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关于画图软件Supermongo的一点总结

已有 8723 次阅读 2010-5-6 16:20 |个人分类:总结|系统分类:科研笔记| 编程, 画图

Supermongo是一些天文工作者常用的画图工具,曾经可以免费获取,但现在好像要收费了。我原来下载过一个版本,现在也不时用一下。

Supermongo的安装可以参考安装文件夹里的sm.install文件。基本就是
[xx@xx]$ set_opts
这一步要选一些参数,设定安装路径(包括可被C和Fortran调用的库的路径)。
[xx@xx]$ make
[xx@xx]$ make install
至此就安装完毕了。具体的使用没有太多可说的,用C和Fortran调用Supermongo的库有时候对计算有很大帮助,这样一来就可以在计算的同时可视化了,也就是可以监控计算的过程,出错了可以及时发现。我经常求解微分方程,这个功能对我比较有用。

下面就放一段程序作为示例。编译的时候要做如下操作(路径根据库的位置更改)
[xx@xx]$ g77 -c bs.f
[xx@xx]$ g77 -o g77 bs.o -L/home/lqian/local/lib/ -lplotsub -ldevices -lutils -L/usr/X11R6/lib/ -lX11 -o bs
然后就生成了可执行文件bs。

     PROGRAM bs
     INTEGER nvar,nok,nbad
     REAL*8 EPS
     PARAMETER (EPS=1.d-12,nvar=4)
     REAL*8 hmin,h1,x1,x2,ystart(nvar)
     REAL smx,smmu,smnu,smsigma,smsigmap
     REAL*8 Omega,Lambda
     EXTERNAL bsstep,drv
     COMMON/para/ Omega, Lambda

     Omega=2.0d0
     Lambda=0.0d0

cccccccccccc for plot on screen:
      if(sm_device("x11 -bg 0").lt.0)then
cccccccccccc for plot in file test.ps:
c     if(sm_device("postfile :SY@: :OF@: equip.ps ").
c    1 lt.0)then
           print*,'Cannot open required device'
           stop
     endif                            

     call sm_graphics
     call sm_defvar("TeX_strings","1")
     call sm_expand(1.2)

     call sm_limits(0.0,100.0,-0.1,0.1) ! set x,y axises

     call sm_location(3500,32000,3500,32000)
     call sm_box(1,2,0,0)
     call sm_xlabel('x')
     call sm_ylabel('...')

     call sm_alpha

     mu0=0.0d0
     nu0=0.0d0
     sigma0=0.1d0
     sigmap0=0.0d0

     x1=0.0D0
     x2=0.01D0

     ystart(1)=mu0
     ystart(2)=nu0
     ystart(3)=sigma0
     ystart(4)=sigmap0
   
     hmin=0.0D0

     OPEN(1,FILE='bs.txt')
     DO 5 WHILE(x2.LT.1000.0D0)
     h1=(x2-x1)/10000.0

     CALL odeint(ystart,nvar,x1,x2,EPS,h1,hmin,nok,nbad,drv,bsstep)
     PRINT *,x2,ystart(1),ystart(2),ystart(3),ystart(4)
c     WRITE(1,*)ystart(1),ystart(2)

     smx=x2
     smmu=ystart(1)
     smnu=ystart(2)
     smsigma=ystart(3)
     smsigmap=ystart(4)
     call sm_ctype('blue')
     call sm_ptype(41.,0)      
     call sm_points(smx,smmu,1)
     call sm_ctype('red')
     call sm_ptype(41.,0)      
     call sm_points(smx,smnu,1)
     call sm_ctype('yellow')
     call sm_ptype(41.,0)      
     call sm_points(smx,smsigma,1)
     call sm_ctype('green')
     call sm_ptype(41.,0)      
     call sm_points(smx,smsigmap,1)

     x1=x2
     x2=x1+0.01
5     CONTINUE
     CLOSE(1)

