home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / ENGINEER / 1740.ZIP / PWRSTAR.HLP < prev    next >
Text File  |  1989-01-11  |  19KB  |  368 lines

  1.                             PwrStar 2.17 Help File
  2.      Copyright (c) 1986, 1987, 1988 HyperStuffWare, All Rights Reserved
  3.  
  4. PwrStar  is a user friendly  program  dedicated to numerical analysis of user
  5. provided data.  Each option is selected by merely touching the first key of a
  6. function name  such as [K]bdInput.  The  purpose of the current version is to
  7. provide a polynomial best  fit to a given set of data by the method  of least
  8. squares.  The user may interactively choose up to a 14th order polynomial fit
  9. and get an automatic display of the input and the fitted curve.
  10.  
  11. By fitting a large order least squares polynomial to your data  PwrStar gives
  12. you more power than other available  programs  which let you select from some
  13. predefined number of equations.   For  example, exponential  and  logarithmic
  14. curve fits can be easily performed.  PwrStar gives you a numerical evaluation
  15. of the goodness  of the  fit and  then allows you to graphically display  the
  16. results.  This often times  brings out  otherwise hidden  characterisitics of
  17. the fitted curve.
  18.  
  19. There is a  definite  sequence of  events that should be  followed to get the
  20. most out of the program, but you are  encouraged to improvise.   For example:
  21.  
  22. 1.  Use [K]bdInput to enter the data from the keyboard or [F]ileInput to read
  23.     a previously  generated ASCII  file with the input.  When using files not
  24.     generated by PwrStar, the format must be the same as provided in the file
  25.     SAMPLE.DAT
  26.  
  27. 2.  Use [S]ave to save the results on disk before starting any modifications.
  28.  
  29. 3.  Use [E]dit to verify that the input was correct and modify, delete or add
  30.     additional points.
  31.  
  32. 4.  Use [S]ave again to save the results.
  33.  
  34. 5.  Use [L]sqFit  to calculate  a polynomial fit of up to 14th order.  A good
  35.     rule of thumb is to use the lowest order  polynomial that provides a good
  36.     fit.   The correlation  coefficient calculated  by [L]sqFit indicates how
  37.     good the fit really is with 1.0 being an exact fit.
  38.  
  39.  
  40. 6.  Use [G]raph to display the input data and goodness of the polynomial fit.
  41.  
  42. 7.  Repeat steps 5 and 6 until satisfied with the results.
  43.  
  44. 8.  Use [P]rint  to get a  hardcopy of the input data, the calculated results,
  45.     the coefficient of the polynomial, and the correlation coefficient.
  46.  
  47. 9.  Once the  polynomial fit is defined, [I]nterpolate can be used to find new
  48.     values for F(X) at a given value of X.  Version 1.2 now also gives you the
  49.     normalized values Xn and Fn(Xn) as previously described.
  50.  
  51.  
  52. OPTION [K]bdInput: This is  the most basic  option of PwrStar used to enter a
  53. list of points from the keyboard for display  & analysis.  The first input is
  54. the independent variable X and the second is the independent F(X) variable as
  55. a function of X; thus F(X).  Starting with version 1.36 you can now select an
  56. [A]utomatic  point sequencing for entry (recommeded) or [M]anually  selecting
  57. the sequence.
  58.  
  59. SubOption [M]anual Sequence.   After selecting this option you will be  asked
  60. first enter a point number, then X and F(X).  The process continues until you
  61. enter C/R  at the point number prompt.  When  you are prompted for X and F(X),
  62. hitting a C/R  enters a value of  0.0 for each  one.  You can enter up to 300
  63. points in any order and to correct a mistake simply reenter the same point. By
  64. allowing points to be entered in any  order, you  have greater flexibility to
  65. fix mistakes as you enter the data.  However, it is imperative that no points
  66. be left undefined or you  will get unpredictable results.  For example if you
  67. enter 8 points in the following order:  1,2,3,3,10,7,5,6,6,9  points number 4
  68. and 8 will be undefined or have some strange values  in them.  PwrStar should
  69. catch the error and  tell you to fix  the problem with  [E]dit PRIOR to doing
  70. anything else....WITH GREAT POWER COMES GREAT RESPONSIBILITY....
  71.  
  72. SubOption [A]utomatic Sequence.  After  selecting this option you'll be asked
  73. to enter X and  F(X) pairs very much like  the [M]anual option.  However, you
  74. will not be prompted for the point number which is automatically provided and
  75. you must wait until after entering  ALL the data to correct any mistakes with
  76. the [E]dit option.  After each point is entered you will be asked  whether to
  77. continue or stop.  Hitting Y or C/R continues the input while N or ESC stops.
  78.  
  79. OPTION [F]ileInput:  This option  allows you to enter data from a previously
  80. defined ASCII file.  The file may be  generated with the [S]ave option after
  81. first entering from the keyboard or with your  favorite wordprocessor/editor.
  82. If the file is not generated by PwrStar then it must have the same format as
  83. shown below and in SAMPLE.DAT
  84.  
  85. 3 = Total Number of Points
  86. I    X       F(X)
  87. 1  0.05    1.2545
  88. 2  0.10    2.3810
  89. 3  0.2     4.5678
  90.  
  91. When [F]ileInput is selected, the program checks to see if it exists and beeps
  92. if it does not.  If no extension is given then '.DAT' is assumed.
  93.  
  94. OPTION [D]ir:  Is  used to provide a  directory listing of files that match a
  95. given template.  Wild characters and path names are ok.  If  your provide the
  96. path name only, then PwrStar will  change its default  directory to  your new
  97. name if its legal.  Please note that PwrStar must be in the same directory as
  98. the *.BGI files when the [G]raph option is run for the first time.
  99.  
  100. OPTION [E]dit:  Used to interactively delete, insert, or delete points from a
  101. set of data that have been entered.  You have four options with [E]dit
  102.  
  103. [V]iew  : Displays the set of data currently in memory.
  104. [I]nsert: Allows you to insert a new point AFTER the one you will specify.
  105. [D]elete: Allows you to delete any point.
  106. [M]odify: Allows you to enter new values of X & F(X) for a specified point. If
  107. you choose the wrong number just hit  C/R at the X and F(X) prompt to keep the
  108. old values.
  109.  
  110. To end [E]dit just hit C/R or ESC at the options prompt.
  111.  
  112. OPTION [L]sqFit:  Calculates the best fitting polynomial up to order 14 by the
  113. method of least squares.  The only  input that is required is the order of the
  114. polynomial the program  takes care of the  rest.  At the present time, to find
  115. the best fit requires inversion of  up to a  14x14 matrix with  a Gauss-Jordan
  116. scheme that uses full pivoting.  However, the  matrix that must be inverted is
  117. usually highly illconditioned or near singular and can cause a fatal execution
  118. error.  A numeric overflow error #07 is the only one that will currently cause
  119. PwrStar to terminate  without warning so  make sure  your input data are saved
  120. before running this option and start with the lowest order polynomial then you
  121. may increase the order  one step at a time.  The overflow error is inherent to
  122. the  Gauss-Jordan  algorithm.  The 8087 version reduces the roundoff error and
  123. therefore allows a larger order curve fit to your data before numeric overflow
  124. occurs.  The 8087 version also runs 5 - 10 times faster than the 8088 version.
  125.  
  126. Note that Version 1.35 now normalizes your X, F(X) input before performing the
  127. least squares fit by dividing the X values by their average so that  Xn=X/Xavg
  128. and the F(X) by the corresponding average so Fn(Xn) F(X)/Favg.  This  mod  was
  129. required to increase the numerical stability of the matrix inversion algorithm
  130. and reduce susceptibility to crashes for ill-conditioned data.
  131.  
  132. To use the Fn(Xn) equation now calculated by  the program, first devide your X
  133. input value by the Xavg value given by  PwrStar, then plug into given equation
  134. and multiply resulting Fn(Xn) by the  Favg value given by  PwrStar to get F(X)
  135. at any X.  The interpolation option  [I] does this for you automatically.
  136.  
  137. The program prints out: Pt, X, F(X), F(X) Calc, RESID where:
  138. Pt       : point number
  139. X        : input value of independent variable
  140. F(X)     : input value of dependent variable
  141. F(X) CALC: Value of dependent variable calculate at X from the polynomial fit
  142. RESID    : Residual error = F(X) CALC - F(X)
  143.  
  144. You also get the values A1...A11 for the polynomial coefficients and estimates
  145. of how much error there may be in each one where: F(X) = A1 + A2*X +A3*X*X . .
  146.  
  147. Finally, the correlation coefficient gives you a direct indication of how well
  148. the polynomial fits the data with 1.0 being an exact fit.
  149.  
  150. NOTE:  After a correlation of 1.0 is achieved,  you get NO FURTHER ACCURACY in
  151. the curve fit since IT IS ALREADY EXACT.  PWRSTAR will allow higher order fits
  152. even though a correlation of 1.0 was achieved with  a lower fit.  However, the
  153. numerical method eventually becomes unstable  due to roundoff error, A MACHINE
  154. LIMITATION, and PWRSTAR will crash.  THERE NOTHING WRONG WITH THE PROGRAM!
  155.  
  156. NOTE:  The maximum order of the polynomial will one less than the total number
  157. of data points available.  Therefore for 8 points a  maximum 7th order fit can
  158. be used.
  159.  
  160. OPTION [G]raph:  The purpose of this option is to provide  a QUICK look at how
  161. well the curve fits the data and spot any  problems with  input.  PwrStar will
  162. calculate the proper minimum and maximum for  each axis to maximize use of the
  163. screen.  To use the default values hit  C/R after the defaults are printed for
  164. each axis.  You may also  enter your own axis scale by typing [Y]es when asked
  165. to change?  For each axis  minimum and maximum, hitting  C/R uses the  default
  166. values.  The following values are printed at the bottom of the screen:
  167.  
  168. Horizontal Axis
  169. Left  = Minimum value of X axis      dx = Value of each X axis tick mark
  170. Right = Maximum value of X axis
  171.  
  172. Vertical  Axis
  173. Bottom = Minimum value of F(X) axis  dx = Value of each F(X) axis tick mark
  174. Top    = Maximum value of F(X) axis
  175.  
  176. Starting with version 1.35 you now  have  an  additional  graphics input screen
  177. after selecting the graph option.
  178.  
  179. SubOption [G] or [C/R]: Generates the plot as with previous versions.
  180.  
  181. SubOption [H]orz-Grid : Adds a horizontal grid to the plot.
  182.  
  183. SubOption [V]ert-Grid : Adds a vertical   grid to the plot.  
  184.  
  185. SubOption [B]oth      : Adds a vertical and horizontal grid to the plot.
  186.  
  187. SubOption [N]one      : Removes grids.
  188.  
  189. SubOption [D]ense     : Changes grid density to every DX and DY axis mark.
  190.  
  191. SubOption [S]parse    : Changes grid density to every 5th DX and DY axis mark.
  192.  
  193. SubOption [T]itle     : Allows entry of plot title up to 69 characters long.
  194.  
  195. To get  a graphics dump  of the screen, you  must first  run GRAPHICS.COM from
  196. your DOS diskette or GRAFTRAX.COM  prior  to running PwrStar.  To get a screen
  197. dump run  [G]raph and  hit the  Shift-PrtScr combination when the  bell sounds
  198. indicating  that PwrStar  is waiting  for you to  make your copy.  Hitting C/R
  199. instead will get you back to the Command Menu.
  200.  
  201. **** YOU MUST HAVE A GRAPHICS ADAPTOR INSTALLED FOR THIS OPTION TO WORK *****
  202.  
  203. OPTION [I]nterpolate:   Is used after data have been  entered and a polynomial
  204. fit defined.  Hitting [I]nterpolate  will have PwrStar prompt  you for the new
  205. independent variable X and it will calculate  a new value  of F(X) and ask for
  206. more (Y/N)?  Hitting C/R  or Y makes PwrStar ask for another value and hitting
  207. ESC or N sends it back to the Command Menu.
  208.  
  209. ***** BE VERY CAREFUL WHEN EXTRAPOLATING ******  If the value of X to get F(X)
  210. that you request is not within the bounds ( Xmin <= X <= Xmax ) of  your input
  211. data, then the result could be nonsense.  Before extrapolating use [G]raph  to
  212. evaluate how the  function  you've selected  behaves beyond  the range of your
  213. input where you wish to extrapolate for F(X).   You do this by  specifying the
  214. minimum and maximum values of the X and F(X) axes on the graph.
  215.  
  216. Starting with version 1.35 you now have an  additional option if your computer
  217. has the Color/Graphics Adaptor (CGA) installed.  After selecting [I]nterpolate
  218. you will be asked to select [M]anual or [G]raphic interpolation.
  219.  
  220. SubOption [M]anual : PwrStar will prompt you for X and calculate F(X).
  221.  
  222. SubOption [G]raphic: Pwrstar will draw the  data point, fitted line, and then
  223. turn  on a "Cross-Hairs blinking cursor" near  the center of the screen.  The
  224. X and F(X) values of the curve are displayed on top of the plot.  You can now
  225. use the Left & Right Arrow keys to interactively change X and get a new value
  226. of F(X) displayed. Using Ctrl-Left Arrow or Ctrl-Right Arrow moves the cursor
  227. around faster.
  228.  
  229. Option [Z]ap:  Provides smoothing of X, F(X) or both by using a variable point
  230. number smoothing average.  The only  restrictions are that the  moving average
  231. must be an odd number and equal to or less than the total number of points.
  232.  
  233. Option [S]ave:   Takes whatever  data are  currently in memory and  saves to a
  234. user specified disk file.  This  option should  be run immediately  after data
  235. are input from the keyboard to guard against GREMLINS.   When selecting [S]ave
  236. you will be asked for the name of the disk file.  If it already exists you may
  237. then [O]verwrite, [A]ppend to it, or hit C/R or ESC to  return  to the Command
  238. Menu.  If you use the [A]ppend  option, you  must then modify the file with an
  239. editor because only the first input set will be used by PwrStar.
  240.  
  241. OPTION [P]rint:  Takes whatever data are currently  in memory and sends to the
  242. printer.
  243.  
  244. OPTION [H]elp:  Displays this file interactively.
  245.  
  246. OPTION [Q]uit:  Ends execution.
  247.  
  248. We are anxious to  hear  from you  how to  make  PwrStar  more  useful to  you.
  249. Please  mail  all comments and suggestions through CompuServe EasyPlex mail to
  250. #76167,327 or to:
  251.  
  252.                           HyperStuffWare
  253.                        5019 Silver Arrorw Dr
  254.                        Dayton, oh 45424-4813
  255.  
  256.  
  257. COMPUTERS
  258.  
  259. So far, PwrStar will run on: IBM-PC/XT/Jr, Zenith 148/150, Sanyo MBC-555,
  260. IBM-AT, Compaq II, Leading Edge, Toshiba 1100+
  261.  
  262. KNOWN PROBLEMS
  263.  
  264. Hitting the NumLock key on the Sanyo MBC-555 when PwrStar expects an input will
  265. crash the program - so make sure NumLock is set before running PwrStar.
  266.  
  267. VERSIONS of PwrStar
  268.  
  269.  1.02 : First version released 15 Jun 1986
  270.  
  271.  1.10 : Corrected pesky bug that chomped part of the screen when ending the
  272.         program by hitting  Ctrl-Break.  The  [D]ir option  now defaults to
  273.         *.* on the default drive.   Finally, PwrStar  now clears the screen
  274.         and returns to Black & White when it terminates. 30 June 1986
  275.  
  276.  1.11 : Modified for Leading Edge PC.   PwrStar now determines what type of
  277.         graphics adapter is installed (color or monochrome) and selects the
  278.         colors accordingly. 02 July 1986
  279.  
  280.  1.12 : Improved graphics display. 16 Aug 1986
  281.  
  282.  1.20 : Improved numerical stability of algorithm so PwrStar is unlikely to
  283.         crash when selecting higher order fits; it  was before.  My special
  284.         thanks go to  Mr Lee Holman for identifying the problem and getting
  285.         me to think of a solution.   Mr Holman got  the new version back by
  286.         return mail.  10 September 1986
  287.  
  288.  1.21 : Increased the  number of  input  values to 300 and added check that
  289.         prevents trying to plot integer values not in -32768 to 32767.
