20 KiB

Исходник Вина История Unescape Escape

Отчёт по теме 8. Модули и структурирование программы

Выполнил Огарков Илья, А-03-23

1. Начало работы

Создание текстового файла report.md

import os,sys, importlib os.getcwd() 'C:\Users\Ilya\AppData\Local\Programs\Python\Python313' os.chdir('C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8') os.getcwd() 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8'

2. Создание и использование модулей в среде Python

2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта

import Mod1 Mod1:Введите значение = 5 Mod1:Значение perm1= 5 type(Mod1) <class 'module'> dir(Mod1) ['builtins', 'cached', 'doc', 'file', 'loader', 'name', 'package', 'spec', 'perm1'] Mod1.perm1 '5' importlib.reload(Mod1) Mod1:Введите значение = 3 Mod1:Значение perm1= 3 <module 'Mod1' from 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8\Mod1.py'> Mod1.perm1 '3'

2.2. Импортированные модули заносятся в словарь – значение атрибута sys.modules

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'] sys.modules.pop('Mod1') <module 'Mod1' from 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8\Mod1.py'> print(sorted(sys.modules.keys())) ['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']

2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec()

exec(open('Mod1.py').read()) Mod1:Р’РІРµРґРёС‚Рµ Р·РЅР°С‡РµРЅРёРµ = 2 Mod1:Р—РЅР°С‡РµРЅРёРµ perm1= 2 exec(open('Mod1.py').read()) Mod1:Р’РІРµРґРёС‚Рµ Р·РЅР°С‡РµРЅРёРµ = 3 Mod1:Р—РЅР°С‡РµРЅРёРµ perm1= 3 exec(open('Mod1.py').read()) Mod1:Р’РІРµРґРёС‚Рµ Р·РЅР°С‡РµРЅРёРµ = 4 Mod1:Р—РЅР°С‡РµРЅРёРµ perm1= 4

2.4. Использование инструкции from … import …

from Mod1 import perm1 Mod1:Введите значение = 2 Mod1:Значение perm1= 2 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']

from Mod2 import beta g=beta(2) BETA g 535.4916555247646 alpha() Traceback (most recent call last): File "<pyshell#24>", line 1, in alpha() NameError: name 'alpha' is not defined from Mod2 import alpha as al 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));uu BETA 1.4578913609506803

3. Создание многомодульных программ

3.1. Пример простой многомодульной программы

print(sorted(sys.modules.keys())) ['Mod1', 'Mod2', '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'] sys.modules.pop('Mod1', 'Mod2') <module 'Mod1' from 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8\Mod1.py'> print(sorted(sys.modules.keys())) ['Mod2', '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'] sys.modules.pop('Mod2') <module 'Mod2' from 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8\Mod2.py'>

import Mod0 perm1= Mod0.tt ALPHA Значение t=100 tt= 100 BETA qq= 2.739273424757491e+136 Mod0.tt '100' Mod0.qq 2.739273424757491e+136 Mod0.Mod1.perm1 'Mod0.tt'

3.2.

MM1.py - Модуль с функциями моделирования звеньев системы

def usilitel(xt, k): """ Усилитель (пропорциональное звено) xt - входной сигнал k - коэффициент усиления """ return k * xt

def realdvig(xt, k, T, y_prev, yin_prev): """ Реальный двигатель (апериодическое звено 1-го порядка) xt - входной сигнал k - коэффициент передачи T - постоянная времени y_prev - предыдущее значение выходного сигнала yin_prev - предыдущее значение внутренней переменной Возвращает [y_current, yin_current] """ # Дискретная реализация апериодического звена # Принимаем dt = 1 для простоты dt = 1.0 yin_current = yin_prev + (xt - yin_prev) * dt / T y_current = k * yin_current return [y_current, yin_current]

def tahogen(xt, k, y_prev): """ Тахогенератор (интегрирующее звено) xt - входной сигнал (скорость вращения) k - коэффициент передачи y_prev - предыдущее значение выходного сигнала """ # Дискретная реализация интегратора dt = 1.0 y_current = y_prev + k * xt * dt return y_current

def nechus(xt, Xm): """ Звено "зона нечувствительности" xt - входной сигнал Xm - половина ширины зоны нечувствительности """ if abs(xt) <= Xm: return 0.0 elif xt > Xm: return xt - Xm else: return xt + Xm

MM2.py - Модуль для ввода параметров и выполнения моделирования

Ввод параметров

znach = input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',') k1 = float(znach[0]) # Коэффициент усиления двигателя T = float(znach[1]) # Постоянная времени двигателя k2 = float(znach[2]) # Коэффициент тахогенератора Xm = float(znach[3]) # Половина зоны нечувствительности A = float(znach[4]) # Амплитуда входного сигнала F = float(znach[5]) # Частота входного сигнала (в отсчетах на период) N = int(znach[6]) # Количество точек расчета

import math

Формирование входного сигнала (синусоида)

vhod = [] for i in range(N): vhod.append(A * math.sin((2 * i * math.pi) / F))

Импорт модуля с функциями

import MM1 as mod

Начальные условия

yi1 = 0 # Текущее значение выхода двигателя yin1 = 0 # Внутренняя переменная двигателя yi2 = 0 # Текущее значение выхода тахогенератора

Моделирование системы

vyhod = [] for xt in vhod: # Отрицательная обратная связь xt1 = xt - yi2

# Двигатель
[yi1, yin1] = mod.realdvig(xt1, k1, T, yi1, yin1)

# Тахогенератор (интегрирует скорость)
yi2 = mod.tahogen(yin1, k2, yi2)

# Зона нечувствительности
yt = mod.nechus(yin1, Xm)

MM0.py - Главная программа

import MM2

Вывод результатов

print('\n' + '='*50) print('РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ:') print('='*50) print(f'Количество точек: {len(MM2.vyhod)}') print('\nВыходной сигнал y:') print('y =', MM2.vyhod)

Статистика выходного сигнала

if MM2.vyhod: max_val = max(MM2.vyhod) min_val = min(MM2.vyhod) avg_val = sum(MM2.vyhod) / len(MM2.vyhod)

print('\n' + '-'*50)
print('СТАТИСТИКА ВЫХОДНОГО СИГНАЛА:')
print(f'Максимальное значение: {max_val:.4f}')
print(f'Минимальное значение: {min_val:.4f}')
print(f'Среднее значение: {avg_val:.4f}')
print('-'*50)

import MM0 k1,T,k2,Xm,A,F,N=1.0, 0.5, 0.1, 0.0, 1.0, 10, 50

================================================== РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ:

Количество точек: 0

Выходной сигнал y: y = []

3.3. Области действия объектов в модулях

import Module0 importlib.reload(Module0) perm1 = Mod0.ttMod0.ttMod0.tt ALPHA Значение t=2 tt = 2 BETA qq = 535.4916555247646 Ошибка доступа к t: name 't' is not defined Ошибка доступа к expi: name 'expi' is not defined

Эксперимент 4: Изменение perm1 в Mod0 Исходное значение perm1: Mod0.ttMod0.ttMod0.tt perm1 не является числом, нельзя умножить Новое значение perm1 (строка ×3): Mod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.ttMod0.tt <module 'Module0' from 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA8\Module0.py'>

20 KiB Исходник Вина История Unescape Escape