1. Елементи техніки комп”ютерного моделювання

1. структура І функції системи “ЕЛЕКТРА”

1.1.1. Структура.

Програмний комплекс «ЕЛЕКТРА» складається з головної сервісної програми Lab.exe і бібліотеки окремих програм та допоміжних файлів, яка в свою чергу містить такі частини:

• окремі програми (виконувані модулі) з розширенням *. ЕХЕ;

• тексти окремих «вікритих» програм на алгоритмічних мовах ФОРТРАН або ПАСКАЛЬ, які можна змінювати і запускати (заготовки);

• скорочені транслятори алгоритмічних мов ФОРТРАН (*. For) та Паскаль (*. Pas) з графічними модулями Турбопаскаля *. BGI;

• шаблони вхідних даних (заготовки) для прикладних «закритих» ЕХЕ-програм, з розширенням *. dat ;

• файли різних пояснень до програм з розширенням *. doc;

• файли спеціальної довідкової бази даних з розширенням *. bas;

• файли результатів з розширенням *. rez.

Файли довідкової бази даних і пояснень сконцентровані в окремий каталог ELBAS.

Сервісна програма Lab.exe організує роботу з будь-якою прикладною програмою як послідовність окремих операцій, від вибору програми до видачі результату. Кожна операція відображується на екрані термінала як окремий стан системи, в формі типових зображень – або таблички меню, або графічного рисунка, або файла в графічній формі редактора ТУРБОПАСКАЛЬ. Така схема дозволяє швидко пройти всі стадії процесу моделювання, і досить економно та швидко виконувати багаторазові повторювання одних і тих же дій в процесі виконання досліджень на математичній моделі.

1.1.2. Функції і порядок роботи в середовищі сервісної програми lab.Exe

Стан 1. Запуск програми Lab.exe. Дія: війти в каталог «ЕЛЕКТРА», виділити курсором файл Lab.exe і активувати програму («Enter»).

Стан 2. Вхід в систему. Після запуску сервісна програма виводить на екран табличку з запитом «ВВЕДИТЕ СВОЮ ФАМИЛИЮ…..Enter ». Дія: потрібно або спочатку ввести своє прізвище чи якесь кодове слово (латинськими буквами), або пропустити цю дію, натиснувши двічі клавішу «Enter».

Прізвище (або інше кодове слово) потрібне для того, щоб потім в загальному файлі «Series.rez», куди завантажуються, по окремій заяві, підряд всі результати запусків всіх програм, знайти по ньому свої матеріали. Кодове слово, дата і час будуть записані в заголовках відповідних блоків.

Користування файлом «Series.rez» не обовязкове, результат кожного запуску програми можна розглядати одразу після її виконання.

Файл корисний для досвідчених користувачів, з метою економії часу. Користувач швидко набирає дослідницький матеріал, автоматично накопичує його в файлі «Series.rez», а потім після закінчення роботи з програмою – звертається до результатів і аналізує всю їх сукупність (зручно результат видрукувати, і працювати з ним окремо).

Стан 3. Головне меню. Після введення коду сервісна програма виводить на екран Головне меню з переліком тематичних блоків. Дія: Вибір теми здійснюється зміщенням курсора клавішами ,  «вниз-вгору» або «PageUP», «PageDown» и натисканням клавіші «Enter» в потрібному положенні курсора.

На початок роботи курсор «схований» в рядку «ГЛАВНОЕ МЕНЮ».

Активують опції в меню тут і далі клавішею «Enter».

Стан 4. Вибір програми. Після обрання і активації теми на екран виводиться друге (внутрішнє) меню – з переліком конкретних робочих програм з даної теми. Обирають потрібну опцію (програму) положенням курсора за допомогою клавіш ,  (на одну позицію вгору-вниз), на початок («Page Up») або на кінець екрана меню «ВЫХОД Enter» (клавіша «Page Down») .

В другому меню передостання опція має назву «ИНФОРМАЦИЯ». При її активації сервісна програма виводить на екран необхідні пояснення до всіх робіт, обєднаних в даній групі (темі). Вихід назад в меню після перегляду інформації - клавішею «Esc».

В деяких темах з технічної електрохімії виведені також опції звернень до спеціальних баз даних з гальванотехніки та типових електрохімічних виробництв – «БД гальванотехникa», «БД ЕЛХ-технологии». Бази даних містять довідкову інформацію з технологій та електрохімії, а також пояснення техніки роботи з конкретними програмами.

Результат вибору програми залежить від того, яка саме програма обрана. Можливі два варіанти (стан 5 і стан 6).

Стан 5. Існує тільки для програм відкритого типу (з текстом на алгоритмічній мові, програма потім транслюється). Сервісна програма одразу виводить на екран для коректування текст програми на алгоритмічній мові ФОРТРАН (*. For) або ПАСКАЛЬ (*. Pas). Текст виводиться в вікні текстового редактора ТУРБОПАСКАЛЬ.

