1. HELLO WORLD
Die einfachste Methode ein Hello-World Programm in MAL zu schreiben ist die
Eingabe folgender Kommandozeile (beachten Sie, daß die Blanks als
Trennzeichen erforderlich sind):
: he "Hello World" . ;
Wann immer Sie nun he eingeben,
wird Hello World ausgegeben. Der Code hat folgende Bedeutung:
- : leitet die Definition eines neuen MAL-Wortes ein.
- he ist der Name des neuen Wortes, danach folgt sein Code.
- Der String "Hello World" wird am Stack gelegt.
- . gibt den obersten Stackeintrag auf der Konsole aus.
- ; terminiert den Code.
Nachteil dieser Definition ist, daß he beim
Verlassen des MAL-Interpreters verloren geht. Für dauerhaftere Entwicklungen empfiehlt
sich die Nutzung der Entwicklungsumgebung. Durch Eingabe des Kommados
arbeit
wird Entwicklungsumgebung für Testentwicklungen gestartet.
Um ein neues MAL-Wort (=Prozedur oder Programm) anzulegen, wählen Sie den
Menüpunkt insert und wählen als Datentyp Function aus.
Zunächst erscheint ein Editor-Fenster zum Eingeben des Helptextes.
Die erste Zeile ist zwingend auszufüllen. Um korrekt zu sein
sollte auch ein Syntaxdiagramm angeführt
werden. Für hello_world sieht
eine korrekte Help-Page etwa so aus:
____________________________________________________________
Gibt "Hello World" auf der Konsole aus.
->
Dieses Wort ist fuer Demo-Zwecke.
____________________________________________________________
Mit der Escape-Taste wird der Editor verlassen.
In der daraufhin erscheinenden Eingabemaske brauchen
Sie nur die Felder name und topic ausfüllen, den Rest können Sie
unverändert überspringen.
- name: hello_world
- topic: test
Danach erscheint ein neuer Eintrag hello_world im Fenster
der Entwicklungsumgebung. Markieren Sie diesen mit der Maus bzw. den Cursor-Steuertasten
und wählen Sie den Menüpunkt code. Im daraufhin erscheinenden Editor editieren Sie folgenden Code:
"Hello World" . breakpoint ;
Der zusätzliche Befehl breakpoint hält den Interpreter an,
damit der Text gelesen werden kann, bevor nach Ausführung des Programms die Entwicklungsumgebung
neu geöffnet wird.
Jedesmal wenn Sie nun den Menüpunkt go auswählen, wird auf der Konsole der Text
Hello World erscheinen. Darunter erscheint das
Prompt breakpoint> was anzeigt, daß der
Interpreter an einem Haltepunkt steht. Durch Eingabe von
ok
wird der Interpreter fortgesetzt und geht automatisch wieder in die Entwicklungsumgebung. Mit der
Escape-Taste wird die Arbeitsumgebung verlassen und durch Eingabe des Kommandos
bye
der MAL-Interpreter beendet.
MAL-Homepage
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4. ANALYSE VON ANALOGDATEN
Für das folgende Beispiel müssen Sie die Datei
daten.met downloaden.
Sie enthält Daten von Bodenreaktionskräften beim Gehen von 10 Schritten.
Einen Plot der Daten erhalten Sie durch Eingabe folgender Kommandozeile:
"daten.met" meta> draw screen
Durch Drücken der Enter-Taste wird das Bild wieder geschlossen.
Das nachfolgende Beispiel soll das Zusammenspiel von mathematischen,
statistischen und graphischen Funktionen demonstrieren. Für die soeben
gelesenen Messdaten soll berechnet werden, ob zwischen der Höhe des
zweiten Höckers der Höhe des ersten Höckers ein lineare Zusammenhang
(lineare Regression) besteht.
Diese Aufgabe lässt sich durch folgende Schritte lösen:
- Normalisieren
... die Kurven werden auf einheitliche Länge gebracht.
- Halbieren
... sie werden in zwei gleichlange Zeitabschnitte geteilt.
- Maxima berechnen
... die Maxima der ersten und zweiten Hälften werden berechnet.
- Regression
... eine lineare Regression wird berechnet.
Normalisieren
Im Zuge der Programmentwicklung werden auch für jeden
dieser Schritte Zwischenergebnisse dargestellt.
Starten sie zunächst die Entwicklungsumgebung indem sie auf der Konsole
arbeit eintippen und richten Sie eine neu
Funktion mit dem Namen kraftanalyse und folgendem Code ein:
: kraftdaten "daten.met" meta> ;
: bild draw screen ;
kraftdaten bild ;
Die Technik, in den Code von kraftanalyse lokale Definitionen
von MAL-Worten einzubauen, erhöht die Übersichtlichkeit des Codes und
kann beliebig geschachtelt angewandt werden. Wenn Sie unter
WIN98/NT arbeiten, werden lokale Definitionen beim nächsten
Öffnen des Editors automatisch komprimiert dargestellt. Mit Ctrl-E
kann der Code wieder expandiert werden.
Bedeutung des Codes:
- Das Wort kraftdaten liest die Messdaten von der
Datei und legt das Ergebnis am Stack.
- Das Wort bild dient zur Darstellung von Zeitreihen am Bildschirm.
- der Code kraftdaten bild liest also die
Daten von der Datei und stellt sie am Schirm dar.
