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

219

    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. Korjaa toki jos...

      Koet että ymmärsin sinut kuitenkin aivan väärin. Jännittäminen on täyttä puppua kun et muitakaan miehiä näköjään jännitä
      Ikävä
      24
      2465
    2. Mitä aiot sanoa, kun ja jos tapaatte seuraavan kerran?

      Oletko päättänyt etukäteen?
      Ikävä
      91
      1004
    3. Koetko sä mitään

      Syyllisyyden tunteita siitä mitä teit mulle?
      Ikävä
      58
      871
    4. Mies muistatko kun näit

      Mut ensimmäisen kerran? Missä se oli? Hyvää yötä.
      Ikävä
      66
      845
    5. olet kaiken rakkauden arvoinen

      Olisinpa kertonut kuinka rakastuin sinuun. Kuinka hyvältä tunnuit siinä lähelläni, kunpa en olisi väistänyt vastapäätyy
      Ikävä
      26
      827
    6. Ellen Jokikunnas paljasti somessa ison perheuutisen - Ralph-poika elämänmuutoksen edessä!

      Ellen Jokikunnas ja Jari Rask sekä Ralph-poika ovat uuden edessä. Tsemppiä koko perheelle ja erityisesti Ralphille! Lu
      Suomalaiset julkkikset
      6
      797
    7. Olisi kiva

      Tietää, mitä oikein ajattelet minusta tai meistä? Mitä meidän välillä on? Salattua tykkäämistä, halua, himoa? Onhan tämä
      Ikävä
      37
      790
    8. Mikä koirarotu muistuttaa kaivattuasi eniten?

      Koirien piirteet muistuttavat usein ihmisten ja omistajiensa piirteitä.
      Ikävä
      63
      762
    9. Oot mun koko maailma

      Ei ole koskaan ollut ketään, joka olisi niin täydellinen minulle kuin sinä mies ❤️ Ikävöin sua🥹
      Ikävä
      75
      684
    10. Nainen, jos kuuntelet ja tottelet, niin sinulle on hyvä osa

      Ominpäin toimiessasi olet jo nähnyt mihin se on johtanut. Olen jo edeltä sen sinulle kertonut ja näen sen asian ja totuu
      Ikävä
      131
      678
    Aihe