Stručné poznámky k systému Famulus

Obsah

Rychlost běhu školních modelů (aneb zcela nepatrné vylepšení)

1. Famulus je více než 10 let starý program pro systém MS-DOS

Z toho plyne řada omezení: Pod novějšími verzemi Windows v něm často například nefunguje myš, někdy jsou špatně zobrazena čísla v grafech, ovládání editoru není takové, na něž jsme zvyklí z dnešních běžných programů.

Na tomto CD je k dispozici verze Famulus 3.5, tak jak existovala historicky, bez dalších úprav a tedy s výše omezenou funkčností. Žádná další verze se totiž bohužel nakonec nerealizovala.

2. Může být tedy ještě něčím zajímavý?

Možná ano, například tím, že:

• Práce s Famulem je názorná a jednoduchá. (Byl tak navržen a dodnes se podle reakcí uživatelů zdá, že se to vcelku povedlo.)

• Do zdrojových kódů všech modelů a knihoven je vidět a uživatel do nich může libovolně zasáhnout. To platí i pro knihovny numerických výpočtů.

• Knihovny numerických výpočtů jsou vesměs naprogramovány podle kvalitních algoritmů z dnes již klasické publikace Press, Teukolsky et.al: Numerical Recipes a zahrnují poměrně rozsáhlou škálu výpočtů.

• Famulus je sice systémem jen pro numerické výpočty, ale zato počítá s přesností na 18 desetinných míst, s reálnými čísly až do 10⁴⁰⁰⁰ i víc, s komplexními čísly…

• Jednoduché věci umožňuje dělat jednoduše. Například model pro pokles počtu částic při radioaktivním rozpadu v něm vypadá takto:

---------- model ----------
  dN= k*N
  N = N – dN
  T = t + dt
---------------------------

• Navíc je dnes již dostupný volně a zadarmo.

Opravdu největší nevýhodou Famula je fakt, že neexistuje ve verzi pro Windows. (Kdybyste ho pro Windows chtěli někdo naprogramovat, ozvěte se!)

3. Jak Famula nainstalovat

Na tomto CD nejsou k dispozici instalační soubory, ale už přímo soubory a adresáře, které můžete překopírovat na Váš počítač.

Zde připravená verze počítá s adresářem C:\FAM. Vytvořte tento adresář na disku C: Vašeho počítače a zkopírujte to něj všechny soubory a podadresáře z adresáře….. na tomto CD. Pak již Famula spustíte přímo spuštěním souboru FAMULUS.EXE (např. v Průzkumníku Windows poklepáním na ikonu programu).

Pokud pro Famula využijete jiný adresář (např. proto, že jej nechcete mít na disku C: ), při prvním spuštění vám zřejmě ohlásí, že nemůže vytvořit pracovní soubor a bude požadovat jméno adresáře, kde ho má vytvořit. Napište mu jméno adresáře, který budete využívat, nebo možná zatím jen třeba C: (protože jako oddělovače adresářů vyžaduje zpětná lomítka, např. C:\FAM, a ty je někdy na klávesnici obtížné „vyloudit“). Až se Famulus spustí, zadejte v menu položku Nastavit a v submenu pak položku Adresáře a ve všech položkách tam v názvech adresářů přepište C:\FAM za vámi zvolený adresář. (Například, pokud pro Famula budete využívat adresář D:\famulus, bude první řádek vypadat Famulus: D:\famulus, druhý řádek Knihovny: D:\famulus\PRIKLADY atd.)

Toto nastavení pak v menu Nastavit uložte volbou položky Schovat nastavení. Při další práci s Famulem by mělo být již vše v pořádku.

Poznámka: Pokud vám činí potíže ovládat menu bez myši, vězte, že šipky kurzoru fungují, klávesou Enter se volí položka menu, klávesou Esc se z menu vystupuje.

4. Rychlost běhu školních modelů (aneb zcela nepatrné vylepšení)

„Moderní“ výtkou k systému Famulus je konstatování, že na současných počítačích již tento program běží tak rychle, že výpočty se zobrazením, které měly původně charakter animací, jen rychle „přebliknou“ a vidět je jen konečný stav. Což pro výuku není zajímavé.

Řešením by samozřejmě mohlo být vyštrachat někde deset či více let starý počítač a provozovat na něm Famula pod systémem MS-DOS. Jde to ale i jinak. Výpočet lze zpomalit zavedením vhodných pauz. Původní procedura Pause( ) sice bohužel už také nefunguje, jak má, ale:

Jako jedinou drobnou změnu jsem do souborů na tomto CD přidal knihovnu PAUZA.FML, která obsahuje proceduru Pauza(sec), kde sec je počet sekund, které má program čekat. Protože jde o spíše provizorní řešení, může na různě rychlých počítačích být skutečné zpoždění různé. K jeho úpravě lze změnit hodnotu konstanty Konst v dané proceduře. (Je vidět po „rozbalení“ sbaleného bloku řádek, např. klávesovou kombinací Ctrl+E.) Se stávající hodnotou procedura funguje v rozmezí asi 0,003 s < sec < 50 s.

Efekt této nové procedury je vidět v modelech PRUZINA, MICEK a DRUZICE, které byly drobně upraveny, aby s využitím nové procedury Pauza() běžely rozumnou rychlostí.

5. Jaké příklady tu najdete

Kromě standardních příkladů v podadresáři PRIKLADY zde najdete ještě podadresář SKOLNI s jednoduchými modely z oblasti matematiky a fyziky (a s nepatrným přesahem do dalších předmětů) na středoškolské (a někdy i základoškolské) úrovni. Opět jde ve většině případů o více než deset let staré modely, často opravdu velice elementární. Ovšem na druhou stranu, srovnatelně jednoduché programy, alespoň z oblasti fyziky, někdy vídám v modernějším hávu prezentovat na různých konferencích dodnes. A do modelů ve Famulovi je navíc vidět a jsou otevřeny libovolným úpravám… Proto je sem dávám tak, jak jsem je kdysi napsal, s vědomím, že jejich vnější podoba a ovládání už vypadají beznadějně archaicky. (Tak, jako podoba a ovládání celého Famula – opravdu ho nechcete někdo přeprogramovat pro Windows?)

Leoš Dvořák