Стан 6. Існує тільки для програм закритого типу з готовими *. ЕХЕ-файлами. В цьому стані система пропонує меню

Ввести данные в файл

Старт программы

В ы х о д

Перша опція «ввести данные в файл» дає команду виводу на екран заготовки (шаблона) файла вхідних даних *. dat для його коректування і введення своїх даних, аналогічно як і для стану 5 - в форматі вікна текстового редактора ТУРБОПАСКАЛЬ.

Друга опція «старт программы» одразу активує (запускає в роботу) програму з тим набором даних, який вже існує в шаблоні. Така схема використовується тоді, коли графічний результат попереднього запуску цієї ж програми вже зник з екрана , але виникла потреба подивитись на нього ще раз (інші способи повернути на екран рисунок складніші- зображення потрібно запам”ятовувати ) .

Третя опція «выход» без виконання розрахунків переводить систему в початковий стан 4 повторюваного цикла – на екрані знову зявляється меню вибору робочої програми.

Стан 7. Коректування і редагування вхідних даних або програм. Редагування текстових файлів в операційній системі DOS здійснюється внутрішнім текстовим редактором ТУРБОПАСКАЛЬ. Після коректування файла його потрібно обов’язково запам’ятати, в редакторі – натиснувши клавішу < F2 >, або командами редактора <F10>, потім у верхньому рядку вікна - File>, а потім в випадаючому меню - <Save>.

Нагадаємо декілька інших важливих команд редактора.

«Delete» - витирає один символ справа від курсора (підтягує рядок справа наліво).

«верхній » витирає один символ зліва від курсора (підтягує рядок справа наліво).

«Ctrl+Y» - витирає повністю рядок, на якому стоїть в будь-якому місці курсор.

«Home» - зміщує курсор на початок рядка.

«End» - зміщує курсор на кінець рядка.

«Ctrl+ Home» (разом 2 клавіші) - зміщує курсор на початок файла.

«Ctrl+End» (разом 2 клавіші) - зміщує курсор на кінець файла.

Операції з групою (блоком) рядків.

«Ctrl+K+B» - виділяє початок блока (курсор -на початку першого рядка в блокові).

«Ctrl+K+K» - виділяє кінець блока (курсор-на початку рядка, наступного за останнім).

«Ctrl+K+C» - робить ще одну копію виділеного іншим кольором блока після рядка, де ставлять курсор.

«Ctrl+K+V» - перетягує виділений блок в місце, де ставлять курсор.

«Ctrl+K+W» - запамятовує виділений блок в буферній оперативній памяті. Редактор запропонує дати йому тимчасове імя, і найкраще імя - буква W.

«Ctrl+K+R» - вставляє виділений блок з оперативної памяті в місце, де стоїть курсор. Редактор запропонує назвати імя буферного блока, і це буде буква W. Цією командою можна вставити і будь-який інший файл цілком, якщо відоме його ім”я.

Дві останні операції використовують для того, щоб копіювати матеріали з одного файла в інший.

«Ctrl+K+R» - відміняє виділення блока.

Використання редактора Турбопаскаля для арифметичних обчислень.

Обрати в головному меню вікна редактора (рядок кнопок у верхній частині) команду «DEBUG» , а потім у випадаючому меню - команду «Evaluate/modify». Тоді у операційному вікні, яке зявиться, у верхньому рядку записати арифметичну операцію (наприклад, 77+5), натиснути «ENTER» і прочитати в наступному рядку відповідь.

Стан 8. Запуск прикладної програми. Після коректування файлів *.dat або *. For програма автоматично запускається в роботу командою виходу з редактора ТУРБОПАСКАЛя «Alt+X» (одночасно натиснути дві клавіші).

Програми, тексти яких коректуються на алгоритмічній мові ПАСКАЛЬ, активуються інакше – командами меню редактора ТУРБОПАСКАЛЬ: «RUN» (двічі - спочатку у верхньому рядку-меню, потім у вікні випадаючого меню). Система після цього буде транслювати програму, утворить робочий ЕХЕ-файл, який і буде потім виконуватись (якщо програма матиме синтаксичні помилки – вона не виконується).

Стан 9. Графічний результат роботи прикладної програми. Після закінчення роботи програм, де передбачена побудова і показ графіків, спершу на екран будуть виведені саме графіки (їх створює сама робоча програма). На графіках є числові дані, їх при повторних запусках програми в процесі моделювання можна записувати безпосередньо з екрана. Практично в усіх випадках ці дані дублюються в файлі результатів REZ.REZ.

Після розгляду i аналізу графіків на екрані - продовжують роботу системи клавішею «Enter».

Графіків може бути більше одного. Після розгляду кожного з них - продовжують роботу (перехід до наступного стану) клавішею «Enter».

Якщо є необхідність зберегти графік в памяті ПК, можна виконати такі операції:

• скопіювати рисунок в буфер , поки він на екрані, командою <Alt+PrintScreen> (дві клавіші натиснути одночасно);

• тимчасово вийти в Windows (робочий стіл), команда <Alt+Tab> ;

• відкрити системну графічну програму (наприклад, Paint або Fotoeditor);

• виконати команди меню : файл  правка  вставить;

• вставлену точну копію графічного екрана записати з окремим ім’ям командами меню графічного редактора файл  запомнить как.

