C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -1C2110
Operační systém UNIX a
základy programování
Petr Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kamenice 5, CZ-62500 Brno
10. lekce
gnuplot, bash
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -2-
Obsah
➢ Prezentace vědeckých dat
➢ Gnuplot
• přehled jazyka gnuplot
• příkaz plot, nastavení a popis os
• terminály
• příkaz splot
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -3-
Gnuplot
PM3
http://www.gnuplot.info/
(dokumentace, tutoriály, zdrojové kódy)
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -4-
Ukázky
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -5-
Ukázky
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -6Interaktivní
spouštění
Gnuplot slouží k vykreslování 2D a 3D grafů umožnující práci v interaktivním tak i
skriptovacím režimu.
[kulhanek@wolf ~]$ gnuplot
G N U P L O T
Version 4.4 patchlevel 3
last modified March 2011
System: Linux 3.2.0-31-generic
Copyright (C) 1986-1993, 1998, 2004, 2007-2010
Thomas Williams, Colin Kelley and many others
gnuplot home: http://www.gnuplot.info
faq, bugs, etc: type "help seeking-assistance"
immediate help: type "help"
plot window: hit 'h'
Terminal type set to 'wxt'
gnuplot>
Interaktvní mód
příkazová řádka gnuplotu
příkazová řádka shellu Bash
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -7Neinteraktivní
spouštění
1) Nepřímé spouštění
Spouštíme interpreter jazyka a jako argument uvádíme jméno skriptu.
$ gnuplot muj_skript_v_gnuplotu
Skripty nemusí mít nastaven příznak x (executable).
2) Přímé spouštění
Spouštíme přímo skript (shell automaticky spustí interpreter).
$ chmod u+x muj_skript_v_gnuplotu
$./muj_skript_v_gnuplotu
Skripty musí mít nastaven příznak x (executable) a interpreter (součást skriptu).
#!/usr/bin/gnuplot
plot sin(x)
pause -1
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -8Příkaz
- plot
> plot funkce/soubor [nastaveni_zobrazeni] [, fce/soubor ...]
Zobrazí XY graf funkce nebo datové řady obsažené v souboru.
Příklady:
> plot sin(x)
> plot cos(5.7*x+3.4) with points linecolor rgb "red" \
linewidth 2 title "cos"
> plot "input.txt" using 1:2 with lines
> plot sin(x), cos(x)
lines, points, linespoints, dots barva čáry
tloušťka čáry legendanázev souboru s daty
první sloupec tvoří x-ové hodnoty
druhý sloupec tvoří y-ové hodnoty
zobrazí funkci sin a cos do jednoho grafu
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -9Cvičení
I
1. Znázorněte průběh funkce y=x2
2. Průběh funkce z prvního cvičení zobrazte modrou barvou
3. Zobrazte průběh teploty v čase obsažený v souboru
/home/kulhanek/Documents/C2110/Lesson10/temp.txt
Čas je uveden v prvním sloupci, teplota je uvedena v druhém sloupci.
4. Zobrazte do jednoho grafu funkci sin(x) pomocí červené čáry a funkci cos(x) pomocí
oranžové čáry a bodů.
Úlohy řešte v interaktivním režimu.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -10Další
příkazy
> set title "popis" # záhlaví grafu
> set xrange[min_value:max_value] # nastaví rozsah x-ové osy
> set xlabel "popis" # nastaví popis x-ové osy
> set yrange[min_value:max_value] # nastaví rozsah y-ové osy
> set ylabel "popis" # nastaví popis y-ové osy
> set nokey # nezobrazí legendu k datovým řadám
> pause -1 # čeká na zmáčknutí klávesy
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -11Cvičení
II
1. Napište skript, který znázorní průběh funkce y=x2 v rozsahu 0-10 pro x-ovou hodnotu.
Skript spusťte nepřímo pomocí interpretru gnuplot.
2. Napište skript, který zobrazí průběh teploty v čase obsažený v souboru
/home/kulhanek/Documents/C2110/Lesson10/temp.txt
V grafu popište osy včetně určení jednotek. Čas je uveden v pikosekundách, teplota v
kelvinech.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -12-
Terminály
Terminál určuje kam bude graf vykreslen.
