Perl ja fresnelin integraalit

Matti.W

Fresnelin integraalit (kts. wiki) voi toki laskea perlin liitännäisen avullakin mutta jos liitännäistä ei ole, niin saahan perl-ohjelmaan octave:n käskyjä system käskyn avulla. Octave on matematiikkaohjelma vrt. Matlab. Octave pitää olla koneella asennettuna.

Tämäkin vain osoittaa miten monipuolinen ohjelmointikieli perl onkaan.

Hieman pitkä ja kömpelö tämä on mutta kun system käsky ei palauta muuta kuin sen onnistuiko operaatio, joten aputiedostoilta ei voinut välttyä.

#!/usr/local/bin/perl #fresnelin integraalit perl-insertteinä
$x=0.2;
$fs=&fs($x); #fresnel S(x)
$fc=&fc($x); #fresnel C(x)
print "fs=$fs fc=$fc\n";

sub fs #fresnel S(x) funktion laskeminen alirutiinina
{
$m=chr(59); #puolipiste ascii=59
$statement="fresnelS(".$x.") ".$m."\n save -ascii 'apu.dat'".$m; #suoritettavat käskyt (octave-kieltä)
$fs=&lasku($statement);
return $fs;
}

sub fc #fresnel C(x) funktion laskeminen alirutiinina
{
$m=chr(59); #puolipiste ascii=59
$statement="fresnelC(".$x.") ".$m."\n save -ascii 'apu.dat'".$m;
$fc=&lasku($statement);
return $fc;
}

sub lasku #octave ohjelman suoritus
{
open (FH1,'>',"f.m"); #avataan tiedosto kirjoitettavaksi
print FH1 $statement; #kirjoitetaan käskyt tiedostoon fs.dat
close (FH1); #suljetaan tiedosto
@args = ("octave -q f.m");
system(@args); #suoritetaan ohjelma
open (FH2,'

2

234

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Perl-skripti on hieman kömpelö, tässä parempi. Huom: yksi aliohjelma tekee nyt kaiken.


      #!/usr/local/bin/perl #Fresnelin integraalit
      $t=10;
      ($fs,$fc)=&fresnel($t); #aliohjelma palauttaa kaksi muuttujaa
      print "$fs $fc \n";

      sub fresnel #Fresnelin integraalit
      {
      local($a, $d, @fres); #paikalliset muuttujat
      system ("echo 'F = [fresnelC(".$t.");fresnelS(".$t.")];save -ascii 'apu.dat' F;'>f.m"); #octave-skriptin laatiminen
      system ("octave -q f.m>NULL"); #octave ohjelman suoritus. NULL poistaa turhat rivinvaihdot
      open (FH2,"apu.dat"); #luetaan vastaus tiedostosta apu.dat
      $d= -s "apu.dat"; #tiedoston koko
      read FH2,$a,$d; #luetaan tiedoston sisalto muuttujaan $a
      close (FH2);
      @fres = split(/ /,$a); #Kaksi muuttujaa erotetaan toisistaan, erottimena valilyonti
      system ("rm apu.dat f.m"); #poistetaan kaytetyt aputiedostot
      return $fres[2] 0,$fres[1] 0; #palauttaa muuttujat ja poistaa rivinvaihdon lopusta
      }

    • Edellä mainittu ohjelma perustuu numeeriseen integrointiin. Octave laskee sen ilmeisesti Simpsonin kaavalla (joka on aika tarkka) varsin monella laskentavälillä. Mutta numeerinen integrointi on epätyylikästä (hidasta) ja oikeastaan myös konekieliset insertit. Onneksi Fresnelin integraalit voi laskea myös potenssisarjakehitelmällä, joka mahtuu yhteen perl-skriptitiedostoon. Mitä suurempi on x:n arvo sitä enemmän tarvitaan potenssisarjan alkioita. Seuraava ohjelma antaa luotettavia arvoja KUN x ON ENINTÄÄN 5.2. x:n pitää olla positiivinen. Huomaa häntärekursion käyttö perlissä kertoman laskemisessa.

