc ứng
dụng tin học vào dạy học, đó là dùng máy vi tính như là:
a) một thiết bị vạn năng trong các thí nghiệm vật lý, trong đó bao gồm cả chức
năng phân tích số liệu, biểu diễn số liệu dưới các dạng khác nhau
b) một công cụ để mô hình hóa (MHH) các hiện tượng, quá trình vật lý và
c) một công cụ để trực quan hóa những khái niệm, quá trình trừu tượng bằng
những đối tượng đồ họa và bằng kỹ thuật hoạt hình.
Các chức năng chính của PAKMA đã được tóm tắt đầy đủ trong tên gọi của nó.
PAKMA là chữ viết tắt của các từ tiếng Đức: Physik Aktiv Messen, Modellieren, Analyse,
Animation. Phần mềm PAKMA có thể thực hiện các công việc:
+ Đo các đại lượng trong các thí nghiệm Vật lý (Messen)
+ Mô phỏng các hiện tượng, quá trình Vật lý (Modellieren)
+ Phân tích số liệu đo được từ thực nghiệm (Analyse)
+ Tạo các hình ảnh chuyển động (Animation)
Có thể nói, PAKMA là một phần mềm chuyên dụng cho bộ môn vật lý và có khả năng
hỗ trợ rất cao đối với GV vật lý vì ngoài những thiết bị được thiết kế sẵn (do nhóm nghiên
cứu và phát triển PM PAKMA) người GV có thể tự chế tạo các thiết bị đo tương thích với
phần cứng của PAKMA hoặc sử dụng những thiết bị đã có sẵn trên thị trường (Ví dụ: GV có
thể sử dụng con chuột của máy vi tính như là một thiết bị cảm ứng chuyển động trong mặt
phẳng, có thể dùng các thiết bị đo có đầu nối với máy vi tính thông qua các cổng COM hoặc
LPT…) để tiến hành các thí nghiệm VL tự thiết kế.
Về phương diện lập trình, phần mềm PAKMA là một môi trường phát triển tích hợp
(IDE: Intergrated Development Environment) tương tự như hệ Turbo Pascal. Trong môi
trường này người sử dụng có thể thiết kế các đồ án dùng để đo đạc các đại lượng vật lý trong
một thí nghiệm hoặc dùng để mô hình hóa một quá trình vật lý. Một đồ án điển hình của
PAKMA bao gồm một chương trình nhân (core program) viết theo chuẩn của ngôn ngữ
PASCAL; các danh sách biến số sử dụng cho phần trình bày; các cửa sổ đồ họa; tập tin số liệu
thu được từ thí nghiệm...
Để có thể thực hiện được các chức năng đã nêu, hệ thống PAKMA bao gồm các thành
phần:
Phần cứng:
- Card ISA gắn vào bảng mạch chính của máy tính
- Các môdun biến đổi tín hiệu tương tự - số có đầu kết nối trực tiếp với các cổng
COM, LPT1
- Hộp giao tiếp gồm 8-16 kênh đo hiệu điện thế và 2 kênh đếm xung. Hộp giao
tiếp này được nối với Card ISA qua cáp nối thông dụng bán trên thị trường. (xem hình
ở phụ lục)
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 1
- Các bộ cảm ứng cơ, quang, điện để thu nhận tín hiệu từ các thí nghiệm VL. Các
bộ cảm ứng này được nối với hộp giao tiếp để đưa tín hiệu đo được từ thí nghiệm vào
máy tính.
Phần mềm:
- Hệ soạn thảo văn bản dùng để viết ra một chương trình nhân gồm các lệnh điều
khiển, lệnh đo số liệu và các lệnh hiển thị dữ liệu. Các lệnh này được viết với những câu
lệnh, từ khóa tương tự như trong ngôn ngữ lập trình PASCAL. Hệ soạn thảo này có
những chức năng hiệu chỉnh văn bản cho phép người sử dụng trình bày chương trình
đẹp mắt và có cấu trúc dễ nhận biết.
- Hệ soạn thảo đồ hoạ dùng để thiết kế các cửa sổ xuất. Trong các cửa sổ xuất này
người sử dụng có thể biểu diễn các đối tượng đồ họa (đường thẳng, hình chữ nhật, hình
tròn, mũi tên... ) cũng như những đồ thị, biểu đồ và các phần tử hoạt hình khác dùng để
trực quan hóa các đại lượng vật lý có trong thí nghiệm hoặc mô hình.
- Chương trình biên dịch dùng để dịch chương trình nhân thành tập tin thực hiện
trong môi trường Windows (từ 3.x trở lên)
Khi sử dụng phần mềm cùng với các thiết bị đo, cần phải kết nối đúng kênh đo trên hộp
giao tiếp và khai báo thiết bị đo đã kết nối trong phần mềm bằng các câu lệnh khai báo và câu
lệnh thu thập số liệu.
