15 KiB

Исходник Вина История

Отчёт по теме 8

Зеленкина Катерина, А-02-23

Пункт 1.Запуск оболочки IDLE

Была запущена интерактивная оболочка IDLE, указан рабочий каталог и импортированы необходимые модули.

>>> import os,sys,importlib #Импорт трёх важных вспомогательных модулей
>>> os.chdir(r'C:\Users\user\python-labs\TEMA8') #Делаем рабочий каталог текущим
>>> os.getcwd() #Контролируем корректность установки текущего каталога
'C:\\Users\\user\\python-labs\\TEMA8'

Пункт 2. Создание и использование модулей в среде Python.

2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта.

Откроем файл Mod1 в IDLE: !Скриншот модуля

Запустим модуль:

>>> 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'
>>> import Mod1
>>> importlib.reload(Mod1)
Mod1:Введите значение = 3
Mod1:Значение perm1= 3
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\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', '_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') #Удаление модуля из словаря
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\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', '_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']
>>> import Mod1
Mod1:Введите значение = 5
Mod1:Значение perm1= 5
>>> sys.modules.pop('Mod1')
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>

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

Функция exec() выполняет код модуля напрямую, без импорта, делая все переменные модуля глобальными переменными основной программы без создания объекта-модуля. Пример:

>>> exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())
Mod1:Введите значение = 6
Mod1:Значение perm1= 6
>>> perm1
'6'

>>> exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())
Mod1:Введите значение = 5
Mod1:Значение perm1= 5
>>> perm1
'5'
>>> exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())
Mod1:Введите значение = 10
Mod1:Значение perm1= 10
>>> perm1
'10'

2.4. Использование инструкции from … import …

Пример 1:

>>> from Mod1 import perm1
Mod1:Введите значение = 12
Mod1:Значение perm1= 12
>>> dir()
['Mod1', '__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
>>> perm1
'12'

Вывод: Объект Mod1 появился в памяти. Программа вызвалась из этого модуля. Значение perm1=12, потому что мы дали программе число 12 и команда from ... import ... скопировала значение переменной perm1 из модуля в нашу текущую сессию.

Пример 2. Открыли файл Mod2: ! Скриншот файла 2

Запустим Mod2

>>> from Mod2 import beta
>>> g=beta(2)
****BETA****
>>> g
535.4916555247646
>>> dir()
['Mod1', '__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'beta', 'g', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
>>> alpha()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#33>", line 1, in <module>
    alpha()
NameError: name 'alpha' is not defined
>>> from Mod2 import alpha as al #Функцию alpha из модуля импортировали под псевдонимом al
>>> al()
****ALPHA****
Значение t=3
'3'
>>> del al,beta
>>> from Mod2 import alpha as al, beta as bt
>>> del al,bt
>>> from Mod2 import * #Звёздочка импортирует всё содержимое модуля, а не отдельные функции
>>> tt=alpha()
****ALPHA****
Значение t=0.12
>>> uu=beta(float(tt))
****BETA****
>>> uu
1.4578913609506803

Пункт 3. Создание многомодульных программ.

3.1. Пример простой многомодульной программы.

Откроем Mod0:

#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)

Перед проверкой такой программы удалим из словаря sys.modules имена всех модулей: Mod1, Mod2.

sys.modules.pop('Mod1')
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
sys.modules.pop('Mod2')
<module 'Mod2' from 'C:\\Users\\user\\python-labs\\TEMA8\\Mod2.py'>

Запустим программу на выполнение инструкцией:

>>> import Mod0
Mod1:Введите значение = 12
Mod1:Значение perm1= 12
perm1= 12
****ALPHA****
Значение t=4
tt= 4
****BETA****
qq= 286751.31313665316

>>> Mod0.tt;Mod0.qq;Mod0.Mod1.perm1
'4'
286751.31313665316
'12'

3.2. Еще пример.

Создадим файл MM1 с кодами, разработанные при выполнении предыдущей темы функции, реализующие усилитель, реальный двигатель, тахогенератор и нелинейное звено типа «зона нечувствительности»:

def realdvig(xtt, kk1, TT, yti1, ytin1):
    """Модель реального двигателя"""
    yp = kk1 * xtt  # усилитель
    yti1 = yp + yti1  # Интегратор
    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):
        ytt = 0
    elif xtt >= gran:
        ytt = xtt - gran
    elif xtt <= (-gran):
        ytt = xtt + gran
    return ytt

Затем создадим модуль ММ2, включив в него инструкции, обеспечивающие ввод параметров зада-чи, формирование входного сигнала, импорт модуля ММ1 и реализацию модели при расчете выходного сигнала:

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   #отрицательная обратная связь
	[yi1,yin1]=mod.realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1)
	yi2=mod.tahogen(yin1,k2,yi2)
	yt=mod.nechus(yin1,Xm)
	vyhod.append(yt)

Наконец, создадим главную программу – модуль ММ0, запускающую на выполнение модуль ММ2 и выводящую полученный выходной сигнал:

import MM2
print('y=',MM2.vyhod)

Запустим программу:

import MM2
k1,T,k2,Xm,A,F,N=0.3,20,0.86,5,300,16,22
print('y=',MM2.vyhod)
y= [0, 0, 1.212353225782853, 9.429917973948747, 21.268129900411363, 35.9056239210475, 51.777520003236674, 66.73709892715415, 78.30639101290507, 83.98328811972654, 81.56477145000467, 69.44380077151166, 46.84157186213971, 13.94651209162366, -18.05498909428737, -67.05565883865756, -120.196876310454, -174.10326766546805, -225.1475986972788, -269.7096042744614, -304.3967322769127, -326.20428569135987]

3.3. Области действия объектов в модулях.

Работа с файлом Mod2

Попробовали вставить в файл Mod2 в функции alpha обращение к функции beta:

def alpha():
    print('****ALPHA****')
    t=input('Значение t=')
    k = beta(6) #<-добавили
    print(k)
    return t

Вывод:

import Mod2
alpha()
****ALPHA****
Значение t=6
****BETA****
153552935.39544657
'6'

Наоборот, из beta – к alpha

def beta(q):
    print('****BETA****')
    import math
    expi=q*math.pi
    alpha() #<-добавили
    return math.exp(expi)

Запустили программу:

beta(6)
****BETA****
153552935.39544657

Работа с файлом Mod0

Попробуем отобразить на экране в модуле Mod0 значения объектов t и expi.

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, expi)

#Запуск:
import Mod0
perm1= 
****ALPHA****
Значение t=6
****BETA****
153552935.39544657
tt= 6
****BETA****
qq= 153552935.39544657
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#70>", line 1, in <module>
    import Mod0
  File "C:\Users\user\python-labs\TEMA8\Mod0.py", line 9, in <module>
    print(t, expi)
NameError: name 't' is not defined

При запуске Mod0, нам выдало ошибку

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

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)
perm1 = Mod1.perm1*3
print("perm1*3= ", perm1)