Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Прикладная и инженерная биофизика»

7. Итак, у нас получилось Это означает, что при нажатии на созданную нами кнопку (редактор присвоил ей имя CommandButton1) будет выполнена команда MsgBox "I love you". Что это за команда? Сейчас узнаем. 8. Переведите значок в положение (просто нажмите мышкой) Напоминаю, что этот значок означает переход из режима разработки программы в режим работы и обратно. 9. Вернитесь на лист Excel, где у нас кнопка. 10. Нажмите на кнопку. Должно появиться окошко Если так – то поздравляю. Вы написали свою первую программу на VBA. Правда, эта программа состоит всего из одной строки. И умеет только объясняться Вам в любви при нажатии на кнопку. Тем не менее, программа полезная. Когда Вам надоест вбивать данные в Excel – жмите на кнопку. Excel объяснится Вам в любви, и на душе у Вас станет теплее. 11. Вернитесь в редактор VBA (например, нажав Alt+F11), и исправьте текст "I love you" на любой другой. Можно – на русский. Главное, чтобы текст был в кавычках. Вернитесь в Excel, нажмите на кнопку. Итак, Вы научились писать программу, которая при нажатии на кнопку выдаёт Вам окошко с текстом. Кстати, MsgBox умеет ещё много чего полезного, кроме как выдавать сообщение. Например, задать вопрос и проанализировать ответ; предупредить об опасности; сообщить результаты вычислений. Но нам пока достаточно того, что уже узнали. Дальнейшие возможности VBA мы будем осваивать в процессе выполнения последующих работ. Если так – то поздравляю. Вы написали свою первую программу на VBA. Правда, эта программа состоит всего из одной строки. И умеет только объясняться Вам в любви при нажатии на кнопку. Тем не менее, программа полезная. Когда Вам надоест вбивать данные в Excel – жмите на кнопку. Excel объяснится Вам в любви, и на душе у Вас станет теплее.  12. Для того, чтобы программы на VBA работали, "Безопасность макросов" должна быть установлена как "средняя". Сервис > Параметры > Безопасность > Безопасность макросов > Средняя. У меня – именно так, а как у Вас – ищите. По-умолчанию обычно стоит высокая безопасность, которая запрещает работать программам на VBA. 13. Вернитесь в редактор VBA (например, нажав Alt+F11), и исправьте текст "I love you" на любой другой. Можно – на русский. Главное, чтобы текст был в кавычках. Вернитесь в Excel, нажмите на кнопку. 14. Итак, Вы научились писать программу, которая при нажатии на кнопку выдаёт Вам окошко с текстом. Разумеется, практической пользы от этого пока мало, но это ведь Ваша первая программа! Вдобавок, эти окошки нам ещё пригодятся позже. ПРИМЕЧАНИЕ! VBA, как и любой другой язык программирования, очень чувствителен к ошибкам. Если вы вместо msgbox напишите msg box, или сделаете ошибку в какой-нибудь букве, он тут же начнёт ругаться. Общее правило: Внутри кавычек Вы можете писать всё, что угодно. Вне кавычек – только то, что соответствует "словарному запасу" VBA. Всё, что вне кавычек, VBA воспринимает как команды, которые надо выполнять. При этом он, как робот, понимает только те команды, которые дословно совпадают с его "словарным запасом" и написаны в строгом соответствии с правилам. Малейшая ошибка в команде повергает его в недоумение, и он даёт сообщение об ошибке. Да, что же такое MsgBox? Вы уже наверняка сами поняли – это вызов окошка с сообщением. Текст сообщения размещается в кавычках, вот так MsgBox "Текст сообщения". Потренируйтесь делать кнопки и вписывать туда разные MsgBox. Впишите несколько MsgBox подряд, примерно так Private Sub CommandButton1_Click() MsgBox "Привет!" MsgBox "Как дела?" MsgBox "Пока!" End Sub Посмотрите, что получается. Только не забывайте про Кстати, MsgBox умеет ещё много чего полезного, кроме как выдавать сообщение. Например, задать вопрос и проанализировать ответ; предупредить об опасности; сообщить результаты вычислений. Но нам пока достаточно того, что уже узнали. Итак, удачи в освоении этого урока! Книгу, кстати, потом сохраните – ещё пригодится. В следующий раз узнаете, как с помощью VBA делать что-то действительно полезное. Например, пересчитать урожай с кг на участок на тонны на гектар с учётом влажности зерна, и выделить красным цветом самые урожайные варианты, а самые неурожайные выделить синим цветом. Даже без всякого математического моделирования самодельная программа на VBA часто оказывается гораздо удобнее, чем вписывание формул в ячейки книги. Работа 3. Динамика популяций одноклеточных организмов. Материалы и оборудование: персональные компьютеры с MS Office. Ход работы: 1. Запустить MS Excel. 