Về phương diện ứng dụng, PAKMA là một hệ thống phần mềm mở trong đó giáo viên
và học sinh (GV-HS) có thể tạo ra những sản phẩm phù hợp với nhu cầu giảng dạy và học tập
của mình. Với PAKMA GV-HS có thể sử dụng máy vi tính như là một thiết bị đo vạn năng
trong các thí nghiệm vật lý, phân tích số liệu đo được từ thí nghiệm đó và sau cùng là mô
phỏng các quá trình vật lý bằng cách xây dựng những mô hình toán học cho quá trình đó và
cho thực hiện mô hình trong môi trường tích hợp của PAKMA.
Nhờ khả năng hoạt hình hóa bằng đồ thị và các biểu diễn vật lý động (ứng dụng các
phần tử hoạt hình), PAKMA cung cấp cho GV-HS nhiều khả năng mới trong việc dạy-học
môn Vật lý như:
- tính toán các mô hình và hệ mô phỏng bất kỳ
- lập quan hệ giữa các số liệu cung cấp bởi lý thuyết và các giá trị đo được
- biểu diễn hoặc so sánh các số liệu này trong các biểu diễn động và trong đồ thị với chế
độ thời gian thực.
Do vậy các đại lượng vật lý có trong quá trình thí nghiệm có thể được theo dõi một
cách rõ ràng và trực quan trên màn hình.
Với mục đích đó PAKMA là một công cụ tương tác linh hoạt trong việc
+ ghi nhận các giá trị đo đạc từ thí nghiệm
+ phân tích và xử lý số liệu
+ biểu diễn số liệu bằng biểu đồ, đồ thị…
+ mô hình hoá các quá trình vật lý
+ biểu diễn hoạt hình bằng các đối tượng động
Những công việc này có thể được kết hợp với nhau một cách tùy ý và được thực hiện
trong chế độ thời gian thực.
Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thiết bị (các đầu đo cũng như hộp giao tiếp chưa có sẵn
trên thị trường Việt Nam) nên trong tài liệu này chỉ đề cập đến việc mô hình hoá và trình diễn
2
lại các thí nghiệm đã được thực hiện mà không nói đến việc thiết kế thí nghiệm có sử dụng
phần mềm PAKMA làm công cụ đo.
1. Làm việc với đồ án có sẵn
1.1. Cài đặt PAKMA lên máy tính
Muốn cài đặt PAKMA lên máy tính và sử dụng phiên bản tiếng Việt hoặc tiếng Anh thì
có thể làm theo 2 cách sau:
- Cài phiên bản tiếng Đức: cho thực hiện tập tin Setup.exe từ đĩa phần mềm hoặc từ gói
phần mềm được tải từ mạng (qua địa chỉ didaktik.physik.uni-wuerzburg.de) để cài đặt
PAKMA lên đĩa cứng. Sau đó thay thế tập tin chương trình PAKMA.EXE bằng tập tin với
phiên bản tiếng Việt hoặc tiếng Anh tương ứng.
- Sao chép thư mục PAKMA2002 của phiên bản tương ứng từ đĩa CD vào đĩa cứng.
Chú ý: Muốn sử dụng được PAKMA thì người sử dụng phải có quyền truy cập được
vào thư mục C:\Windows\System32 của thư mục chứa các tập tin hệ thống của hệ điều hành
Windows.
1.2. Khởi động PAKMA
Phần mềm PAKMA được khởi động giống như tất cả các phần mềm chạy trên
Windows khác. Có thể khởi động PAKMA bằng một trong các cách sau:
- Nhắp đúp chuột vào biểu tượng của PAKMA trên Desktop (nếu có)
- Tìm và nhắp chuột vào biểu tượng của PAKMA trong Start Menu
- Thực hiện lệnh Run trong Start Menu và tìm đến thư mục đã cài đặt (hoặc sao chép)
phần mềm PAKMA vào
1.3. Giao diện chính của PAKMA
Như trình bày trong Hình 1, giao diện chính của PAKMA được chia làm 3 phần: thanh
menu, thanh công cụ và cửa sổ xuất.
Thanh menu chứa những mục chọn cần thiết để thực hiện các lệnh ứng với các chế độ
làm việc khác nhau của PAKMA. Do đó, tùy theo chế độ làm việc mà thanh menu có thể thay
đổi cho phù hợp.
Thanh công cụ chứa những nút tắt để thực hiện những lệnh thường dùng nhất của
PAKMA như lệnh thực hiện đồ án, lệnh gọi chương trình VisEdit…
Cửa sổ xuất là phần chiếm nhiều không gian nhất trong giao diện của PAKMA. Đây là
nơi dùng để biểu diễn các đối tượng đồ họa như đồ thị, biểu đồ, đồng hồ hiện số và cả những
phần tử hoạt hình như lò xo, mũi tên… nhằm mục đích trực quan hoá các quá trình, hiện
tượng vật lý được thí nghiệm hoặc mô hình hoá.
1.4. Các thành phần chính của PAKMA
PAKMA là một môi trường phát triển tích hợp trong đó GV-HS có thể lập trình, tạo
các đối tượng đồ họa… để phục vụ cho những mục đích của mình trong dạy-học Vật lý.