• повернутись назад в ЕЛЕКТРУ, команда <Alt+Tab>.

Стан 10. Операції з файлом результатів роботи програми *. REZ. Після розгляду графіків, а для програм, де графіки не передбачені – одразу після виходу з стану 6 (робоча програма вже відпрацювала) сервісна програма пропонує перше меню вибору:

ПРОСМОТР REZ.REZ

ВЫХОД

Перша опція дозволяє вивести на екран файл результатів даного розрахунку. Потрібно памятати, що файл REZ.REZ тимчасовий, і при наступному запуску будь-якої програми він буде знищений і замінений новим.

Друга опція переводить систему в наступний стан 11 без розгляду файла REZ.REZ. Таку схему використовують тоді, коли робоча програма дає графічну інформацію на екрані, достатню для попереднього аналізу результатів, або коли числові результати накопичуються в файлі «Series.rez», і проміжний аналіз непотрібний.

Стан 11. Накопичення даних моделювання і перехід на початок цикла роботи з прнкладною програмою. Система в стані 11 пропонує друге меню:

ПРОПУСК

ЗАПИСЬ В SERIES.REZ

Перша опція одразу переводить систему на початок циклічної процедури роботи з прикладною програмою – в стан 4.

Друга опція дозволяє спочатку запамятати файл REZ.REZ повністю в постійному файлі SERIES.REZ, як окрему чергову частину (блок), а після цього також автоматично переводить систему в початок циклу –в стан 4 вибору прикладної програми з меню.

Блок, записаний в SERIES.REZ, матиме свій окремий заголовок, в якому вказано назву програми, кодове ім‛я, введене при ініціалізації системи, номер запису файла, дата і час запуску програми. Кожний блок відокремлений від попереднього рядком із символів “+++++”. Кожний результат чергового запуску прикладної програми система дописує в кінець файла SERIES.REZ, тому після роботи свої матеріали треба шукати в кінці файла (перехід на останній рядок файла здійснюється в редакторі командою «Ctrl+PageDown»).

Через те, що в файлі SERIES.REZ результати весь час накопичуються, непотрібні залишки на початку роботи доцільно знищувати (але за умови - якщо вони не належать іншим користувачам системи! ). Результат матиме такий вигляд:

……………( ПОПЕРЕДНІ РЕЗУЛЬТАТИ)………………………….

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Gal-F77.EXE Iwanow

Результат No 1. 23.05.2007 18.43________

………………….. РЕЗУЛЬТАТИ ……………………………………….

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

LPLPAS.EXE Iwanow

Результат No 2. 23.05.2007 18.56________

………………….. РЕЗУЛЬТАТИ ……………………………………….

3. Головне меню

Головне меню, яке показано далі, вміщує декілька тематичних опцій.

Перші 7 опцій - активують окремі тематичні блоки з технічної і теоретичної електрохімії. Назви опцій розкривають приблизний зміст блоків.

В кожному з блоків є декілька близьких прикладних програм, їх склад відповідає записам на сторінці «Зміст» , і відображується в другому (внутрішньому) меню.

Наступні 7 опцій ініціюють окремі допоміжні (підготовчі) операції, які інколи потрібно виконувати в процесі компютерного моделювання.

Массообменные процессы в ЭХА

Энерготепловые процессы в ЭХА

Гальванотехника

Электрическое поле

Пористые системы, ХИТ

Электрохимическая экология

Электрохимическая кинетика

……………………………………

ТУРБОПАСКАЛЬ

Блоки,подпрограммы

Базы данных (БД)

Информация о системе

Создание и запуск программ *.FOR

Просмотр библиотеки файлов

В Ы Х О Д

1. ТУРБОПАСКАЛЬ. Ця опція одразу відкриває перше вікно редактора ТУБОПАСКАЛЬ для створення самостійної програми на алгоритмічній мові ПАСКАЛЬ і організації обчислень за цими програмами. Після написання програми вона ініціюється командами «RUN» (див. пункт «стан 6»). Можна також в це

вікно скопіювати програму на мові ПАСКАЛЬ, і запустити її в роботу.

2. «Блоки, подпрограммы». В цій групі сконцентровані невеликі програми для виконання допоміжних операцій - апроксимації числових рядів поліномами, сплайн-інтерполяції, інтегрування числових рядів, спеціальної обробки числових даних, тощо. Пояснення до програм блоку наведені в розділі 6.

Полином-аппроксимация

Статистика

Интеграл функции

Обработка функции

Оптимизация FORTRAN

Оптимизация PASKAL

Построение графика

Информация

В Ы Х О Д

3. «Базы данных (БД) » . Ця опція через своє меню відкриває доступ до всіх баз даних. БД - окрема система файлів, які містять довідкову інформацію. Файли БД структуровані так, як показано в меню (БД):

Базы данных (БД)