diff --git a/TEMA7/Ris1.png b/TEMA7/Ris1.png new file mode 100644 index 0000000..56bdede Binary files /dev/null and b/TEMA7/Ris1.png differ diff --git a/TEMA7/Ris2.png b/TEMA7/Ris2.png new file mode 100644 index 0000000..e92fd32 Binary files /dev/null and b/TEMA7/Ris2.png differ diff --git a/TEMA7/Ris3.png b/TEMA7/Ris3.png new file mode 100644 index 0000000..2ba6acc Binary files /dev/null and b/TEMA7/Ris3.png differ diff --git a/TEMA7/report.md b/TEMA7/report.md new file mode 100644 index 0000000..ffd687d --- /dev/null +++ b/TEMA7/report.md @@ -0,0 +1,557 @@ +# Отчёт по Теме 7 +Таболин Иван, А-01-23 +## 1. Запуск и настройка. +Запустил среду IDLE и выполнил настрйоку рабочего каталога. +```py +import os +os.chdir('C:\\Users\\User\\Desktop\\python-labs\\TEMA7') +``` +## 2. Создание пользовательской функции. +Создание функции предполагает выполнение трех операций: формирование функции, ее сохранение и использование. +## 2.1. Пример 1. +Функция без аргументов. +```py +def uspeh(): + """Подтверждение успеха операции""" + print('Выполнено успешно') + + +uspeh() +Выполнено успешно +``` +Тип объекта - `function` +```py +type(uspeh) + +``` +```py +dir() +['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'os', 'uspeh'] +``` +```py +help(uspeh) +Help on function uspeh in module __main__: + +uspeh() + Подтверждение успеха операции +``` +В качестве помощи по созданной функции выводится сообщение с комментарием, который мы оставили при создании функции. +## 2.2. Пример 2. +Функция с аргументами. +```py +def sravnenie(a,b): + """Сравнение a и b""" + if a>b: + print(a,'больше',b) + elif a", line 1, in + slozh(sl1,sl2,sl3,sl4) + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' + +mn1={1,2,3};mn2={3,4};mn3={5,6};mn4={7,8} +slozh(mn1,mn2,mn3,mn4) +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + slozh(mn1,mn2,mn3,mn4) + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set' +``` +## 2.5. Четвертый пример. +Функция, реализующая модель некоторого устройства, на вход которого в текущий момент поступает сигнал х, на выходе получается сигнал у: +```py +def inerz(x,T,ypred): + """Модель устройства с памятью: + x - текущее значение вх. сигнала + T - постоянная времени + ypred - предыдущее значение выхода устройства""" + y=(x+T*ypred)/(T+1) + return y + +sps=[0]+[1]*100 +spsy=[] +TT=20 +yy=0 + +for xx in sps: + yy=inerz(xx,TT,yy) + spsy.append(yy) + +import matplotlib.pyplot as plt +plt.plot(spsy) +[] +plt.grid(True) +plt.xlabel('t') +Text(0.5, 0, 't') +plt.ylabel('Y(t)') +Text(0, 0.5, 'Y(t)') +plt.show() +``` +![Полученный график выходного сигнала Y(t)](Ris1.png) +## 3. Функции как объекты. +## 3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции. +```py +dir(inerz) +['__annotations__', '__builtins__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__getstate__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__type_params__'] +inerz.__doc__ +'Модель устройства с памятью:\nx - текущее значение вх. сигнала\nT - постоянная времени\nypred - предыдущее значение выхода устройства' +help(inerz) +Help on function inerz in module __main__: + +inerz(x, T, ypred) + Модель устройства с памятью: + x - текущее значение вх. сигнала + T - постоянная времени + ypred - предыдущее значение выхода устройства +``` +## 3.1. Сохранение ссылки на объект-функцию в другой переменной. +```py +fnkt=sravnenie +v=16 + +fnkt(v,23) +16 меньше 23 +Выполнено успешно +``` +## 3.3. Возможность альтернативного определения функции в программе. +```py +typ_fun=8 +if typ_fun==1: + def func(): + print('Функция1') +else: + def func(): + print('Функция2') + + +func() +Функция2 +``` +Функция `func()` определена вторым определением, так как `typ_fun=8 != 1`. +## 4. Аргументы функции. +## 4.1. Использование функции в качестве аргумента другой функции. +```py +def fun_arg(fff,a,b,c): + """fff-имя функции, используемой + в качестве аргумента функции fun_arg""" + return a+fff(c,b) + +zz=fun_arg(logistfun,-3,1,0.7) +print(zz) +-2.3318122278318336 +``` +## 4.2. Обязательные и необязательные аргументы. +```py +def logistfun(a,b=1): + """Вычисление логистической функции""" + import math + return b/(1+math.exp(-a)) + +logistfun(0.7) +0.6681877721681662 +logistfun(0.7,2) +1.3363755443363323 +``` +## 4.3. Обращение к функции с произвольным расположением аргументов. +```py +logistfun(b=0.5, a=0.8) +0.34498724056380625 +``` +## 4.4. Значения аргументов функции, содержатся в списке или кортеже. +```py +b1234=[b1,b2,b3,b4] +qq=slozh(*b1234) +print(qq) +[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, 1] +``` +## 4.5. Аргументы функции содержатся в словаре. +```py +dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4} +qqq=slozh(**dic4) +print(qqq) +10 +``` +## 4.6. Смешанные ссылки. +```py +e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9} +print(qqqq) +17 +``` +## 4.7. Переменное число аргументов у функции. +```py +def func4(*kort7): + """Произвольное число аргументов в составе кортежа""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return smm + +func4(-1,2) +1 +func4(-1,2,0,3,6) +10 +``` +## 4.8. Комбинация аргументов. +```py +def func4(a,b=7,*kort7): + """Кортеж - сборка - должен быть последним!""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return a*smm+b + +func4(-1,2,0,3,6) +-7 +``` +## 4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции. +```py +a=90 +def func3(b): + b=5*b+67 + + +func3(a);print(a) +90 +``` +Число - неизменяемый тип объекта +```py +sps1=[1,2,3,4] +def func2(sps): + sps1[1]=99 + + +func2(sps1) +print(sps1) +[1, 99, 3, 4] +``` +Список - измеяемый тип объекта +```py +kort=(1,2,3,4) +func2(kort);print(kort) +(1, 2, 3, 4) +``` +Кортеж - неизменяемый тип объекта +## 5. Специальный типы пользовательских функций. +## 5.1. Анонимные функции. +```py +# Анонимная функция без аргументов +anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23) +anfun1() +2.7362852774480286 +# Анонимная функция с 2 аргументами +anfun2=lambda a,b: a+math.log10(b) +anfun2(17,234) +19.369215857410143 +# Функция с необязательным вторым аргументом +anfun3=lambda a,b=234: a+math.log10(b) +anfun3(100) +102.36921585741014 +``` +## 5.2. Функции-генераторы. +```py +def func5(diap,shag): + """ ИтераторБ возвращающий значения + из диапазона от 1 до diapс шагом shag""" + for j in range(1, diap+1,shag): + yield j + + +for mm in func5(7,3): + print(mm) + + +1 +4 +7 +``` +```py +alp=func5(7,3) +print(alp.__next__()) +1 +print(alp.__next__()) +4 +print(alp.__next__()) +7 +print(alp.__next__()) +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + print(alp.__next__()) +StopIteration +``` +Функция отработала последнюю итерацию, поэтому дальнейшее выполнение невозможно. +Функция-генератор используется один раз. +## 6. Локализация объектов в функции. +## 6.1. Прмеры. +Пример 1. +```py +glb=10 +def func7(arg): + loc1=15 + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb);res +150 +``` +При получении результата использовались значения локального объекта `loc1` и переданного глобального объекта `glb` +`10*15=150` +Значение глобального объекта `glb` не изменилось. +Пример 2. +Ошибка в использовании локального объекта. +```py +def func8(arg): + loc1=15 + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func8(glb) +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + res=func8(glb) + File "", line 3, in func8 + print(glb) +UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value +``` +Локальная переменная `glb` инициализирована позже попытки вывести её. +Пример 3. +```py +glb=11 +def func7(arg): + loc1=15 + global glb + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb);print(res) +11 +165 +glb +8 +``` +При расчете возвращаемого значения использовано значение переменной `glb`, которое было передано в качестве аргумента функции `arg`. Однако само значение глобальной переменной `glb` изменилось, так как мы локализировали переменную дескриптором `global`. +## 6.2. Выявление локализации объекта. +```py +globals().keys() +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'random', 'rn', 'f_in', 'sys', 'tmp_in', 'kort20', 'summ', 'x', 'fun_arg', 'logistfun', 'zz', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b1234', 'slozh', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) +locals().keys() +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'random', 'rn', 'f_in', 'sys', 'tmp_in', 'kort20', 'summ', 'x', 'fun_arg', 'logistfun', 'zz', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b1234', 'slozh', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) +globals().keys() == locals().keys() +True +``` +Различий в этих перечнях нет, так как мы работаем в модуле `main`. +```py +def func8(arg): + loc1=15 + glb=8 + print(globals().keys()) + print(locals().keys()) + return loc1*arg + +hh=func8(glb) +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'random', 'rn', 'f_in', 'sys', 'tmp_in', 'kort20', 'summ', 'x', 'fun_arg', 'logistfun', 'zz', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b1234', 'slozh', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) +dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) + +'glb' in globals().keys() +True +``` +Перечень `locals().keys()` показывает локальные переменые той функции, в которой он вызван, то есть локальные переменные функции `func8`. +## 6.3. Локализация объектов при использовании вложенных функций. +```py +def func9(arg2,arg3): + def func9_1(arg1): + loc1=15 + glb1=8 + print('glob_func9_1:',globals().keys()) + print('locl_func9_1:',locals().keys()) + return loc1*arg1 + loc1=5 + glb=func9_1(loc1) + print('loc_func9:',locals().keys()) + print('glob_func9:', globals().keys()) + return arg2+arg3*glb + +kk=func9(10,1) +glob_func9_1: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'random', 'rn', 'f_in', 'sys', 'tmp_in', 'kort20', 'summ', 'x', 'fun_arg', 'logistfun', 'zz', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b1234', 'slozh', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9']) +locl_func9_1: dict_keys(['arg1', 'loc1', 'glb1']) +loc_func9: dict_keys(['arg2', 'arg3', 'func9_1', 'loc1', 'glb']) +glob_func9: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'random', 'rn', 'f_in', 'sys', 'tmp_in', 'kort20', 'summ', 'x', 'fun_arg', 'logistfun', 'zz', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b1234', 'slozh', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9']) +kk +85 +``` + +## 6.4. Моделирование системы. +Система состоит из последовательного соединения реального двигателя, охваченного ООС с тахогенератором в ней, и нелинейного звена типа "зона нечувствительности", при подаче на неё синусоидального входного сигнала. +```py +znach=input('k1, T, k2, Xm, A, F, N = ').split(',') +k1, T, k2, Xm, A, F, N = 2,0.5,3,20,5,10,100 +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]) +k1,T,k2,Xm,A,F,N +(2.0, 0.5, 3.0, 20.0, 5.0, 10.0, 100.0) +``` +```py +import math +vhod=[] +for i in range(N): + vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) + +import matplotlib.pyplot as plt +plt.plot(vhod) + +[] +plt.xlabel('t') + +Text(0.5, 0, 't') +plt.ylabel('X(t)') + +Text(0, 0.5, 'X(t)') +plt.grid(True) + +plt.title('Входной сигнал') + +Text(0.5, 1.0, 'Входной сигнал') +plt.show() +``` +![Входной сигнал](Ris2.png) +Входной сигнал + +Создание моделей компонентов системы. +```py +def realdvig(xtt,kk1,TT,yti1,ytin1): + """Реальный двигатель + xtt - входной сигнал + kk1 - коэффициент усиления + TT - постоянная времени""" + yp=kk1*xtt # усилитель + yti1=yp+yti1 # интегратор + ytin1=(yti1+TT*ytin1)/(TT+1) + return [yti1,ytin1] + +def