diff --git a/TEMA8/MM0.py b/TEMA8/MM0.py new file mode 100644 index 0000000..9d8ce37 --- /dev/null +++ b/TEMA8/MM0.py @@ -0,0 +1,3 @@ +import MM2 + +print("y =", MM2.vyhod) diff --git a/TEMA8/MM1.py b/TEMA8/MM1.py new file mode 100644 index 0000000..c893c76 --- /dev/null +++ b/TEMA8/MM1.py @@ -0,0 +1,23 @@ +def realdvig(xtt, k1, T, yti1, ytin1): + # Модель реального двигателя + yp = k1 * xtt + yti1 = yp + yti1 + ytin1 = (yti1 + T * ytin1) / (T + 1) + return yti1, ytin1 + + +def tahogen(xtt, k2, yti2): + # Модель тахогенератора + yp = k2 * xtt + yti2 = yp + yti2 + return yti2 + + +def nechus(xtt, gran): + # Зона нечувствительности + if -gran < xtt < gran: + return 0 + elif xtt >= gran: + return xtt - gran + else: + return xtt + gran diff --git a/TEMA8/MM2.py b/TEMA8/MM2.py new file mode 100644 index 0000000..c1fd7e7 --- /dev/null +++ b/TEMA8/MM2.py @@ -0,0 +1,29 @@ +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) diff --git a/TEMA8/Mod0.py b/TEMA8/Mod0.py index 6337fc3..adbd3bf 100644 --- a/TEMA8/Mod0.py +++ b/TEMA8/Mod0.py @@ -1,9 +1,13 @@ -#Модуль Mod0 +# Модуль Mod0 import Mod1 -print('perm1=',Mod1.perm1) +print("perm1 =", Mod1.perm1) from Mod2 import alpha as al -tt=al() -print('tt=',tt) +tt = al() +print("tt =", tt) from Mod2 import beta -qq=beta(float(tt)) -print('qq=',qq) +qq = beta(float(tt)) +print("qq =", qq) +#print("t =", t) +#print("expi =", expi) +#Mod1.perm1 *= 3 +#print("perm1 * 3 =", Mod1.perm1) diff --git a/TEMA8/Mod2.py b/TEMA8/Mod2.py index 88c5b37..7f33556 100644 --- a/TEMA8/Mod2.py +++ b/TEMA8/Mod2.py @@ -1,11 +1,12 @@ def alpha(): - print('****ALPHA****') - t=input('Значение t=') + print("****ALPHA****") + #print("Вызов функции beta из функции alpha:", beta(0)) + t = input("Значение t = ") return t def beta(q): - print('****BETA****') + print("****BETA****") + #print("Вызов функции alpha из функции beta:", alpha()) import math - expi=q*math.pi + expi = q * math.pi return math.exp(expi) - diff --git a/TEMA8/pictures/image-1.png b/TEMA8/pictures/image-1.png new file mode 100644 index 0000000..3a6e1ea Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/image-1.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/image-2.png b/TEMA8/pictures/image-2.png new file mode 100644 index 0000000..899f57e Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/image-2.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/image.png b/TEMA8/pictures/image.png new file mode 100644 index 0000000..ab5b563 Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/image.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/{117F468B-8629-4866-B9B8-FE473ECC9310}.png b/TEMA8/pictures/{117F468B-8629-4866-B9B8-FE473ECC9310}.png new file mode 100644 index 0000000..75fafe0 Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/{117F468B-8629-4866-B9B8-FE473ECC9310}.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/{5BE09682-A24A-40A1-8124-20E491C67708}.png b/TEMA8/pictures/{5BE09682-A24A-40A1-8124-20E491C67708}.png new file mode 100644 index 0000000..f522fa3 Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/{5BE09682-A24A-40A1-8124-20E491C67708}.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/{A25C5EAC-92E8-4F23-B8E9-5BE87E9283AC}.png b/TEMA8/pictures/{A25C5EAC-92E8-4F23-B8E9-5BE87E9283AC}.png new file mode 100644 index 0000000..4de8fdc Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/{A25C5EAC-92E8-4F23-B8E9-5BE87E9283AC}.png differ diff --git a/TEMA8/pictures/{B2E2E35D-322F-4C09-85FB-C0FC57394039}.png b/TEMA8/pictures/{B2E2E35D-322F-4C09-85FB-C0FC57394039}.png new file mode 100644 index 0000000..38543b2 Binary files /dev/null and b/TEMA8/pictures/{B2E2E35D-322F-4C09-85FB-C0FC57394039}.png differ diff --git a/TEMA8/report.md b/TEMA8/report.md index cadfb97..bdcaa5e 100644 --- a/TEMA8/report.md +++ b/TEMA8/report.md @@ -2,6 +2,386 @@ Коломейцев Дмитрий, А-02-23 -## Тема 8. Модули и структурирование программы +## Модули и структурирование программы -## 1. \ No newline at end of file +### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола. + +В оболочке IDLE установил актуальный рабочий каталог, а затем в нём создал рабочий протокол. + +![alt text](pictures/{5BE09682-A24A-40A1-8124-20E491C67708}.png) + +### 2. Создание и использование модулей в среде Python. + +Модулем в среде Python называется любая часть программного кода на этом языке, записанная в отдельном файле. В языке Python модули также являются объектами класса module. + +Для дальнейшей работы с многомодульными программами были подключены ещё два важных модуля: sys и importlib. Также была проверена корректность установки