# Отчет по теме 8
Ефимова Людмила, А-03-23

# Модули и структурирование программы
## 1. Установка рабочего каталога

```py
import importlib
import os,sys
os.getcwd() #Контролируем корректность установки текущего каталога
'H:\\study\\ПОАС'
```
## 2. Создание и использование модулей в среде Python
Модулем в среде Python называется любая часть программного кода на этом языке, записанная в
отдельном файле

### 2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта
Создала файл Mod1.py с содержимым: 
```py
perm1=input('Mod1:Введите значение = ')
print('Mod1:Значение perm1=',perm1)
```
Запустила модуль Mod1.py
```py
import Mod1
Mod1:Введите значение = 3
Mod1:Значение perm1= 3

type(Mod1)
<class 'module'>
dir(Mod1)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'perm1']
Mod1.perm1 # Обращение к переменной perm из модуля Mod1
'3'
```
При повторном вызове через import ничего не происходит

```py
import Mod1
importlib.reload(Mod1) # для повторного вызова модуля используем reload
Mod1:Введите значение = 5
Mod1:Значение perm1= 5
<module 'Mod1' from 'H:\\study\\ПОАС\\Mod1.py'>
Mod1.perm1
'5'
```
### 2.2. Вывод импортированных модулей
Импортированные модули заносятся в словарь - значение атрибута sys.modules, поэтому их можно увидеть с помощью инструкции keys().
```py
print(sorted(sys.modules.keys()))
['Mod1', '__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_suggestions', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib._abc', 'importlib._bootstrap', 'importlib._bootstrap_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']
```
Для повторного импорта удалим его из словаря.

```py
print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib',...]
import Mod1 # еще раз импортировали модуль
Mod1:Введите значение = 4
Mod1:Значение perm1= 4
sys.modules.pop('Mod1') # еще раз удалили модуль
<module 'Mod1' from 'H:\\study\\ПОАС\\Mod1.py'>
```
### 2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec()
Для запуска через exec() не трубуется импортировать модуль, но модуль при этом не создается, все созданные при выполнении модуля объекты становятся объектами главной программы
```py
exec(open('Mod1.py').read())
Mod1:Введите значение = 11111
Mod1:Значение perm1= 11111
exec(open("Mod1.py", encoding = "utf-8").read()) # изменили кодировку
Mod1:Введите значение = 11111111
Mod1:Значение perm1= 11111111
perm1
'11111111'
exec(open("Mod1.py", encoding = "utf-8").read())
Mod1:Введите значение = 777
Mod1:Значение perm1= 777
perm1
'777'
```
### 2.4. Использование инструкции from … import …
В одном модуле может содержаться несколько программных единиц (функций, объектов).
Можно осуществить частичный импорт объектов

```py
'777'
from Mod1 import perm1
Mod1:Введите значение = 1111
Mod1:Значение perm1= 1111
dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
"Mod1" in dir() # Модуль Mod1 не появился в памяти
False
perm1 # переменная модуля стала переменной программы
'1111'
```
Создала второй модуль Mod2:

```py
def alpha():
    print('****ALPHA****')
    t=input('Значение t=')
    return t
def beta(q):
    import math
    expi=q*math.pi
    return math.exp(expi)
```
Импортировали только функцию beta

```py
from Mod2 import beta
g=beta(2)
g
535.4916555247646
"Mod2" in dir()
False
alpha() # Функция alpha не была импортировна, поэтому к ней нельзя обращаться
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#205>", line 1, in <module>
    alpha() # Функция alpha не была импортировна, поэтому к ней нельзя обращаться
NameError: name 'alpha' is not defined
```
Импортируем alpha из Mod2

```py
from Mod2 import alpha as al # присвоили имя al
al()
****ALPHA****
Значение t=5
'5'
from Mod2 import alpha as al, beta as bt # можем импортировать обе функции
dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'al', 'bt', 'g', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
del al,beta # удалили импортированные объекты
from Mod2 import * # импорт всего содержимого
tt=alpha() #На запрос введите значение 0.12
****ALPHA****
Значение t=0.12
uu=beta(float(tt))uu
1.4578913609506803
```
## 3.Создание многомодульных программ
### 3.1. Пример простой многомодульной программы

Создали Mod0:
```py
#Модуль Mod0
import Mod1
print('perm1=',Mod1.perm1)
from Mod2 import alpha as al
tt=al()
print('tt=',tt)
from Mod2 import beta
qq=beta(float(tt))
print('qq=',qq)
```
Программа состоит из нескольких модулей

```py
sys.modules.pop("Mod1") # удалили лишние модули
<module 'Mod1' from 'H:\\study\\ПОАС\\Mod1.py'>
sys.modules.pop("Mod2")
<module 'Mod2' from 'H:\\study\\ПОАС\\Mod2.py'>

import Mod0
Mod1:Введите значение = 111
Mod1:Значение perm1= 111
perm1= 111
****ALPHA****
Значение t=77
tt= 77
qq= 1.1401952983082614e+105

Mod0.tt; Mod0.qq; Mod0.Mod1.perm1
'77'
1.1401952983082614e+105
'111'
```
### 3.2. Создание многомодульной программы на примере функций из Темы 7