2. Разместить на листе Командную кнопку. 3. Пишем модель. У нас есть некий ограниченный объём, в котором присутствует субстрат и микроорганизмы. Микроорганизмы потребляют субстрат, размножаются и погибают (например, их в свою очередь потребляют простейшие). Необходимо построить график численности микроорганизмов от времени. По оси X – время, по оси Y – численность микроорганизмов. Микроорганизмов будем обозначать буквой X, субстрат – буквой S, время – буквой t. Весь интервал времени, в течение которого проводим наблюдение за микроорганизмами, разобьём на очень короткие интервалы dt. Программа должна на каждом шаге считать скорость роста микроорганизмов, а потом определять прирост их численности и убыль субстрата за время dt. Скорость роста (она же – скорость размножения) в пересчёте на 1 клетку (или на единицу биомассы) в единицу времени называют "удельная скорость роста" и обозначают буквой µ. Если клетка в среднем совершает 1 деление в час, то µ = 1 час-1. Если клетка в среднем совершает 3 деления в час, то µ = 3 час-1. Таким образом, изменение численности (или биомассы) микроорганизмов за время dt можно описать уравнением dX/dt = µ*X – ε*X где dX – изменение численности (или биомассы) за время dt, µ – удельная скорость роста, ε – удельная скорость гибели. Зависимость удельной скорости роста от концентрации субстрата описывается уравнением Моно: µ = µmax*S/(Ks + S) здесь µmax – это максимально возможная для данного штамма микроорганизмов или данной клеточной культуры скорость роста; S – концентрация субстрата; Ks – константа Михаэлиса, равная концентрации субстрата, при которой скорость роста составляет половину от максимально возможной. В графическом виде зависимость µ от S показана на рис. 3.1. Рис. 3.1. Зависимость µ от S (в данном примере µmax = 2, Ks = 500) В случае, если высокие концентрации субстрата ингибируют рост клеток (это называется "субстратное ингибирование"), уравнение имеет вид (уравнение Моно в модификации Холдейна) µ = µmax*S / (Ks + S + S2 / Ki) где Ki – константа ингибирования. В графическом виде зависимость µ от S при наличии субстратного ингибирования показана на рис. 3.2. Рис. 3.2. Зависимость µ от S при наличии субстратного ингибирования (в данном примере µmax = 2, Ks = 400, Ki = 2000) По мере размножения микроорганизмов субстрат истощается пропорционально приросту численности (или биомассы) микроорганизмов. Коэффициент пропорциональности зависит от вида микроорганизма и от типа субстрата. Назовём этот коэффициент "a". Тогда при отсутствии притока свежего субстрата изменение концентрации субстрата dS = – a*µ*X, где µ*X – прирост численности (биомассы) микроорганизмов, a – расход субстрата на единицу прироста численности (биомассы) микроорганизмов. Таким образом, система описывается двумя уравнениями: dX/dt = µ*X – ε*X dS/dt = – a*µ*X С учётом того, что µ = µmax*S/(Ks + S), вместо µ можно записать (µmax*S/(Ks + S)) dX/dt = (µmax*S/(Ks + S))*X – ε*X dS/dt = – a*(µmax*S/(Ks + S))*X 4. Программируем модель средствами VBA Поскольку VBA не понимает греческие буквы, µmax будем обозначать латинскими буквами Mmax, ε будем обозначать латинской буквой e. В таком случае система уравнений будет выглядеть так: dX/dt = (Mmax*S/(Ks + S))*X – e*X dS/dt = – a*(Mmax*S/(Ks + S))*X Для дальнейшего программирования перенесём dt в правую часть уравнения. dX = ((Mmax*S/(Ks + S))*X – e*X)*dt dS = (– a*(Mmax*S/(Ks + S))*X)*dt Переходим в редактор VBA (Alt+F11). Записываем уравнения, как показано ниже. Теперь программа умеет считать изменения численности (биомассы) микроорганизмов и концентрации субстрата (соответственно dX и dS) за время dt. Но нас интересует не изменение биомассы и субстрата, а их реальные значения. Следовательно, изменения надо прибавить у текущим значениям X и S. Вот так: X=X+dX S=S+dS Правда, этот набор уравнений отработает только один раз, а нам нужно построить график. Организуем цикл, например, из 2000 шагов. Для этого используем стандартную для большинства языков конструкцию For … Next Теперь необходимо организовать вывод результатов на лист Excel. VBA умеет читать содержимое ячеек на листе Excel, проводить с этим содержимым различные вычисления (и другие операции), и записывать результаты