7 версия

mag7.sage

# -*- coding: utf-8 -*-
'''
Оптимизация рейтинга факультета
Даниил Бубнов 10.03.2013

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЙТИНГА С АППРОКСИМАЦИЕЙ МОДУЛЯ
'''
##################################################################
# Читаем данные из файла
import csv
M = list(csv.reader(open('data.csv')))
M = M[1:]
# Читаем названия переменных
names = list(csv.reader(open('data_names.csv')))
# Задаём переменные от x_1 до x_41
n=41;
for i in (range(n)):
      var('x_'+str(i+1));
# максимумы у других факультетов
var('K_1mc K_2mc K_3mc K_4mc K_5mc K_6mc K_7mc K_8mc \
K_9mc K_10mc K_11mc K_12mc K_13mc K_14mc K_15mc')
# промежуточные переменные
var('K_1m K_2m K_3m K_4m K_5m K_6m K_7m K_8m \
K_9m K_10m K_11m K_12m K_13m K_14m K_15m')
# параметр сглаживания
a = 1/100000
# аппроксимация модуля
ma = (a + x^2)^(1/2)
# выражение максимума через модуль
var('xm1 xm2')
xmax=1/2*(ma(xm1-xm2) + xm1 + xm2)

# Задаём константы
C_1 = 1/4
C_2 = 1/10 #0.2
C_3 = 10
C_4 = 1/5
C_5 = 37/100
C_6 = 1/2
C_7 = 1/2
C_8 = 1/10
C_9 = 1
C_10 = 3/10
C_11 = 1/3
C_12 = 1/2
C_13 = 1/5
C_14 = 0
C_15 = 0
C_16 = 1/2
V_1 = 3/4
V_2 = 3/20
V_3 = 1/10
V_4 = 1/5
V_5 = 1/5
V_6 = 3/10
V_7 = 3/10
#V_1 = 1/4
#V_1 = 1/4
#V_1 = 1/4
#V_1 = 1/4
V_8 = 2/5
V_9 = 1/10
V_10 = 1/5
V_11 = 3/10
V_12 = 1/4
V_13 = 3/10
V_14 = 1/10
V_15 = 35/100
W_1 = 35/100
W_2 = 1/10
#W_13 = 1/10
W_3 = 3/10
W_4 = 3/20
# Задаём функции
B = x_14 + C_1 * x_15 + C_2 * x_16
K_1 = (x_1 + C_16*x_2 + C_4*x_4 + C_5*(x_9 + C_16*x_10))/B
K_2 = (x_3 + C_6*x_5)/B
K_3 = (x_6 + C_7 * x_7 + C_5*(x_11+ C_7*x_12))/B
K_4 = x_33/B
K_5 = x_32/B
K_6 = x_34/B
K_7 = x_35/B
#K_131 = x_38
#K_132 = x_39
#K_133 = x_40/B
#K_134 = x_41/B
K_8 = B
K_9 = (x_17 + C_11*x_18)/B
K_10 = x_22 / B
K_11 = (x_20 + C_9*x_23 + C_10*(x_21 + C_9*x_24))/B
K_12 = x_25/B
K_13 = x_26/B
K_14 = (x_27 + C_12*x_28 + C_13 * (x_29 + C_12*x_30))/B
K_15 = (x_36 + C_3*x_37)/B

K_1m = xmax.subs({xm1:K_1, xm2:K_1mc})
K_2m = xmax.subs({xm1:K_2, xm2:K_2mc})
K_3m = xmax.subs({xm1:K_3, xm2:K_3mc})
K_4m = xmax.subs({xm1:K_4, xm2:K_4mc})
K_5m = xmax.subs({xm1:K_5, xm2:K_5mc})
K_6m = xmax.subs({xm1:K_6, xm2:K_6mc})
K_7m = xmax.subs({xm1:K_7, xm2:K_7mc})
K_8m = xmax.subs({xm1:K_8, xm2:K_8mc})
K_9m = xmax.subs({xm1:K_9, xm2:K_9mc})
K_10m = xmax.subs({xm1:K_10, xm2:K_10mc})
K_11m = xmax.subs({xm1:K_11, xm2:K_11mc})
K_12m = xmax.subs({xm1:K_12, xm2:K_12mc})
K_13m = xmax.subs({xm1:K_13, xm2:K_13mc})
K_14m = xmax.subs({xm1:K_14, xm2:K_14mc})
K_15m = xmax.subs({xm1:K_15, xm2:K_15mc})