> set term x11 # výstup je vykreslen do okna
> set term qt # výstup je vykreslen do okna (lepší vlastnosti)
> set term png size 800,600
# výstup je vykreslen jako obrázek ve formátu png
> set output "output.png" # výstup bude uložen do souboru output.png
> test # vytiskne stránku demonstrující vlastnosti
terminálu (ne všechny terminály mají stejné
možnosti výstupu)
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -13Ukázky
výstupu z různých terminálů
wxt
postcript/eps
podporuje přerušované čáry
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -14Cvičení
III
1. Jaké vlastnosti poskytují terminály x11 a qt. Pracujte v interaktivním režimu a použijte
příkaz test.
2. Napište skript, který znázorní průběh funkce y=5x3 + 6x2 - 7 v rozsahu -10 až 5 pro xovou
hodnotu. Skript spusťte přímo s uvedením interpretru v záhlaví skriptu.
3. Upravte předchozí skript tak, že se graf vykreslí do obrázku ve formátu png. Obrázek
bude mít rozměry 640x480. Obrázek zobrazte pomocí příkazu display.
4. Zobrazte výsledek příkazu test pro terminál png a postscript.
5. Jaké terminály podporuje gnuplot (set terminal bez argumentu)?
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -15Příkaz
- splot
> splot funkce/soubor [nastaveni_zobrazeni] [, fce/soubor ...]
Zobrazí XYZ graf funkce nebo datové řady obsažené v souboru.
K zobrazování funkcí dvou proměnných lze použít příkaz splot.
Směr pohledu se nastavuje příkazem set view a,b, kde a a b jsou směrové úhly. Pohled
shora lze nastavit pomocí set view map
Pro zvýraznění plochy pomocí funkční hodnoty lze použít pm3d zobrazení, např.
> splot x*x+y*y with pm3d
Při zobrazování funkcí lze hustotu vzorkování pro x-ový a y-ový směr zadat příkazem
set isosamples a,b, kde a a b udává počet vzorků v daném směru.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -16Cvičení
IV
1. Zobrazte funkci x2+y2
2. Nastavte pohled shora (set view)
3. Zrušte pohled shora (unset view)
4. Zvyšte hustotu bodů pro zobrazeni funkce (set isosamples). Použijte hodnoty 10,20 ;
20,10 a 20,20
5. Použijte zobrazení pm3d
6. Nastavte pohled shora (set view)
Úlohy řešte v interaktivním režimu.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -17-
Bash
➢ Přesměrování vstupu ze skriptu
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -18Přesměrování
vstupu ze skriptu
Přesměrování standardního vstupu programu my_command ze souboru skriptu.
.......
./my_command << EOF
prvni radka textu
druha radka textu
treti radka textu
EOF
......
značka určující konec vstupu
(volí uživatel)
konec vstupu, značku nesmí
obklopovat mezery
text, který tvoří načítaný vstup
Tento způsob přesměrování je obzvláště výhodné používat ve skriptech, nicméně funguje i v příkazové
řádce. Výhodou je expanze proměnných v načítaném textu.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -19-
Ukázky
#!/bin/bash
gnuplot << EOF
plot sin(x)
EOF
#!/bin/bash
for((I=1;$I<=10;I++)); do
NAME=`printf "%02d.txt" $I`
cat << EOF > $NAME
Toto je soubor cislo: $I
EOF
done
Vyznačený text je poslán do standardního
vstupu příkazu cat, proměnné jsou
expandovány před odesláním vstupu, příkaz
cat jej pak uloží do souboru $NAME.
Uvedeným způsobem lze programově vytvářet
skripty pro gnuplot.
Výsledek příkazů uvozených zpětnými
uvozovkami `` je uložen do proměnné
NAME.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 10. lekce -20Cvičení
V
1. Vytvořte skript, který vytvoří 360 obrázků o rozměrech 800x600 zobrazující průběh
funkce sin(x+offset), pro x v intervalu 0 – 2 p, kde konstanta offset se bude měnit mezi
obrázky postupně od 1 do 360˚.
2. Vytvořte skript, který vytvoří deset souborů. Jméno souboru bude ve formátu XX.txt,
kde XX je číslo souboru. Pokud je číslo souboru menší než deset, tak jako první cifru v
názvu použijte znak 0. Každý soubor bude obsahovat následující text (X je číslo
souboru):
Automaticky vytvoreny textovy soubor
Cislo souboru je: X