в те же или другие ячейки. Доступ к содержимому ячейки осуществляется с помощью "волшебного слова" Cells(i,j).Value, где i – номер строки, j – номер столбца. Например, команда Cells(10,1).Value = 1 запишет 10-ю строку 1-го столбца число 1 команда Cells(2,3).Value = "Привет" запишет во 2-ю строку, 3-го столбца строку "Привет" команда Cells(20,1).Value = Cells(10,1).Value запишет в ячейку с координатами 20,1 содержимое ячейки с координатами 10,1. Есть ещё одно "волшебное слово" – Selection.Cells(i,j).Value Selection означает, что координаты ячейки отсчитываются не от левого верхнего угла листа, а от левой верхней части выделенной области. Будем выводить значения S в первый столбец i-й строки, значения X – во второй столбец i-й строки. Cells(i,1).Value = S Cells(i,2).Value = X Осталось сделать две вещи: 1) объявить переменные (в VBA это необязательно, но желательно) VBA понимает несколько типов переменных, но для последующей работы нам понадобятся всего два типа: double (вещественное число) и long (целое число). Более подробно про типы чисел можно прочитать в Help, который вызывается из редактора клавишей F1. Переменные объявляются в начале программы ключевым словом Dim Под одним Dim можно объявить сразу все переменные, но лучше сделать это в несколько строк для удобства восприятия программы. Вот так: Dim X As Double, dX As Double, S As Double, dS As Double Dim Mmax As Double, Ks As Double, a As Double, e As Double Dim dt As Double Dim i As Integer Option Explicit означает, что перед запуском программа проверит, все ли переменные объявлены. Если встретится не объявленная переменная, будет выдано сообщение об ошибке. 2) Присвоить всем переменным некие стартовые значения. Можно сделать это непосредственно в программе, например, так Однако гораздо удобнее читать значения переменных с листа Excel, используя "волшебное слово" Selection. Вот так: dt = Selection.Cells(1, 1).Value X = Selection.Cells(2, 1).Value S = Selection.Cells(3, 1).Value Mmax = Selection.Cells(4, 1).Value Ks = Selection.Cells(5, 1).Value e = Selection.Cells(6, 1).Value a = Selection.Cells(7, 1).Value Теперь, если нам потребуется сменить коэффициенты, не надо будет лезть в программу, достаточно будет поменять коэффициенты на листе Excel. Программа готова. Выделяем коэффициенты и нажимаем кнопку. Вот что получилось (показан только фрагмент): Можно построить график средствами Excel. 5. Варьируя коэффициенты (кроме dt), изучить возможные типы динамики микроорганизмов. Особое внимание обратить на случай, когда e (удельная скорость гибели) равна нулю. Работа 4. Моделирование периодической культуры. Материалы и оборудование: персональные компьютеры с MS Office, программа, предоставленная преподавателем. Ход работы: Запустить программу. Программа спросит пароль. Нажать Cancel Нажать OK Появится окно программы. Кликнуть мышкой по пустой колбе. Появится окно для составления питательной среды. Значение имеет только верхняя строчка, остальные зарезервированы на будущее. Ввести указанную преподавателем концентрацию субстрата. Нажать Ввод. Колба заполнена питательной средой. Можно её засевать. 3. Кликнуть мышкой по любой пробирке (они справа на экране). Появится микробиологическая петля. Кликнуть петлёй по колбе с питательной средой. С этого момента колба засеяна. 4. Посчитать стартовую численность бактерий. Для этого Кликнуть по колбе. Появится окно для приготовления препарата. По-умолчанию краситель синий. Бактерии будут выглядеть вот так Увеличивая или уменьшая Красный, Зелёный и Синий (соответствующие кнопки "+" и "–", можно составить свой краситель. Для более тонкой настройки цвета можно поставить "галочку" в Тонкой настройке. Например, вот так. Бактерии будут выглядеть вот так

Похожие:

	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа 011200....		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология», магистерская программа 020400....
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Биофизика»		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология», магистерская программа 020400....		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»,...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»,...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»,...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»,...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерские программы «Биофизика»,...