46985 (588457), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Use avviewer

в которой модуль AVVIEWER содержит интерфейсы и константы подпрограмм.

Поскольку fav – подпрограмм очень много (более 100), приведем описание только тех из них, которые используются в программе.

1.4 Разработка программы визуализации

Задачей ставилось создание ПО, позволяющего просматривать результаты расчетов в графическом виде, использую при этом библиотеки AV и язык Compaq Visual Fortran (CVF).

Интерфейс с рассчитывающей программой был выбран файловый, т.е. входными данными для программы console являются два файла. Один – читающийся первым с начальными установками для массива, осей координат. Второй – непосредственно результаты. Тип файлов – не компрессированные, текстовые. Последнее выбрано исходя из соображений совместимости не только с Fortran-программами, но и с C/C++ и даже Pascal-программами.

Требования к выводу информации.

Для вывода были поставлены следующие задачи:

• для двумерных массивов – вывод в 3D виде с возможностью анимации

• для двумерных массивов – вывод в виде растровой карты (контрастной заливки)

• вывод одномерных случаев (сечений массива) с возможностью анимации.

Выбор пользовательского интерфейса.

Из соображений простоты программы, ее размеров, а также легкости модификации был выбран консольный интерфейс. Благодаря этому программа имеет небольшой листинг, простую структуру и легка для понимания. Для добавления новых возможностей, новых команд нет необходимости изменять файлы ресурсов (как было бы в случае WIN32 приложения), и несколько различных подпрограмм. Достаточно лишь внести в условия проверки команд новую команду и написать подпрограмму ее обработки. В дополнение к этому следует заметить, что также повышена переносимость программы на различные платформы, т.е. достаточно перекомпилировать код (может быть с небольшими изменениями) на соответствующем компиляторе для нужной платформы (естественно для этой платформы должна быть версия AV).

Структура программы.

Программу можно логически разбить на 6 блоков, выполняющих каждый свои функции (в листинге (Приложение 1) они помечены комментариями):

1. Block_1: описание переменных и массивов. Все массивы имеют атрибут allocatable, для совместимости с DEC-атрибутом ARRAY_VISUALIZER. Рабочие массивы следующие: TDMas – трехмерный массив, в который заносятся все результаты расчетов. VMas – двумерный массив, отображаемый в 3D-виде и в растровой заливке. PXMas и PYMas – одномерные массивы, соответствующие сечениям по координатам. XAxis и YAxis – одномерные массивы, содержащие разбивку шкал.

2. Block_2: считывание служебной информации, результатов расчетов, формирование массивов шкал. Этот блок начинается с оператора call Help(), вызывающего соответствующую подпрограмму, показывающую команды программы. Потом задаются значения по умолчанию для имен и масштабов шкал. Далее организовывается ввод имен файлов – сначала файла со служебной информацией, потом файла с данными. Имена должны быть не больше 70 символов (включая пути). Далее идет считывание файла со служебной информацией, потом размещение массивов в памяти, после чего задаются массивы шкал и, наконец считываются отображаемые данные, которые распределяются между всеми массивами, участвующими в визуализации (начальное состояние: для PXMas i=1, для PYMas j=1, для всех массивов k=1)

3. Block_3: задание начальных установок AV с помощью подпрограмм API.

4. Block_4: блок обработки команд. Состоит из операторов if..then…end if . Если команда распознана, то передается управление соответствующей подпрограмме. При вводе команды newfile передается управление блоку 2, а при вводе команды exit передается управление блоку 5.

5. Block_5: завершение программы. Освобождение ресурсов, задействованных для связи с AV, освобождение памяти, выделенной под массивы и закрытие оболочки AV.

6. Block_6: блок описания подпрограмм. Все подпрограммы являются встроенными и содержатся в разделе contains. Все подпрограммы предназначены для обработки команд. Почти все из них (кроме Animat и Paus) не содержат локальных переменных, для упрощения взаимодействия, структуры, сокращения количества требуемых ресурсов.

Графически структуру программы можно изобразить как это сделано на рис 4 (оговоримся сразу – это не блок-схема программы, это только схематичное изображение структуры).

Как легко можно заметить, для модификации программы, добавления в нее новых команд и возможностей достаточно изменять только блоки 4 и 6, т. е. добавлять новые условия и подпрограммы. Так же желательно включать новые команды в подпрограмму Help. Это позволит пользователям в любой момент получить список команд программы.

Почти все подпрограммы, реализующие команды используют глобальные массивы TDMas, VMas, PXMas, PYMas, XAxis, YAxis – это позволяет не передавать их, а также оперировать ими, в случае необходимости в основной программе. Так же подпрограммы используют глобальные переменные plx, ply, pld и vis.