tahogen(xtt,kk2,yti2): + """Тахогенератор + xtt - входной сигнал + kk2 - коэф. усиления""" + yp=kk2*xtt # усилитель + yti2=yp+yti2 # интегратор + return yti2 + +def nechus(xtt,gran): + """Зона нечувствительности + xtt - входной сигнал + gran - границы зоны""" + if xtt(-gran): + ytt=0 + elif xtt>=gran: + ytt=xtt-gran + elif xtt<=(-gran): + ytt=xtt+gran + return ytt +``` +```py +yi1=0;yin1=0;yi2=0 +vyhod=[] +for xt in vhod: + xt1=xt-yi2 # ООС + [yi1,yin1]=realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1) + yi2=tahogen(yin1,k2,yi2) + yt=nechus(yin1,Xm) + vyhod.append(yt) + + +print('y=',vyhod) +y= [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -10.974148811740466, 31.23160757720293, -8.503430739117402, -24.286442652106217, 120.81546660445824, -150.3828501669592, 12.095016626781707, 253.49964308649874, -550.0372845930702, 482.5059329598621, 183.71880041751297, -1344.6318420666303, 2086.275615417099, -1144.2481204296605, -2002.5012972412562, 5993.340901257227, -7021.903855263193, 1016.1859225809073, 11990.058286540936, -24073.46344205082, 20464.40390004343, 10000.873807285976, -58849.36542455066, 88226.20589713757, -45598.687710122824, -90648.98545320811, 256539.10209617077, -291673.6755433273, 28310.708692509466, 524435.5569749932, -1018521.6679602802, 832902.8430147418, 484167.14580257685, -2534673.285447276, 3695133.6022211737, -1772684.8126889702, -4048961.4995111916, 10934504.469172316, -12066790.472233215, 537460.4167893449, 22860371.582130555, -43018701.06713582, 33776359.86584025, 23024016.448104482, -109006911.79047805, 154563598.85923606, -68253115.38703698, -180186433.63572612, 465587164.0724488, -498418911.61202526, -5342551.979281266, 994798216.431469, -1815232394.0390863, 1365609422.6048367, 1080971013.622714, -4682711578.392281, 6458104066.395749, -2598663786.050113, -7993304317.292057, 19805981578.613724, -20554016684.21948, -1417709580.6659634, 43221537691.59888, -76524385729.04279, 55032176844.606346, 50227527357.92703, -200940968969.65836, 269533128283.83582, -97577756381.57198, -353572609482.7477, 841761652588.4781, -846174323954.32, -110503084200.59412, 1875049564511.6016, -3222968908487.364, 2209697878532.739, 2313801571412.487, -8613488719461.749, 11236044539575.766, -3599659176361.6226, -15598471845164.156, 35742233215790.65, -34772822009814.105, -6815175958331.712, 81227407685562.34, -135611326881975.75, 88368140007882.67, 105814447351992.02, -368841421227173.7, 467834336461247.94, -129716709606099.69, -686476518500955.9] +``` +```py +plt.plot(vyhod) +[] +plt.grid(True) +plt.xlabel('t') +Text(0.5, 0, 't') +plt.ylabel('Y(t)') +Text(0, 0.5, 'Y(t)') +plt.title('Выходной сигнал') +Text(0.5, 1.0, 'Выходной сигнал') +plt.show() +``` +![Выходной сигнал](Ris2.png) +Выходной сигнал + +## 7. Завершил сеанс работы со средой IDLE. \ No newline at end of file diff --git a/TEMA7/task.md b/TEMA7/task.md new file mode 100644 index 0000000..d188696 --- /dev/null +++ b/TEMA7/task.md @@ -0,0 +1,9 @@ +# Общее контрольное задание по Теме 7 +Таболин Иван, А-01-23 +# Задание +Разработайте и проверьте функцию, реализующую для момента времени t расчет выхода y(t) для устройства задержки: на вход поступает сигнал, а на выходе повторяется этот сигнал с задержкой на заданное время Т. +Разработайте и проверьте функцию, реализующую расчет гистограммы по выборке случайной величины с каким-то распределением. Гистограмма при выводе на экран представляется в виде таблицы: границы интервала, число элементов выборки в интервале. Аргументы функции: выборка, число интервалов разбиения диапазона изменения случайной величины. Возвращаемый результат функции: список с числами элементов выборки в интервалах разбиения. +Разработайте и проверьте анонимную функцию, вычисляющую значение оценки отклика Y ли-нейной регрессии при значении переменной Х +Y=b1+b2*X +и имеющую аргументы b1, b2 и X. +# Решение