     PAUSE
     END

     SUBROUTINE odeint(ystart,nvar,x1,x2,eps,h1,hmin,nok,nbad,derivs,
    *rkqs)
     INTEGER nbad,nok,nvar,KMAXX,MAXSTP,NMAX
     REAL*8 eps,h1,hmin,x1,x2,ystart(nvar),TINY
     EXTERNAL derivs,rkqs
     PARAMETER (MAXSTP=100000,NMAX=50,KMAXX=200,TINY=1.e-30)
     INTEGER i,kmax,kount,nstp
     REAL*8 dxsav,h,hdid,hnext,x,xsav,dydx(NMAX),xp(KMAXX),y(NMAX),
    *yp(NMAX,KMAXX),yscal(NMAX)
     COMMON /path/ kmax,kount,dxsav,xp,yp
     x=x1
     h=sign(h1,x2-x1)
     nok=0
     nbad=0
     kount=0
     do 11 i=1,nvar
       y(i)=ystart(i)
11    continue
     if (kmax.gt.0) xsav=x-2.*dxsav
     do 16 nstp=1,MAXSTP
       call derivs(x,y,dydx)
       do 12 i=1,nvar
         yscal(i)=abs(y(i))+abs(h*dydx(i))+TINY
12      continue
       if(kmax.gt.0)then
         if(abs(x-xsav).gt.abs(dxsav)) then
           if(kount.lt.kmax-1)then
             kount=kount+1
             xp(kount)=x
             do 13 i=1,nvar
               yp(i,kount)=y(i)
13            continue
             xsav=x
           endif
         endif
       endif
       if((x+h-x2)*(x+h-x1).gt.0.) h=x2-x
       call rkqs(y,dydx,nvar,x,h,eps,yscal,hdid,hnext,derivs)
       if(hdid.eq.h)then
         nok=nok+1
       else
         nbad=nbad+1
       endif
       if((x-x2)*(x2-x1).ge.0.)then
         do 14 i=1,nvar
           ystart(i)=y(i)
14        continue
         if(kmax.ne.0)then
           kount=kount+1
           xp(kount)=x
           do 15 i=1,nvar
             yp(i,kount)=y(i)
15          continue
         endif
         return
       endif
       if(abs(hnext).lt.hmin) pause
    *'stepsize smaller than minimum in odeint'
       h=hnext
16    continue
     pause 'too many steps in odeint'
     return
     END

     SUBROUTINE bsstep(y,dydx,nv,x,htry,eps,yscal,hdid,hnext,derivs)
     INTEGER nv,NMAX,KMAXX,IMAX
     REAL*8 eps,hdid,hnext,htry,x,dydx(nv),y(nv),yscal(nv),SAFE1,SAFE2,
    *REDMAX,REDMIN,TINY,SCALMX
     PARAMETER (NMAX=50,KMAXX=8,IMAX=KMAXX+1,SAFE1=.25D0,SAFE2=.7D0,
    *REDMAX=1.d-5,REDMIN=.7D0,TINY=1.d-30,SCALMX=.1D0)
CU    USES derivs,mmid,pzextr
     INTEGER i,iq,k,kk,km,kmax,kopt,nseq(IMAX)
     REAL*8 eps1,epsold,errmax,fact,h,red,scale,work,wrkmin,xest,xnew,
    *a(IMAX),alf(KMAXX,KMAXX),err(KMAXX),yerr(NMAX),ysav(NMAX),
    *yseq(NMAX)
     LOGICAL first,reduct
     SAVE a,alf,epsold,first,kmax,kopt,nseq,xnew
     EXTERNAL derivs
     DATA first/.true./,epsold/-1.D0/
     DATA nseq /2,4,6,8,10,12,14,16,18/
     if(eps.ne.epsold)then
       hnext=-1.d29
       xnew=-1.d29
       eps1=SAFE1*eps
       a(1)=nseq(1)+1
       do 11 k=1,KMAXX
         a(k+1)=a(k)+nseq(k+1)
11      continue
       do 13 iq=2,KMAXX
         do 12 k=1,iq-1
           alf(k,iq)=eps1**((a(k+1)-a(iq+1))/((a(iq+1)-a(1)+1.)*(2*k+
    *1)))
12        continue
13      continue
       epsold=eps
       do 14 kopt=2,KMAXX-1
         if(a(kopt+1).gt.a(kopt)*alf(kopt-1,kopt))goto 1
14      continue
1       kmax=kopt
     endif
     h=htry
     do 15 i=1,nv
       ysav(i)=y(i)
15    continue
     if(h.ne.hnext.or.x.ne.xnew)then
       first=.true.
       kopt=kmax
     endif
     reduct=.false.
2     do 17 k=1,kmax
       xnew=x+h
       if(xnew.eq.x)pause 'step size underflow in bsstep'
       call mmid(ysav,dydx,nv,x,h,nseq(k),yseq,derivs)
       xest=(h/nseq(k))**2
       call pzextr(k,xest,yseq,y,yerr,nv)
       if(k.ne.1)then
         errmax=TINY
         do 16 i=1,nv
           errmax=max(errmax,abs(yerr(i)/yscal(i)))
16        continue
         errmax=errmax/eps
         km=k-1
         err(km)=(errmax/SAFE1)**(1./(2*km+1))
       endif
       if(k.ne.1.and.(k.ge.kopt-1.or.first))then
         if(errmax.lt.1.)goto 4
         if(k.eq.kmax.or.k.eq.kopt+1)then
           red=SAFE2/err(km)
           goto 3
         else if(k.eq.kopt)then
           if(alf(kopt-1,kopt).lt.err(km))then
             red=1./err(km)
             goto 3
           endif
         else if(kopt.eq.kmax)then
           if(alf(km,kmax-1).lt.err(km))then
             red=alf(km,kmax-1)*SAFE2/err(km)
             goto 3
           endif
         else if(alf(km,kopt).lt.err(km))then
           red=alf(km,kopt-1)/err(km)
           goto 3
         endif
       endif
17    continue
3     red=min(red,REDMIN)
     red=max(red,REDMAX)
     h=h*red
     reduct=.true.
     goto 2
4     x=xnew
     hdid=h
     first=.false.
     wrkmin=1.d35
     do 18 kk=1,km
       fact=max(err(kk),SCALMX)
       work=fact*a(kk+1)
       if(work.lt.wrkmin)then
         scale=fact
         wrkmin=work
         kopt=kk+1
       endif
18    continue
     hnext=h/scale
     if(kopt.ge.k.and.kopt.ne.kmax.and..not.reduct)then
       fact=max(scale/alf(kopt-1,kopt),SCALMX)
       if(a(kopt+1)*fact.le.wrkmin)then
         hnext=h/fact
         kopt=kopt+1
       endif
     endif
     return
     END