Sản phẩm của phần mềm PAKMA được gọi là một đồ án. Một đồ án điển hình thường
bao gồm:
• Chương trình hạt nhân (gọi tắt là chương trình nhân)
• Bảng phạm vi biến thiên của các biến số xuất. Những biến số này được sử dụng để
biểu diễn các đại lượng trong cửa sổ xuất và được khai báo trong chương trình nhân
• Bảng các giá trị đầu cho các biến số
• Một hoặc nhiều cửa sổ đồ họa (gọi là cửa sổ xuất dữ liệu hay gọn hơn: cửa sổ xuất)
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 3
• Tập tin số liệu đo đạc (thu được khi sử dụng PAKMA để đo các đại lượng Vật lý trong
thí nghiệm). Từ phiên bản PAKMA 2000 bộ giá trị đo được từ thí nghiệm có thể được
lưu trữ chung với chương trình nhân và các thành phần khác trong một tập tin đồ án.
Hình 1: Giao diện chính của PAKMA
Một khi đã thiết kế đầy đủ các thành phần nêu trên, ta có thể cho biên dịch chương trình
nhân thành một tập tin thực hiện trong môi trường Windows và cho thực hiện chương trình
này. Kết quả của các phép tính trong chương trình nhân sẽ được biểu diễn thông qua các đối
tượng đồ hoạ trong các cửa sổ xuất. Ngoài ra, kết quả tính toán / đo đạc được trong PAKMA
còn có thể được xuất thành tập tin văn bản dạng txt hoặc cvs dùng để trao đổi dữ liệu với các
phần mềm khác.
1.4.1. Chương trình nhân
Chương trình nhân là thành phần không thể thiếu của một đồ án PAKMA. Đó là một
đoạn chương trình chứa những dòng lệnh cốt lõi, cần thiết cho việc thực hiện các phép đo
trong một thí nghiệm hoặc các phép tính toán trong một mô hình.Chương trình nhân được viết
theo một ngôn ngữ lập trình tương tự như ngôn ngữ Pascal và tuân theo một dạng nhất quán
đối với mọi đồ án. Những dòng lệnh trong chương trình nhân điều khiển hệ thống máy tính
tính toán những phép toán từ đơn giản đến phức tạp của một mô hình hoặc thu thập số liệu từ
các thiết bị đo gắn với máy tính.
Chương trình nhân có cấu trúc chính như sau:
• Phần đầu chương trình: Phần đầu chương trình bao gồm các khai báo về thủ tục
(procedure) hoặc hàm (function) do người sử dụng tự định nghĩa; các lời gọi thủ tục và
hàm có sẵn; các khai báo về các hằng số; các biến được sử dụng trong chương trình.
Nếu đồ án được sử dụng để thu thập các số liệu đo từ một thí nghiệm thì các lệnh để
định nghĩa kiểu đo số liệu của PAKMA (đếm xung, đo hiệu điện thế, điều khiển rơ-le,
xuất các số liệu dạng bit...) cũng phải được khai báo trong phần này. Đối với một vài
mô hình, phần đầu chương trình nhân còn có thể có các lệnh đọc dữ liệu từ cửa sổ xuất
thông quá các đối tượng nhập dữ liệu như thanh cuốn (scrollbar); nút bấm (push
button) hoặc khoá (switch). Trong một số trường hợp phần đầu chương trình cũng có
thể có một vòng lặp.
4
• Vòng lặp chính của chương trình: Vòng lặp chính (repeat – until) của chương trình
nhân chứa các câu lệnh dùng để điều khiển thiết bị đo trong các thí nghiệm hoặc để
tính toán theo mô hình. Trong phạm vi của vòng lặp này, giá trị của các biến số sẽ
được ghi lại thông qua các kênh đo số liệu và các bộ cảm ứng hoặc được tính toán
bởi các phép tính trong một mô hình toán học tương ứng với quá trình vật lý được
mô phỏng,
được xử lý tiếp tục trong các phép tính toán và
được gởi đến các cửa sổ xuất của đồ án thông qua lệnh xuất dữ liệu (Output).
Thông thường, vòng lặp sẽ kết thúc khi thời gian thực hiện đồ án (biến thời gian t) vượt
quá khoảng thời gian cho trước. Trong một số trường hợp đặc biệt, vòng lặp này có thể là một
vòng lặp vô hạn, chỉ được kết thúc bởi người sử dụng hoặc kết thúc khi có một sự kiện đặc
biệt nào đó xảy ra.
Ví dụ: chương trình nhân dưới đây được dùng để mô phỏng dao động theo phương
ngang của một con lắc lò xo
t0:=0; x_old:=x;
dt:=0.05; dx_old:=dx;
t_end:=20; v_old:=v;
t:=0; dv_old:=dv;
k:=3.5; t:=t+dt;
m:=0.5; x:=x+dx;
x:=0.2; v:=v+dv;
v:=0; F:=-k*x;
repeat a:=F/m;
F:=-k*x; dx:=v*dt;
a:=F/m; dv:=a*dt;
dx:=v*dt; x:=x_old+0.5*(dx+dx_old);
dv:=a*dt v:=v_old+0.5*(dv+dv_old);
Output(t,a,F,x,v); until t>t_end;
Phần đầu của chương trình (từ dòng t:=0; đến dòng v:=0;)chứa các lệnh khai báo
hằng số và các giá trị đầu. Vòng lặp chính bắt đầu từ dòng repeat và kết thúc ở dòng
until t>t_end;.