Wenn Sie den Editor verlassen und den Menüpunkt go auswählen, so erscheint
folgendes Bild am Schirm:
Nun soll jede der 10 Kurven auf eine Länge von 100 Stützpunkten normalisiert werden.
Zu diesem Zweck wird ein Wort norm definiert und für jede Kurve
aufgerufen. Das Zwischenergebnis wird in der Variablen
kraft_norm zwischengespeichert und danach angezeigt.
: kraftdaten "daten.met" meta> ;
: bild draw screen ;
: norm 100 normalize ;
[ kraftdaten each norm ] >> kraft_norm
kraft_norm bild ;
Das Wort each ruft das danach
angeführte Wort norm
mit jeweils einer Kurve der kraftdaten auf. Mit den Worten
[ und ]
wird die Menge aller dadurch angelegten
Stackeinträge zu einem einzigen Verbund zusammengefasst. Das
Wort >> richtet eine neue Variable ein,
die in der Folge mit kraft_norm am Stack geholt und mit bild
angezeigt wird. Testen Sie den Code mit go -
es sollte folgendes Bild erscheinen:
Halbieren
Für das Teilen der Kurve werden die Worte teil1_berechnen
und teil2_berechnen definiert und getestet:
: teil1_berechnen 50 --| ;
: teil2_berechnen 50 |-- ;
Das Wort --| nimmt die
ersten 50 Samples der Zeitreihe und das Wort
|-- nimmt alles nach
den ersten 50 Samples.
Der komplette Code von kraftanalyse sieht dann folgendermaßen aus:
: kraftdaten "daten.met" meta> ;
: bild draw screen ;
: norm 100 normalize ;
: teil1_berechnen 50 --| ;
: teil2_berechnen 50 |-- ;
[ kraftdaten each norm ] >> kraft_norm
[ kraft_norm each teil1_berechnen ] >> teil1
[ kraft_norm each teil2_berechnen ] >> teil2
[ teil1 draw teil2 draw ] view screen ;
Das hier neu eingeführte Wort
5.3. Speichern und Lesen der Daten
Für das Bearbeiten der Daten in my_folder wird eine Funktion
browse_my_folder eingerichtet und vorerst mit folgendem Code versehen:
: messdaten 5 random "messdaten" >name ;
messdaten draw screen ;
Das Wort messdaten erzeugt einen Dummy-Messdatensatz
mit 5 Zufallszahlen und gibt ihm den Namen "messdaten". Die zweite
Codezeile dient zum Testen. Jedesmal wenn Sie nun browse_my_folder
mit go starten, erhalten Sie ein Bild neuer Dummy-Messdaten.
Ersetzen Sie nun die zweite Codezeile durch folgende zwei:
"work" wopen_pool my_folder >voc
[ "Insert" "einfügen" ] FO_browse ;
Die erste dieser beiden Zeilen öffnet die Datenbank my_folder,
die zweite startet den Browser mit einem Menüpunkt mit dem Namen 'Insert'.
Wenn Sie nun browse_my_folder starten sollte ein leere Tabelle mit der Kopfzeile
Name________
erscheinen. Allerdings führt der Aufruf des Menüpunktes Insert noch zu einer Fehlermeldung,
da das dazugehörige Wort einfügen noch nicht existiert.
Verlassen Sie den Browser mit der Escape-Taste und fügen Sie in den Code von
browse_my_folder noch die Definition von einfügen ein:
: einfügen drop
FO_maske writemask
messdaten append
FO_write
drop FO_daten ;
Bedeutung des Codes:
- drop loescht jenen Eintrag, der jedem Menüpunkt im Browser am Stack
übergeben wird (das ist immer der markierte Eintrag der Datenbank).
- FO_maske writemask ruft die beim Festlegen der Datenbankstruktur
generierte Ein/Ausgabe-Maske auf und übergibt die eingegebenen Daten am Stack.
- messdaten append hängt die Messdaten an die manuell eingegebenen Daten an.
- FO_write schreibt die Daten in my_folder.
- drop FO_daten ersetzt die im Browser dargestellte Tabelle durch die neuen Daten.
Wenn Sie nun browse_my_folder starten, sollte der Menüpunkt Insert funktionieren.
Um Plots von den gespeicherten Datensätzen anzeigen zu können wird noch das Wort
zeichnen definiert
: zeichnen >> eintrag
eintrag \ messdaten draw screen ;
und in die Menüliste eingetragen:
[ "Plot" "zeichnen" "Insert" "einfügen" ] FO_browse ;
Bedeutung des Codes von zeichnen:
- >> eintrag richtet eine Variable mit
dem aktuell markierten Datenbank-Eintrag ein.
- eintrag \ messdaten adressiert aus dieser
Variablen die Messdaten.
- draw screen
erzeugt eine Graphik und gibt diese am Schirm aus.
Es existieren noch einige vordefinierte Menüpunkte, die einfach in der Menüliste
angeführt werden können. So kann die letzte Zeile von browse_my_folder durch
folgenden Code ersetzt werden, um eine komfortable Datenbank zu erhalten:
[
"Plot" "zeichnen"
"Insert" "einfügen"
"Delete" "standard_loeschen"
"Find" "standard_suchen"
"Modify" "standard_aendern"
"Read" "standard_lesen"
] FO_browse ;
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