  290.         22 November 1986
  291.  
  292.  1.30 : Corrected bug that was generated after modification which normalized
  293.         the input data for greater accuracy.  Also changed plotting logic so
  294.         that actual data and fitted curve values are  plotted instead of the
  295.         normalized values used in versions  1.20 and 1.21.  This option also
  296.         added a smoothing option based on a variable moving average method.
  297.         24 January 1987
  298.  
  299. 1.31 : Changed logic when using [L]sqFit option.  Before, after [L]sqFit was
  300.        selected, the  user could  read a  new file or modify the data and if
  301.        the [G]raph  option was  selected, PwrStar would  erroneously display
  302.        the new data and  the  old function fit.  Now, selecting the [F], [K],
  303.        or [E] options automatically  requires the user to run the [L] option
  304.        if a graph of the curve with the new  data is desired.  This mod also
  305.        changed the logic  used to write the results  to the screen after the
  306.        [L] option is selected.  28 March 1987
  307.  
  308. 1.32 : Minor  logic changes  to the  [Z]ap smoothing option and [G]raph auto
  309.        scale options.   Once the [G]raph  option is  run,  the  caculated or
  310.        user provided minimum  and  maximums are retained.  Entering new data
  311.        or modifying existing data will  reset the scales to those calculated
  312.        by the [G]raph option.  The blinking red user prompt was also changed
  313.        at the request of a registered user.  The [G]raph colors were changed
  314.        to white only to fix contrast problems for EGA users.
  315.  
  316. 1.35:  Minor logic changes  to fix [K]eyboard entry bug generated in version
  317.        1.32.   Added dense or sparse  grids (horizontal and vertical) to the
  318.        [G]raph option.  Also added interactive  [G]raphics option when inter-
  319.        polating data.  14 September 1987
  320.  
  321. 1.36   At the request of registered users,  the [K]eyboard input option was
  322.        expanded  to include an [A]utomatic prompt  and entry of data points
  323.        without having to enter the point number for each point.
  324.        27 September 1987
  325.  
  326. 1.37   Corrected  minor  bug which caused a crash  when viewing a graph and 
  327.        hitting a key with an  extended scan code (such as left arrow) while
  328.        the numlock was in the numeric position.  01 November 1987
  329.  
  330. 1.38   Corrected minor bug which caused problems on AT class machines running
  331.        DOS 3.X while trying to save keyboard entered data before running  the
  332.        [L]sqFit option.  07 December 1987
  333.  
  334. 2.00   Converted PwrStar to Turbo Pascal Version 4.0 and corrected a few minor
  335.        bugs.  This update also added graphics support  for  the CGA, EGA, VGA,
  336.        Hercules, and  other drivers supported by Turbo 4.0.  Two versions  are
  337.        now shipped: PwrStar.88 is the 8088/8086 executable file, PwrStar.87 is
  338.        the 8087 executable file.  18 January 1988
  339.  
  340. 2.11   Corrected minor bug generated in version 2.10.  The  bug  occurred only
  341.        when reading from a saved file where F(X) CALC was negative.
  342.        28 February 1988
  343.  
  344. 2.15   Incorporated graphics device drivers into executable file  to eliminate
  345.        the need to keep the Borland *.BGI files on the same disk.
  346.        12 September 1988
  347.  
  348. 2.16   Improved implementation of numeric coprocessor version which  now runs 5
  349.        to 10 times faster than the 8088 version.  The file  sizes decreased and
  350.        a bug was fixed which kept eating available memory after each call  to a
  351.        plotting option was made.  The 8088/80286 version is now shipped in file
  352.        PwrStr88.EXE and the 8087/80287 version in file PwrStr87.EXE.
  353.        14 September 1988
  354.  
  355. 2.17   Corrected minor bug which occurred when reading back a file where F(X)
  356.        was negative.  24 September 1988
  357.  
  358.  
  359.  
  360.                                            THANKS FOR USING PWRSTAR
  361.  
  362.                                            Hank Hernandez
  363.                                            CompuServe #76167,327
  364.  
  365.                                            HyperStuffWare
  366.                                            5019 Silver Arrow Drive
  367.                                            Dayton, Ohio 45424-4813
  368.