Создала модуль MM1.py в который записала модель системы из темы 7
```py
def realdvig(xtt, kk1, TT, yti1, ytin1):
   # Модель реального двигателя
   yp = kk1 \* xtt # Усилитель
   yti1 = yp + yti1 # Усилитель
   ytin1 = (yti1 + TT \* ytin1) / (TT + 1)
   return \[yti1, ytin1]

def tahogen(xtt, kk2, yti2):
   # Модель тахогенератора
   yp = kk2 * xtt # Усилитель
   yti2 = yp + yti2 # Интегратор
   return yti2

def nechus(xtt, gran):
   # Зона нечувствительности
   if xtt < gran and xtt > (-gran):
       return 0
   elif xtt >= gran:
       return xtt - gran
   elif xtt <= (-gran):
       return xtt + gran
```

Ввод параметров сохранила в модуль MM2.py

```py
znach = input("k1, T, k2, Xm, A, F, N = ").split(",")
k1 = float(znach[0])
T = float(znach[1])
k2 = float(znach[2])
Xm = float(znach[3])
A = float(znach[4])
F = float(znach[5])
N = int(znach[6])
import math
vhod = []
for i in range(N):
   vhod.append(A * math.sin((2 * i * math.pi) / F))
import MM1 as mod
yi1 = 0; yin1 = 0; yi2 = 0
vyhod = []
for xt in vhod:
   xt1 = xt - yi2
   [yi1, yin1] = mod.realdvig(xt1, k1, T, yi1, yin1)
   yi2 = mod.tahogen(yin1, k2, yi2)
   yt = mod.nechus(yin1, Xm)
   vyhod.append(yt)
```
Программа запускающая остальные модули MM0.py
```py
import MM2
print("y =", MM2.vyhod)
```
Запуск многомодульной программы
```py
import MM0
   k1, T, k2, Xm, A, F, N = 8, 5, 3, 5, 3, 50, 20
   y = [0, 0, 0, 0, 0, 0, -0.5901518991576866, 3.452634704774537, 0.3642909010247486, -28.2151620053697, 26.675026712827304, 51.21473287127543, -172.66693667770392, 78.76799406127618, 417.8318242176528, -859.8658159198188, -43.91966881153879, 2710.4996464065, -3753.6472426408995, -2892.354195893288]
```
### 3.3. Области действия объектов в модулях
Обратимся из одной функции к другой в модуле Mod2.py
Вставим в функцию alpha обращение к функции beta и, наоборот, из beta – к alpha.
```py
def alpha():
   print("****ALPHA****")
   print("Вызов функции beta из функции alpha:", beta(0))
   t = input("Значение t = ")
   return t
```
Запуск модуля
```py
import Mod2
Mod2.alpha()
****ALPHA****
Вызов функции beta из функции alpha: 1.0
Значение t = 202020
'202020'
```
Для функции beta в модуле Mod2.py
```py
def beta(q):
   print("****BETA****")
   print("Вызов функции alpha из функции beta:", alpha())
   import math
   expi = q * math.pi
   return math.exp(expi)
```
Запустим модуль
```py
import Mod2
Mod2.beta(4)
   ****BETA****
   ****ALPHA****
   Значение t = 5
   Вызов функции alpha из функции beta: 5
   286751.31313665316
```
Отобразим на экране в модуле Mod0 значения объектов t и expi
Модуль Mod1
```py
import Mod1
print("perm1 =", Mod1.perm1)
from Mod2 import alpha as al
tt = al()
print("tt =", tt)
from Mod2 import beta
qq = beta(float(tt))
print("qq =", qq)
print("t =", t)
print("expi =", expi)
```
```py
import Mod0
Mod1: Введите значение = 1
Mod1: Значение perm1 = 1
perm1 = 1
****ALPHA****
Значение t = 2
tt = 2
****BETA****
qq = 535.4916555247646
Traceback (most recent call last):
     File "<pyshell#252>", line 1, in <module>
        import Mod0
     File "H:\\study\\ПОАС\\Mod0.py" 
      print("t =", t, " expi =", expi)
   NameError: name 't' is not defined. Did you mean: 'tt'?
```
При обращении к переменной t, будет ошибка, так как переменная определена в другом модуле и к ней нельзя обратиться напрямую
аналогично с переменной expi

Попробуем в модуле Mod0 увеличить в 3 раза значение объекта perm1 и отобразить его после
этого на экране.

```py
import Mod1
print("perm1 =", Mod1.perm1)
from Mod2 import alpha as al
tt = al()
print("tt =", tt)
from Mod2 import beta
qq = beta(float(tt))
print("qq =", qq)
Mod1.perm1 *= 3
print("perm1 * 3 =", Mod1.perm1)
```
Запустим
```py
import Mod0
Mod1: Введите значение = 1
Mod1: Значение perm1 = 1
perm1 = 1
****ALPHA****
Значение t = 2
tt = 2
****BETA****
qq = 535.4916555247646
perm1 * 3 = 111 
```
Попробуем в командной строке (в главном модуле) увеличить в 2 раза значения объектов
perm1, tt, qq.
```py
perm1 *= 2
   Traceback (most recent call last):
     File "<pyshell#254>", line 1, in <module>
       perm1 *= 2
   NameError: name 'perm1' is not defined
tt *= 2
   Traceback (most recent call last):
     File "<pyshell#255>", line 1, in <module>
       tt *= 2
```
аналогично
Эти переменные локальные для модулей и обращение к ним из командной строке выводит ошибку.

## 4. Завершила работу со средой