Tuy nhiên, GV-HS không cần phải tự viết ra những dòng lệnh tương tự mà có thể sử
dụng một phần mềm công cụ được tích hợp với PAKMA là VisEdit. Với phần mềm VisEdit,
GV-HS có thể tạo ra những cấu trúc tác động (effect structure) để biểu diễn những mối quan
hệ giữa các đại lượng có mặt trong quá trình Vật lý được mô phỏng và phần mềm sẽ tạo ra
một chương trình nhân phù hợp với cấu trúc tác động đó (" 4. Làm việc với VisEdit).
Để mở cửa sổ soạn thảo chương trình nhân, chọn Nhập → Chương trình nhân.
1.4.2. Bảng phạm vi biến thiên của các biến số
Khoảng biến thiên của các biến số xuất được khai báo trong danh sách các khoảng biến
thiên. Các khoảng biến thiên này đặc biệt có ý nghĩa đối với việc biểu diễn số liệu trên các đồ
thị hoặc biểu diễn các hình ảnh động trong những cửa sổ xuất. Để mở bảng này, chọn mục
Nhập → Khoảng biến thiên. Khi đó, danh sách các biến xuất sẽ xuất hiện như Hình 2:
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 5
Hình 2: Bảng khai báo phạm vi biến thiên của các biến số
Cột Biến số chứa danh sách các biến xuất theo thứ tự xuất hiện trong lệnh Xuất của
chương trình nhân.
Cột Cận dưới và Cận trên lần lượt chứa cận dưới và cận trên của khoảng biến thiên của
các biến số. Cận dưới và cận trên có thể được khai báo dưới dạng một số hoặc một tên
biến/hằng đã được khai báo trước (ví dụ như trong bảng trên thì cận trên của biến t được khai
là mt).
Cột Nhãn chứa mô tả biến. Mô tả này sẽ được biểu diễn trong đồ thị thay vì tên của
biến. Ví dụ, biến x1 trong bảng trên sẽ được ghi trong đồ thị là x1(m).
Nếu một biến nào đó có khoảng biến thiên giống hệt với một biến khác thì có thể sử
dụng cột Giống với để khai báo nhanh. (Ví dụ, nếu biến x2 có khoảng biến thiên giống biến
x1 thì ghi x1 vào ô tương ứng với biến x2 trong cột Giống với).
Nếu muốn PAKMA tự động chọn khoảng biến thiên cho các biến cho phù hợp với cận
trên/dưới thật của giá trị của biến đó trong quá trình đo đạc hoặc mô hình hóa thì bấm chọn
vào ô chọn (check box) tương ứng của biến đó trong cột Tự động của biến tương ứng. (Trong
bảng trên thì biến v1 được khai báo là có sử dụng chức năng tự động thay đổi khoảng biến
thiên). Có thể thấy sự khác biệt của việc có và không có sử dụng chức năng này đối với hai
biến x1 và x2 ở hình dưới. Trong trường hợp thứ nhất, khoảng biến thiên của x1 được
PAKMA tự chọn là
[-0,7;0,7] trong khi biến x2 lại có khoảng biến thiên là [-0,7;0,8] còn trong trường hợp thứ 2,
khoảng biến thiên của cả hai biến là [-1,1].
Có sử dụng chức năng tự động thay đổi khoảng Không sử dụng chức năng tự động thay đổi
biến thiên khoảng biến thiên
Hình 3: Đồ thị với chế độ tự động và không tự động đối với khoảng biến thiên
1.4.3. Bảng giá trị đầu cho các biến số
Trong chương trình nhân, ngoài các biến số có giá trị thay đổi theo các phép tính để mô
hình hoá hoặc nhận các giá trị đo từ thiết bị thì còn có thể có một số hằng số. Đó là các biến
số mà giá trị của chúng không thay đổi theo thời gian. Thông thường, các hằng số sử dụng
trong chương trình nhân sẽ được khai báo trong một bảng gọi là bảng các giá trị đầu. Ví dụ,
độ cứng (k1 và k2) của các lò xo cũng như khối lượng m của hai quả nặng được khai báo như
trong hình 4:
6
Hình 4: Khai báo các giá trị đầu
Để khai báo thông tin cần thiết cho các biến, có thể tham khảo bảng 1.
Bảng 1: Nội dung của các cột trong hộp thoại dùng để khai báo các giá trị đầu
Cột Nội dung khai báo
Biến số Tên của các biến số
Chú giải Chú giải về các biến số
Ngầm định Giá trị ngầm định dùng cho các biến
Giá trị cuối Giá trị của các biến trong lần thực hiện chương trình nhân trước đây
Giá trị mới Giá trị mới sẽ dùng cho các biến trong lần thực hiện đồ án kế tiếp.
