report done

TEMA8/MM0.py

@@ -0,0 +1,3 @@
+import MM2
+
+print("y =", MM2.vyhod)

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

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)

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)

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)
-    

TEMA8/report.md

@@ -2,6 +2,386 @@
 
 Коломейцев Дмитрий, А-02-23
 
-## Тема 8. Модули и структурирование программы
+## Модули и структурирование программы
 
-## 1.
+### 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
+    <class 'module'>
+>>> 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
+	<module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
+>>> 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")
+    <module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
+>>> 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")
+    <module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
+```
+
+#### 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: <br>
+__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 "<pyshell#48>", line 1, in <module>
+        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")
+    <module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
+>>> sys.modules.pop("Mod2")
+    <module 'Mod2' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod2.py'>
+>>> 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 "<pyshell#106>", line 1, in <module>
+         import Mod0
+      File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 10, in <module>
+         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 "<pyshell#111>", line 1, in <module>
+        import Mod0
+      File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 11, in <module>
+        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 "<pyshell#121>", line 1, in <module>
+        perm1 *= 2
+    NameError: name 'perm1' is not defined
+>>> tt *= 2
+    Traceback (most recent call last):
+      File "<pyshell#122>", line 1, in <module>
+        tt *= 2
+    NameError: name 'tt' is not defined
+>>> qq *= 2
+    Traceback (most recent call last):
+      File "<pyshell#123>", line 1, in <module>
+        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.