C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -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
PS/2020 Distanční forma výuky: Rev2
9. lekce / modul 1
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -2-
Gnuplot
PM3
http://www.gnuplot.info/
(dokumentace, tutoriály, zdrojové kódy)
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -3-
Obsah
➢ Prezentace vědeckých dat
➢ Gnuplot
• přehled jazyka gnuplot
• příkaz plot, nastavení a popis os
• terminály
• příkaz splot
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -4Prezentace
vědeckotechnických dat
Data prezentovaná pomocí grafu:
▪ graf nesmí být zahlcen daty
▪ prezentace dat musí být stručná a jednoznačná
▪ osy grafu musí být popsané včetně uvedení jednotek
▪ datové řady musí být rozlišeny buď barevně nebo pomoci stylu čáry (plná, přerušovaná,
tečkovaná, apod.) a opatřeny legendou uvedenou v grafu nebo v jeho legendě
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -5-
Ukázky
Figure 1. Impact of total simulation time on the calculated
free energy DA(DD).
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -6-
Ukázky
Figure 2. Impact of REWALD cut-off on the calculated free
energy DA(DD). The inset shows the region with the largest
deviations.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -7Interaktivní
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 9. lekce / modul 1 -8Neinteraktivní
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 9. lekce / modul 1 -9Příkaz
- plot: funkce
> plot funkce/soubor [nastaveni_zobrazeni] [, fce/soubor ...]
Zobrazí XY graf funkce nebo datové řady obsažené v souboru.
Příklady (funkce):
> plot sin(x)
> plot cos(5.7*x+3.4)
> plot sin(x), cos(x)
> f(x) = sin(x)
> plot f(x)
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -10Příkaz
- plot: datové řady
> plot funkce/soubor [nastaveni_zobrazeni] [, fce/soubor ...]
Zobrazí XY graf funkce nebo datové řady obsažené v souboru.
Příklady (funkce):
> plot "input.txt"
> plot "input.txt", "teplota.log"
> plot "input.txt" using 2:3
> plot "input.txt" using 1:($2+10.7)
> plot "input.txt" using ($1/10):($2+$3)
název souboru s daty (název musí být uveden v uvozovkách)
druhý sloupec tvoří x-ové hodnoty
třetí sloupec tvoří y-ové hodnoty
(…) aritmetický výraz na libovolné pozici
$N hodnota ve sloupci N
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -11>
plot sin(x)
> plot cos(x) title "cos"
> plot f(x) with points linecolor rgb "red" linewidth 2
> plot "data.log" using 2:3 title "temperature" with lines \
linecolor rgb "red" linewidth 2 , \
"data.log" using 2:4 title "pressure" with lines \
linecolor rgb "blue" linewidth 2
Příkaz - plot, nastavení
> plot funkce/soubor [nastaveni_zobrazeni] [, fce/soubor ...]
Zobrazí XY graf funkce nebo datové řady obsažené v souboru.
Příklady:
lines, points, linespoints, dots, …
barva čáry
tloušťka čáry
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -12Cvičení
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/Lesson09/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 9. lekce / modul 1 -13Další
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 9. lekce / modul 1 -14Cvičení
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/Lesson09/temp.txt
V grafu popište osy včetně určení jednotek. Čas je uveden v pikosekundách, teplota v
kelvinech.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -15-
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 s názvem
output.png, název musí být uveden v uvozovkách
> test # vytiskne stránku demonstrující vlastnosti
terminálu (ne všechny terminály mají stejné
možnosti výstupu)
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -16Ukázky
výstupu z různých terminálů
wxt
postscript/eps
podporuje přerušované čáry
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -17Cvičení
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 9. lekce / modul 1 -18-
Samostudium
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 9. lekce / modul 1 -19Příkaz
- 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 9. lekce / modul 1 -20Cvičení
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.