Các nút trong hộp thoại có các chức năng như sau:
Nút Tạo mới: cho phép khai báo thêm một biến mới
Nút Định trước: chuyển những giá trị có trong cột Ngầm định sang cột Giá trị
mới.
Nút Giá trị cuối: chuyển những giá trị có trong cột Giá trị cuối sang cột Giá trị
mới.
Ngoài bảng các giá trị đầu thì ta có thể khai báo giá trị đầu cho các biến trong chương
trình nhân. Nếu một biến được khai báo giá trị cả trong bảng Các giá trị đầu lẫn trong chương
trình nhân thì chỉ có giá trị trong chương trình nhân được sử dụng.
Nếu không có giá trị đầu nào được khai báo cho các biến nằm ở vế trái của các phép gán
thì biến đó sẽ tự động lấy giá trị 0 lúc chương trình nhân bắt đầu thực hiện. Ví dụ, nếu trong
chương trình nhân có dòng lệnh x:=x+v*dt; thì biến x sẽ được tự động gán giá trị bằng 0 nếu
không có một khai báo nào khác cho giá trị đầu của biến này.
1.4.4. Các cửa sổ xuất
Để trình bày các kết quả thu được từ các phép đo hoặc các phép tính toán, có thể sử
dụng đồng thời nhiều cửa sổ xuất và bố trí nhiều phần tử xuất dữ liệu trong mỗi cửa sổ. Để
tạo một cửa sổ xuất mới, chọn Xuất → Tạo cửa sổ xuất mới. Một hộp thoại xuất hiện để khai
báo những thông tin cần thiết cho cửa sổ xuất mới.
Tên của cửa sổ xuất mới được khai báo trong hộp Tiêu đề. Kích thước của cửa sổ được
khai báo trong phần Kích thước của cửa sổ. Có thể sử dụng một hình ảnh có sẵn dưới dạng
bitmap làm hình nền cho cửa sổ nếu nhắp chuột vào nút Tải vào trong phần hình nền, hoặc
nếu đã sử dụng một hình ảnh làm hình nền cho cửa sổ thì có thể xoá nó đi bằng cách nhắp
chuột vào nút Xoá
Trong một cửa sổ xuất, ta có thể:
• Biểu diễn giá trị của các biến dưới dạng đồng hồ hiện số bằng cách chọn lệnh
Xuất → Tạo đồng hồ hiện số mới
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 7
• Biểu diễn giá trị của một
biến trong mối tương quan
với một biến khác dưới
dạng đồ thị bằng cách chọn
Xuất → Tạo đồ thị mới
• Biểu diễn giá trị của biến
dưới dạng hình cột hoặc
hình thanh bằng cách chọn
Xuất → Tạo biểu diễn
thanh mới hoặc
Hình 5: Bảng tùy chọn
cho cửa sổ xuất
• Biểu diễn giá trị của biến dưới dạng đồng hồ kim bằng cách chọn Xuất → Tạo
đồng hồ kim mới
• Biểu diễn các phần tử hoạt hình bằng cách chọn những lệnh trong mục Hoạt
hình
• Sử dụng các thanh cuốn, khoá chuyển hoặc nút bấm để nhập giá trị cho các biến
Chú ý: Sau mỗi lần thực hiện đồ án PAKMA thì phải chọn Xuất → Soạn thảo hoặc
Hoạt hình → Soạn thảo để chuyển sang chế độ soạn thảo đồ họa.
Hình 6: Một cửa sổ xuất trong đồ án về dao động của hệ 2 vật nặng, 2 lò xo
1.5. Thanh công cụ của PAKMA
Cũng như trong những ứng dụng Window khác, PAKMA có một số thanh công cụ dùng
để tiết kiệm thời gian gọi thực hiện các lệnh thông qua hệ thống bảng chọn. Hình dưới đây là
thanh công cụ chuẩn của PAKMA.
Hình 7: Thanh công cụ chuẩn của PAKMA
8
Bảng 2: Các nút trong thanh công cụ chuẩn và lệnh tương ứng
Nút Lệnh tương ứng Nút Lệnh tương ứng
Tập tin → Mở Từng bước một
Tập tin → Save Dừng
Chọn tốc độ thực hiện ở chế
Tập tin → In cửa sổ hiện thời
độ tái bản
Tập tin → Chuyển sang chế Soạn thảo → Gọi thực hiện
độ thực hiện VisEdit
Tập tin → Chuyển sang chế
Chọn hiển thị các cửa sổ xuất
độ thiết kế
Thực hiện đồ án → Như là thí Chọn hiển thị các lớp đối
nghiệm thực tượng trong cửa sổ xuất
Thực hiện đồ án → Như là tái Bật/tắt đường kẻ ô (đường
bản lưới) trong cửa sổ xuất
Thực hiện đồ án → Như là mô
Xuất → Lưu màn hình…
hình
Thực hiện đồ án → Kích hoạt
Soạn thảo → Cắt
đồ án
Thực hiện Soạn thảo → Sao chép
Tạm dừng Soạn thảo → Dán
1.6. Mở một đồ án có sẵn
Về nguyên tắc, có thể mở đồ án của PAKMA (tập tin
có dạng *.prj) bằng cách nhắp đúp chuột vào biểu tượng của
đồ án trong Windows Explorer. Khi đó, Windows sẽ gọi thực
hiện chương trình PAKMA và mở đồ án được chọn ra một
cách tự động. Tuy nhiên, nếu muốn mở đồ án khi đã khởi
động PAKMA thì hãy làm theo các bước sau:
− Chọn một tập tin đồ án thích hợp nhất với mục đích
sử dụng trong các tài liệu được cung cấp cùng với
PAKMA
− Ghi lại tên của tập tin đồ án đó (có đường dẫn thư
mục cần thiết)
− Chọn lệnh Tập tin → Mở (hoặc nhắp chuột vào nút
trên thanh công cụ) để mở tập tin đồ án đã chọn
− Nếu đồ án này là một thí nghiệm và số liệu đo đạc không được lưu cùng với tập tin đồ
án thì phải tải thêm tập tin số liệu đo bằng cách chọn lệnh Tập tin → Tải các thành
phần → Số liệu đo.