рабочего каталога. + +```py +>>> import sys, importlib +>>> os.getcwd() + '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8' +``` + +#### 2.1. Запуск модуля на выполнение через __import__. + +С помощью текстового редактора оболочки __IDLE__ в текущем рабочем каталоге был создан файл __Mod1.py__, содержимое которого представлено ниже. + +![alt text](pictures/{117F468B-8629-4866-B9B8-FE473ECC9310}.png) + +Созданный модуль был запущен с помощью инструкции __import__: + +```py +>>> import Mod1 + Mod1: Введите значение = 5 + Mod1: Значение perm1 = 5 +>>> type(Mod1) # Определение класса модуля + +>>> dir(Mod1) # Получение списка атрибутов модуля + ['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'perm1'] +>>> Mod1.perm1 # Обращение к переменной perm из модуля Mod1 + '5' +``` + +Повторный запуск модуля с помощью __import__ не происходит, однако при использовании функции __reload__ из импортированного ранее модуля __importlib__ всё работает как надо: + +```py +>>> import Mod1 # Ничего не происходит +>>> importlib.reload(Mod1) + Mod1:Введите значение = 5 + Mod1:Значение perm1= 5 + +>>> Mod1.perm1 + '3' +``` + +#### 2.2. Обнаружение 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', ...., 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib'] +``` + +Для обеспечения возможности повторного импорта модуля, его нужно удалить из словаря с помощью метода __pop()__: + +```py +>>> sys.modules.pop("Mod1") + +>>> print(sorted(sys.modules.keys())) + ['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', ...., 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib'] +>>> import Mod1 + Mod1: Введите значение = 123 + Mod1: Значение perm1 = 123 +>>> sys.modules.pop("Mod1") + +``` + +#### 2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью __exec()__. + +Запуск модуля на выполнение может проводиться и с помощью инструкции __exec()__, однако объект-модуль при этом не создается, а всё созданные при выполнении модуля объекты становятся объектами главной программы. + +```py +exec(open("Mod1.py").read()) +Mod1:Введите значение = 52 +Mod1:Значение perm1= 52 +perm1 +'52' +exec(open("Mod1.py").read()) +Mod1:Введите значение = 1337 +Mod1:Значение perm1= 1337 +perm1 +'1337' +exec(open("Mod1.py").read()) +Mod1:Введите значение = 3295297524.423452345234.523452345dffd +Mod1:Значение perm1= 3295297524.423452345234.523452345dffd +perm1 +'3295297524.423452345234.523452345dffd' +``` + +#### 2.4. Использование инструкции __from ... import ...__. + +В одном модуле может содержаться несколько программных единиц, поэтому иногда бывает целесообразней осуществлять не импорт модуля целиком, а только некоторой его части. Это можно сделать с помощью следующей конструкции:
+__from <Имя модуля> import <Имя объектов для импорта>__ + +```py +>>> from Mod1 import perm1 + Mod1: Введите значение = 123 + Mod1: Значение perm1 = 123 +>>> 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 главной программы с введенным значением + '123' +``` + +Был создан еще один модуль __Mod2.py__: + +![alt text](pictures/{B2E2E35D-322F-4C09-85FB-C0FC57394039}.png) + +С помощью изученного метода импортирования частей модуля, была импортирована функция __beta__ модуля __Mod2.py__, а затем проверено её наличие и наличие самого модуля в памяти. + +```py +>>> from Mod2 import beta +>>> g = beta(2) + ****BETA**** +>>> g + 535.4916555247646 +>>> dir() + ['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'beta', 'g', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys'] +>>> "Mod2" in dir() + False +>>> alpha() # Функци alpha не была импортирована, поэтому к ней нельзя обратиться + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + alpha() + NameError: name 'alpha' is not defined +``` + +Импортировать части модуля можно с заданными им псевдонимами, по которым можно в дальнейшем к ним обращаться: + +```py +>>> from Mod2 import alpha as al +>>> al() + ****ALPHA**** + Значение t = 1000 + '1000' +>>> del al, beta +>>> from Mod2 import alpha as al, beta as bt +>>> del al, bt +>>> from Mod2 import * +>>> tt = alpha() + ****ALPHA**** + Значение t = 0.12 +>>> uu = beta(float(tt)) + ****BETA**** +>>> uu + 1.4578913609506803 +``` + +### 3. Создание многомодульных программ. + +#### 3.1. Пример простой многомодульной программы. + +Создан еще один модуль __Mod0.py__, содержащий программу, вызывающую ранее созданные модули __Mod1.py__ и __Mod2.py__. + +![alt text](pictures/{A25C5EAC-92E8-4F23-B8E9-5BE87E9283AC}.png) + +Теперь программа состоит из нескольких модулей, которые работают вместе: + +```py +>>> sys.modules.pop("Mod1") + +>>> sys.modules.pop("Mod2") + +>>> import