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

214

    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. Ootko nainen noin mustis musta

      Onhan se toki imartelevaa kun olet kaunis ja kaikkea muutakin, mutta ehkä vähän kummallista, kun ei varsinaisesti olla t
      Ikävä
      91
      7455
    2. Sen kerran kun siellä käyn

      Voisit olla paikalla💚💛☘️
      Ikävä
      37
      3967
    3. Kumpa tietäisin. Miehelle.

      Vieläkö toivot jotain viestiä, vai suutuitko taas...kun...🤔
      Ikävä
      45
      3510
    4. Joel Harkimo ja Janni Hussi eroavat

      Tämä on ilon päivä 😊
      Kotimaiset julkkisjuorut
      235
      2793
    5. Kauan säkin jaksoit

      Minun perässä juosta. Kunnes pahoitit mielen. Kuinka monta anteeksipyyntöä olet vailla? 🧐
      Ikävä
      40
      2652
    6. rakastan sinua!

      Tule ja ota, kasvetaan yhdessä paremmiksi ❤️❤️❤️❤️ kaikki anteeksi ❤️❤️❤️
      Ikävä
      43
      2465
    7. Sä olet nainen kuuluisa..

      ..etkä mitenkään hyvällä tavalla.
      Suhteet
      132
      2391
    8. Miksi kaipaat

      Ja olet elämässäni vielä kaiken tämän jälkeen? Eikö kaikki ole jo selvää välillämme?
      Ikävä
      29
      2279
    9. Askanmäessä Huippu esitys

      Kävimme Ystävien kanssa Askanmäen kesäteatterissa. Kaikki tykättiin esityksestä aivan valtavasti. En varmaan koko vuonna
      Puolanka
      20
      2218
    10. Siis hetkonen

      Rakastetaankohan me kummatkin toisiamme, ja aletaan tajuamaan se pikkuhiljaa 🤯
      Ikävä
      45
      1962
    Aihe