− Cho thực hiện đồ án bằng cách chọn Thực hiện đồ án → Như là tái bản hoặc Thực
hiện đồ án → Như là mô hình. (Nếu có chọn lệnh Thực hiện đồ án → Hiển thị hộp
thoại cho bộ đệm số liệu đồ thị thì phải khẳng định lại việc thực hiện đồ án bằng cách
nhắp chuột vào nút Chấp nhận của hộp thoại).
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 9
Lưu ý: Ta có thể sửa đổi đồ án một cách tùy ý. Có thể thông qua bộ nhớ đệm
(Clipboard) để sao chép các phần của chương trình hạt nhân để sử dụng lại trong một đồ án
khác. Để làm điều đó hãy đánh dấu phần cần sao chép rồi dùng lệnh Soạn thảo → Sao chép
rồi sau đó dùng lệnh Soạn thảo → Dán để chuyển vào đồ án mới. (Ngoài ra, có thể dùng lệnh
Tập tin → Lưu các thành phần để lưu một thành phần tùy ý của PAKMA thành một tập tin
đĩa).
: Tìm và mở đồ án 2loxo.prj dùng để mô phỏng dao động theo phương ngang của hệ vật
gồm 2 vật nặng gắn vào 2 lò xo.
1.7. Thực hiện một đồ án đã mở
Có nhiều cách khác nhau để thực hiện một đồ án đã mở tùy theo bản chất của đồ án. Trừ
việc thực hiện một thí nghiệm thật thì những chế độ thực hiện khác có thể dùng một cách tuỳ
ý. Tuy nhiên, tốc độ thực hiện của các chế độ sẽ tăng dần theo thứ tự: thí nghiệm thật, tái bản,
mô hình. Nói chung, PAKMA sẽ cho thực hiện một đồ án cho đến khi hết khoảng thời gian
khai báo hoặc hết vòng lặp chính trong chương trình nhân trừ khi có điều khiển ngắt/dừng đồ
án của người sử dụng (chẳng hạn như nhắp chuột vào các nút ; và )
1.7.1. Chế độ thí nghiệm thực
Trong chế độ này, PAKMA sẽ điều khiển các thiết bị đo được nối với máy tính để thu
thập số liệu cần thiết cho các đại lượng vật lý. Để làm điều này, ta thực hiện lệnh Thực hiện
đồ án → Như là thí nghiệm thực hoặc nhắp chuột lần lượt vào các nút ; và . Muốn
kết thúc đồ án (cũng là kết thúc quá trình đo đạc) thì nhắp chuột vào nút .
1.7.2. Chế độ tái bản
Trong chế độ này, PAKMA sẽ thực hiện lại thí nghiệm độc lập với thiết bị thí nghiệm
hoặc thực hiện mô hình của quá trình vật lý đã được thiết kế trong chương trình nhân. (Nếu là
thực hiện lại thí nghiệm thì phải tải số liệu đo). Chế độ tái bản được thực hiện bằng lệnh:
Thực hiện đồ án → Như là tái bản hoặc thông qua các nút tắt: ; và trên thanh công
cụ. Đồ án sẽ được thực hiện cho đến khi hết thời gian qui định trong chương trình nhật hoặc
khi ta nhắp chuột vào nút .
Có thể thay đổi tốc độ thực hiện của đồ án bằng cách sử dụng thanh trượt . Giá
trị bằng 1 của hệ số này ứng với tốc độ của thí nghiệm trong thời gian thực.
1.7.3. Chế độ mô hình
Để thực hiện một đồ án theo chế độ mô hình, thực hiện lệnh Thực hiện đồ án → Như là
mô hình hoặc lần lượt nhắp chuột vào các nút: ; và .
Ngoài ra, đối với chế độ tái bản và mô hình thì có thể sử dụng các nút điều khiển và
để tạm dừng hoặc thực hiện đồ án theo từng bước một (ứng với khoảng thời gian dt đã khai
báo trong chương trình nhân).
Việc môt hình hoá các quá trình vật lý hoạt động độc lập đối với các thiết bị đo đặc
trưng của trong PAKMA.