Mod0 + perm1 = 5 + ****ALPHA**** + Значение t = 52 + tt = 52 + ****BETA**** + qq = 8.862788791286627e+70 +>>> Mod0.tt; Mod0.qq; Mod0.Mod1.perm1 + '52' + 8.862788791286627e+70 + '5' +``` + +#### 3.2. Создание многомодульной программы на примере функций из Темы 7. + +Еще одним примером многомодульной программы может послужить реализованная в Теме 7 модель системы, состоящей из реального двигателя, тахогенератора и звена типа "Зона нечувствительности". + +Все функции, описывающие работу устройств определены в модуль __MM1.py__: + +![alt text](pictures/image.png) + +Функции, обеспечивающие ввод параметров, формирование входного сигнала и реализацию модели расчета выходного сигнала, записаны в модуль __MM2.py__: + +![alt text](pictures/image-1.png) + +Наконец, главная программа, запускающая на выполнение остальные модули и выводящая полученный результат, записана в модуль __MM0.py__: + +![alt text](pictures/image-2.png) + +Пример работы такой многомодульной программы: + +```py +>>> import MM0 + k1, T, k2, Xm, A, F, N = 6, 5, 3, 6, 4, 52, 25 + y = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1.9291370981109637, 0.13848804176909013, 13.773276599801669, -20.0742209249815, -37.123925111537424, 87.28337537839631, 71.75055146715692, -291.6798616834719, -74.07241570986423, 865.8067910312374, -174.03948221659053, -2355.7884307777927, 1593.9444577623474, 5875.070618240176, -7209.234247700489, -13141.442258853853, 26326.31674573709, 24651.970202679335] +``` + +#### 3.3. Области действия объектов в модулях. + +Объекты в модулях обладают определенными зонами действия, что будет рассматриваться в последующих примерах. + +__Пример 1:__ + +Обращение изнутри одной функции к другой в рамках одного модуля: + +```py +def alpha(): + print("****ALPHA****") + print("Вызов функции beta из функции alpha:", beta(0)) + t = input("Значение t = ") + return t +``` + +```py +>>> import Mod2 +>>> Mod2.alpha() + ****ALPHA**** + ****BETA**** + Вызов функции beta из функции alpha: 1.0 + Значение t = 123 + '123' +``` + +Аналогичный пример для второй функции: + +```py +def beta(q): + print("****BETA****") + print("Вызов функции alpha из функции beta:", alpha()) + import math + expi = q * math.pi + return math.exp(expi) +``` + +```py +>>> import Mod2 +>>> Mod2.beta(4) + ****BETA**** + ****ALPHA**** + Значение t = 5 + Вызов функции alpha из функции beta: 5 + 286751.31313665316 +``` + +__Пример 2:__ + +Отображение во внешнем модуле объектов внутреннего модуля: + +```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) +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 "", line 1, in + import Mod0 + File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 10, in + print("t =", t, " expi =", expi) + NameError: name 't' is not defined. Did you mean: 'tt'? +``` + +При закомментировании обращения к переменной __t__, всё равно будет ошибка, так как переменная __expi__ также определена в другом модуле и напрямую доступа к ней нет. + +```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 "", line 1, in + import Mod0 + File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 11, in + print("expi =", expi) + NameError: name 'expi' is not defined +``` + +__Пример 3:__ + +Изменение значений объектов внутреннего модуля во внешнем модуле: + +```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) +Mod1.perm1 *= 3 +print("perm1 * 3 =", Mod1.perm1) +``` + +Данный код будет работать, так как обращение к перменной __perm1__ происходит не напрямую, а с указанием родительского модуля - __Mod1__. + +```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 # +``` + +__Пример 4:__ + +Изменение значений объектов модуля из командной строки: + +```py +>>> import Mod0 + Mod1: Введите значение = 3 + Mod1: Значение perm1 = 3 + perm1 = 3 + ****ALPHA**** + Значение t = 2 + tt = 2 + ****BETA**** + qq = 535.4916555247646 +>>> perm1 *= 2 + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + perm1 *= 2 + NameError: name 'perm1' is not defined +>>> tt *= 2 + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + tt *= 2 + NameError: name 'tt' is not defined +>>> qq *= 2 + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + qq *= 2 + NameError: name 'qq' is not defined +``` + +__Вывод:__ + +Объекты, определённые внутри модуля, принадлежат его внутренней области видимости, поэтому к ним можно обращаться напрямую только внутри самого модуля. Во внешних программах доступ к таким переменным возможен только через указание имени модуля, то есть родителя. + +### 4. Завершение работы со средой. + +Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE.