Воспроизводимый запуск четырёх модулей: файлы, ошибки и библиотека проверок

Для серии расчётов сначала выберите жизненный цикл процесса. Запуск GUI с путём модели или сценария оставляет окно открытым. Ключ -run запускает сценарий и завершает процесс после него. У headless запуск с одним сценарием без -run после исполнения продолжает обслуживание TCP; это иной режим, даже если вычисления в сценариях одинаковы.

Все параметры FEMM ставятся до имени сценария. После него начинаются аргументы самого сценария: sys.argv[0] содержит его путь, остальные строки нужно самостоятельно преобразовать в числа. Например, --port после sweep.py не перенастраивает FEMM, а поступает в sweep.py. При необходимости разбор именованных параметров выполняет встроенный argparse.

Версия входит в протокол расчёта. femm_headless --version печатает версию и дату сборки без запуска Python и открытия порта; в GUI эти сведения доступны через Help → About. Код возврата процесса и наличие ожидаемого решения проверяются отдельно: файл от прошлого запуска не подтверждает успех нового.

femm-lua предназначен для старых Lua 4 сценариев. Его -h/--headless выбирает headless, тогда как -h у femm_headless означает помощь. Параллельным Lua-клиентам нужны разные порты через -p; аргументы сценария находятся в таблице arg. Новые практикумы курса используют встроенный Python.

femm_headless --port 48020 -run sweep.py --port 5
# FEMM слушает 48020; сценарий получает строки "--port", "5".
# Внутри sweep.py: import sys; print(sys.argv)

Источник: [33]. § 1.1 · § 3.1 · § 3.3

Встроенный интерпретатор FEMM 5 основан на MicroPython. Совпадение имени numpy или scipy с пакетом настольного Python не гарантирует совпадения всего API. Сценарий может использовать числовые и комплексные данные, строки %, str.format и f-строки; FEMM дополнительно разрешает форматировать комплексное число через %g, %e и %f.

Поиск пользовательского модуля начинается с текущего каталога, затем проходит python рядом с исполняемыми файлами и личный каталог FEMM/python. Рабочий каталог автоматически меняется при открытии сценария через интерфейс. Собственные модули храните в личном каталоге с неповторяющимися именами: каталог установки заменяется при обновлении. Переносимые дополнения для встроенного интерпретатора должны быть совместимым чистым Python; расширение CPython на C туда просто скопировать нельзя.

Случайные числа в начале работы получают начальное состояние по часам. При сравнении параметрических серий задавайте random.seed. Для времени различайте локальные localtime/mktime и UTC gmtime; time.time использует эпоху 1970 и дробные секунды. time.sleep оставляет интерфейс отзывчивым.

Регулярные выражения в актуальном перечне руководства включают split, findall, finditer, sub, subn, fullmatch и escape, но не поддерживают флаги re.IGNORECASE и подобные, просмотр вперёд/назад и именованные группы. datetime не содержит базы часовых поясов; применяйте фиксированное смещение и strftime. Формат даты внутри f-строки и локализованные названия месяцев/дней не гарантируются.

В PDF сохранены противоречивые старые абзацы: стр.92 описывает csv и re.split, а стр.94–95 отрицает их наличие. Проверка установленной сборки 16.10.2026 подтвердила csv.reader(["a,b"]) и re.split(",", "a,b"). Это малая проверка этих вызовов, а не полная проверка библиотек; для другой поставки сохраните собственный результат вместе с версией.

Источник: [33]. § 3.1 · § 3.2

Имя open имеет два назначения. Единственный аргумент с расширением .fem/.fee/.feh/.fec открывает документ FEMM; файловое чтение/запись определяется иными аргументами. Для ясности открытия модели используйте opendocument, а для результатов — with open(path, "w", newline="") as f. Контекстный менеджер закрывает файл до следующего шага серии; ожидание конца сценария при множестве открытых файлов может исчерпать дескрипторы.

Пути с кириллицей поддерживаются; обратная косая черта нормализуется, а возвращаемые пути используют прямую. В строке Python обратную черту нужно экранировать либо использовать прямые разделители. Текстовый режим преобразует перевод строки платформы; rb/wb сохраняет точные байты. Ошибки файловых операций вызывают OSError и должны фиксироваться, а не превращаться в строку якобы успешного расчёта.

Для числового массива np.savetxt поддерживает delimiter и header, пишет заголовок с # и пятнадцать знаков после точки, но не параметр fmt. Общий CSV со строками, кавычками, запятыми внутри поля или переводом строки требует CSV-парсера. Ручной split(",") допустим лишь для заранее ограниченного формата собственных числовых файлов. По актуальному описанию csv.writer/reader используют newline="", иначе на Windows возможны лишние пустые строки.

print в FEMM по умолчанию разделяет аргументы табуляцией. Для машинного журнала задавайте sep/end явно; сообщения об ошибках можно направлять в sys.stderr. Внешний TCP-клиент не получает этот вывод через строку результата команды.

FEMM не задаёт отдельный фиксированный предел кучи сценария: объём массивов ограничен доступной памятью системы. gc.mem_free сообщает свободное место внутри уже удерживаемой памяти, а не запас всей машины. gc.threshold принимается, но игнорируется. gc.collect принудительно запускает сборку; несколько вызовов могут потребоваться для возврата большой области ОС. Это не повод хранить крупную сетку списком отдельных Python-чисел.

Источник: [33]. § 3.2 · § 3.3 · § 3.5

import numpy и import scipy внутри FEMM выбирают локальную ulab-библиотеку. Это позволяет выполнять численную обработку без передачи каждого вектора между процессами. Руководство перечисляет комплексную линейную алгебру, FFT, полиномы, линейную интерполяцию, свёртку, trapz и ввод/вывод таблиц. Наличие отдельного имени в перечне не гарантирует весь набор аргументов соответствующего CPython API.

Более широкие методы вызываются явно через pybridge.import_module или exec. В пространстве pybridge.eval имя np означает уже внешний NumPy; одинаковая краткая переменная в двух пространствах не указывает на один объект. Сначала закончите локальный расчёт массива, затем передайте его для одной крупной внешней операции.

Когда один шаг оптимизации должен запустить FEMM, удобно оставить цикл во встроенном scipy.optimize.fmin/newton и вызывать решатель из локальной целевой функции. Внешний least_squares не сможет вызвать функцию, определённую внутри FEMM, через мост. Перенос функции во внешний процесс помогает лишь тогда, когда её вычисления могут происходить там без такого обратного вызова.

Источник: [33]. § 4.5 · § 4.6

MathFEMM использует TCP, а не прежний MathLink. Пакет загружается Get["mathfemm.m"], после чего OpenFEMM[] подключается к порту 48015 и при необходимости запускает GUI. OpenFEMM[1] выбирает headless при новом запуске; OpenFEMM[bHide,port] позволяет задать оба параметра.

Если на порту уже есть FEMM, пакет подключается к нему и bHide не изменяет его видимость. Поэтому повторный запуск notebook после прерывания не обязательно создаёт новый процесс. Однако одновременно процесс обслуживает только одного подключённого клиента: второе подключение не становится очередью вычислений.

Обёртки используют синтаксис Mathematica: например, MIAddNode[x,y] и MIAddSegment[x_{1},y_{1},x_{2},y_{2}]. Ответ преобразуется в число, строку или список языка, а не остаётся необработанной TCP-строкой. Завершение CloseFEMM[] закрывает соединение; по общему контракту TCP отключение клиента завершает FEMM. Для оставления окна на осмотр держите соединение открытым.

Источник: [33]. § 5 · § 6

GUI и headless предоставляют один и тот же интерфейс встроенного Python по TCP; порт по умолчанию 48015. Один процесс принимает одного клиента. Второй одновременно подключающийся клиент получает отказ. При разрыве соединения клиентом FEMM завершается, поэтому логика reconnect должна учитывать возможное отсутствие прежнего документа и процесса.

Один запрос состоит из одной строки Python, завершённой переводом строки; ответ также ровно одна строка с завершающим переводом. Пустая строка является корректным подтверждением инструкции без значения. Запрос следующей команды должен следовать после чтения полного ответа предыдущей: TCP сам по себе не сохраняет границы отдельных отправок.

Представление ответа специально предназначено для протокола: комплексное число имеет вид a+I*b, логические значения — true/false, строки передаются без кавычек, элементы кортежа разделяются табуляцией. Поэтому eval(raw_reply) как обычного Python не является корректным универсальным разбором. Лучше использовать готовую обёртку своего языка и её обработку типов и ошибок.

Ошибка начинается с error:. Обычный print и подробный traceback уходят в собственный вывод FEMM, а не в ответ сокета. Нельзя ожидать, что print(csv_row) вернёт CSV клиенту. Для программного результата запрашивайте выражение, сохраняйте файл или используйте специальный механизм обёртки; диагностический вывод процесса собирайте отдельно.

OctaveFEMM, MathFEMM, pyfemm и пакеты Julia, Scilab, Lua являются обёртками этого протокола. Старый ActiveX/COM не является архитектурой FEMM 5. Параллельная серия требует отдельных процессов и портов, а также отдельных файлов результатов, чтобы модель и соединение одного опыта не изменяли другой.

Источник: [33]. § 6 · § 1.1

Для каждого вызова сверяйте имя, порядок аргументов, числовые коды опций и форму ответа. Сначала выполните небольшой контрольный расчёт с известной величиной; затем используйте команду в серии.

Справочник содержит 556 нативных имён команд. Выбирайте команду по физическому модулю и стадии расчёта; для интегралов заранее задайте нужные области или ориентированный контур. Сопоставляйте размерность и форму ответа с выбранной операцией.

eo_blockintegral(0) возвращает одноэлементный кортеж; извлеките его компоненту перед скалярными вычислениями. Для тепловой задачи проверяйте знак G по профилю температуры и закону Фурье. У getall-вызовов проверяйте форму массивов и индексацию связности. Для работы с CSV и регулярными выражениями используйте csv и re.split. mo_lineintegral(2) возвращает длину контура и площадь соответствующей поверхности.

Источник: [33]. § 3.2 · § 3.7.1 · § 3.9.1 · § 3.11.1 · § 3.11.2 · § 3.11.4 · § 3.13.1 · § 3.13.4