      #!/usr/local/bin/perl #Fresnelin sini ja kosini-integraalit laskettuna potenssisarjakehitelmien avulla.
      #fs(x)=$x**(4*$n 3)/((4*$n 3)*(2*$n 1)!) #sini potenssisarjan alkio.
      #fc(x)=$x**(4*$n 1)/((4*$n 1)*(2*$n)!) #kosini potenssisarjan alkio. (http://fi.wikipedia.org/wiki/Fresnelin_integraalit)
      $x = 0.5; #x:n arvo
      $alkioita=90; #mitä suurempi on x:n arvo, sitä enemmän tarvitaan potenssisarjan alkioita tarkan tuloksen saamiseen.
      $fcos=&fcos($x);$fsin=&fsin($x);
      print "fcos=$fcos\n"; #fresnelin kosini-integraali, lopullinen tulos.
      print "fsin=$fsin\n"; #fresnelin sini-integraali, lopullinen tulos.

      sub fcos { #fresnelin kosini-integraali.
      for (my $n = 0, $fcos = 0;$n < $alkioita;$n ){ #n=potenssisarjan alkion järjestysnumero
      $fcos = $fcos $x**(4 * $n 1) / &kertoma((4 * $n 1),(2 * $n));
      print "$fcos $n\n"; #tulostaa välituloksen jotka tarkentuvat koko ajan. Näin tuloksen tarkkuus voidaan todeta.
      $n ;
      $edellinen=$fcos;
      $fcos = $fcos - $x**(4 * $n 1) / &kertoma((4 * $n 1),(2 * $n));
      my $b=abs($fcos-$edellinen); #kuinka suuren muutoksen potenssisarjan alkio sai aikaan?
      if ($b==0){
      print "$n alkiota\n";
      goto valmis;} #kun muutos hukkuu laskentaepätarkkuuteen, tulos on valmis.
      }
      valmis:
      return $fcos;
      }

      sub fsin { #fresnelin sini-integraali.
      for (my $n = 0,$fsin = 0;$n < $alkioita;$n ){
      $fsin = $fsin $x**(4 * $n 3) / &kertoma((4 * $n 3),(2 * $n 1));
      print "$fsin $n\n"; #tulostaa välituloksen.
      $n ;
      $edellinen=$fsin;
      $fsin = $fsin - $x**(4 * $n 3) / &kertoma((4 * $n 3),(2 * $n 1));
      my $b=abs($fsin-$edellinen); #kuinka suuren muutoksen potenssisarjan alkio sai aikaan?
      if ($b==0){
      print "$n alkiota\n";
      goto valmis;} #kun muutos hukkuu laskentaepätarkkuuteen, tulos on valmis.
      }
      valmis:
      return $fsin;
      }

      sub kertoma { #Kertoman laskeminen häntärekursion avulla.(http://www.cs.helsinki.fi/u/lmpauvin/ohpe-perl/)
      my $yhteensa = shift; my $n = shift; # otetaan talteen parametrit
      if ($n == 0) { # jos laskutoimitus on valmis, palautetaan tulos
      return $yhteensa;
      }
      else {
      @_ = ($n * $yhteensa, $n - 1); # päivitetään parametrit
      goto &kertoma; # kutsutaan aliohjelmaa uudelleen "häntärekursiivisesti"
      }
      }

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Olet nuorempi nainen aivan ihana

      Tykkään susta ihan valtavasti ❤️❤️
      Ikävä
      56
      1248
    2. Pitkäaikaistyöttömyys Suomessa harvinaisen paha

      Karut työttömyysluvut, korkein luku yli neljännesvuosisataan.
      Maailman menoa
      154
      1202
    3. Mitä vastaisit

      Jos kysyisin, että lähdettäisiinkö lenkille yhdessä? Vain sinä ja minä, kaksin? Miehelle
      Ikävä
      60
      1115
    4. Tiedän ettet tehnyt tahallasi pahaa

      Asiat tapahtuivat, ristiriidat ovat meitä vahvempia. Olemmeko me niin vahvoja, että selviämme tästäkin vielä? Aika paljo
      Ikävä
      102
      1054
    5. Janni Tikkanen ohjattiin miesten pukuhuoneeseen

      Vai olisko sittenkin Janne Tikkanen? Jos siellä jalkojen välissä on miesten killukkeet, mieshän tämä Janni on. Ja kuuluu
      Kajaani
      50
      1011
    6. Rakastan ja ikävöin sinua

      Ei helpota tämä ikävä millään. Pelkäsin että tämä ajanjakso tulee olemaan juuri näin vaikea. Siksi halusin ennen tätä pä
      Ikävä
      56
      843
    7. Nyt tiistain galluppi alkaa....

      Kuka on sun elämän rakkaus? Ketä kaipaat edelleenkin? Nyt nimiä vaan rohkeesti tuohon alle.Tää on ikäväpalsta, eikä mikä
      Ikävä
      55
      838
    8. Miten aiot saada kaivattusi?

      1) loukuttamalla 2) kidnappaamalla 3) huijaamalla 4) jokin muu, mikä?
      Ikävä
      54
      785
    9. Upea takamus

      Sulla on nainen upea takamus.
      Ikävä
      32
      762
    10. KIIKKUSTUOLI

      Aloitetaan taas uudella alustalla, nuo pitkiksi venyneet ovat hankalia etsiä uusia viestejä, joskus vastauksia tulee sin
      80 plus
      73
      741
    Aihe