Chương trình ví dụ sau minh hoạ cho việc mô hình hoá một chuyển động của vật ném
nghiêng:
t:= 0; // Khai báo biến t (dùng để chỉ thời gian) và gán giá
trị 0
dt:= 0.1; // Khai báo khoảng thời gian dt để tiến hành một
phép tính và gán giá trị cho nó giá trị là 0.1
10
x:= 0; // Khai báo tọa độ x của vật và gán giá trị đầu bằng 0
y:= 0; // Khai báo tọa độ y của vật và gán giá trị đầu bằng 0
v0:=5; // Khai báo vận tốc đầu của vật và gán giá trị là 5
(m/s)
Alpha:=30; // Khai báo góc ném alpha và gán giá trị là 300
vx:= v0 * // Tính thành phần vận tốc đầu theo phương Ox
cos(alpha*pi/180);
vy:= v0 * // Tính thành phần vận tốc đầu theo phương Oy
sin(alpha*pi/180);
repeat // Bắt đầu vòng lặp chính
Output(t,x,y,vx,vy,g); // Xuất các biến ra cửa sổ xuất
vy:= vy - g * t; // Tính lại giá trị mới của thành phần vận tốc theo
phương Oy
x:= x + vx * dt; // Tính lại tọa độ theo phương Ox
y:= y + vy * dt; // Tính lại tọa độ theo phương Oy
t:= t + dt; // Tính lại thời gian của hệ
until t > mt; // Kết thúc vòng lặp chính
Các tính toán ở đây tuân theo nguyên tắc bước nhỏ (small steps), trong đó các phương
trình vi phân cần cho việc mô hình hoá sẽ được thay bằng các phương trình sai phân và lời
giải sẽ được rút ra từ các tổng của các sai phân (differences) nhỏ thay cho các tích phân. Việc
sử dụng phương pháp bước nhỏ tỏ ra có ưu thế trong nhiều trường hợp so với cách lập trình
giải tích, bởi vì nó cho phép một sự xem xét sâu hơn vào sự phát triển của hệ thống so với
việc ứng dụng các công thức của giải tích. Đối với các phương trình vi phân phức tạp không
có sẵn lời giải giải tích thì phép tính theo nguyên tắc bước nhỏ là phương pháp khả thi duy
nhất.
: Thử thực hiện đồ án 2loxo.prj theo các chế độ khác nhau và nhận xét kết quả. Quan
sát những biểu diễn hoạt hình trên các cửa sổ xuất. Chọn xem cửa sổ xuất thứ nhất và cửa sổ
xuất thứ 2.
1.8. Thực hiện các sửa đổi đối với một đồ án
Để làm cho một đồ án có sẵn trở nên thích hợp với nhu cầu sử dụng, ta có thể sẽ
− thay đổi các tham số hoặc các giá trị đầu của các biến: dùng hộp thoại Các giá trị đầu.
− định lại kích cỡ mới cho các biến và đồ thị trong cửa sổ xuất: thay đổi các khoảng
biến thiên của các biến xuất (Khoảng biến thiên).
− thay đổi các phép tính toán bên trong đồ án: thay đổi chương trình nhân
− thêm/bớt các phần tử hoạt hình hoặc các đối tượng đồ họa khác trong cửa sổ xuất
− thay đổi các liên kết giữa các phần tử hoạt hình hoặc liên kết giữa các phần tử hoạt
hình với các biến xuất.
: Vẫn làm việc với đồ án 2loxo.prj. Lần lượt mở các hộp thoại Các giá trị đầu; Khoảng
biến thiên để xem các khai báo trong đó. Thử sửa đổi phần chú thích/mô tả của các biến
cũng như phạm vi biến thiên của các biến và quan sát thay đổi trong các cửa sổ xuất.
(Chú ý: để gõ và hiển thị tiếng việt có dấu thì phải dùng font chữ TCVN3 / ABC).
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 11
2. Thiết kế các đồ án
Một đồ án hoàn chỉnh của PAKMA (thường được lưu thành các tập tin có dạng *.prj
hoặc *.pro) bao gồm tất cả các thành phần cần thiết cho việc thực hiện đồ án. Những môđun
này là:
+ Chương trình nhân (*.pkp)
+ Một hoặc nhiều cửa sổ xuất dữ liệu (*.out)
+ Khoảng biến thiên của các biến (*.dat)
+ Số liệu đo được từ các thí nghiệm (*.mdt)
Có hai loại đồ án cơ bản: đồ án “thí nghiệm” và các mô hình.