     SUBROUTINE mmid(y,dydx,nvar,xs,htot,nstep,yout,derivs)
     INTEGER nstep,nvar,NMAX
     REAL*8 htot,xs,dydx(nvar),y(nvar),yout(nvar)
     EXTERNAL derivs
     PARAMETER (NMAX=50)
     INTEGER i,n
     REAL*8 h,h2,swap,x,ym(NMAX),yn(NMAX)
     h=htot/nstep
     do 11 i=1,nvar
       ym(i)=y(i)
       yn(i)=y(i)+h*dydx(i)
11    continue
     x=xs+h
     call derivs(x,yn,yout)
     h2=2.*h
     do 13 n=2,nstep
       do 12 i=1,nvar
         swap=ym(i)+h2*yout(i)
         ym(i)=yn(i)
         yn(i)=swap
12      continue
       x=x+h
       call derivs(x,yn,yout)
13    continue
     do 14 i=1,nvar
       yout(i)=0.5*(ym(i)+yn(i)+h*yout(i))
14    continue
     return
     END

     SUBROUTINE pzextr(iest,xest,yest,yz,dy,nv)
     INTEGER iest,nv,IMAX,NMAX
     REAL*8 xest,dy(nv),yest(nv),yz(nv)
     PARAMETER (IMAX=13,NMAX=50)
     INTEGER j,k1
     REAL*8 delta,f1,f2,q,d(NMAX),qcol(NMAX,IMAX),x(IMAX)
     SAVE qcol,x
     x(iest)=xest
     do 11 j=1,nv
       dy(j)=yest(j)
       yz(j)=yest(j)
11    continue
     if(iest.eq.1) then
       do 12 j=1,nv
         qcol(j,1)=yest(j)
12      continue
     else
       do 13 j=1,nv
         d(j)=yest(j)
13      continue
       do 15 k1=1,iest-1
         delta=1./(x(iest-k1)-xest)
         f1=xest*delta
         f2=x(iest-k1)*delta
         do 14 j=1,nv
           q=qcol(j,k1)
           qcol(j,k1)=dy(j)
           delta=d(j)-q
           dy(j)=f1*delta
           d(j)=f2*delta
           yz(j)=yz(j)+dy(j)
14        continue
15      continue
       do 16 j=1,nv
         qcol(j,iest)=dy(j)
16      continue
     endif
     return
     END


     SUBROUTINE drv(X,Y,DYDX)
     IMPLICIT NONE
     INTEGER NMAX
     PARAMETER (NMAX=50)
     REAL*8 X,DYDX(NMAX),Y(NMAX)
     REAL*8 mu,nu,sigma,sigmap
     REAL*8 dmudx,dnudx,dsigmadx,dsigmapdx
     REAL*8 Omega,Lambda
     COMMON/para/ Omega, Lambda
     mu=Y(1)      
     nu=Y(2)      
     sigma=Y(3)
     sigmap=Y(4)
     IF(DABS(X).LT.1.0d-8) THEN
     dmudx=(Omega**2*dexp(-nu)*sigma**2+sigma**2+Lambda/2.0*sigma**4)
    1*x*dexp(mu)
     dmudx=(Omega**2*dexp(-nu)*sigma**2-sigma**2-Lambda/2.0*sigma**4)
    1*x*dexp(mu)
     dsigmadx=sigmap
     dsigmapdx=-dexp(mu-nu)*Omega**2*sigma+dexp(mu)*(1+Lambda*sigma**
    12)*sigma
     ELSE
     dmudx=(Omega**2*dexp(-nu)*sigma**2+dexp(-mu)*sigmap**2+sigma**2
    1+Lambda/2*sigma**4)*x*dexp(mu)-(dexp(mu)-1)/x
     dnudx=(Omega**2*dexp(-nu)*sigma**2+dexp(-mu)*sigmap**2-sigma**2
    1-Lambda/2*sigma**4)*x*dexp(mu)+(dexp(mu)-1)/x
     dsigmadx=sigmap
     dsigmapdx=((sigma**2+Lambda/2*sigma**4)*x*dexp(mu)-(dexp(mu)-1)
    1/x-2/x)*sigmap-dexp(mu-nu)*Omega**2*sigma+dexp(mu)*(1+Lambda*
    2sigma**2)*sigma;
     ENDIF
     DYDX(1)=dmudx
     DYDX(2)=dnudx
     DYDX(3)=dsigmadx
     DYDX(4)=dsigmapdx

     RETURN
     END






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