Р ис 4.

Каждая из них равна единице если соответствующий режим включен и равна нулю в противоположном случае. Эти переменные используются для того чтобы не переключаться каждый раз в новый режим. Также они используются подпрограммой Animat() для определения, какой массив ей заполнять.

Полный список всех подпрограмм и команд, им соответствующих:

Команды newfile и exit не имеют своих подпрограмм – они выполняются оператором goto n.

Разберем подпрограммы по видам:

1. Подпрограммы помощи: Help() и Stat(): в реализации этих подпрограмм нет ничего сложного – они просто выводят информацию с помощью оператора write.

2. Подпрограмма анимации: Animat() : эта подпрограмма реализована следующим образом – вначале спрашивается шаг моделирования, с которого необходимо начать анимацию, затем конечный шаг. После этого, если выбран один из одномерных случаев запрашивается соответствующая координата. После этого, в зависимости от текущего вида отображения меняется какой-либо массив, после чего происходит вызов подпрограммы

API AV favUpdate, потом с помощью пустого цикла идет задержка. Пустой цикл просто перебирает числа от 1 до значения переменной delay*10⁶. Это повторяется циклически для всех необходимых значений k.

1. Подпрограммы вида отображения: Visu(), Plain(), PlainX, PlainY(): в них сначала происходит проверка на текущий тип отображения. Если он не совпадает с тем, который выбран сейчас, то производится подготовка оболочки AV (масштабы шкал, их названия, тип отображения). Потом заполняется необходимый массив и вызывается favUpdate.

2. Служебные подпрограммы: ChangeK(): изменяет текущий шаг моделирования (переменная k), затем заполняет все массивы новой информацией, после чего вызывает favUpdate. ChangeDelay(): изменяет значение переменной delay, которая влияет на время задержки при анимации, а также на время задержки при исполнении команды pause. Paus(): подпрограмма сделана специально для скриптового режима. Она обеспечивает задержку. Состоит из пустого вложенного цикла.

Таким образом мы разобрали структуру и принципы работы программы console.exe. Приступим теперь к ее описанию.

1.5 Описание работы программы визуализации

В этом подразделе будут рассмотрены следующие вопросы:

• Терминология программы

• Формат файла со служебной информацией (pre-файла).

• Команды программы

• Скриптовый режим программы

• Запуска программы.

Терминология программы.

Прежде чем приступить к описанию работы с программой, необходимо пояснить несколько терминов, которые будут использоваться.

• k – шаг моделирования. Т.е. если у вас прибор промоделирован в нескольких режимах (например, при разных потенциалах на контактах полупроводника), то число k отражает номер этого режима.

• pre-файл – файл со служебной информацией (например, размерности массива)

• скрипт – последовательность команд (сценарий), записанных в текстовый файл, которые программа может интерпретировать.

• i – переменная в трехмерном массиве TDMas. Ее аналог – координата y

• j – переменная в трехмерном массиве TDMas. Ее аналог – координата x.

• Формат данных – формат по которому записываются данные в файл.

Формат pre-файла.

Pre-файл (от preset – предварительные установки)– это файл с установками, необходимыми для работы программы, а также с оформлением шкал.

Минимальная длина этого файла в строках – три, максимальная не ограничена, но читаться будут только первые восемь. Итак построчно:

1. Максимальное значение k. Формат: I2 (integer, две цифры)

2. Максимальное значение i. Формат: I2

3. Максимальное значение j. Формат: I2

Очень важно! Эти три строки обязательно должны быть в файле, иначе работа программы завершится с ошибкой. К тому же их нужно обязательно правильно и точно указать. Согласно этим параметрам формируются внутренние массивы программы и потом заполняются данными. Ошибка может повлечь за собой потерю данных или их искажение.

1. Коэффициент по оси X (j). Это позволяет отобразить данные не с теми координатами, которые предлагает AV, а с необходимыми вам. Т.е. индексы массива будут переведены, например, в микроны. По умолчанию равен 1 (т.е. на шкале отображаются индексы массива). Формат: E4.2 (т.е. вещественный, две цифры после запятой. Например, 0.50)

2. Коэффициент по оси Y (i). По умолчанию равен 1. Формат: E4.2

3. Имя оси X. Это имя отображается как имя заданной оси. Длина – не более 20 символов. По умолчанию : ‘X’.

4. Имя оси Y. Не более 20 символов. По умолчанию: ‘Y’.

5. Имя оси Z. (ось результатов). Не более 20 символов. По умолчанию: ‘Z’

Далее можно вставлять свои комментарии и пояснения. Программой они не учитываются.

Команды программы.

Характеристики

Список файлов ВКР