Các bước thiết kế một đồ án:
− Thiết kế ý tưởng cho một mô hình hoặc thiết kế cấu trúc tác động nhờ VisEdit
− Viết chương trình nhân (hoặc nhờ VisEdit tạo ra chương trình nhân)
− Khai báo giá trị đầu cho các biến sử dụng trong chương trình nhân
− Khai báo khoảng biến thiên của các biến (điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với
việc biểu diễn số liệu bằng đồ thị hoặc bằng các phần tử hoạt hình)
− Thiết kế các cửa sổ xuất
− Lưu đồ án lên đĩa
− Thực hiện đồ án
− Thêm, bớt các đối tượng đồ hoạ trong cửa sổ xuất hoặc sửa chương trình nhân
cho phù hợp với ý tưởng ban đầu
− Lưu đồ án đã được sửa đổi
2.1. Thiết kế chương trình nhân
2.1.1. Mở cửa sổ soạn thảo chương trình nhân
Cửa sổ soạn thảo chương trình nhân được mở bằng lệnh Nhập→ Chương trình nhân.
Chương trình nhân sẽ được trình bày dưới dạng một văn bản và việc sửa đổi nội dung của
chương trình nhân hoàn toàn tương tự việc sửa đổi một văn bản bất kỳ trong môi trường
Windows. Khi chương trình nhân được mở ra thì có một số thay đổi trong thanh menu: mục
Soạn thảo sẽ được bổ sung thêm một số lệnh và mục Tuỳ chọn được đưa thêm vào thanh
menu.
2.1.2. Mục chọn Soạn thảo
Khi cửa sổ soạn thảo chương trình nhân được mở ra thì mục chọn Soạn thảo trên thanh
menu sẽ được bổ sung thêm một số lệnh mới. Những lệnh này chỉ có tác dụng đối với những
dòng văn bản trong chương trình nhân. Đó là những lệnh Huỷ bỏ lệnh vừa thực hiện, Xoá
toàn bộ, Chọn toàn bộ và Tìm kiếm/Thay thế
2.1.3. Mục chọn Tùy chọn
Mục chọn này dùng để khai báo một số thông tin dùng cho phần soạn thảo chương trình
nhân.
Lệnh Công dụng
Các chức năng tự động… Mở ra một bảng chọn các chức năng tự động dùng để tự động
hoá việc gõ các dòng lệnh từ bàn phím. Bảng chọn có dạng
như trong hình 8.
12
Kiểm tra văn bản Kiểm tra sơ bộ về cú pháp các câu lệnh trong chương trình
nhân
− Thụt vào đầu dòng: tự động chỉnh phần thụt vào
đầu dòng của các dòng lệnh cho phù hợp với định
dạng của cấu trúc lập trình
− Điều khiển dòng: Kiểm tra cách viết các dòng lệnh
và có thông báo lỗi mỗi khi dòng lệnh không tuân
theo những quy tắc lập trình
− Kiểm tra chuyển giao giá trị: tự động thêm dấu “:”
vào trong dấu “:=” của phép gán giá trị cho biến số
− Kiểm tra cú pháp câu lệnh: tự động thêm dấu “;”
vào cuối mỗi dòng lệnh nếu cần
Hình 8: Những chế độ tự động
− Bỏ khoảng trống trong dòng lệnh: tự động xoá
trong hệ soạn thảo chương trình
những dấu trống không cần thiết trong dòng lệnh
nhân
2.2. Các lệnh lập trình trong chương trình nhân
Như đã đề cập trước đây, các câu lệnh và cú pháp câu lệnh trong chương trình nhân của
một đồ án PAKMA có cấu trúc tương tự như trong ngôn ngữ lập trình PASCAL. Ngoài những
từ khoá căn bản như for, if, repeat… thì PAKMA sử dụng thêm một số từ khoá dùng
làm các lệnh để điều khiển thiết bị, đọc dữ liệu từ các đối tượng nhập liệu, xuất dữ liệu…
Phần này sẽ trình bày một số từ khoá và lệnh thường dùng.
2.2.1. Các toán tử và phép gán
Tương tự như trong ngôn ngữ lập trình Pascal, PAKMA sử dụng một số toán tử như
sau:
+ Toán tử số học: + (phép cộng); - (phép trừ); * (phép nhân); / (phép chia)
+ Toán tử logic: and; or; not
+ Phép gán: :=
2.2.2. Cấu trúc vòng lặp repeat ... until
Cấu trúc này tạo ra một vòng lặp. Các lệnh bên trong vòng lặp được thực hiện cho đến
khi điều kiện nêu sau từ khoá until được thoả mãn. Ví dụ, vòng lặp
repeat
x:=x+dx;
output(t, x);
t:=t+dt;
until t>=20;
sẽ cộng dồn vào biến x, t và xuất hai biến đó ra cửa sổ xuất cho đến khi biến t đạt giá trị
lớn hơn hay bằng 20.
Cấu trúc này luôn được sử dụng trong chương trình nhân của PAKMA vì dù trong thí
nghiệm hay trong mô hình thì các phép đo hoặc các phép tính toán đều được thực hiện nhiều
lần trong những khoảng thời gian dt nhất định. Tuỳ theo độ phức tạp nhiều hay ít của thí
nghiệm hay mô hình mà trong vòng lặp có nhiều hay ít lệnh. Để minh hoạ, độc giả có thể mở
bất kỳ một đồ án có sẵn nào của PAKMA để xem xét các dòng lệnh trong chương trình nhân
của đồ án đó.
Hướng dẫn sử dụng PAKMA - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lý THPT 13