# 1.1 интеллектуальный потенциал
L_1 = K_1 * V_1 / K_1m + K_2 * V_2 / K_2m + K_3 *\
 V_3 / K_3m
# 1.2 материальная и информационная база
L_2 = K_4 * V_4 / K_4m + K_5 * V_5 / K_5m + K_6 *\
 V_6 / K_6m + K_7 * V_7 / K_7m
# 2.1 подготовка кадров
L_3 = K_8 * V_8 / K_8m + K_9 * V_9 / K_9m + K_10 *\
 V_10 / K_10m + K_11 * V_11 / K_11m
# 2.2 производство и апробация знаний и технологий
L_4 = K_12 * V_12 / K_12m + K_13 * V_13 / K_13m + K_14 *\
 V_14 / K_14m + K_15 * V_15 / K_15m
# потенциал
R_1 = L_1 * W_1 + L_2 * W_2
# активность
R_2 = L_3 * W_3 + L_4 * W_4
# рейтинг
R = R_2 + R_2/R_1*L_1 * W_1 + L_2 * W_2  # + Ks_13 * V_13
def get_data(fac = 4, subs = {}):
    '''
    subs = {'3':{x_1:2}}
    '''
    d = {}
    for i in range(n):
        d[var('x_'+str(i+1))] = float(M[fac][i+2])
    d.update(subs.get(fac, {}))
    return d

# ищем максимальный показатель в группе (среди всех факультетов)
def max_K(subs = {},fac=None):
    '''
    возвращает словарь с числами (максимальными элементами), 
    который можно вставлять в функцию с помощью .subs().
    subs - словарь словарей для замены значений
    '''
    r = {
    'K_1mc' : 0.0,
    'K_2mc' : 0.0,
    'K_3mc' : 0.0,
    'K_4mc' : 0.0,
    'K_5mc' : 0.0,
    'K_6mc' : 0.0,
    'K_7mc' : 0.0,
    'K_8mc' : 0.0,
    'K_9mc' : 0.0,
    'K_10mc' : 0.0,
    'K_11mc' : 0.0,
    'K_12mc' : 0.0,
    'K_13mc' : 0.0,
    'K_14mc' : 0.0,
    'K_15mc' : 0.0 }
    
    for j in range(len(M)):
        if j == fac:
            continue
        d = get_data(j,  subs)
        
        for k,v in r.items():
            temp_max = eval(k[:-2]).subs(d)
            if (temp_max > r[k]): 
                r[k] = temp_max
    result = { var(i) : r[i] for i in r.keys() }
    return result

def eval_K(fac=1):
    '''
    Для оптимизации в магистерской работе
    '''
    k_m = max_K();
    Kas = ['K_1','K_2','K_3','K_4','K_5','K_6','K_7','K_8','K_9',\
'K_10','K_11','K_12','K_13','K_14','K_15']
    result = {}
    for k in Kas:
        d = get_data(fac)
        result[k] = eval(k).subs(d)/k_m[eval(k+'m')]
    return result

def print_evals_K():
    '''
    Запишем все данные в файл
    '''
    some_file = open('K_faculty.txt','w')
    for i in range(len(M)-1):
        k = eval_K(i)
        some_file.write(M[i + 1][1])
        some_file.write('\n')
        for key,value in k.items():
            some_file.write("'" + str(key) + "': \t " + str(value) + "\n")
        some_file.write('\n')

def compute_all_ratings():
    """
    Возвращает список туплов с именами факультетов и значением рейтинга.
    """
    results = []
    for fac in range(len(M)):
        results.append( (M[fac][1], R.subs(get_data(fac)).subs(max_K()) ) )
    results = sorted(results, key = lambda x:x[1], reverse=True)
    return results

def tex_all_ratings(ratings):
    """
    Печатает табличку в \longtable.
    ratings[i][0] - имя факультета,
    ratings[i][1] - значение рейтинга.
    """
    with open('results/rating_all.tex','w') as f:
        f.write('\\begin{longtable}{|c|l|l|}')
        f.write('\\hline\n\\textbf{Место} &  \\textbf{Факультет} & \\textbf{Рейтинг} \\\\\n\\hline \n')
        for i in range(len(ratings)):
            string = str(i+1) + ' & ' + str(ratings[i][0]) + ' & ' + str(ratings[i][1].n(digits=4)) + ' \\\\\n\\hline\n'
            f.write(string)
        f.write('\\end{longtable}')